第五

章

水泥混凝土

第五章

水泥混15.1概述由膠凝材料、骨料（粗骨料和細骨料）按適當比例配合，拌和制成的混合物，經(jīng)過一定時間硬化而形成的人造石材，統(tǒng)稱之為混凝土。工程上使用最多的是水泥混凝土。5.1概述由膠凝材料、骨料（粗骨料和細骨料25.1.1混凝土的分類（一）按抗壓強度分類普通混凝土（C10~C60）、高強混凝土（C60～C100）、超高強混凝土（≥C100）。5.1.1混凝土的分類（一）按抗壓強度分類3（二）按表觀密度大小分類（1）重混凝土：0

＞2600kg/m3

，采用重晶石、鐵礦石、鋼屑等重骨料和鋇水泥、鍶水泥等重水泥配制而成。適用于國防核能工程的屏蔽結構，防射線、防輻射。（二）按表觀密度大小分類4（2）普通混凝土：0

=2100~2500kg/m3，用普通天然砂石為骨料配制而成的，建筑工程中常用的混凝土，適用建筑物的各種承重構件。（3）輕混凝土：0

＜1950kg/m3，采用陶粒等輕質(zhì)多孔的骨料，或用發(fā)泡劑、加氣劑形成多孔結構的混凝土。（2）普通混凝土：0=2100~2500kg/m3，用5（三）按膠凝材料分類水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土。（四）按用途分類結構混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防輻射混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、膨脹混凝土。（三）按膠凝材料分類65.1.2混凝土的特點（1）混凝土用料中80%以上的砂石可就地取材，成本低；（2）凝結前具有良好的可塑性，可以按工程結構的要求，澆筑成各種形狀的任意尺寸的整體結構或預制構件；5.1.2混凝土的特點（1）混凝土用料中80%以上的砂石7（3）硬化后有較高抗壓強度和良好的耐久性；（4）混凝土與鋼筋有牢固的粘結力，復合成鋼筋混凝土，加大了混凝土的應用范圍；（5）可利用工業(yè)廢料調(diào)制成不同性能的混凝土，有利于環(huán)境保護；（3）硬化后有較高抗壓強度和良好的耐久性；8（6）抗拉強度低；（7）硬化速度慢，生產(chǎn)周期長；（8）強度波動因素多。在混凝土內(nèi)摻入纖維或聚合物，可大大降低混凝土的脆性；混凝十采用快硬水泥或摻入早強劑、減水劑等，可明顯縮短其硬化周期。嚴格質(zhì)量控制（6）抗拉強度低；95.1.3混凝土的組成及各組成的作用混凝土由水泥、水、砂及石子四種基本材料組成。為節(jié)約水泥或改善混凝土的某些性能，常摻入外加劑和摻合料。外加劑和摻合料逐漸成為混凝土中必不可少的第五種成分。5.1.3混凝土的組成及各組成的作用混凝土由水泥、水10水泥和水構成水泥漿，砂和石子為混凝土的骨料，砂為細骨料，石子為粗骨料，水泥漿和砂構成砂漿。水泥漿的作用：（1）填充砂的孔隙，并包裹砂粒；（2）拌制時在砂、石子之間起潤滑作用，便于施工；（3）填充石子的空隙并包裹石子；（4）水泥漿硬化后形成水泥石，將砂、石膠結成一個整體。水泥和水構成水泥漿，砂和石子為混凝土的骨料，砂為細骨料，石子11骨料的作用：（1）形成混凝土的骨架；（2）對水泥石的體積變形起一定的抑制作用。第五章水泥混凝土ppt課件125.1.5對混凝土的基本要求（1）具有與施工條件相適應的施工和易性；（2）具有符合設計要求的強度；（3）具有與工程環(huán)境相適應的耐久性；（4）材料配比的經(jīng)濟合理性。5.1.5對混凝土的基本要求（1）具有與施工條件相適應的135.2普通混凝土的基本組成材料混凝土是一個宏觀勻質(zhì)，微觀非勻質(zhì)的堆聚結構。水泥漿包裹砂粒，填充砂粒間的空隙形成水泥砂漿，水泥砂漿包裹石子并填充石子間的空隙而形成混凝土。5.2普通混凝土的基本組成材料混凝土是一個宏觀勻145.2.1水泥

（一）水泥品種的選擇一般采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。5.2.1水泥

（一）水泥品種的選擇一般15（二）水泥標號的選擇根據(jù)混凝土設計強度等級選擇，混凝土強度等級高，水泥標號也高。水泥標號=（1.5～2）混凝土強度等級高強混凝土：水泥標號=（0.9～1.5）混凝土強度等級。（二）水泥標號的選擇根據(jù)混凝土設計強度等級選擇，混凝土強度等165.2.2細骨料（砂）

細骨料是粒徑為0.15～4.75mm的骨料。細骨料有天然砂（河砂、海砂、山谷砂等）和人工砂，其中以河砂的質(zhì)量最好。5.2.2細骨料（砂）

細骨料是粒徑為0.15～4.7517（一）顆粒形狀及表面特征1、山谷砂和人工砂的顆粒多棱角，表面粗糙，與水泥粘結較好，混凝土強度較高，但拌和物的流動性較差。2、河砂和海砂的顆粒少棱角，表面光滑，與水泥粘結較差，混凝土強度較低，但拌和物的流動性較好（一）顆粒形狀及表面特征1、山谷砂和人工砂的顆粒多棱角，表面18（二）細骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)：云母、粘土、淤泥、有機物、化合物、輕物質(zhì)等。民用建筑用砂符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》；水工混凝土用砂符合《水工混凝土施工規(guī)范》；水運工程混凝土用砂符合《水運工程混凝土施工規(guī)范》。（二）細骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)：云母、粘土、淤泥、有機物、化19（三）砂的粗細程度與顆粒級配1、砂的粗細程度砂的粗細程度是反映不同粒徑的砂粒，混合后的總體粗細程度。細度模數(shù)Mx是指不同粒徑的砂粒混在一起后的平均粗細程度，用來表示砂的粗細程度。（三）砂的粗細程度與顆粒級配1、砂的粗細程度20第五章水泥混凝土ppt課件21A1、A2、A3、A4、A5、A6—分別為用4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.600mm、0.300mm、0.150mm各篩上累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6—分別為用4.75mm、222粗砂Mx

=3.7~3.1中砂Mx

=3.0~2.3細砂Mx

=2.2~1.6特細砂Mx

=1.5~0.7拌制混凝土以中砂為宜粗砂Mx=3.7~3.1232、砂的顆粒級配砂的顆粒級配指砂不同大小顆粒的搭配情況。單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖2、砂的顆粒級配單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖24方孔篩孔（mm）累計篩余（%）I區(qū)II區(qū)III區(qū)9.5000004.75010~010~010~02.36035~525~015~01.18065~3550~1025~00.60085~7170~4140~160.30095~8092~7085~550.150100~90100~90100~90方孔篩孔累計篩余（%）I區(qū)II區(qū)III區(qū)9.5000004.25（四）砂的物理性質(zhì)1、砂的堆積密度及空隙率（2）砂的堆積密度：自然狀態(tài)：=1400~1600kg/m3密實堆積：

=1600~1700kg/m3（3）空隙率天然河砂的空隙率為40%~45%級配良好河砂的空隙率＜40%（四）砂的物理性質(zhì)1、砂的堆積密度及空隙率262、砂的含水狀態(tài)（1）含水狀態(tài)①干燥狀態(tài)：在不超過110℃的溫度下烘干至恒重，砂含水率為零。②氣干狀態(tài)：砂含水率與大氣濕度相互平衡時的狀態(tài)。2、砂的含水狀態(tài)27③飽和面干狀態(tài)：砂子表面干燥而內(nèi)部孔隙含水達到飽和時的狀態(tài)。飽和面干砂既不從混凝土拌合物中吸取水分，也不放出水分，配制混凝土較好。④濕潤狀態(tài)：砂子不僅內(nèi)部孔隙含水飽和，而且表面也吸附一層自由水。③飽和面干狀態(tài)：砂子表面干燥而內(nèi)部孔隙含水達到飽和時的狀28干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)293、砂的堅固性砂的堅固性是指砂在氣候、環(huán)境變化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。3、砂的堅固性305.2.3粗骨料粗骨料是粒徑>4.75mm的骨料。常用的粗骨料有卵石和碎石。（一）顆粒形狀及表面特征較理想的顆粒形狀：三維長度相等，相近的球形或立方體顆粒。較差的顆粒形狀：三維長度相差較大的針、片狀顆粒。5.2.3粗骨料粗骨料是粒徑>4.75mm的骨料。311、碎石表面粗糙，與水泥石的粘結能力強，混凝土強度高，但和易性差。2、卵石表面光滑，棱角少，與水泥石的粘結能力差，但和易性好。3、針狀、片狀的顆粒使空隙率增大，易被折斷，應限量。1、碎石表面粗糙，與水泥石的粘結能力強，混凝土強度高，但和易32（二）有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)：粘土、淤泥、細屑、有機物、硫化物、硫酸鹽等。民用建筑應符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準為檢驗辦法》；水工混凝土應符合《水工混凝土施工規(guī)范》；水運工程混凝土用砂符合《水運工程混凝土施工規(guī)范》（二）有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)：粘土、淤泥、細屑、有機物、硫化物、硫33（三）最大粒徑及顆粒級配1、最大粒徑（DM）（1）定義

DM是粗骨料公稱粒徑級的上限值。DM愈大，骨料的空隙及表面積愈小，水泥用量愈小，混凝土愈密實，水化熱愈小，收縮愈小。（三）最大粒徑及顆粒級配1、最大粒徑（DM）34（2）混凝土最大粒徑選擇的影響因素①強度

當DM<40，DM↑，混凝土強度↑；當DM>40，DM↑，低強度的混凝土強度上升，高強度的混凝土強度反而降低。大體積的混凝土結構：DM=80~150mm，普通混凝土：DM=20~40mm。（2）混凝土最大粒徑選擇的影響因素352、顆粒級配（1）混凝土級配確定方法連續(xù)級配：由最大粒徑開始，由大到小各粒徑相連，每一粒徑級占適當比例。間斷級配：抽去中間一、二級石子，粒徑不相連，易產(chǎn)生離析，增加施工難度。2、顆粒級配36（2）超、遜徑石子的允許含量超徑：某一級石子中混雜有超過這一級粒徑的石子。超徑石子含量不大于5%遜徑：某一級石子中混雜有小于這一級粒徑的石子。遜徑石子含量不大于10%。（2）超、遜徑石子的允許含量37（三）物理力學性質(zhì)1、堆積密度及空隙率球形或立方體形狀的顆粒且級配良好的粗骨料堆積密度較大，空隙較小。2、吸水率粗骨料的吸水率＜2.5%（三）物理力學性質(zhì)1、堆積密度及空隙率383、強度粗骨料的強度可用巖石立方體強度或壓碎指標兩種方法進行檢驗。（1）極限抗壓強度/混凝土強度不小于1.5，且極限抗壓強度：巖漿巖不小于80MPa，變質(zhì)巖不小于60MPa，沉積巖不小于30MPa。3、強度39（2）壓碎指標將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下粒徑10~20mm的石子裝入標準圓筒內(nèi)，放在壓力機上，在3~5min內(nèi)均勻加載達200KN，其壓碎的細粒（小于2.5mm）占試樣重量的百分率為壓碎指標。（2）壓碎指標404、堅固性有抗凍、耐磨、抗沖擊性能要求的混凝土所用粗骨料，要求測定其堅固性。對嚴寒及寒冷地區(qū)室外且處于干濕變換的混凝土，粗骨料經(jīng)五次循環(huán)的質(zhì)量損失應不大于8%。其它條件下的混凝土骨料經(jīng)五次循環(huán)后的質(zhì)量損失應不大于12%。4、堅固性415.2.4混凝土拌和及養(yǎng)護用水凡可飲用的水均可拌制和養(yǎng)護混凝土，不可用海水、未經(jīng)處理的工廢水、污水及沼澤水。缺乏淡水時，可用海水拌制素混凝土，鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土不能用海水拌制對鋼筋混凝土。5.2.4混凝土拌和及養(yǎng)護用水凡可飲用的水均可拌制和養(yǎng)護425.3新拌混凝土的和易性

混凝土的各組成材料按一定比例配合、拌制成的尚未凝結硬化的混合物，稱為新拌混凝土或混凝土拌合物

5.3新拌混凝土的和易性

混凝土的各組43和易性是混凝土拌合物的施工操作（拌合、運輸、澆灌、搗實）的難易程度和抵抗離析作用程度并能獲得質(zhì)量均勻，密實混凝土的性能。和易性包含流動性、粘聚性、保水性。和易性是混凝土拌合物的施工操作（拌合、運輸、澆442、和易性的含義

（1）流動性流動性是混凝土拌和物在自重或施工振搗的作用下，產(chǎn)生流動，并均勻、密實地填滿模型的性能。流動性反映拌和物的稀稠，關系著施工振搗的難易和澆筑的質(zhì)量。2、和易性的含義

（1）流動性流動性是混凝土拌和物在自重或施45（2）粘聚性（抗離析性）粘聚性是混凝土拌合物在施工過程中互相之間有一定粘聚力，不發(fā)生分層、離析、泌水，保持整體均勻的性能。（2）粘聚性（抗離析性）粘聚性是混凝土拌合物在施工過程中互相46（3）保水性保水性是混凝土拌合物保持水分不易析出的能力?；炷涟韬衔镏械乃?，一部分是保證水泥水化所需水量，另一部分是為使混凝土拌合物具有足夠流動性，便于澆搗所需的水量。（3）保水性保水性是混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。473、和易性的測定（1）坍落度一般常用坍落度來表示常態(tài)混凝土流動性的大小。粘聚性及保水性常根據(jù)經(jīng)驗，通過試驗或施工現(xiàn)場的觀察定性地評定其優(yōu)劣。3、和易性的測定（1）坍落度482）和易性的評定：流動性：坍落度2）和易性的評定：49坍落度10mm～40mm的常稱為低塑性混凝土；50mm～90mm稱為塑性混凝土；100mm～150mm稱為流動性混凝土；大于160mm稱為大流動性混凝土；坍落度小于10mm的稱為干硬性混凝土。坍落度10mm～40mm的常稱為低塑性混凝土；50粘聚性：在坍落的拌合物錐體一側(cè)輕打，若逐漸下沉，表示粘聚性好，如果錐體突然倒塌，部分崩裂，或石子離析則表示粘聚性不好。粘聚性：在坍落的拌合物錐體一側(cè)輕打，若逐漸下沉，表示粘聚性好51保水性：若提起坍落筒后，有較多稀漿從底部析出，拌合物錐體因失漿而骨料外露，表示保水性不好。若提起坍落筒后，無稀漿析出或僅有少量稀漿自底部析出，混凝土錐體含漿飽滿，表示混凝土拌合物保水性良好。保水性：若提起坍落筒后，有較多稀漿從底部析出，拌合物錐體因失52（5）維勃稠度（VB）干硬性混凝土拌合物，采用維勃稠度作為和易性指標。維勃稠度：混凝土拌和物裝入坍落筒內(nèi)，提出坍落筒后，將透明圓盤置于頂面，啟動振動臺，圓盤底面完全為水泥漿布滿所經(jīng)歷的時間。（5）維勃稠度（VB）53維勃稠度（VB）為10s～5s，屬半干硬性混凝土；20s～11s，屬干硬性混凝土；30s～21s，屬特干硬性混凝土；＞31s，屬超干硬性混凝土。維勃稠度（VB）為54三、坍落度指標的選擇坍落度（GB50204-92）（mm）坍落度（DL/T5144-2001）（mm）結構種類指標混凝土類別指標基礎、地面、擋土墻等及其墊層，或配筋稀疏的結構10～30素混凝土或少筋混凝土10～40板、梁和大中型截面的柱子30～50配筋率不超過1%的鋼筋混凝土30～60配筋密列的結構（薄壁、斗倉、筒倉、細柱）50～70配筋率超過1%的鋼筋混凝土50～90配筋特密的結構70～90三、坍落度指標的選擇坍落度（GB50204-92）（mm）554、影響混凝土拌合物和易性的因素

（1）水灰比的影響

水灰比是水與水泥的比值W/C過小，水泥漿干稠，流動性過低，施工困難；W/C過大，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，產(chǎn)生流漿、離析，影響強度。4、影響混凝土拌合物和易性的因素

（1）水灰比的影響56（2）單位用水量的影響水泥漿與骨料間的比例關系，常用單位用水量衡量，即單位體積混凝土的用水量。水灰比不變時，用水量越多，水泥漿愈多，流動性愈大。但水泥漿過多，將出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使粘聚性變差，影響強度和耐久性；過少，則不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料表面，產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象，粘聚性變差。（2）單位用水量的影響水泥漿與骨料間的比例關系，常用單位用水57混凝土的用水量（kg/m3）

拌合物稠度卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）項目指標102031.540162031.540坍落度（mm）10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒徑（mm）58（3）含砂率的影響砂率是指砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分數(shù)。砂率反映新拌混凝土中砂子與石子的相對含量。由于砂子的粒徑遠小于石子，砂率的變動會使骨料的空隙率和總表面積有顯著改變，因而對和易性產(chǎn)生較大影響。（3）含砂率的影響砂率是指砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分數(shù)。59砂率過小，不能形成砂漿潤滑層，流動性差，影響粘聚性、保水性。砂率過大，骨料孔隙率及總表面積大，當水灰比及水泥用量一定時，使拌合物干稠，流動性低；當流動性一定時，使水泥用量顯著增大。砂率過小，不能形成砂漿潤滑層，流動性差，影響粘聚性、保水性。60合理砂率是指在水灰比及水泥用量一定的條件下，使新拌混凝土保持良好的粘聚性和保水性并獲得最大流動性的砂率值。合理砂率是指在水灰比及水泥用量一定的條件下，使新拌混凝土保持61也可以是指新拌混凝土獲得要求的流動性，具有良好的粘聚性及保水性時，而水泥用量最省時的砂率。

也可以是指新拌混凝土獲得要求的流動性，具有良好的粘聚性及保水62砂率參考表

水灰比0.400.450.500.550.600.650.70卵石最大粒徑mm1026~3228~3430~3531~3633~3834~3936~412025~3127~3329~3431~3632~3733~3835~404024~3026~3228~3330~3531~3632~3734~398021~2924~3125~3226~3427~3528~3629~3815020~2621~2822~3023~3224~3325~3426~36碎石最大粒徑mm1630~3532~3733~3835~4036~4138~4339~442029~3431~3632~3734~3935~4037~3238~434027~3229~3430~3532~3733~3835~4036~418023~2925~3226~3427~3628~3729~3930~4015021~2722~2923~3224~3425~3526~3627~38砂率參考表水灰比0.400.450.500.550.60063（4）水泥品種和骨料的性質(zhì)使用礦渣水泥時，保水性較差，使用火山灰水泥時，粘聚性較好，但流動性較小。卵石拌制的拌合物比碎石拌制的流動性好，河砂拌制的拌合物比山砂拌制的流動性好。骨料級配好的混凝土拌合物的流動性也好。（4）水泥品種和骨料的性質(zhì)使用礦渣水泥時，保水性較差，使用火64（5）時間和溫度拌合物拌制后，隨時間的延長而逐漸變得干稠，流動性減小。環(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水泥水化反應加快，拌合物的流動性變差，坍落損失也變快。（5）時間和溫度拌合物拌制后，隨時間的延長而逐漸變得干稠，流655、改善和易性的措施

（1）水灰比一定時，適當增加水泥漿量（2）適宜的水泥品種及摻合料（3）級配良好的骨料，盡量采用較粗的砂、石（4）采用合理砂率5、改善和易性的措施

（1）水灰比一定時，適當增加水泥漿量665.3.2混凝土拌合物的凝結時間混凝土拌合物的凝結時間與所采用的水泥的凝結時間并不相等。水泥品種，環(huán)境溫度、濕度、摻和料、外加劑、水泥的水化反應是影響混凝土凝結時間的主要因素。5.3.2混凝土拌合物的凝結時間混凝土拌合物的凝結時間與67（1）在環(huán)境的溫度、濕度條件相同且摻合料、外加劑也相同的條件，混凝土所用水泥的凝結時間長，則混凝土拌合物凝結時間也相應較長（1）在環(huán)境的溫度、濕度條件相同且摻合料、外加劑也相同的條件68（2）混凝土的水灰比越大，拌和物的凝結時間越長。（3）摻粉煤灰、緩凝劑，凝結時間增長。（4）混凝土所處環(huán)境溫度高，拌和物凝結時間縮短。（2）混凝土的水灰比越大，拌和物的凝結時間越長。69新拌混凝土的凝結時間分為初凝和終凝時間。初凝時間表示施工時間的極限，終凝時間表示混凝土力學強度開始快速發(fā)展。因此，混凝土的初凝時間直接限制了新拌混凝土從機口出料到澆筑完畢的時間。新拌混凝土必須在初凝前澆筑完畢。新拌混凝土的凝結時間分為初凝和終凝時間。705.4混凝土的強度強度是新拌混凝土硬化后的重要力學性質(zhì)，也是混凝土質(zhì)量控制的主要指標。混凝土的強度包括抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度等，其中抗壓強度最大，混凝土也主要用于承受壓力。5.4混凝土的強度強度是新拌混凝土硬化后的重要力學性質(zhì)，71（一）混凝土受壓破壞過程（一）混凝土受壓破壞過程72（二）荷載作用下的變形

1、受壓應力—應變關系Ⅰ階段：σ＜0.3破壞荷載，荷載與變形曲線近于直線，混凝土的變形主要是彈性變形，混凝土內(nèi)的微裂縫和界面裂縫無明顯變化。（二）荷載作用下的變形

1、受壓應力—應變關系Ⅰ階段：73Ⅱ階段：

荷載繼續(xù)增加至（0.7~0.9）破壞荷載。此階段水泥石內(nèi)微裂縫和界面裂縫的數(shù)量、長度及寬度不斷增大，變形速度大于荷載的增加速度，荷載與變形之間不再是線性關系。Ⅱ階段：74Ⅲ階段：荷載繼續(xù)增加達到破壞荷載，混凝土內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定裂縫擴展，混凝土表面出現(xiàn)可見裂縫，變形速度進一步加快。Ⅳ階段：應力達到破壞荷載后，裂縫發(fā)展為貫通裂縫，承載力下降，變形繼續(xù)增加，直到破壞。Ⅲ階段：荷載繼續(xù)增加達到破壞荷載，混凝土內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定裂縫擴75（二）抗壓強度與強度等級抗壓強度用試件破壞時單位面積(m2)上所能承受的壓力（N）表示，單位為Pa、KPa、MPa。

根據(jù)試件形狀的不同，混凝土抗壓強度分為立方體抗壓強度和軸心抗壓強度（長方體）。（二）抗壓強度與強度等級抗壓強度用試件破壞時單位76（1）立方體抗壓強度（fcc）標準立方體（邊長150mm）試件在標準養(yǎng)護條件（20℃±2℃，相對濕度95%以上）下，養(yǎng)護到28d齡期，測得每組三個試件的極限抗壓強度平均值為混凝土標準立方體抗壓強度。（1）立方體抗壓強度（fcc）77當采用非標準尺寸的試件，應將測定結果乘以換算系數(shù)，換算成標準值。采用100mm、200mm、300mm、450mm的立方體試件時，換算系數(shù)分別為0.95，1.05、1.15、1.36。當采用非標準尺寸的試件，應將測定結果乘以換算系數(shù)，換算成標準78（2）混凝土的強度等級根據(jù)混凝土立方體抗壓強度標準值(95%的強度保證率)，將混凝土劃為12個強度等級：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。C25表示立方體抗壓強度標準值為25MPa。（2）混凝土的強度等級79三、混凝土的軸心抗壓強度（fc）混凝土結構形式大部分是棱柱體型或圓柱體型，為了使測得的混凝土強度接近于混凝土結構的實際情況，在混凝土結構計算中都是采用混凝土的軸心抗壓強度作為依據(jù)。三、混凝土的軸心抗壓強度（fc）80我國國家規(guī)范規(guī)定，采用150mm×150mm×300mm的棱柱體標準試件，用標準試驗方法測得的抗壓強度稱為混凝土軸心抗壓強度，又稱為混凝土棱柱體抗壓強度，以表示。我國國家規(guī)范規(guī)定，采用150mm×150mm×300m81用棱柱體標準試件測定的軸心抗壓強比同截面的立方體抗壓強度小。當立方體抗壓強度在10～50MPa時，軸心抗壓強約為立方體抗壓強度的0.70～0.80倍。我國規(guī)范規(guī)定混凝土軸心抗壓強度標準值常取其等于0.67倍的立方體抗壓強度標準值。用棱柱體標準試件測定的軸心抗壓強比同截面的立方體抗壓強度小。82（四）混凝土的抗拉強度（ft）混凝土的抗拉強度很低，一般約為抗壓強度的7%~14%，且隨著混凝土強度的提高，拉、壓強度比值逐漸減小。（四）混凝土的抗拉強度（ft）混凝土的抗拉強度很低，一般約為83抗拉強度與抗壓強度的關系：抗拉強度與抗壓強度的關系：84（五）影響混凝土強度的因素混凝土的破壞型式：①骨料和水泥石分界面上的破壞；②水泥石強度低，水泥石本身破壞；骨料的破壞（可能性很?。┗炷翉姸热Q于：水泥石強度、水泥石與骨料表面的粘結強度（五）影響混凝土強度的因素混凝土的破壞型式：85影響混凝土強度的因素：①水泥強度與水灰比②骨料種類及級配③養(yǎng)護條件與齡期施工因素影響混凝土強度的因素：861、水泥強度與水灰比①水泥標號：水灰比一定時，水泥標號愈高，水泥石強度愈高，混凝土強度也愈高②水灰比：水泥標號相同時，水灰比越小，水泥石強度愈高，與骨料粘結力愈大，混凝土強度就愈高1、水泥強度與水灰比①水泥標號：水灰比一定時，水泥標號愈高87③混凝土強度fcu的經(jīng)驗計算公式fcu=Afce（C/W—B）fce=c·fce,kA、B—與材料品種和施工條件有關的經(jīng)驗系數(shù)c—強度等級富裕系數(shù)：1.0～1.13③混凝土強度fcu的經(jīng)驗計算公式88混凝土抗壓強度經(jīng)驗公式的運用：1、已知水泥強度，估算某一強度混凝土的水灰比2、已知水泥強度和水灰比，估算配制出的混凝土可達到的強度?；炷量箟簭姸冉?jīng)驗公式的運用：892、骨料的種類及級配碎石表面愈粗糙，骨料與水泥砂漿之間粘結力愈大，混凝土的強度愈高。骨料粒形以三維長度相等或相近的球形或立方體形為好。骨料級配愈好，填充愈密實，混凝土強度愈高。2、骨料的種類及級配碎石表面愈粗糙，骨料與水泥砂漿之間粘結力903、施工因素的影響攪拌愈均勻，振搗愈密實，混凝土強度愈高；機械振搗比人工振搗更充分、均勻，混凝土強度更高。3、施工因素的影響攪拌愈均勻，振搗愈密實，混凝土強度愈高；914、養(yǎng)護條件的影響混凝土的養(yǎng)護是混凝土澆筑完畢后，使混凝土在保持足夠濕度和適當溫度的環(huán)境中進行硬化，并增長強度的過程。混凝土強度取決于水泥的水化狀況，受養(yǎng)護條件影響。養(yǎng)護條件是混凝土成型后的養(yǎng)護溫度與濕度。4、養(yǎng)護條件的影響混凝土的養(yǎng)護是混凝土澆筑完畢后，使混凝土在92養(yǎng)護溫度高時，硬化速度較快，養(yǎng)護溫度低時，硬化比較緩慢，當溫度低至0℃以下時，混凝土停止硬化，且有冰凍破壞的危險。養(yǎng)護溫度高時，硬化速度較快，養(yǎng)護溫度低時，硬化比較緩慢，當溫93混凝土澆筑后，應在12小時內(nèi)進行覆蓋草袋，塑料薄膜等；使用硅酸鹽、普通水泥拌制的混凝土，澆水養(yǎng)護時間應不小于7d；使用火山灰水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或摻緩凝劑的混凝土，澆水養(yǎng)護應不小于14天?；炷翝仓?，應在12小時內(nèi)進行覆蓋草袋，塑料薄膜等；94干燥條件下，澆水養(yǎng)護不得少于21d；平均溫度低于5℃時，不得澆水養(yǎng)護，可涂刷保護膜，防止水分蒸發(fā)。干燥條件下，澆水養(yǎng)護不得少于21d；平均溫度低于5℃時，不得95齡期7d28d3m6m1y2y4～5y20y強度0.6～0.7511.251.51.7522.253各齡期混凝土強度的增長值5、齡期的影響

齡強0.6～0.75各齡期混凝土強度的增長值5、齡期的影響96根據(jù)經(jīng)驗，混凝土強度與齡期的對數(shù)成正比：fn/f28=lgn/lg28fn—混凝土nd齡期的抗壓強度，MPaf28—混凝土28d齡期的抗壓強度，Mpan—養(yǎng)護齡期，n>3d根據(jù)經(jīng)驗，混凝土強度與齡期的對數(shù)成正比：97混凝土各齡期相對強度值

水泥品種齡

期7d28d60d90d180d普通硅酸鹽水泥55～65100110115120礦渣硅酸鹽水泥45～55100120130140火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥45～55100115125130混凝土各齡期相對強度值水泥品種齡期7d28d60986、試驗條件對混凝土強度值測定的影響

試件尺寸的影響：試件尺寸越小，試驗的強度值越大。加荷速度的影響：加荷速度越快，測得的強度值偏高。6、試驗條件對混凝土強度值測定的影響試件尺寸的影響：試件尺995.5混凝土的耐久性耐久性：抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持結構的安全，正常使用的能力?；炷恋哪途眯园ǎ嚎?jié)B性、抗凍性、抗沖磨性、抗侵蝕、抗碳化等。5.5混凝土的耐久性耐久性：抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其100（一）混凝土的抗?jié)B性1、定義混凝土的抗?jié)B性是混凝土抵抗有壓介質(zhì)（水、油、溶液等）滲透作用的能力，它是決定混凝土耐久性的重要因素。對地下建筑、水利工程和海港工程等，均要求混凝土有足夠的抗?jié)B性。（一）混凝土的抗?jié)B性1、定義1012、抗?jié)B性的表示方法①抗?jié)B等級：以28d齡期的標準混凝土試件，在標準試驗方法下，以每組六個試件四個未出現(xiàn)滲水時所能承受的最大水壓力值來確定。W2、W4、W6、W8、W10、W12能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水壓力而不滲透。②滲透系數(shù)：越小，抗?jié)B性越強。2、抗?jié)B性的表示方法1023、混凝土滲水原因內(nèi)部存在滲水通道來源：振搗不密實；水泥漿多余水分蒸發(fā)；泌水形成的孔隙和微裂縫。主要影響因素：水灰比3、混凝土滲水原因103水灰比與混凝土抗?jié)B等級的大致關系

水灰比0.45~0.50.5~0.550.55~0.600.60~0.650.65~0.75抗?jié)B等級W12W8W6W4W2水灰比與混凝土抗?jié)B等級的大致關系水灰比0.45~0.50.1044、提高混凝土抗?jié)B性的主要措施（1）選擇合理的水泥品種（2）采用較小的水灰比（3）選擇適宜的骨料粒徑，級配良好且干凈的骨料（4）摻入適量的減水劑、引氣劑、防水劑和粉煤灰等混合材料（5）適當增加砂率（6）加強養(yǎng)護4、提高混凝土抗?jié)B性的主要措施105（二）混凝土的抗凍性1、定義抗凍性是混凝土在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融作用而不破壞，同時不嚴重降低強度的性能。（二）混凝土的抗凍性1、定義1062、表示方法抗凍等級是以28天齡期混凝土標準試件，在吸水飽和狀態(tài)下所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)N來確定。要求其強度降低不超過25%，質(zhì)量損失不超過5%。F50、F100、F150、F200、F300、F4002、表示方法1073、混凝土抗凍等級的選用根據(jù)工程所處環(huán)境，年凍融循環(huán)次數(shù)按有關規(guī)范選用。嚴寒氣候條件、冬季凍融交替次數(shù)多、處于水位變化區(qū)的外部混凝土，以及鋼筋混凝土結構或薄壁結構、受動荷載的結構，均應選用較高抗凍等級的混凝土；3、混凝土抗凍等級的選用108抗凍性好的混凝土，抗溫度變化，抗干濕變化、抗風化等性能也好，因此溫和地區(qū)的水工建筑、民用建筑也應提出抗?jié)B要求?？箖鲂院玫幕炷?，抗溫度變化，抗干濕變化、抗風化等性能也好，1094、影響抗凍性的因素：（1）水泥品種、標號（2）水灰比（3）外加劑、摻合料（4）骨料品質(zhì)4、影響抗凍性的因素：110（四）混凝土的堿骨料反應水泥中的堿類與骨料發(fā)生化學反應，使混凝土發(fā)生不均勻膨脹，造成裂縫，強度模量下降等不良現(xiàn)象，這類堿與骨料發(fā)生的反應統(tǒng)稱堿骨料反應。（四）混凝土的堿骨料反應111發(fā)生堿骨料反應的必要條件：①骨料中含有一定量的活性成分（活性氧化硅）②混凝土中含堿量（K2O及Na2O）較高③混凝土中有水分發(fā)生堿骨料反應的必要條件：112防止堿骨料反應措施：①選擇非活性骨料；②選用低堿水泥，控制混凝土總含堿量；③在混凝土中摻入活性摻合料，抑制堿骨料反應；④在混凝土中摻入引氣劑⑤防止外界水分滲入混凝土內(nèi)部防止堿骨料反應措施：113（五）混凝土的碳化（中性化）1、定義水泥石中的Ca(OH)2與空氣中的CO2，在有水分存在的條件下，發(fā)生反應生成CaCO3，并使混凝土中Ca(OH)2濃度下降，稱為混凝土的碳化。（五）混凝土的碳化（中性化）1、定義1142、碳化對混凝土的不利影響（1）碳化引起混凝土收縮，使混凝土表層產(chǎn)生微細裂縫，嚴重影響混凝土結構的使用壽命。（2）碳化發(fā)展到鋼筋層時，使鋼筋表層的鈍化膜遭到破壞，發(fā)生生銹，最終導致鋼筋混凝土結構的破壞。2、碳化對混凝土的不利影響1154、影響碳化速度的主要因素：（1）環(huán)境中的CO2濃度：濃度越高，碳化速度越快。（2）環(huán)境濕度：環(huán)境的相對濕度在50％～75％時，混凝土的碳化速度最快。4、影響碳化速度的主要因素：1165、減少碳化作用不利影響的措施（1）采用適當?shù)谋Ｗo層（2）合理選擇水泥品種（3）采用水灰比小，單位水泥用量較大的混凝土配合比（4）使用減水劑，改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實度（5）加強施工質(zhì)量控制5、減少碳化作用不利影響的措施117（七）提高混凝土耐久性的主要措施1、嚴格控制水灰比和水泥用量2、組成材料3、適當摻用減水劑和引氣劑4、施工（七）提高混凝土耐久性的主要措施1、嚴格控制水灰比和水泥用量1185.6混凝土的質(zhì)量控制混凝土質(zhì)量是影響混凝土結構可靠性的一個重要因素，為保證結構的可靠性，必須在施工過程的各個工序?qū)υ牧希炷涟韬衔锛坝不蟮幕炷吝M行必要的質(zhì)量控制。混凝土的質(zhì)量用抗壓強度作為評定指標。5.6混凝土的質(zhì)量控制混凝土質(zhì)量是影響混凝土結構119一、混凝土質(zhì)量波動的原因：1、原材料質(zhì)量材料中水泥是影響混凝土強度最重要的因素，如水泥品種、標號的改變、水泥的實際強度，儲存水泥條件及存放時間的長短等均會引起混凝土質(zhì)量的波動。

材料中水泥是影響混凝土強度最重要的因素，如水泥品種、120骨料的產(chǎn)地、骨料級配、骨料質(zhì)量與顆粒形狀均會對混凝土強度產(chǎn)生影響，因此重要的是盡量應用同一產(chǎn)地，同一品種、規(guī)格和級配的骨料，同時注意骨料的堆放應減少級配的變化。外加劑的品種、性能、摻量、摻加方式以及外加劑質(zhì)量的波動均會對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響。骨料的產(chǎn)地、骨料級配、骨料質(zhì)量與顆粒形狀均會對混凝土強度產(chǎn)生1212、配料誤差3、施工工藝(拌和、運輸、澆筑、搗實、溫度與養(yǎng)護)4、試驗誤差2、配料誤差122二、混凝土強度的數(shù)理統(tǒng)計參數(shù)（1）平均值（可代表總體平均值）二、混凝土強度的數(shù)理統(tǒng)計參數(shù)（1）平均值（可代表總體平均值123（2）標準差（可代表總體標準差）（3）離差系數(shù)CV

（2）標準差（可代表總體標準差）124σ和Cv是確定強度分布特性的重要參數(shù)：（1）σ，Cv愈大，強度分布曲線愈矮而寬，質(zhì)量愈不均勻。（2）σ，Cv愈小，強度分布曲線峰值越高越集中，質(zhì)量愈均勻。σ和Cv是確定強度分布特性的重要參數(shù)：（1）σ，Cv125（4）混凝土強度保證率混凝土強度總體中，等于及大于設計強度值出現(xiàn)的概率，稱為強度保證率。

（4）混凝土強度保證率混凝土強度總體中，等于及大于設計強度值126在混凝土施工中，檢驗混凝土強度保證率P是否滿足要求時，其P可由試驗數(shù)據(jù)求得：在混凝土施工中，檢驗混凝土強度保證率P是否滿足要求時，其P可127三、概率度混凝土設計強度等級與平均強度的差值與標準差之比用統(tǒng)計方法計算出混凝土強度總體（或樣本）的平均值和標準差σ，即可得出混凝土的概率度t。三、概率度128混凝土的概率度t與混凝土的強度保證率P有一一對應的關系

混凝土的概率度t與混凝土的強度保證率P有一一對應的關系

129在混凝土強度正態(tài)曲線方程中，令隨機變量，即可變?yōu)闃藴收龖B(tài)分布

在混凝土強度正態(tài)曲線方程中，令隨機變量，130概率度t自t1～＋出現(xiàn)的概率P（t1）=1一（t1）。它相當于圖中陰影面積概率度t自t1～＋出現(xiàn)的概率P（t1）=1一（t1）131t+3.00+2.00+1.000-0.50-0.84-1.00-1.28-1.645-2.00-3.00P（t）0.0010.0230.1590.5000.6900.8000.8410.9000.9500.9770.999不同t值的P（t）值表

t+3.00+2.00+1.000-0.50-0.84-1.1325.6.5混凝土施工質(zhì)量控制圖為了便于及時掌握并分析混凝土質(zhì)量的波動情況，常將質(zhì)量檢驗得到的各項指標：水泥標號、混凝土坍落度、水灰比和強度與樣本序號的關系等，繪成質(zhì)量控制圖。5.6.5混凝土施工質(zhì)量控制圖為了便于及時掌握并分析混凝133（1）以實驗測量的強度值為縱坐標，實驗組次為橫坐標。（2）以立方體抗壓強度的平均值為中心線（3）以為上下警戒線（4）以為上下控制線（1）以實驗測量的強度值為縱坐標，實驗組次為橫坐標。134第五章水泥混凝土ppt課件1355.7普通混凝土的配合比設計混凝土配合比是指混凝土中水泥、砂、石子和水四種主要材料數(shù)量之間的比例關系。配合比設計就是合理確定單位體積混凝土中各組成材料的用量5.7普通混凝土的配合比設計混凝土配合比是指混凝土中水泥136表示方法1、每m3混凝土中各材料的質(zhì)量：如1m3混凝土：水泥300kg、水180kg、砂720kg、石子1200kg；2、以水泥質(zhì)量為1，各材料的質(zhì)量比：如：水泥：砂：石：＝1：2.4：4.0，水灰比=0.60表示方法137（一）混凝土配合比設計的基本要求（1）滿足混凝土施工所要求的和易性;（2）達到混凝土結構設計的強度等級；（3）滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；（4）符合經(jīng)濟原則，節(jié)約水泥，降低成本。（一）混凝土配合比設計的基本要求（1）滿足混凝土施工所要求的138（二）混凝土配合比設計的基本資料1、了解工程設計要求的混凝土強度等級，強度保證率，施工水平，以便確定混凝土配制強度；2、了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求，主要是抗?jié)B、抗凍性要求，以便確定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量；（二）混凝土配合比設計的基本資料1、了解工程設計要求的混凝土1393、了解結構構件斷面尺寸及鋼筋配置情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑，拌合物的坍落度；4、了解混凝土施工方法及管理水平，選擇混凝土質(zhì)量控制的標準差σ，計算配制強度；5、掌握原材料的性能。3、了解結構構件斷面尺寸及鋼筋配置情況，以便確定混凝土骨料的140（三）混凝土配合比設計的步驟1、初步配合比的計算（經(jīng)驗公式或圖表）2、試拌調(diào)整，確定基準配合比（滿足和易性）3、實驗室配合比確定（強度及耐久性）4、施工配合比換算（三）混凝土配合比設計的步驟1、初步配合比的計算（經(jīng)驗公式或1411、初步配合比的計算

（1）配制強度的確定

普通混凝土配制強度：1、初步配合比的計算

（1）配制強度的確定普通混凝土配制強142普通混凝土強度標準差σ0取值混凝土強度等級<C20C20～C35>C35σ0（Mpa）4.05.06.0水工大體積混凝土標準差σ0值

混凝土強度等級≤C9015C9020～C9025C9030～C9035C9040～C9045≥C9050（90d）MPa3.54.04.55.05.5普通混凝土強度標準差σ0取值混凝土強度等級<C20C20～C143（2）確定水灰比A、B選用表

骨料以干燥狀態(tài)為基準骨料以飽和面干狀態(tài)為基準卵

石混凝土碎

石混凝土卵石混凝土碎石混凝土普通水泥礦渣水泥普通水泥礦渣水泥A0.480.460.5390.6080.6370.610B0.330.070.4590.6660.5690.581（2）確定水灰比A、B選用表骨料以干燥狀態(tài)為基準骨料以飽和144水灰比與混凝土抗?jié)B等級的大致關系

水灰比0.45~0.50.5~0.550.55~0.600.60~0.650.65~0.75抗?jié)B等級W12W8W6W4W2水灰比與混凝土抗?jié)B等級的大致關系水灰比0.45~0.50.145抗凍混凝土水灰比要求

抗凍等級F50F100F150F200F300水灰比<0.58<0.55<0.52<0.5<0.45抗凍混凝土水灰比要求抗凍等級F50F100F150F200146（3）確定單位用水量根據(jù)混凝土拌合物坍落度、粗骨料的種類和最大粒徑來選取，參照表初步確定單位用水量。拌合物稠度卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）項目指標102031.540162031.540坍落度（mm）10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195（3）確定單位用水量拌合物稠度卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒147（4）計算混凝土的單位水泥用量根據(jù)已選定的單位用水量、水灰比，計算單位水泥用量水泥用量還應大于規(guī)范規(guī)定的最小水泥用量。（4）計算混凝土的單位水泥用量根據(jù)已選定的單位148（5）選取合理砂率參照表或近似公式初步確定含砂率。水灰比0.400.450.500.550.600.650.70卵石最大粒徑mm1026~3228~3430~3531~3633~3834~3936~412025~3127~3329~3431~3632~3733~3835~404024~3026~3228~3330~3531~3632~3734~398021~2924~3125~3226~3427~3528~3629~3815020~2621~2822~3023~3224~3325~3426~36碎石最大粒徑mm1630~3532~3733~3835~4036~4138~4339~442029~3431~3632~3734~3935~4037~3238~434027~3229~3430~3532~3733~3835~4036~418023~2925~3226~3427~3628~3729~3930~4015021~2722~2923~3224~3425~3526~3627~38（5）選取合理砂率水149（6）計算砂、石用量

①

絕對體積法假定混凝土拌合物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌合物中所含空氣的體積總和。=（6）計算砂、石用量

①絕對體積法假定混凝土拌合物的體積等150（2）假定表觀密度法=（2）假定表觀密度法=1511．初步配合比的試拌、調(diào)整

按初步配合比，稱取拌制0.015～0.030m3混凝土所需的各項材料，按試驗規(guī)程拌制混凝土，測其坍落度，觀察粘聚性及保水性。若和易性不符合要求，則調(diào)整砂率或用水量（保持水灰比不變），再進行拌和試驗，直至符合要求。2、基準配合比1．初步配合比的試拌、調(diào)整2、基準配合比152和易性調(diào)整好后，需測出該新拌混凝土的實際表觀密度和本次拌和時各材料的實際用量。和易性調(diào)整好后，需測出該新拌混凝土的實際表觀密度和本次拌和時153根據(jù)拌和時各材料的實際用量（C’、W’、S’、G’）和實測的該拌合物的表觀密度，按下式計算該混凝土的基準配合比：令根據(jù)拌和時各材料的實際用量（C’、W’、S’、G’）和實測的1543檢驗強度及耐久性，確定實驗室混凝土配合比按基準配合比，制作強度、抗?jié)B、抗凍等試件，標準養(yǎng)護至規(guī)定齡期，進行試驗。如果混凝土的強度、耐久性滿足要求，基準配合比即為實驗室配合比。否則，應將水灰比進行修正，并重新反復做試驗，直至符合要求為止。3檢驗強度及耐久性，確定實驗室混凝土配合比155可以基準配合比為基礎，同時拌制3~5種配合比，進行強度及抗?jié)B性、抗凍性等性能試驗?？勺鞒鰪姸取冶惹€，抗?jié)B等級及抗凍等級—水灰比曲線，從中選出滿足各項技術要求的配合比。可以基準配合比為基礎，同時拌制3~5種配合比，進156對于大型混凝土工程，在確定初步水灰比時，就同時選取3~5個值，對每一水灰比，又選取3~5種含砂率及3~5種單位用水量，組成多種配合比，平行進行試驗并相互校核。通過試驗，繪制水灰比與單位用水量，水灰比與合理砂率，水灰比與強度、抗?jié)B等級、抗凍等級等的關系曲線，并綜合這些關系曲線最終確定實驗室配合比。對于大型混凝土工程，在確定初步水灰比時，就同1574、施工配合比的換算骨料含水率變化時施工料單計算實測工地砂及石子的含水率分別為a%及b%，則混凝土施工配料為：4、施工配合比的換算骨料含水率變化時施工料單計158【例5-1】某房屋為鋼筋混凝土框架工程，混凝土不受風雪等作用，設計混凝土強度等級C30，施工要求坍落度為30～50mm，施工單位無強度歷史統(tǒng)計資料，試設計該混凝土配合比。【例5-1】某房屋為鋼筋混凝土框架工程，混凝土不受風雪等1591.基本資料（1）設計要求：混凝土強度等級為C30，強度保證率為95%，施工單位無強度歷史統(tǒng)計資料，根據(jù)表取σ=5.0MPa；混凝土拌和物坍落度為30~50mm。

（2）所用原材料：1）水泥。根據(jù)該工程情況，選用強度等級42.5MPa的普通水泥。水泥實測強度＝49.3MPa，實測密度ρc＝3150kg/m3。

1.基本資料1602）粗骨料。石灰?guī)r碎石，DM＝40mm，取5～40mm連續(xù)級配，實測表觀密度ρ＝2700kg/m3，松散堆積密度＝1550kg/m3。

3）細骨料。河砂，細度模數(shù)為2.70，屬中砂，級配合格，實測表觀密度2650kg/m3，松散堆積密度＝1520kg/m3。粗細骨料的品質(zhì)均符合規(guī)范的要求，含水狀態(tài)以干燥狀態(tài)為基準。2）粗骨料。石灰?guī)r碎石，DM＝40mm，取5～40m1612．初步配合比計算（1）混凝土施工配制強度計算由配制強度公式有：＝30.0＋1.645×5.0＝38.2MPa2．初步配合比計算162（2）初步確定水灰比（W/C）：由強度公式有＝＝0.57（2）初步確定水灰比（W/C）：163（3）初步估計單位用水量（W）：根據(jù)已知的坍落度值30～50mm，碎石最大粒徑為40mm，查表可得：W=175（kg/m3）（3）初步估計單位用水量（W）：164（3）初步估計砂率[S/（S+G）]：根據(jù)碎石最大粒徑DM=40mm，水灰比＝0.57，查表5-13有=35%（3）初步估計砂率[S/（S+G）]：165（5）計算粗、細骨料用量：由于本例題中已知各材料的密度值，所以按絕對體積法計算為方便。本題未使用引氣劑，可取α＝1.0，則有解上式得：S=683kg/m3；G=1267kg/m3。（5）計算粗、細骨料用量：解上式得：S=683kg/m3；166初步配合比為：C=307kg/m3、

W=175kg/m3、S=683kg/m3、G=1267kg/m3

初步配合比為：1673．試拌調(diào)整，確定基準配合比按初步配合比，稱取拌制0.02m3混凝土所需的各項材料：C=6.14kg、S=13.66kg、G=25.34kg、W=3.50kg。拌制混凝土，測得的坍落度為20mm，需增加水泥漿4%（即水泥0.24kg、水0.14kg）。重新拌和混凝土，測得坍落度為45mm，粘聚性及保水性良好，和易性滿足要求。初步配合比：C=307kg/m3、W=175kg/m3、S=683kg/m3、G=1267kg/m33．試拌調(diào)整，確定基準配合比按初步配合比，168該混凝土各種材料實際用量為：＝6.38kg、=13.66kg、＝25.34kg、＝3.64kg。實測混凝土拌和物表觀密度2430kg/m3，計算得K=49.5716，可算得基準配合比為：C＝316kg/m3、S＝677kg/m3、G=1256kg/m3、W=180kg/m3。即C：S：G：W＝1：2.14：3.97：0.57。該混凝土各種材料實際用量為：＝6.38kg、=13.66kg1694．檢驗強度確定實驗室配合比以基準配合比為基礎，分別拌制不同水灰比的三種混凝土，測定其表觀密度及28d強度，按作圖法求得W/C=0.53。實測混凝土表觀密度=2431kg/m3，可算得，該混凝土的各項材料用量為：C=337kg/m3、S=671kg/m3、G=1244kg/m3、W=179kg/m3。

4．檢驗強度確定實驗室配合比1705.8混凝土外加劑外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，摻入量一般不超過水泥質(zhì)量的5%。外加劑對混凝土性能的良好改善，它在工程中應用的比例越來越大，外加劑已逐漸成為混凝土中必不可少的第五種成分。5.8混凝土外加劑外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入，用以171混凝土外加劑按其主要功能分為四類：1、改善拌合物流動性能（減水劑）2、調(diào)節(jié)凝結硬化性能（緩凝劑、早強劑、速凝劑）3、改善耐久性（防水劑）4、改善其他性能（膨脹劑）混凝土外加劑按其主要功能分為四類：172一減水劑減水劑指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌和用水量的外加劑。按功能分有普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、引氣減水劑等。一減水劑減水劑指在混凝土坍落度基本相同的條件下，173（一）常用的減水劑(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑根據(jù)其所帶陽離子的不同,有木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣)、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）、木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）等。其中木鈣減水劑使用較多。（一）常用的減水劑(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑174木鈣減水劑是由生產(chǎn)紙漿或纖維漿的廢液，經(jīng)生物發(fā)酵提取酒精后的殘渣，再用石灰乳中和、過濾、噴霧干燥而制得的棕黃色粉末。木鈣減水劑是由生產(chǎn)紙漿或纖維漿的廢液，經(jīng)生物發(fā)酵175木鈣減水劑的摻量，一般為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。當保持水泥用量和混凝土坍落度不變時，其減水率為10%~15%，混凝土28d抗壓強度提高10%~20%；若保持混凝土的抗壓強度和坍落度不變，則可節(jié)省水泥用量10%左右；若保持混凝土的配合比不變，則可提高混凝土坍落度80~100mm。木鈣減水劑的摻量，一般為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。176（2）多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑主要成分為萘或萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮和物，又稱萘系減水劑。萘系減水劑的減水、增強效果顯著，屬高效減水劑。（2）多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑177（3）水溶性樹脂系減水劑以水溶性樹脂為主要原料，如三聚氰胺樹脂等。屬于高效減水劑，適用于早強、高強、及流態(tài)混凝土等。（3）水溶性樹脂系減水劑1781．表面活性劑表面活性劑是指在摻入量很少時，即能大大降低溶劑表面張力（界面張力）的物質(zhì)。表面活性劑的分子其一端為易溶于水的親水基團，；另一端為親油基團（憎水基團）。（二）減水劑的作用機理1．表面活性劑（二）減水劑的作用機理179當水中溶有表面活性劑時，活性劑分子常吸附在水-氣界面上，并作定向排列，形成單分子吸附膜，從而顯著降低溶液的表面張力，這種現(xiàn)象稱為表面活性。

當水中溶有表面活性劑時，活性劑分子常吸附在水-氣界面上，并作180減水劑能夠破壞水泥顆粒的絮凝結構，起到分散水泥顆粒的作用，從而釋放絮凝結構中的自由水，增大混凝土拌合物的流動性。雖然，減水劑的種類不同，其對水泥顆粒的分散作用機理也不盡相同，但是，概括起來，減水劑分散減水機理基本上包括以下3個方面。減水劑能夠破壞水泥顆粒的絮凝結構，起到分散水泥顆粒的181①吸附分散作用

①吸附分散作用182②潤滑和潤濕作用

②潤滑和潤濕作用183（3）起泡作用摻減水劑時在機械攪拌作用下使?jié){體內(nèi)引入部分氣泡，這些微細氣泡象滾珠一樣，也有利于水泥漿的流動，增加了新拌混凝土的流動性。（3）起泡作用184使用效果：1、配合比不變，可增加流動性，而不降低混凝土強度；2、流動性和水灰比不變，可減少用水量和水泥用量，節(jié)約水泥；3、流動性和水泥用量不變，可減少用水量，降低水灰比，提高混凝土強度和耐久性。使用效果：185評定減水劑減水效果的指標是采用減水率。減水率是在砂石骨料不變的條件下，保持混凝土流動性及水泥用量不變，摻外加劑的混凝土用水量較不摻外加劑的基準混凝土用水量減少的百分率。評定減水劑減水效果的指標是采用減水率。186（三）減水劑的使用方法

1、先摻法2、同摻法

3、滯水法

4、后摻法

（三）減水劑的使用方法

1、先摻法187(1)先摻法

先摻法主要指將減水劑干粉與水泥混合，然后加入骨料與水一起拌合。該方法省去了減水劑的溶解和儲存、冬季施工時的防凍等工序和設施，使用方便，而且減水劑可在水泥生產(chǎn)中混入，有利于減水劑的推廣和使用。(1)先摻法188(2)同摻法減水劑預先溶解配制成一定濃度的溶液，然后在混凝土攪拌時同水一起摻入。當減水劑濃溶液與水分別同時加入拌合物中使用時，應適當延長攪拌時間。緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑一般摻量較小，為膠凝材料質(zhì)量的千分之幾，摻入此類減水劑時以配成溶液為好，以易于控制摻量的準確性，同時溶液中所含的水分須從拌合水中扣除。(2)同摻法189(3)滯水法滯水法，即在攪拌過程中減水劑滯后于水2～3分鐘加入。當以溶液加入時稱為溶液滯水法，當以干粉加入時稱為干粉滯水法。滯水法能顯著地提高減水劑的塑化作用效果，提高減水劑對水泥的適應性，但與先摻法及同摻法相比，攪拌時間較長。(3)滯水法190(4)后摻法即減水劑是在混凝土攪拌好后經(jīng)過一定的時間，才將減水劑一次或分多次加入到具有一定含水量的混凝土拌合物中，再經(jīng)二次或多次攪拌。后摻法不僅可克服拌合物在運輸途中的分層離析和坍落度損失，且減水劑的塑化作用效果及對水泥的適應性也較高。(4)后摻法191摻減水劑混凝土的配合比設計1、以提高混凝土拌和物的流動性為主要目的時，適當調(diào)整砂率，使粘聚性、保水性合格，保持砂石總量不變，其余材料與基準配合比相同。經(jīng)試拌和調(diào)整，確定出設計配合比。摻減水劑混凝土的配合比設計1、以提高混凝土拌1922、以節(jié)約水泥為主要目的時，保持流動性和水灰比不變。2、以節(jié)約水泥為主要目的時，保持流動性和水灰比不變。1933、以提高混凝土強度及耐久性為主要目的時，流動性和水泥用量不變，降低水灰比和砂率。3、以提高混凝土強度及耐久性為主要目的時，流動性和水泥用量不194二

早強劑能提高混凝土早期強度，并對后期強度無顯著影響的外加劑稱為早強劑。早強劑可加速水化和硬化，縮短養(yǎng)護周期，提前拆模，加快施工進度。適用于冬季施工或緊急搶修工程，以及要求加快混凝土強度發(fā)展的情況。二早強劑能提高混凝土早期強度，并對后期強度無195常用早強劑（1）氯鹽類早強劑主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鐵等。其中氯化鈣早強效果好而成本低，應用最廣。摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~1%，能使混凝土3d強度提高50%~100%，7d強度提高20%~40%。常用早強劑（1）氯鹽類早強劑196（2）硫酸鹽類早強劑主要有硫酸鈉，硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁等。其中硫酸鈉應用較多。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~2%，可使混凝土強度達到設計標準70%的時間縮短一半左右。（2）硫酸鹽類早強劑197（3）有機胺類早強劑主要有三乙醇胺，三異丙醇胺、二乙醇胺等。其中早強效果以三乙醇胺為最佳。摻量為水泥質(zhì)量的0.02%~0.05%，能使混凝土早期強度提高50%左右。（3）有機胺類早強劑198早強劑的作用機理（1）氯鹽類氯鹽的摻入能增加水泥礦物的溶解度，加速水泥礦物的水化速度。但氯鹽易鋼筋銹蝕，在鋼筋混凝土結構中，不宜摻用。早強劑的作用機理（1）氯鹽類199（2）硫酸鹽類以硫酸鈉為例，硫酸鈉摻入后能發(fā)生發(fā)下反應：Na2SO4+Ca(OH)2+2H2OCaSO4.2H2O+2NaOH

所生成的硫酸鈣具有高度分散性，且分布均勻，極易與C3A反應，迅速形成水化硫鋁酸鈣晶體。同時上述反應的發(fā)生也能加快C3S的水化。這就大大加快了混凝土的硬化速度。（2）硫酸鹽類200三

緩凝劑緩凝劑能延長混凝土凝結時間，又不顯著影響混凝土后期強度。適用：高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送混凝土施工以及遠距離運輸?shù)纳唐坊炷?。不適用：日最低氣溫5℃以下施工的混凝土，以及有早強要求的混凝土。三緩凝劑緩凝劑能延長混凝土凝結時間，又不顯著影響混凝土后201作用機理：1、有機類緩凝劑：對水泥顆粒以及水化產(chǎn)物新相表面具有較強的活性作用，吸附于固體顆粒表面，延緩了水泥的水化和漿體結構的形成。2、無機類緩凝劑在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。作用機理：202（1）糖蜜緩凝劑由制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成，其主要成分為已糖鈣、蔗糖鈣等。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.1%~0.3%（粉劑），0.2%~0.5%（水劑），混凝土的凝結時間可延長2~4小時。

常用緩凝劑常用緩凝劑203（2）羥基羧酸及其鹽類緩凝劑一般摻量為水泥質(zhì)量的0.03%~0.1%，混凝土的凝結時間可延長4~10小時。增加混凝土的泌水率，通常與引氣劑一起使用。（2）羥基羧酸及其鹽類緩凝劑204（3）木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝劑一般摻量為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%，混凝土凝結時間可延長2~3小時。（3）木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝劑205四

引氣劑在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡。四引氣劑在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉206引氣劑對混凝土性能的影響（1）改善混凝土拌合物的和易性新拌混凝在摻入引氣劑后，產(chǎn)生大量穩(wěn)定的微小封密氣泡，增加了水泥漿的體積，使新拌混凝土的流動性提高。一般含氣量每增加1%，混凝土坍落度約提高10mm，若保持流動性不變，則可減水約6%~10%。封密微小氣泡阻滯骨料的沉降和水分的上升，使混凝土的泌水性顯著降低。

引氣劑對混凝土性能的影響（1）改善混凝土拌合物的和易性207（2）提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性由于氣泡能隔斷混凝土