第二節(jié)普通水泥混凝土組成設(shè)計(jì)第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一此兩者起骨架作用。一、普通水泥混凝土的組成材料水泥水粗集料細(xì)集料此兩者組成水泥漿，起流動(dòng)膠結(jié)作用。

各種材料所占比例見表5-21所示第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一組成成分水泥水砂石空氣占混凝土總體積的（%）10~1515~2020~3335~481~322~3566~481~3表5-21混凝土組成及各組分材料絕對(duì)體積比第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（一）水泥

1、水泥品種選擇

根據(jù)工程的特點(diǎn)、環(huán)境因素、施工條件與氣候選用類型。2、水泥強(qiáng)度等級(jí)考慮混凝土抗壓強(qiáng)度（低強(qiáng)度時(shí)1.1-1.6倍，高強(qiáng)度時(shí)，0.7-1.2倍）。水泥砼路面用水泥的標(biāo)號(hào)與品種選擇，應(yīng)根據(jù)路面的交通等級(jí)所要求的設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度來確定。優(yōu)先選擇高強(qiáng)水泥以縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相匹配第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（二）粗集料

1、強(qiáng)度2、堅(jiān)固性3、級(jí)配

4、最大粒徑的選擇與結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)5、表面特征和形狀6、有害雜質(zhì)含量7、堿活性檢驗(yàn)

第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（三）細(xì)集料1、級(jí)配和細(xì)度模數(shù)（1）級(jí)配混凝土用砂級(jí)配，按0.6mm篩孔的累計(jì)篩余劃分為三個(gè)級(jí)配區(qū)。（2）細(xì)度模數(shù)，粗、中、細(xì)2、有害雜質(zhì)的含量含泥量及泥塊含量

云母含量

輕物質(zhì)含量的顆粒

有機(jī)質(zhì)含量

硫化物與硫酸鹽含量

第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一課后小結(jié)：水泥混凝土的基本組成材料包括粗集料、細(xì)集料、水泥及水。如何控制各項(xiàng)材料的質(zhì)量是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，亦是本次課的重點(diǎn)內(nèi)容。（四）外加劑

外加劑是在混凝土拌和前或拌合時(shí)摻入、摻量不大于水泥質(zhì)量5%（特殊情況下除外），并能按照某些要求改善混凝土性能的物質(zhì)

第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一★組成設(shè)計(jì)內(nèi)容確定原材料：明確強(qiáng)度、和易性、耐久性要求配合比設(shè)計(jì)：確定各組成材料用量★混凝土配合比的常用表示方法以1m3混凝土中各種材料的質(zhì)量表示水泥330kg，水185kg，砂598kg，石子1281kg

以水泥質(zhì)量為1表示其它各項(xiàng)材料用量的相對(duì)關(guān)系表示水泥：砂：石子＝1：1.81：3.88；水灰比＝0.56★水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要步驟

初步配合比→基準(zhǔn)配合比→設(shè)計(jì)配合比→施工配合比二、普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一1、配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）和易性選擇（2）混凝土的配制強(qiáng)度（3）混凝土的耐久性

1)混凝土抗壓配制強(qiáng)度（fcu,0）：fcu,0≥fcu,k＋1.645σ2)混凝土配制抗折強(qiáng)度（fcf,0）：fcf,0＝

k×fcf,k第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2、配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)參數(shù)

（1）水灰比（2）砂率（3）用水量拌合物的性能在水泥漿與集料性質(zhì)一定的前提下，取決于漿集比，也可用單位用水量來表示即用水量。通常根據(jù)強(qiáng)度和耐久性確定水灰比。

礦料骨架的性能，在砂石性質(zhì)一定的前提下，取決于砂與石之間的用量比例?？箟簭?qiáng)度：fcu,28＝Afce（C/W－B）抗折強(qiáng)度：fcf,28＝C＋Dfcef＋EC/W

耐久性校核：最大水灰比第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（1）計(jì)算初步配合比

（2）提出基準(zhǔn)配合比

（3）確定試驗(yàn)室配合比（4）換算工地配合比3、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一1）、初步配合比計(jì)算（以抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)）（1）確定試配強(qiáng)度fcu,0

（2）計(jì)算水灰比

①按強(qiáng)度計(jì)算②復(fù)核耐久性

按耐久性要求，復(fù)核水灰比不得大于表3-12中的規(guī)定。

第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（3）選定單位用水量（mwo）★依據(jù)：坍落度或維勃稠度；碎石或卵石最大粒徑當(dāng)水灰比在0.4～0.8范圍時(shí)，查表（教材P211表5-18）水灰比≤0.4或≥0.8的混凝土及采用特殊成型工藝混凝土用水量應(yīng)通過試驗(yàn)確定流動(dòng)性、大流動(dòng)性混凝土的用水量應(yīng)按下列步驟計(jì)算：①未摻外加劑時(shí)，混凝土的用水量以表5-18中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg的原則計(jì)算。②摻外加劑時(shí)，混凝土用水量按照下式計(jì)算：

mwa=mwo（1－ad）

第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（4）計(jì)算單位水泥用量（mco）①按強(qiáng)度計(jì)算②復(fù)核耐久性

第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（5）選定砂率★依據(jù)：粗集料品種、最大粒徑及水灰比坍落度在10～60mm范圍混凝土砂率，可根據(jù)按表5-19選用坍落度≥100mm的混凝土砂率，應(yīng)在表5-19的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調(diào)整坍落度＜10mm或在60～100mm內(nèi)的混凝土及摻用外加劑和摻合料的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定.第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（6）計(jì)算粗細(xì)集料的單位用量假定砼拌合物的表觀密度為固定值，砼拌合物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度（砂率已知情況下）①質(zhì)量法：（假定表觀密度法）第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一最后提出：

假定砼拌合物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積和砼拌合物中所含空氣體積之總和。在砂率已知的條件下，粗細(xì)集料的單位用量：②體積法（絕對(duì)體積法）第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一水泥混凝土體積組成示意圖絕對(duì)體積法——方程組： 表觀密度法——方程組：第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2）、混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定1)基準(zhǔn)配合比——檢查混凝土拌合物的施工和易性配合比調(diào)整：保持水灰比不變，相應(yīng)調(diào)整用水量或砂率2)設(shè)計(jì)配合比(1)確定水灰比與強(qiáng)度的關(guān)系28d強(qiáng)度檢驗(yàn)：基準(zhǔn)配合比用水灰比W/C，W/C±0.05（0.03）試拌混合料的和易性檢測(cè)符合要求(2)設(shè)計(jì)配合比的確定強(qiáng)度試驗(yàn)由配制強(qiáng)度fcu,0→灰水比C/W圖5-22強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系

設(shè)計(jì)配合比：用水量mw、水泥用量mc、粗細(xì)集料用量mg和ms(3)混凝土組成材料用量的調(diào)整表觀密度計(jì)算值c,c＝mc＋mw＋ms＋mg表觀密度實(shí)測(cè)值c,t

設(shè)計(jì)配合比：水泥：水：砂：石子＝

mc：mw：ms：mg第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)砂、石含水率分別為a%、b%，則施工配合比中各材料單位用量為：3）、施工配合比換算第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一小結(jié)：水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)共分四大步驟：初步配合比設(shè)計(jì)、基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)及施工配合比設(shè)計(jì)。正確掌握各個(gè)步驟的實(shí)質(zhì)是本節(jié)課的關(guān)鍵。第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)外加劑

外加劑是在混凝土拌和前或拌合時(shí)摻入、摻量不大于水泥質(zhì)量5%（特殊情況下除外），并能按照某些要求改善混凝土性能的物質(zhì)

外加劑分類1)按其主要功能分類2)按化學(xué)成分分類

(1)無機(jī)化合物如：早強(qiáng)劑CaCl2和Na2SO4等，主要是無機(jī)電解質(zhì)鹽類

(2)有機(jī)化合物如：表面活性劑類和某些有機(jī)化合物及復(fù)鹽表面活性現(xiàn)象圖

表面活性現(xiàn)象

分子組成特點(diǎn)圖表面活性分子模型

親油端（憎水基）、親水端（親水基）離子型：陽離子型陰離子型非離子型第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一圖3-18表面活性現(xiàn)象圖3-19表面活性分子模型第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一常用混凝土外加劑1)減水劑在不影響混凝土工作性的條件下，具有減水及增強(qiáng)作用外加劑(1)減水劑的品種普通減水劑（具有5％以上減水、增強(qiáng)作用）：木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝減水劑（兼具緩凝功能）：糖蜜類引氣減水劑（兼有引氣作用）高效減水劑（又稱超塑化劑或流化劑，具有12％以上減水、增強(qiáng)作用）：多環(huán)芳香族磺酸鹽類、水溶性樹脂類復(fù)合減水劑：(2)減水劑的作用機(jī)理：發(fā)生在水—水泥的界面上圖

減水劑作用機(jī)理第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一圖3－20減水劑作用機(jī)理示意圖減水劑定向吸附于水泥顆粒表面水泥顆粒相互分散延緩水泥水化第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2)引氣劑經(jīng)攪拌能在混凝土拌和物中引入大量分布均勻的獨(dú)立微小氣泡，以改善其工作性，并在其硬化后能保留微小氣泡以改善其抗凍融耐久性的物質(zhì)⑴引氣劑的主要品種松香熱聚物類、烷基苯磺酸鹽類、脂肪醇磺酸鹽類⑵引氣劑的作用原理：發(fā)生在水—空氣界面上⑶作用功能

增加混合料流動(dòng)性

提高混凝土耐久性

混凝土彈性模量降低

強(qiáng)度有所降低：引氣量以6～8％為宜第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一3)緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)其后期強(qiáng)度無不良影響的外加劑⑴緩凝劑的主要品種：糖類、木質(zhì)素磺酸鹽類、羥基羧基及其鹽類、無機(jī)鹽類、氯鹽類⑵緩凝劑緩凝的機(jī)理：水泥初期水化速度變慢4)早強(qiáng)劑能提高混凝土早期強(qiáng)度并對(duì)后期強(qiáng)度無影響的外加劑⑴早強(qiáng)劑主要品種有：氯鹽類、硫酸鹽類和有機(jī)胺類⑵機(jī)理分析增加水泥漿體中固相比例，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成如：CaCl2＋Ca(OH)2→氧氯化鈣不溶性

Na2SO4＋Ca(OH)2→硫酸鈣高分散性氯鹽類早強(qiáng)劑不得用于大部分鋼筋混凝土工程第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一課堂練習(xí)一、填空題1.水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟是＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。2.水泥混凝土初步配合比確定后，主要檢驗(yàn)混凝土混合料的＿＿＿與＿＿＿是否滿足要求。3.若水泥混凝土混合料坍落度不滿足要求，應(yīng)保持＿＿＿＿＿＿＿不變，適當(dāng)增加或減少＿＿＿＿的用量。4.水泥混凝土配合比應(yīng)滿足的四項(xiàng)基本要求是＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿。第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一5.水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，選擇水灰比的依據(jù)是水泥混凝土的＿＿＿＿與＿＿＿＿。6.水泥混凝土的坍落度愈大，則流動(dòng)性＿＿＿＿；若維勃稠度愈大，則流動(dòng)性＿＿＿＿。7.水泥砼粗集料篩分試驗(yàn)過程中，篩上剩余總質(zhì)量與篩分前總質(zhì)量相差不得超過＿＿＿

8、集料中不同粒徑互相搭配的關(guān)系稱為顆粒級(jí)配。一個(gè)良好的級(jí)配，要求＿＿＿＿最小，同時(shí)＿＿＿＿也不大。前者的目的是要使集料本身最為＿＿＿＿；后者的目的是＿＿＿。第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一二、選擇題1．在滿足和易性要求的條件下，水泥砼的砂率應(yīng)盡量選擇（）。Ａ大值或小值Ｂ大值Ｃ小值Ｄ接近３０％的值2．在滿足強(qiáng)度與耐久性的前提下，水泥砼中的水灰比應(yīng)盡量選擇（）。Ａ接近1的值Ｂ大值Ｃ小值Ｄ接近0.5的值3．若將水泥砼中的砂由中砂改為細(xì)砂，則砂率應(yīng)（）。A減小B增加C不變D增加或減小第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一4．根據(jù)和易性試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整得到的能滿足和易性要求的配合比稱為水泥砼的（）配合比。

A初步B基準(zhǔn)C試驗(yàn)室D工地配合比5．根據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整得到的能滿足力學(xué)性要求的配合比稱為水泥砼的（）配合比。

A初步B基準(zhǔn)C試驗(yàn)室D工地配合比6．道路混凝土的設(shè)計(jì)指標(biāo)為（）強(qiáng)度。A立方體抗壓B軸心抗壓C抗折D劈裂抗拉第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一7．水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)主要參數(shù)為（）。A強(qiáng)度、水灰比、用水量B水灰比、用水量、砂率C強(qiáng)度、水泥用量、砂率D水灰比、水泥用量、強(qiáng)度8．若某水泥混凝土中加入了3%的減水劑，則該砼中減水劑的質(zhì)量是()質(zhì)量的3%。

A水泥B水C集料D砼9．相同條件下，碎石砼比卵石砼流動(dòng)性（）。A大B小C一樣D無法比較第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一10．對(duì)水泥砼流動(dòng)性起決定作用的是（）。A砂率B水泥用量C用水量D水灰比11．采用100×100×100（mm3）的砼試件測(cè)定砼強(qiáng)度時(shí)，最后算出的平均強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，其換算系數(shù)為（）。A0.9B0.95C1.00D1.05第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一三、判斷題1.（）水泥混凝土中當(dāng)集料總用量確定后，如砂率過小，則混凝土流動(dòng)小。2.（）水泥混凝土集料的粒徑愈小，比表面愈大，需水量也愈大。3.（）在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同情況下，水灰比愈小，則水泥石強(qiáng)度愈高。4.（）在水泥品種及其他條件相同的前提下，水灰比愈大，水泥漿用量多，水泥混凝土的干縮愈大。5.（）水泥混凝土各組成材料密度的不同是產(chǎn)生泌水現(xiàn)象的主要內(nèi)因之一。第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一6.（）能使水泥混凝土獲得最大流動(dòng)性的砂率叫