第5章混凝土

Chapter5:Concrete2025/11/29第五章混凝土Page:2本章授課內(nèi)容提綱5.1混凝土概述5.2普通混凝土的基本組成材料5.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.4混凝土的外加材料5.5普通混凝土的質(zhì)量控制5.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.7其他品種混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:35.1混凝土概述定義：由膠凝材料、粗細(xì)骨料加水拌合后，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材?，F(xiàn)代混凝土還可根據(jù)需要摻加外加劑或其他摻和料。2025/11/29第五章混凝土Page:45.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（1）按膠結(jié)材分類水泥混凝土、石灰--硅質(zhì)膠結(jié)材（即硅酸鹽混凝土）、石膏混凝土、水玻璃--氟硅酸鈉混凝土；瀝青混凝土、聚合物膠結(jié)混凝土；聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土。

2025/11/29第五章混凝土Page:55.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（2）按照表觀密度大小分：1)重混凝土2)普通混凝土3)輕混凝土①輕骨料混凝土②多孔混凝土(泡沫混凝土、加氣混凝土)③大孔混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:65.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（4）按強(qiáng)度等級(jí)可分為：①普通混凝土：強(qiáng)度等級(jí)為C7.5-C60；②高強(qiáng)混凝土：強(qiáng)度等級(jí)為C60-C100；③超高強(qiáng)混凝土：強(qiáng)度等級(jí)大于C100。2025/11/29第五章混凝土Page:75.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（5）按施工工藝可分為：泵送混凝土噴射混凝土真空脫水混凝土造殼混凝土(裹砂混凝土)碾壓混凝土壓力灌漿混凝土(預(yù)填骨料混凝土)熱拌混凝土太陽能養(yǎng)護(hù)混凝土等2025/11/29第五章混凝土Page:85.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（6）按摻合料可分為：粉煤灰混凝土硅灰混凝土磨細(xì)高爐礦渣混凝土纖維混凝土…2025/11/29第五章混凝土Page:95.1

混凝土概述5.1.1混凝土分類（7）也可按功能或材料分類，如：防水混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土纖維混凝土聚合物混凝土…2025/11/29第五章混凝土Page:105.1

混凝土概述5.1.2混凝土的特點(diǎn)混凝土的優(yōu)點(diǎn)：（1）成型性好（具有良好的塑性）（2）協(xié)調(diào)性好（與鋼筋有牢固的粘結(jié)力）（3）耐久性好（4）適用性好（配制各種不同性質(zhì)、不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土）（5）經(jīng)濟(jì)性好（其組成材料中砂、石等地方材料占80%以上）

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混凝土概述5.1.2混凝土的特點(diǎn)混凝土缺點(diǎn):抗拉強(qiáng)度低，變形能力差，容易開裂，自重大。為彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)可配制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、自應(yīng)力混凝土、聚合物混凝土、纖維混凝土、輕混凝土等。2025/11/29第五章混凝土Page:125.2普通混凝土的基本組成材料基本組分：水泥骨料(砂、石)水現(xiàn)代混凝土：水泥、骨料(砂、石)、水、外加劑、摻合料(礦物外加劑)圖5.1干稠狀態(tài)混凝土和塑性狀態(tài)混凝土的組成與結(jié)構(gòu)2025/11/29第五章混凝土Page:135.2普通混凝土的基本組成材料5.2.1水泥cement(1)水泥品種選擇表5.1常用水泥品種選用參考表表4.8常用水泥的特性及應(yīng)用2025/11/29第五章混凝土Page:145.2普通混凝土的基本組成材料5.2.1水泥cement(2)水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇一般強(qiáng)度混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)一般為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5-2倍。對高強(qiáng)度混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)一般為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.0-1.5倍。對超高強(qiáng)混凝土，選用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥。2025/11/29第五章混凝土Page:155.2普通混凝土的基本組成材料5.2.2拌和與養(yǎng)護(hù)用水water優(yōu)先采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。表5.2水中雜質(zhì)含量限制值(pH值、氯化物、硫酸鹽)2025/11/29第五章混凝土Page:165.2普通混凝土的基本組成材料5.2.3細(xì)骨料fineaggregate——砂sand粒徑在0.15-5mm之間質(zhì)量要求：(1)有害雜質(zhì)粘土淤泥、有機(jī)物、硫化物、天然石膏(硫酸鹽)、煤(含硫磺)、云母等表5.3砂中有害雜質(zhì)限制值(含泥量、堿骨料反應(yīng))表5.7有害雜質(zhì)含量／％2025/11/29第五章混凝土Page:175.2普通混凝土的基本組成材料5.2.3細(xì)骨料(2)顆粒形狀及表面特征天然砂(naturalsand)：河砂、海砂人工砂(artificialsand)：山砂、機(jī)制砂從流動(dòng)性上看，人工砂的顆粒形狀及表面特征不及天然砂好從粘結(jié)力上看，天然砂的顆粒形狀及表面特征不及人工砂好2025/11/29第五章混凝土Page:185.2普通混凝土的基本組成材料5.2.3細(xì)骨料(3)砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配圖5.2骨料顆粒級(jí)配篩分法表5.4累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系表5.5砂級(jí)配區(qū)的規(guī)定圖5.3砂的級(jí)配區(qū)篩分曲線表5.6砂的細(xì)度模數(shù)及級(jí)配評(píng)定(例題)2025/11/29第五章混凝土Page:195.2普通混凝土的基本組成材料5.2.3細(xì)骨料(4)砂的等級(jí)劃分(Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類)表5.7有害雜質(zhì)含量／％表5.8砂質(zhì)量損失／％Ⅰ類砂宜用于C60以上混凝土；Ⅱ類砂宜用于C30-C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類砂宜用于小于C30的混凝土和建筑砂漿。2025/11/29第五章混凝土Page:205.2普通混凝土的基本組成材料5.2.4粗骨料(coarseaggregate)——石子(crushedstone)粒徑大于5mm質(zhì)量要求：(1)有害雜質(zhì)含量(含泥量、針片狀顆粒含量、堿骨料反應(yīng))表5.9碎石中有害雜質(zhì)及針片狀顆粒限制值(2)顆粒形狀及表面特征(碎石、卵石)2025/11/29第五章混凝土Page:215.2普通混凝土的基本組成材料5.2.4粗骨料(3)強(qiáng)度和堅(jiān)固性1)強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度、壓碎指標(biāo))表5.10碎石的壓碎指標(biāo)值表5.11卵石的壓碎指標(biāo)值2)堅(jiān)固性表5.12碎石或卵石的堅(jiān)固性指標(biāo)2025/11/29第五章混凝土Page:225.2普通混凝土的基本組成材料5.2.4粗骨料(4)最大粒徑與顆粒級(jí)配1)最大粒徑2)顆粒級(jí)配(篩分析試驗(yàn))表5.13碎石或卵石的顆粒級(jí)配規(guī)定2025/11/29第五章混凝土Page:235.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)包括：新拌混凝土的和易性混凝土的強(qiáng)度混凝土的變形混凝土的耐久性2025/11/29第五章混凝土Page:245.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1混凝土拌合物的和易性(1)和易性的概念流動(dòng)性粘聚性保水性2025/11/29第五章混凝土Page:25新拌混凝土分層攪拌均勻的混凝土，粗集料、細(xì)集料、水泥漿等分布較均勻砂粒，細(xì)集料石子，粗集料水份水泥漿1.新攪拌好的混凝土，各種原料分布較均勻。2.通過振搗使新拌混凝土密實(shí)，振搗的過程中，粗集料會(huì)下沉，水泥漿和細(xì)集料會(huì)上浮，混凝土?xí)霈F(xiàn)分層。粗集料下沉細(xì)集料上浮表面是多余的水分和水泥漿2025/11/29第五章混凝土Page:26新拌混凝土泌水、離析砂粒石子水份多余水分泌出新拌混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^程中，多余的水分會(huì)泌出流失，若粘聚性不夠，在運(yùn)輸過程中，粗集料和漿體會(huì)分離，產(chǎn)生離析。2025/11/29第五章混凝土Page:275.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1混凝土拌合物的和易性(2)和易性的檢測(流動(dòng)性的檢測)1)坍落度試驗(yàn)圖5.4混凝土拌合物坍落度的測定2)維勃稠度試驗(yàn)(3)流動(dòng)性(坍落度)指標(biāo)的選擇表5.14混凝土澆注時(shí)的坍落度2025/11/29第五章混凝土Page:28

2025/11/29第五章混凝土Page:292025/11/29第五章混凝土Page:305.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1混凝土拌合物的和易性(4)影響和易性的主要因素1)材料品種與用量的影響①水泥品種和細(xì)度：用粉煤灰水泥拌制的混凝土流動(dòng)性最好，保水性和粘聚性也較好。②水泥漿數(shù)量：水泥漿數(shù)量不能太多也不能太少③水灰比：太小、太大都會(huì)影響混凝土性能。(單位用水量與拌合物流動(dòng)性之間有一定的數(shù)量關(guān)系恒定用水量法則)

表5.15混凝土用水量選用表（kg/m3）2025/11/29第五章混凝土Page:31④砂率(sandpercentage)圖5.6砂率與坍落度的關(guān)系曲線(最優(yōu)砂率)圖5.7砂率與水泥漿用量的關(guān)系曲線表5.16混凝土砂率選用表／％砂率的計(jì)算公式

⑤外加劑(減水劑、泵送劑)和摻合料(粉煤灰)5.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2025/11/29第五章混凝土Page:325.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1混凝土拌合物的和易性2)環(huán)境的溫度與濕度的影響環(huán)境的溫度高，空氣濕度小，拌合物水分蒸發(fā)快，坍落度損失大，坍落度小。

2025/11/29第五章混凝土Page:335.3.1混凝土拌合物的和易性3)工藝對和易性(workability)影響拌合好，坍落度(slump)大。5.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2025/11/29第五章混凝土Page:345.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(1)混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)1)混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度2)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值3)強(qiáng)度等級(jí)4)軸心(棱柱體)抗壓強(qiáng)度2025/11/29第五章混凝土Page:355.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(2)混凝土受壓破壞圖5.8混凝土受壓變形曲線圖5.9不同受力階段裂縫示意圖2025/11/29第五章混凝土Page:365.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(3)影響混凝土強(qiáng)度的因素1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比(保羅米公式)圖5.10混凝土強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系2)骨料的種類、質(zhì)量及數(shù)量3)濕度與溫度的影響圖5.11混凝土強(qiáng)度與保持潮濕日期關(guān)系養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土強(qiáng)度的影響

a.圖3－28b.圖5.13、圖5.14、圖5.15、圖5.162025/11/29第五章混凝土Page:375.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)(3)影響混凝土強(qiáng)度的因素4)齡期的影響圖5.12混凝土強(qiáng)度增長曲線圖5.13用32.5普通水泥拌制的混凝土圖5.14用32.5礦渣水泥拌制的混凝土圖5.15用42.5普通水泥拌制的混凝土圖5.16用42.5礦渣水泥拌制的混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:385.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)(3)影響混凝土強(qiáng)度的因素5)試件尺寸、形狀及加荷速度的影響尺寸效應(yīng)：環(huán)箍效應(yīng)缺陷幾率

圖5.17混凝土試件的破壞狀態(tài)尖劈效應(yīng)(試件干濕狀態(tài))加荷速度2025/11/29第五章混凝土Page:395.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(4)提高混凝土強(qiáng)度的主要措施1)選料：水泥、骨料、外加劑、摻合料2)采用機(jī)械攪拌和振搗圖5.18搗實(shí)方法對混凝土強(qiáng)度的影響3)養(yǎng)護(hù)工藝方面混凝土常用養(yǎng)護(hù)方法2025/11/29第五章混凝土Page:405.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(5)混凝土抗拉強(qiáng)度1)軸心抗拉強(qiáng)度2)劈裂抗拉強(qiáng)度圖5.19混凝土劈裂抗拉實(shí)驗(yàn)裝置圖2025/11/29第五章混凝土Page:415.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.2混凝土的強(qiáng)度(6)混凝土抗折強(qiáng)度PLbhF2025/11/29第五章混凝土Page:425.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.3混凝土變形性能(1)化學(xué)收縮(2)濕脹干縮變形圖5.20混凝土的脹縮(3)溫度變形2025/11/29第五章混凝土Page:435.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.3混凝土的變形性能(4)荷載作用下的變形1)彈塑性變形和彈性模量圖5.21混凝土在壓力作用下的應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖5.22混凝土彈性模量2)混凝土的徐變圖5.23混凝土的變形與荷載作用時(shí)間關(guān)系圖3－35素混凝土的標(biāo)準(zhǔn)徐變曲線2025/11/29第五章混凝土Page:445.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.4混凝土的耐久性(1)混凝土耐久性的概念—混凝土在自然環(huán)境及使用條件下經(jīng)久耐用的性能。1)混凝土的抗?jié)B性2)混凝土的抗凍性3)混凝土抗侵蝕性4)混凝土的碳化5)混凝土的堿一骨料反應(yīng)2025/11/29第五章混凝土Page:455.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.4混凝土的耐久性(2)提高混凝土耐久性的主要措施原材料的質(zhì)量、混凝土的密實(shí)度、施工質(zhì)量是三個(gè)主要影響因素提高混凝土的密實(shí)度（W/C與密實(shí)度直接有關(guān)，水泥用量與之間接有關(guān)）表5.17混凝土的最大水灰比和最小水泥用量2025/11/29第五章混凝土Page:465.4混凝土的外加材料外加劑：是在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性質(zhì)的物質(zhì)。摻量很小。一般不大于水泥重量的5%（膨脹劑例外，摻量約10%左右）。礦物外加劑(摻合料、外摻料)：是指在混凝土拌合物中摻入量超過水泥質(zhì)量的5％，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮體積或質(zhì)量變化的外加材料。如粉煤灰、礦渣、硅灰、沸石粉等。

2025/11/29第五章混凝土Page:475.4混凝土的外加材料5.4.1混凝土外摻料(1)粉煤灰1)粉煤灰成品的質(zhì)量要求與等級(jí)表5.18粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)與等級(jí)／％2)粉煤灰摻合料的工程應(yīng)用泵送混凝土、大體積混凝土、低強(qiáng)度混凝土

表5.19粉煤灰取代水泥的最大限量2025/11/29第五章混凝土Page:485.4混凝土的外加材料5.4.1混凝土外摻料(2)?；郀t礦渣粉表5.20礦渣粉技術(shù)要求工程應(yīng)用：大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:495.4混凝土的外加材料5.4.1混凝土外摻料(3)硅灰1)硅灰的化學(xué)成分及主要性能①化學(xué)成分(二氧化硅含量為85％-98％)表5.21我國某些鐵合金廠硅灰的化學(xué)成分②主要性能a.密度2.2g/cm3，堆積密度為250~300kg/m3

b.細(xì)度：粒徑0.1~0.5μm。其比表面積為25—30m2/g，是水泥比表面積(0.3m2／g)的50-100倍。

c.火山灰活性：最高表5.22硅灰及其它摻合料的火山灰活性指標(biāo)2025/11/29第五章混凝土Page:505.4混凝土的外加材料2)硅灰的應(yīng)用技術(shù)①摻用方式及適宜摻量：試配②對混凝土性能的影響a.能防止混凝土拌合物的離析，提高其可泵性b.提高混凝土的抗壓強(qiáng)度表5.23摻硅灰混凝土的抗壓強(qiáng)度c.提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性、抗凍性及耐久性圖5.26不同礦物摻料混凝土凍融膨脹率d.抑制堿—骨料反應(yīng)2025/11/29第五章混凝土Page:515.4混凝土的外加材料5.4.2混凝土外加劑表5.24混凝土外加劑分類圖5.27表面活性劑的分子模型圖5.28表面活性劑的分子在水表面吸附定向排列示意圖2025/11/29第五章混凝土Page:525.4混凝土的外加材料5.4.2混凝土外加劑(1)減水劑1)減水劑的作用機(jī)理①吸附一分散作用

圖5.29水泥絮凝結(jié)構(gòu)示意圖

圖5.30減水劑的作用簡圖②潤滑塑化作用：溶劑化水膜2025/11/29第五章混凝土Page:535.4混凝土的外加材料(1)減水劑根據(jù)使用條件不同，摻減水劑可以產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的效果：a．在原配合比不變的條件下，可增大混凝土拌合物的流動(dòng)性，且不致降低混凝土的強(qiáng)度。b．在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以減少用水量及水泥用量，節(jié)約水泥。c．在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可以減少用水量，從而降低水灰比，使混凝土的強(qiáng)度及耐久性得到提高。2025/11/29第五章混凝土Page:545.4混凝土的外加材料2)減水劑常用品種①木質(zhì)素系減水劑②萘系減水劑③水溶性樹脂減水劑④糖蜜類減水劑⑤復(fù)合減水劑2025/11/29第五章混凝土Page:555.4混凝土的外加材料3)減水劑的使用方法摻量：0.3%~1%不等摻法：同摻、后摻2025/11/29第五章混凝土Page:565.4混凝土的外加材料(2)早強(qiáng)劑1)氯鹽早強(qiáng)劑2)硫酸鹽早強(qiáng)劑3)三乙醇胺[N(C2H4OH)3]早強(qiáng)劑2025/11/29第五章混凝土Page:575.4混凝土的外加材料(3)引氣劑常用的引氣劑為松香熱聚物、松香皂，其摻量十分微小，一般為水泥質(zhì)量的0.5／萬~1.5／萬。

2025/11/29第五章混凝土Page:585.4混凝土的外加材料(4)緩凝劑一般常用摻量在0.03％-0.30％范圍內(nèi)。主要品種有糖類、木質(zhì)素磺酸鹽類、羧基(羧)酸鹽類及無機(jī)鹽類。2025/11/29第五章混凝土Page:595.4混凝土的外加材料(5)泵送劑泵送劑由高效減水劑、緩凝劑、引氣劑和增稠劑等復(fù)合制成。

2025/11/29第五章混凝土Page:605.5普通混凝土的質(zhì)量控制5.5.1混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律——正態(tài)分布圖5.31混凝土強(qiáng)度的正態(tài)分布曲線2025/11/29第五章混凝土Page:615.5普通混凝土的質(zhì)量控制5.5.2混凝土強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)(1)混凝土強(qiáng)度平均值(2)標(biāo)準(zhǔn)差σ(又稱均方差)(3)變異系數(shù)Cv表5.25混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平2025/11/29第五章混凝土Page:625.5普通混凝土的質(zhì)量控制5.5.3混凝土強(qiáng)度保證率圖5.32強(qiáng)度保證率表5.26不同t值的保證率P2025/11/29第五章混凝土Page:635.5.4混凝土的配制強(qiáng)度表5.27σ值／MPa標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混凝土設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度保證率P為95％，查表5.26得t=1.645，則fcu,0=fcu,k+1.645σ

5.5普通混凝土的質(zhì)量控制2025/11/29第五章混凝土Page:645.5普通混凝土的質(zhì)量控制5.5.5強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定(1)統(tǒng)計(jì)法生產(chǎn)長期穩(wěn)定時(shí)強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定用合格判定系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度的評(píng)定表5.28混凝土強(qiáng)度的合格判定系數(shù)(2)非統(tǒng)計(jì)法2025/11/29第五章混凝土Page:655.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.1混凝土配合比的表示方法以每lm3混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量比表示。例如lm3混凝土：水泥300kg，水180kg，砂720kg，石子1200kg，每lm3混凝土總質(zhì)量為2400kg。以各項(xiàng)材料間的質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)。例如，將上例換算成質(zhì)量比為：水泥∶砂∶石=1∶2.4∶4.0，水灰比0.60。2025/11/29第五章混凝土Page:665.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.2混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求①滿足施工所要求的混凝土拌合物的和易性；②滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)；③滿足耐久性要求；④節(jié)約水泥，降低成本。2025/11/29第五章混凝土Page:675.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.3混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)基本參數(shù)水與水泥之間的比例關(guān)系，用水灰比W/C表示；砂與石子之間的比例關(guān)系，用砂率Sp表示；水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系，常用單位用水量來反映(1m3混凝土的用水量)。2025/11/29第五章混凝土Page:685.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.4配合比設(shè)計(jì)方法(1)體積法式中α——混凝土含氣量系數(shù)，在不使用含氣型外加劑時(shí)，α可為1（即含氣量為1%）。2025/11/29第五章混凝土Page:695.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)(2)重量法C0+S0+G0+W0=

0h2025/11/29第五章混凝土Page:705.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.5混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟掌握基本資料：原材料的性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)，混凝土的各項(xiàng)技術(shù)要求，施工方法及管理水平，混凝土結(jié)構(gòu)特征，所處的環(huán)境條件等。(1)初步配合比的計(jì)算—定出水泥、砂、石用量、W/C(2)基準(zhǔn)配合比的確定—試拌調(diào)整和易性(3)實(shí)驗(yàn)室配合比的確定—校核W/C和強(qiáng)度(4)施工配合比—根據(jù)現(xiàn)場砂石含水量修正用水量2025/11/29第五章混凝土Page:715.6普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)5.6.6混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例(1)(2)(1)初步配合比的計(jì)算(2)基準(zhǔn)配合比的確定(3)實(shí)驗(yàn)室配合比的確定(4)現(xiàn)場施工配合比2025/11/29第五章混凝土Page:725.7其他品種混凝土5.7其他品種混凝土5.7.1輕骨料混凝土表5.29輕骨料混凝土用途2025/11/29第五章混凝土Page:735.7其他品種混凝土5.7.2無砂大孔混凝土無砂大孔混凝土是由水泥、粗骨料和水拌制而成的一種不含砂的輕混凝土。是一種大孔輕混凝土。保溫性能好，吸濕性小，收縮小。適宜用作墻體材料。2025/11/29第五章混凝土Page:745.7其他品種混凝土5.7.3特細(xì)砂混凝土(1)配制特細(xì)砂混凝土用砂要求：細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量表5.30特細(xì)砂混凝土用砂含泥量限值(2)特細(xì)砂混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)：干縮率較大，應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù)2025/11/29第五章混凝土Page:755.7其他品種混凝土(3)特細(xì)砂混凝土配制特點(diǎn)1)低砂率2)低流動(dòng)性：細(xì)粒多；易泌水(4)特細(xì)砂混凝土施工：干縮率較大，應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù)2025/11/29第五章混凝土Page:765.7.4纖維混凝土纖維混凝土是一種以普通混凝土為基材，外摻各種短切纖維材料而制成的纖維增強(qiáng)混凝土。目的是為了有效地降低混凝土的脆性，提高混凝土的抗拉、抗裂、抗彎、抗沖擊等性能。用于路面、橋梁、飛機(jī)跑道、管道、屋面板、墻板等。5.7其他品種混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:775.7其他品種混凝土低彈性模量纖維：尼龍纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維(杜拉纖維)等高彈性模量纖維：鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等。2025/11/29第五章混凝土Page:785.7其他品種混凝土5.7.5泵送混凝土泵送混凝土是以混凝土泵為動(dòng)力，通過管道將攪拌好的混凝土混合料輸送到建筑物的模板中去的混凝土。混凝土的可泵性

2025/11/29第五章混凝土Page:795.7其他品種混凝土5.7.6高性能混凝土具有良好的工作性(坍落度大于200mm)，早期強(qiáng)度高而后期強(qiáng)度不倒縮，體積穩(wěn)定性好，耐久性好，在惡劣的使用環(huán)境條件下壽命長和勻質(zhì)性好。2025/11/29第五章混凝土Page:805.7其他品種混凝土高強(qiáng)混凝土：C60-C100超高強(qiáng)混凝土：＞C100流態(tài)混凝土：坍落度大于200mm摻用高效減水劑、超細(xì)活性摻合料等2025/11/29第五章混凝土Page:815.7其他品種混凝土5.7.7道路混凝土(1)水泥：通常采用普通水泥。不用粉煤灰水泥或粉煤灰摻合料。(2)細(xì)骨料(3)粗骨料(4)外加劑：早強(qiáng)劑(5)塌落度一般不超過15cm2025/11/29第五章混凝土Page:825.7.8碾壓混凝土(1)對原材料的技術(shù)要求1)水泥：水化熱低及耐磨性好的水泥2)骨料：3)粉煤灰：作為摻合料用于碾壓混凝土

4)外加劑：緩凝引氣型(2)配合比設(shè)計(jì)：擊實(shí)試驗(yàn)；用維勃綢度儀測定其工作性(3)主要用于水泥混凝土路面，可作一層或兩層式，亦可作為底層，面層采用瀝青混凝土作為抗滑、磨耗層。5.7其他品種混凝土2025/11/29第五章混凝土Page:835.7其他品種混凝土5.7.9智能混凝土（機(jī)敏混凝土）（1）具有應(yīng)力、應(yīng)變和損傷自檢測混凝土；（2）具有溫度分布自診斷混凝土；（3）自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度混凝土；（4）仿生自愈傷混凝土；（5）仿生自生水泥混凝土我校工程院院士黃尚廉教授等，早于1992年開始就廣泛研究了各種機(jī)敏材料及結(jié)構(gòu)。2025/11/29第五章混凝土Page:84規(guī)范更新《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-92)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)2025/11/29第五章混凝土Page:85第5章混凝土思考題(1)普通混凝土的基本組成材料有哪些?各自在混凝土中起什么作用?(2)配制混凝土選擇石子最大粒徑應(yīng)從哪幾方面考慮?(3)簡述減水劑的作用機(jī)理。2025/11/29第五章混凝土Page:86第5章混凝土(4)混凝土和易性包括哪些內(nèi)容?如何判斷混凝土和易性?(5)影響混凝土和易性的主要因素有哪些?(6)混凝土強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)是一回事嗎?為什么?2025/11/29第五章混凝土Page:87第5章混凝土(7)影響混凝土強(qiáng)度的主要因素有哪些?(8)為什么要控制混凝土的最大水灰比和最少水泥用量?2025/11/29第五章混凝土Page:88第5章混凝土(9)甲、乙施工隊(duì)用同樣材料和同一配合比生產(chǎn)C20混凝土。甲隊(duì)生產(chǎn)混凝土的平均強(qiáng)度為24MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為2.4MPa，乙隊(duì)生產(chǎn)混凝土的平均強(qiáng)度為26MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為3.6MPa。①試?yán)L制各施工隊(duì)的混凝土強(qiáng)度分布曲線示意圖。并對比施工質(zhì)量狀況。②哪個(gè)施工隊(duì)的強(qiáng)度保證率大?2025/11/29第五章混凝土Page:89第5章混凝土(10)輕骨料怎樣分類?輕骨料混凝土怎樣分類?(11)配制輕骨料混凝土為什么要加大用水量?與普通混凝土相比輕骨料混凝土施工要注意什么？2025/11/29第五章混凝土Page:90第5章混凝土(12)甲、乙、丙工程的混凝土變異系數(shù)分別為10％、15％、20％，平均強(qiáng)度為23MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C20，求各工程混凝土的標(biāo)準(zhǔn)差和強(qiáng)度保證率。2025/11/29第五章混凝土Page:91第5章混凝土(13)混凝土C20的配合比為1∶2.2∶4.4∶0.58(水泥∶砂∶石子∶水)，已知砂、石含水率分別為：3％、1％。計(jì)算1袋水泥(50kg)拌制混凝土的加水量。2025/11/29第五章混凝土Page:92第5章混凝土(14)混凝土表觀密度為2400kg／m3，水泥用量300kg／m3，水灰比0.60，砂率35％，計(jì)算混凝混凝土土質(zhì)量配合比。ENDOFTHISCHAPTER2025/11/29第五章混凝土Page:93附錄2025/11/29第五章混凝土Page:94混凝土的定義混凝土是由膠凝材料、粗細(xì)骨料(又稱集料)加水拌和后，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。世界上用量最大的人工建筑材料。2025/11/29第五章混凝土Page:95骨料顆粒級(jí)配2025/11/29第五章混凝土Page:96篩分法用一套孔徑(方孔)為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30及0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩篩分。2025/11/29第五章混凝土Page:97砂的累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:98砂級(jí)配區(qū)的規(guī)定2025/11/29第五章混凝土Page:99砂級(jí)配區(qū)篩分曲線0204060801000.150.300.601.182.364.759.50I區(qū)II區(qū)III區(qū)篩孔尺寸/mm過粗砂區(qū)過細(xì)砂區(qū)1.粗砂區(qū)2.中砂區(qū)3.細(xì)砂區(qū)2025/11/29第五章混凝土Page:100砂的細(xì)度模數(shù)2025/11/29第五章混凝土Page:101例題篩孔尺寸mm甲（累計(jì)篩余%乙（累計(jì)篩余%）混合砂（1:1混合）4.752.361.180.600.300.1500450709510407080909752037658096Mx2.193.632.87級(jí)配評(píng)定2區(qū)，1.18mm篩上累計(jì)篩余超出6%，不合格1區(qū)，1.18mm、2.36mm篩上累計(jì)篩余超出總量10%，不合格2區(qū)，級(jí)配良好2025/11/29第五章混凝土Page:102堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)是指當(dāng)水泥中含堿量(K2O，Na2O)較高，又使用了活性骨料(主要指活性SiO2)，水泥中的堿類便可能與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，在骨料表面生成復(fù)雜的堿一硅酸凝膠。這種凝膠體吸水時(shí)，體積會(huì)膨脹，從而改變了骨料與水泥漿原來的界面，所生成的凝膠是無限膨脹性的，會(huì)把水泥石脹裂。引起堿骨料反應(yīng)的必要條件是：①水泥超過安全含堿量(以Na2O計(jì)，為水泥質(zhì)量的0.6％)；②使用了活性骨料；③水。

2025/11/29第五章混凝土Page:103粗骨料的巖石立方體強(qiáng)度50mm×50mm×50mm的立方體(或直徑與高均為50mm的圓柱體)試件，在水飽和狀態(tài)下，測其極限抗壓強(qiáng)度。巖石的極限抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于混凝土強(qiáng)度的1.5倍。同時(shí)，火成巖試件的強(qiáng)度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖不宜低于60MPa，水成巖不宜低于30MPa。2025/11/29第五章混凝土Page:104粗骨料的壓碎指標(biāo)

將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下10—20mm的石子裝入一標(biāo)準(zhǔn)圓筒內(nèi)，在壓力機(jī)上經(jīng)160—300s內(nèi)均勻地加荷到200kN；卸荷后稱出試樣質(zhì)量G0，然后用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的碎粒，稱取試樣的篩余量G1，則壓碎指標(biāo)值按下式計(jì)算：2025/11/29第五章混凝土Page:105粗骨料的堅(jiān)固性用硫酸鹽浸泡法來檢驗(yàn)，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)定。2025/11/29第五章混凝土Page:106粗骨料的最大粒徑條件允許時(shí)應(yīng)盡可能把石子選得大一些。

從結(jié)構(gòu)的角度規(guī)定，混凝土用粗骨料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1／4；同時(shí)不得超過鋼筋間最小凈距的3／4。對混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1／2，且不得超過50mm。從泵送的角度，粗集料最大粒徑與輸送管徑之比為：泵送高度在50m以下時(shí)，對碎石不宜大于1∶3，對卵石不宜大于1∶2.5；泵送高度在50～100m時(shí)，宜為1∶3～1∶4；泵送高度在100m以上時(shí)，宜為1∶4～1∶5。目前所有工地常用5～20mm的碎石。2025/11/29第五章混凝土Page:107混凝土拌合物的和易性的概念和易性，又稱工作性。是指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí))并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。

2025/11/29第五章混凝土Page:108混凝土拌合物的流動(dòng)性流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。2025/11/29第五章混凝土Page:109混凝土拌合物的粘聚性粘聚性是指混凝土拌合物具有一定的粘聚力，在施工、運(yùn)輸及澆筑過程中，不致出現(xiàn)分層離析，使混凝土保持整體均勻的性能。2025/11/29第五章混凝土Page:110混凝土拌合物的保水性保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。2025/11/29第五章混凝土Page:111混凝土拌合物坍落度的測定(附動(dòng)畫)2025/11/29第五章混凝土Page:1122025/11/29第五章混凝土Page:113維勃稠度試驗(yàn)2025/11/29第五章混凝土Page:114混凝土用水量選用表2025/11/29第五章混凝土Page:115砂率砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。2025/11/29第五章混凝土Page:116砂率與坍落度的關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:117砂率與水泥用量的關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:118混凝土砂率選用表/%本表適用于坍落度10—60mm的混凝土。坍落度若大于60mm或小于10mm，應(yīng)相應(yīng)增加或減少砂率。

2025/11/29第五章混凝土Page:119砂率的計(jì)算公式式中：ρs0——砂子堆積密度，kg／m3；

ρg0——石子堆積密度，kg／m3；

P空——空隙率；

α——砂子富余系數(shù)(1.1-1.4)。2025/11/29第五章混凝土Page:120混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度

(standardcubecompressivestrength)以邊長為150mm的立方體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，測定其抗壓強(qiáng)度來確定。邊長為100mm的立方體試件，應(yīng)乘以強(qiáng)度換算系數(shù)0.95邊長為200mm的立方體試件，應(yīng)乘以強(qiáng)度換算系數(shù)1.05。

2025/11/29第五章混凝土Page:121混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指具有95％強(qiáng)度保證率的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度值，也就是指在混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過5％。2025/11/29第五章混凝土Page:122混凝土強(qiáng)度等級(jí)(strengthgrading)混凝土強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)來確定，用符號(hào)C表示，劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C70、C80等。

2025/11/29第五章混凝土Page:123軸心(棱柱體)抗壓強(qiáng)度(附動(dòng)畫)150mm×l50mm×300mm的棱柱體作為軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件。采用100mm×100mm×300mm棱柱體試件，最后計(jì)算強(qiáng)度值時(shí)，乘以相應(yīng)的尺寸換算系數(shù)(0.95)。棱柱體試件抗壓強(qiáng)度與立方體試件抗壓強(qiáng)度之比為0.7-0.8。一般取0.76。(原因)

2025/11/29第五章混凝土Page:125保羅米公式fcu28=Afce(C／W-B)式中fcu28——混凝土28d齡期立方體抗壓強(qiáng)度，MPa；

fce——水泥實(shí)際強(qiáng)度，MPa，可通過試驗(yàn)測定，也可根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2000)規(guī)定取富余系數(shù)Kc=1.13，按fce=1.13×計(jì)算；

——水泥強(qiáng)度等級(jí)，MPa；

C——每立方米混凝土中水泥用量，kg；

W——每立方米混凝土中用水量，kg；

A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種、水泥品種和施工方法有關(guān)，當(dāng)原材料與工藝措施相同時(shí)，A、B可視為常數(shù)值。碎石：A=0.46，B=0.07；卵石：A=0.48，B=0.33。當(dāng)材料的品種和質(zhì)量不同時(shí)，應(yīng)盡可能結(jié)合工程實(shí)際通過試驗(yàn)求得數(shù)據(jù)。2025/11/29第五章混凝土Page:126混凝土強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:127骨料對強(qiáng)度的影響骨料強(qiáng)度高，混凝土強(qiáng)度高骨料與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度高，混凝土強(qiáng)度高。在相同水泥強(qiáng)度等級(jí)及相同水灰比的條件下，碎石混凝土的強(qiáng)度較卵石混凝土高。2025/11/29第五章混凝土Page:128混凝土強(qiáng)度與保持潮濕日期關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:129養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土強(qiáng)度的影響(1)2025/11/29第五章混凝土Page:130養(yǎng)護(hù)溫度和齡期對混凝土強(qiáng)度的影響2025/11/29第五章混凝土Page:131混凝土強(qiáng)度增長曲線2025/11/29第五章混凝土Page:132環(huán)箍效應(yīng)試件受壓面與試驗(yàn)機(jī)承壓板(鋼板)之間存在著摩擦力，當(dāng)試件受壓時(shí)，承壓板的橫向應(yīng)變小于混凝土試件的橫向應(yīng)變，因而承壓板對試件的橫向膨脹起約束作用。這種約束作用通常稱為“環(huán)箍效應(yīng)”。

2025/11/29第五章混凝土Page:133混凝土試件的破壞狀態(tài)2025/11/29第五章混凝土Page:134尖劈效應(yīng)在持續(xù)加載下，混凝土中裂縫的擴(kuò)展對水的存在反應(yīng)敏感（尖劈效應(yīng)）。干燥的混凝土試件要經(jīng)歷更長時(shí)間才斷裂破壞（荷載更大）；而水飽和混凝土試件裂縫擴(kuò)展更迅速，于是在較低的荷載下便斷裂破壞了。這可能是飽水的混凝土在裂縫擴(kuò)展時(shí)，有應(yīng)力腐蝕作用存在（因有害液體或氣體的侵入使材料結(jié)構(gòu)受到削弱，而使材料在較低應(yīng)力下斷裂叫應(yīng)力腐蝕）。

2025/11/29第五章混凝土Page:135養(yǎng)護(hù)混凝土常采用的方法（1）自然養(yǎng)護(hù)，溫度隨氣溫變化可聽其自然，而濕度必須充分，一般采用灑水保濕；（2）蒸汽養(yǎng)護(hù)，有常壓(40℃～100℃)蒸汽養(yǎng)護(hù)（蒸養(yǎng)）和高壓(160℃～210℃)蒸汽養(yǎng)護(hù)（蒸壓）兩種。（3）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，是將混凝土置于溫度為20℃±2℃、濕度為相對濕度95％以上的條件下養(yǎng)護(hù)。2025/11/29第五章混凝土Page:136軸心抗拉強(qiáng)度用“∞”字形試件或棱柱體試件直接測定。試件夾頭附近的局部破壞很難避免，而且外力作用線與試件軸心方向不易一致，試驗(yàn)難度較大，試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。內(nèi)應(yīng)力2025/11/29第五章混凝土Page:137劈裂抗拉強(qiáng)度2025/11/29第五章混凝土Page:138化學(xué)收縮(chemicalshrinkage)水泥水化后生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，而使混凝土產(chǎn)生收縮；這種收縮稱為化學(xué)收縮。2025/11/29第五章混凝土Page:139濕脹干縮2025/11/29第五章混凝土Page:140熱脹冷縮△L=aL△t式中：△L——混凝土結(jié)構(gòu)長度變化，m；

L——混凝土結(jié)構(gòu)長度，m；△t——溫差，℃；

a——混凝土溫度變形系數(shù)。

a=10×10-6/℃即溫度每升降1℃，每米脹縮0.01mm

2025/11/29第五章混凝土Page:141混凝土在壓力作用下的應(yīng)力—應(yīng)變曲線AC卸荷應(yīng)力應(yīng)變曲線呈直線有殘余變形2025/11/29第五章混凝土Page:142初始彈性模量Ec=tanα0

割線彈性模量

切線彈性模量

混凝土彈性模量(elasticitymodulus)2025/11/29第五章混凝土Page:143混凝土的變形與荷載作用時(shí)間關(guān)系2025/11/29第五章混凝土Page:144素混凝土的標(biāo)準(zhǔn)徐變(creepdeformation)曲線2025/11/29第五章混凝土Page:145混凝土的抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B標(biāo)號(hào)表示?？?jié)B標(biāo)號(hào)是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)，以所能承受的最大水壓力確定，分為P2、P4、P6、P8、P10、P12等，它們分別表示試件出現(xiàn)滲水時(shí)的最大壓力為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa。

2025/11/29第五章混凝土Page:146混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性，常用抗凍等級(jí)來表示?？箖龅燃?jí)是以28d齡期的混凝土試件，在水飽和狀態(tài)下所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)而確定的?；炷恋目箖龅燃?jí)分為：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九個(gè)等級(jí)。分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為：10、15、25、50、100、150、200、250、300。例如，混凝土試件經(jīng)50次凍融循環(huán)后，強(qiáng)度降低不超過25％，質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)，它的抗凍等級(jí)就達(dá)到F50。

2025/11/29第五章混凝土Page:147混凝土抗侵蝕性混凝土可能因化學(xué)介質(zhì)的作用而遭受腐蝕。一般來說，化學(xué)腐蝕破壞的形式不外乎：水泥石中某些組分被介質(zhì)溶解；介質(zhì)與水泥石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的生成物是溶于水的；化學(xué)反應(yīng)后生成物體積與反應(yīng)前比顯著增大，即體積膨脹?；瘜W(xué)腐蝕介質(zhì)主要指流動(dòng)的淡水、某些鹽類、酸類、堿類的溶液、海水等?；炷潦苓@些介質(zhì)作用后是如何遭受破壞的，已在《水泥》一章中敘述。2025/11/29第五章混凝土Page:148混凝土的碳化(carbonation)混凝土的碳化作用是空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣在有水存在的條件下發(fā)生化學(xué)作用，生成碳酸鈣和水。碳化過程是二氧化碳由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴(kuò)散的過程。碳化對混凝土最主要的影響是使混凝土的堿度降低，減弱了對鋼筋的保護(hù)作用，可能導(dǎo)致鋼筋銹蝕。碳化還會(huì)引起混凝土收縮(碳化收縮)，容易使混凝土的表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫。

2025/11/29第五章混凝土Page:149混凝土的堿一骨料反應(yīng)使用低堿水泥（即等當(dāng)量Na2O含量小于或等于0.6%）將砼的總堿含量控制在足夠低（如每立方米砼中等當(dāng)量Na2O含量小于3kg）

2025/11/29第五章混凝土Page:150粉煤灰粉煤灰是以燃煤發(fā)電的火力發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢渣。磨成一定細(xì)度的煤粉在煤粉鍋爐中燃燒后（爐膛內(nèi)溫度高達(dá)1100℃～1500℃），由吸塵器負(fù)壓抽風(fēng)收集的細(xì)飛灰（FlyAsh）稱為粉煤灰。2025/11/29第五章混凝土Page:151粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)與等級(jí)2025/11/29第五章混凝土Page:152?；郀t礦渣粉高爐礦渣是煉鐵過程中的廢渣。在高爐煉鐵時(shí)，鐵礦石、燃料及溶劑礦物（石灰石或白云石），在冶煉條件下氧化鐵還原成金屬鐵，溶劑礦物分解后產(chǎn)生的氧化鈣與礦石中雜質(zhì)SiO2、Al2O3等相熔并互相作用生成為一種熔融液的非金屬物，其密度比鐵水小，熔融液的ρ＝2.5～2.8，而鐵水的ρ＝7.0～8.0，它易與鐵水相分離，爐子的下方排出鐵水，而爐子上方排出熔融液，經(jīng)水淬后呈粒狀的高爐礦渣。

2025/11/29第五章混凝土Page:153礦渣粉技術(shù)要求2025/11/29第五章混凝土Page:154硅灰硅灰是鐵合金廠回收的廢灰，在采用電爐煉制硅鐵時(shí)，由爐煙所濾收集的煙灰，其主要成分是二氧化硅，故稱之硅灰。硅灰中的非晶態(tài)的SiO2含量大于90％；硅灰顆粒為微細(xì)球形，平均粒徑為0.1μm，比表面積為2萬cm2/g～3萬cm2/g，比普通水泥所要求的細(xì)度小近百倍，而密度又較小，約為2.2g／cm3左右。

2025/11/29第五章混凝土Page:155常用混凝土外加劑分類2025/11/29第五章混凝土Page:156表面活性劑的分子模型2025/11/29第五章混凝土Page:157表面活性劑的定向排列2025/11/29第五章混凝土Page:158水泥絮凝結(jié)構(gòu)示意圖2025/11/29第五章混凝土Page:159減水劑的作用簡圖2025/11/29第五章混凝土Page:160混凝土強(qiáng)度的正態(tài)分布曲線曲線矮而寬，表示強(qiáng)度數(shù)據(jù)的離散程度大，說明施工控制水平差；曲線窄而高，說明強(qiáng)度比較集中，波動(dòng)小，混凝土的均勻性好，施工水平較高。

2025/11/29第五章混凝土Page:161混凝土強(qiáng)度平均值2025/11/29第五章混凝土Page:162標(biāo)準(zhǔn)差2025/11/29第五章混凝土Page:163變異系數(shù)2025/11/29第五章混凝土Page:164強(qiáng)度保證率2025/11/29第五章混凝土Page:165不同t值的保證率P2025/11/29第五章混凝土Page:166生產(chǎn)長期穩(wěn)定時(shí)強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定①當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C20時(shí)mfcu≥fcu,k+0.7σ0fcu,min≥fcu,k—0.7σ0fcu,min≥0.85fcu,k②當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)>C20時(shí)mfcu≥fcu,k+0.7σ0fcu,min≥fcu,k—0.7σ0fcu,min≥0.90fcu,k式中：mfcu——同一驗(yàn)收批試塊的平均強(qiáng)度，MPa；

fcu,k——混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，MPa；

σ0——同一驗(yàn)收批試塊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；

fcu,min——同一驗(yàn)收批強(qiáng)度的最小值，MPa2025/11/29第五章混凝土Page:167用合格判定系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度的評(píng)定mfcu-λ1σ0≥0.9fcu,kfcu,min≥λ2fcu,k式中：σ0——同一驗(yàn)收批試塊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；當(dāng)σ0計(jì)算值小于0.06fcu,k時(shí)，取σ0=0.06fcu,k；

λ1、λ2——合格判定系數(shù)(表5.28)。

2025/11/29第五章混凝土Page:168零星混凝土的非統(tǒng)計(jì)法評(píng)定mfcu≥1.15fcu,kfcu,min≥0.95fcu,k2025/11/29第五章混凝土Page:169混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例(1)某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受風(fēng)雪等作用。施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0MPa。所用材料：42.5普通硅酸鹽水泥，實(shí)測28d強(qiáng)度48MPa，ρc=3.15g／cm3；中砂，符合Ⅱ區(qū)級(jí)配，ρ0s=2.6g／cm3；碎石，粒級(jí)5-40mm，ρ0g=2.65g／cm3；自來水?，F(xiàn)場砂含水率3％，石含水率1％，求施工配合比。

2025/11/29第五章混凝土Page:170混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例(2)某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為35-50mm。不受風(fēng)雪等作用。施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為5.0MPa。所用材料：32.5普通硅酸鹽水泥，實(shí)測28d強(qiáng)度39MPa，ρc=3.1g／cm3；中砂，符合Ⅱ區(qū)級(jí)配，ρ0s=2.65g／cm3；卵石，粒級(jí)5-20mmρ0g=2.73g／cm3，

自來水，現(xiàn)場砂含水率3％，石含水率1％，求施工配合比。2025/11/29第五章混凝土Page:171初步配合比的計(jì)算1)確定配制強(qiáng)度2)初步確定水灰比值（W/C）并查表5.17校核3)選擇每1m3混凝土的用水量(W0)4)計(jì)算混凝土的單位水泥用量(C0)并查表5.17校核5)選取合理砂率Sp6)計(jì)算1m3混凝土中砂、石骨料的用量

體積法、重量法7)書寫初步配合比2025/11/29第五章混凝土Page:172確定配制強(qiáng)度計(jì)算混凝土試配強(qiáng)度(fcu,0)fcu,0=fcu,k+tσ

=25+1.645×4=31.58MPa2025/11/29第五章混凝土Page:173確定水灰比（W/C）2025/11/29第五章混凝土Page:174選擇每1m3混凝土的用水量(W0)查表5.15，取W0=185kg2025/11/29第五章混凝土Page:175計(jì)算混凝土的單位水泥用量(C0)2025/11/29第五章混凝土Page:176選取合理砂率Sp參照本章5.3查表5.16，取Sp=35％。

2025/11/29第五章混凝土Page:177絕對體積法絕對體積法是基于這樣考慮：即搗實(shí)后，混凝土拌合物的體積等于各組成材料體積及少量空氣體積之總和。2025/11/29第五章混凝土Page:178重量法一般強(qiáng)度等級(jí)為C7.5～C15的混凝土，其表觀密度為2360kg／m3左右；強(qiáng)度等級(jí)C20～C30的為2400kg／m3左右；強(qiáng)度等級(jí)C40，為2450kg／m3。W0＋C0＋S0＋G0＝ρoh185＋285＋S0＋G0＝2400式中ρoh——為搗實(shí)后混凝土的表觀密度。S0=676kg,G0=1254kg2025/11/29第五章混凝土Page:179書寫初步配合比絕對體積法結(jié)果：

C0∶S0∶G0=285∶658∶1222

=1∶2.31∶4.29W0／C0=185／285=0.65

假定表觀密度法結(jié)果：

C0∶S0∶G0=285∶676∶1254=1∶2.37∶4.4W0／C0=0.652025/11/29第五章混凝土Page:180基準(zhǔn)配合比的確定根據(jù)骨料最大粒徑，配制30L混凝土拌合物(在此以絕對體積法的配比為例)。測定其坍落度值為85mm，大于設(shè)計(jì)要求的50-70mm，故需進(jìn)行坍落度調(diào)整，其方法如下：保持水灰比不變，增加砂用量1％和碎石用量1％后，測得坍落度為70mm，粘聚性、保水性均良好，滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，測得混凝土表觀密度為2410kg／m3。由此得到基準(zhǔn)配合比為：

C1∶S1∶G1∶W1=290∶676∶1256∶188=1∶2.33∶4.33∶0.652025/11/29第五章混凝土Page:181實(shí)驗(yàn)室配合比的確定拌制不少于3種不同配合比的混凝土制作試件檢驗(yàn)混凝土28d強(qiáng)度。其中一種為基準(zhǔn)配合比，另外兩種配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可作適當(dāng)調(diào)整。編號(hào)W/Cfcu,0(MPa)要求Ⅰ0.6036.8Ⅱ0.6532.431.6√Ⅲ0.7027.2實(shí)驗(yàn)室配合比為Ⅱ。2025/11/29第五章混凝土Page:182現(xiàn)場施工配合比C=C1=290(kg)S=S1(1＋a％)=676×(1+3%)=696(kg)G=G1(1＋b％)=1256×(1+1％)kg=1269(kg)W=W1－S1×a％－G1×b％=(188-676×3％-1256×1％)=155(kg)2025/11/29第五章混凝土Page:183輕骨料混凝土用輕粗骨料、輕砂(或普通砂)、水泥和水配制的，干表觀密度不大于1950kg／m3的混凝土，稱輕骨料混凝土。輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)用CL表示，如CL5.0-CL50。輕質(zhì)、保溫隔熱2025/11/29第五章混凝土Page:184特細(xì)砂混凝土凡砂的細(xì)度模數(shù)在1.6以下或平均粒徑在0.25mm以下的稱為特細(xì)砂。使用這種砂配制的混凝土稱為特細(xì)砂混凝土。有關(guān)技術(shù)規(guī)程：《特細(xì)砂混凝土配制及應(yīng)用規(guī)程》(BJG19-65)；《特細(xì)砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DB51/5002)2025/11/29第五章混凝土Page:185低砂率當(dāng)用碎石為粗骨料時(shí)，砂率應(yīng)控制在15％-30％；當(dāng)用卵石為粗骨料時(shí)，砂率應(yīng)控制在14％-25％。2025/11/29第五章混凝土Page:186表4.8常用水泥的特性及應(yīng)用名稱硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥代號(hào)PⅠ、PⅡP.OP.SP.PP.PP.F特性早期強(qiáng)度高、水化熱高、耐久性好、耐熱性差、耐蝕性差、耐磨性好早期強(qiáng)度高、水化熱較高、抗凍性較好、耐熱性較差、耐腐蝕性差、干縮較小、耐磨性較好早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長較快、水化熱低、耐熱性好、耐腐蝕性好、干縮大、抗凍性差、抗?jié)B性差、抗碳化能力差其他性能同礦渣水泥，只是干縮更大，抗?jié)B性好，但耐熱性差其他性能同礦渣水泥，只是干縮較小，抗裂性好，不耐熱早期強(qiáng)度較高，其他性能和礦渣水泥相同應(yīng)用早期強(qiáng)度有要求的工程；受凍融循環(huán)的混凝土工程；地上、地面及水中的混凝土工程；鋼筋混凝土工程，高強(qiáng)混凝土工程，預(yù)應(yīng)力混凝土工程；有耐磨要求的混凝土工程與硅酸鹽水泥的應(yīng)用基本相同耐腐蝕較高的混凝土工程；大體積混凝土工程；耐熱性要求的混凝土工程；蒸養(yǎng)預(yù)制構(gòu)件，地上、地面及水中混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有抗?jié)B要求的混凝土工程；地下及水中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土構(gòu)件；耐腐蝕性要求較高的混凝土工程；養(yǎng)護(hù)較好的混凝土工程可用于大體積混凝土工程；蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土制品；抗裂性要求較高的結(jié)構(gòu)；耐