第四章普通混凝土與砂漿道路建筑材料混凝土

以水泥及礦物摻合料和水組成的漿體為粘結介質，將分散其間不同粒徑的粗細集料膠結起來，在一定的條件下硬化成為具有一定力學性能的一種人工石材?；炷羶?yōu)點：

高的強度及穩(wěn)定性

可塑性良好

耐久性良好

料源廣泛

經(jīng)濟性好

工藝簡單

利于環(huán)保缺點：抗拉強度低受拉時變形能力小自重大

混凝土優(yōu)缺點:混凝土按表觀密度分類：普通混凝土：ρ約為2000～2800kg/m3（道路）輕混凝土：ρ<1900kg/m3（大跨徑鋼筋混凝土結構物)重混凝土：ρ達2800～3200kg/m3（屏蔽、防輻射）低強混凝土：強度等級小于30MPa；中強混凝土：強度等級介于30～60MPa；高強混凝土：強度等級大于60MPa。（2）分類按強度分類:混凝土按流動性分為干硬性混凝土：坍落度<10mm塑性混凝土:坍落度10~90mm

低流動性混凝土:坍落度一般在100～150mm之間大流動性混凝土：坍落度一般大于160mm。按用途分:結構混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐熱混凝土…按生產(chǎn)和施工方法分：泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土…混凝土普通混凝土的組成材料普通混凝土各組成材料的作用水泥漿：硬化前起潤滑作用，賦予混凝土流動性；硬化后起膠結作用石：骨架作用砂：填充作用㈠水泥水泥品種的選擇水泥強度的選擇當混凝土強度：≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu

＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu

—依據(jù)工程性質、工程環(huán)境、施工條件等合理選擇。—與配制的混凝土強度等級相適應。普通混凝土(二)細集料（砂)（d<4.75mm）

1、分類天然砂：天然巖石風化而成(河砂、海砂、山砂、湖砂)人工砂：天然巖石軋碎而成2、技術要求砂按技術要求分為三類：I類宜用于強度等級>C60的混凝土II類宜用于強度等級C30~C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類宜用于強度等級<C30的混凝土和建筑砂漿普通混凝土3、砂的品質要求⑴有害雜質含量：泥、云母、輕物質、有機質、硫化物等⑵壓碎值和堅固性⑶砂的粗細程度和顆粒級配在混凝土中砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多，因此一般用粗砂拌制混凝土比用細砂所需水泥漿更為節(jié)省。根據(jù)級配混凝土用砂劃分為三個級配區(qū)：Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)。在配制混凝土時優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。若用Ⅰ區(qū)砂應采用較大砂率；若用Ⅲ區(qū)砂應采用較小砂率。普通混凝土(三)粗集料（＞4.75mm）

1、強度和堅固性⑴強度：巖石立方體抗壓強度、壓碎指標壓碎指標越小，強度越高⑵堅固性：硫酸鈉溶液法2、有害雜質含量普通混凝土3、最大粒徑和顆粒級配⑴最大粒徑：粗集料公稱粒級的上限叫該粒級的最大粒徑⑵顆粒級配連續(xù)級配間斷級配單粒級普通混凝土4、顆粒形狀和表面特征

球形、立方體較好，針、片狀顆粒不宜過高否則會降低強度、增大空隙率、降低和易性。表面特征：卵石：使砼流動性大，強度低。碎石：使砼強度高、但流動性小5、堿活性檢驗（四）混凝土拌和用水普通混凝土（五）外加劑與摻合料定義：外加劑是在混凝土拌和前加入或拌和時加入，其摻量以膠凝材料的總量的百分比表示，摻量不超過水泥質量的5%，并能按某些要求改善混凝土性能的物質。

作用：摻和料在混凝土中的作用是改善混凝土拌合物的施工和易性、降低混凝土水化熱、調解凝結時間。普通混凝土一、普通混凝土的技術性質1.新拌混凝土工作性（和易性）2.硬化后混凝土力學性質3.耐久性

普通混凝土（一）新拌混凝土的工作性(和易性)混凝土在未凝結硬化之前，稱為新拌混凝土或混凝土拌和物。和易性（又稱工作性）是混凝土在凝結硬化前必須具備的性能，是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、運輸、澆灌、搗實）并獲得質量均勻、成型密實的混凝土性能。普通混凝土1、新拌混凝土工作性工作性是一項綜合的技術性質，包括流動性、粘聚性、保水性三方面的含義。流動性—是指混凝土拌和物在本身自重或施工機械振搗的作用下，克服內部阻力和與模板、鋼筋之間的阻力，產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的能力。粘聚性—是指混凝土拌和物具有一定的粘聚力，在施工、運輸及澆注過程中，不致出現(xiàn)分層離析，使混凝土保持整體均勻性的能力。保水性—是指混凝土拌和物具有一定的保水能力，在施工中不致產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。普通混凝土有關粘聚性和保水性的相關術語分層：混凝土拌合物粗骨料下沉、砂漿或水泥凈漿上浮，從而導致混凝土沿垂直方向不均勻的現(xiàn)象。離析：混凝土拌合物在運動過程中粗骨料、細骨料及水泥漿運動速度不相同，從而導致它們相互分離的現(xiàn)象。泌水：混凝土拌合物中的拌合水，在毛細管力作用下，沿混凝土中的毛細管通道，向上泌至拌合物表面，導致拌合物表層部分水灰比大幅度增大或出現(xiàn)一層清水的現(xiàn)象。普通混凝土和易性好的混凝土混凝土拌合物的性能粘聚性、保水性差的混凝土普通混凝土粘聚性：保水性：

（定性）目測2、工作性的測定：流動性的測定方法坍落度法和維勃稠度法

⑴.坍落度法：坍落度試驗只適用于集料公稱最大粒徑D不大31.5mm，坍落度H不小于10mm的新拌混凝土。

⑵.維勃稠度法：適用于集料公稱最大粒徑D不超過31.5mm，維勃稠度5-30s之間的干硬性混凝土的稠度測定。普通混凝土1)坍落度試驗步驟：(1).取樣，分三層勻填入筒內，每填一層要進行搗實,搗實后每層高約為筒高的1/3，每層用搗棒插搗25次。(2).頂層插搗完畢，刮去多余混凝土后抹平。普通混凝土1)坍落度試驗步驟：(3).清除筒周邊混凝土，垂直平穩(wěn)提起坍落度筒。立即測量筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該拌和物的坍落度。普通混凝土棍度：插搗混凝土拌合物的難易程度。含砂情況：用鏝刀抹拌合物表面，看拌合物表面抹平狀態(tài)。粘聚性：用搗棒在混凝土側面輕輕敲打，看錐體是否逐漸下降。保水性：看錐體周圍是否有大量的水泥漿析出。坍落度越大,流動性越大。混凝土拌合物其他輔助指標普通混凝土2）維勃稠度試驗：適用于維勃時間5～30s，集料公稱最大粒徑不大于31.5mm的干稠性混凝土拌合物。測定方法：按規(guī)定的方法在坍落度筒內裝滿混凝土拌和物，提起坍落度筒，在混凝土拌和物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時以秒表計時，到透明圓盤表面完全為水泥漿所布滿時，記錄秒表時間，即為該混凝土拌和物的維勃稠度值，常用Vt（秒）表示。普通混凝土3）影響新拌混凝土工作性的主要因素組成材料質量及用量

(1)水泥漿的數(shù)量原材料一定時，坍落度主要取決于水泥漿量多少和粘度大小。在水灰比不變的情況下，水泥漿過少，其不能完全填充骨料空隙或包裹骨料表面，會使混凝土拌合物產(chǎn)生崩坍，粘聚性變差。隨著水泥漿增多，混凝土拌合物流動性增大，但水泥漿過多，超過了填充骨料顆粒間空隙及包裹骨料顆粒表面所需的漿量時，就會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使拌合物粘聚性變差。因此，水泥漿要適量，以滿足流動性要求為度。普通混凝土(2)水膠比的影響水膠比是指水與膠凝材料的質量比。水泥漿稠度是由水膠比決定的。在水泥用量不變時，水膠比小，則水泥漿稠度大，混凝土拌合物的流動性小，當水膠比過小，在一定的施工方式下就不能保證混凝土的密實成型。若水膠比過大，水泥漿過稀，雖然混凝土拌合物的流動性增加，但可能會引起混凝土拌合物黏聚性和保水性不良，超過某一極限值時，將產(chǎn)生嚴重的泌水、離析現(xiàn)象。普通混凝土(3)單位用水量單位用水量實際上決定了混凝土拌合物中水泥漿的數(shù)量。水膠比一定時，若單位用水量過小，則水泥漿數(shù)量過少，集料顆粒間缺少足夠的黏結材料，混凝土拌合物的黏聚性較差，易發(fā)生離析和崩坍，不易成型密實；若單位用水量過多，在混凝土拌合物流動性增加的同時，黏聚性和保水性也惡化，會出現(xiàn)泌水、分層或流漿現(xiàn)象，產(chǎn)生離析?；炷涟韬衔镄杷糠▌t：當使用確定的材料拌制混凝土時，在水泥用量增減不超過50～100kg/m3的情況下，用水量大小決定混凝土拌合物的流動性。普通混凝土(4)砂率砂率是指混凝土中細集料的質量占全部集料總質量的百分率。在混凝土拌和物中，是砂子填充石子(粗骨料)的空隙，而水泥漿則填充砂子的空隙，同時有一定富裕量去包裹骨料的表面，潤滑骨料，使拌和物具有流動性和易密實的性能。砂率過大，細骨料含量相對增多，骨料的總表面積明顯增大，包裹砂子顆粒表面的水泥漿層顯得不足，這時，拌合物的流動性隨著砂率的增大將降低。砂率過小，砂漿數(shù)量不足會使混凝土拌合物的黏聚性和保水性降低，產(chǎn)生離析和流漿現(xiàn)象。★最佳砂率—在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌和物獲得最大的流動性，且保持粘聚性及保水性良好。普通混凝土普通混凝土（5）水泥的品種和集料的性質不同品種的水泥達到標準稠度的需水量不同，需水量大的水泥拌制的混凝土，達到同樣坍落度時，就需要較多的用水量。水泥的細度對和易性也有影響，提高細度可改善混凝土拌合物的黏聚性和保水性，減少拌合物泌水、離析現(xiàn)象，但其流動性變差?；炷涟韬衔锏墓ぷ餍灾饕c集料的級配、顆粒形狀、表面特征、最大粒徑有關。一般級配好的集料，其流動性較大，黏聚性與保水性較好；表面光滑的集料，其流動性較大，總表面積減小，流動性增大；集料棱角較少者流動性較大。普通混凝土（6）外加劑、礦物摻合料加入少量外加劑，可在不增加用水量和水泥用量的情況下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，提高混凝土的強度和耐久性。

礦物摻合料能增加新拌混凝土的粘聚性。（7）溫度與攪拌時間環(huán)境因素主要由溫度、濕度、風速等。拌合物隨時間的延長而逐漸變得干稠，和易性變差。原因是：水泥水化，骨料吸水，水分蒸發(fā)。溫度升高，拌合物流動性降低，每升高10度，拌合物坍落度減少20mm。

攪拌時間也影響工作性，如時間不足工作性較差，質量不均勻，規(guī)范規(guī)定最小攪拌時間為1~3min。普通混凝土4）改善新拌混凝土工作性的主要措施（1）調節(jié)混凝土的材料組成（2）摻加各種外加劑（3）提高振搗機械的效能普通混凝土（二）硬化后混凝土的力學性質：強度和變形1、強度（立方體抗壓強度、棱柱體抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗剪強度、抗彎強度等

）（1）混凝土的立方體抗壓強度（fcu）按照標準的制作方法制成邊長150mm的立方體標準試件，在標準條件（溫度20±2℃，相對濕度95％以上）下，養(yǎng)護28d齡期，測得的抗壓強度值作為混凝土的立方體抗壓強度值，用fcu表示。式中：fcu—混凝土的立方體抗壓強度，MPa

F—破壞荷載，N；A—試件承壓面積，mm2。普通混凝土A、混凝土立方體抗壓強度標準值（fcu,k）混凝土立方體抗壓標準強度是指按標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標準試驗方法測得具有95％保證率的抗壓強度值，用fcu,k表示。B、強度等級混凝土強度等級是按照立方體抗壓標準強度值來劃分的?；炷翉姸鹊燃売梅枴癈”與“立方體抗壓強度標準值（以MPa計）”表示，普通混凝土劃分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C70、C75、C80等十四個等級。普通混凝土（2）混凝土軸心抗壓強度（fcp）在結構設計中國家標準規(guī)定采150mm×150mm×300mm的標準棱柱體試件進行抗壓強度試驗，在立方體抗壓強度10～55MPa的范圍內，軸心抗壓強度（fcp）和立方體抗壓強度（fcu）之比為0.70～0.80。高寬比越大，軸心抗壓強度越低。普通混凝土（3）混凝土抗折強度（fcf）-路面用混凝土混凝土抗折強度試驗采用邊長為150mm×150mm×550mm的棱柱體試件作為標準試件，按三分點雙點加荷方式加載測得其抗折強度，計算公式為：式中：

fcf—混凝土抗折強度MPa；F—破壞荷載，N；L—支座間跨度，mm；

L/3L/3L/3LP/2P/2普通混凝土（4）立方體劈裂抗拉強度（fts）我國標準規(guī)定，劈裂抗拉強度采用標準試件邊長為150mm的立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉裝置檢測劈拉強度。計算公式為：式中：fts—劈裂抗拉強度，MPa；F—破壞荷載，N；A—試件劈裂面面積，mm2。普通混凝土2、影響水泥混凝土強度的因素1）材料組成對混凝土強度的影響(1)膠凝材料的強度和水膠比

在配合比相同的條件下，所用水泥強度等級越高，膠凝材料強度就越大，制成的混凝土強度也越高。當采用同種水泥及礦物摻合料時，混凝土強度隨著水膠比的增大而降低。普通混凝土（2）集料特性如集料的強度大于水泥石強度，則混凝土強度由界面強度及水泥石強度所支配；如集料強度小于水泥石強度，則混凝土強度與集料強度有關。集料形狀接近球形或立方形為好。（3）漿集比混凝土中水泥漿的體積和集料體積之比值。水膠比相同的條件下，在達到最優(yōu)漿集比后，混凝土的強度隨著漿集比的增加而降低。普通混凝土2）養(yǎng)護溫度和濕度養(yǎng)護溫度越高水泥水化速度越快，達到相同齡期時混凝土的強度越高。但初期溫度過高將導致混凝土的早期強度發(fā)展較快，引起水泥凝膠體發(fā)育不良，對混凝土的后期強度發(fā)展不利，有可能降低混凝土的后期強度。濕度適當水泥能夠順利進行水化，混凝土強度能夠得到充分發(fā)展。如果濕度不夠混凝土會失水干燥而影響水泥水化的順利進行。普通混凝土3）齡期在正常養(yǎng)護條件下，混凝土的強度隨齡期的增長而增加。發(fā)展趨勢可以用下式的對數(shù)關系來描述。式中：fn—n天齡期混凝土的抗壓強度，MPa；

fa—a天齡期混凝土的抗壓強度，MPa；

a—養(yǎng)護齡期（a≥3），d。4）試驗條件：

試件尺寸、試件表面狀態(tài)與含水程度

試件尺寸越大，強度越低。普通混凝土3、提高混凝土強度的措施（1）選用高強度等級水泥和早強型水泥在混凝土配合比相同的情況和滿足施工和易性和混凝土耐久性要求條件下，水泥強度等級越高，混凝土強度越高。對于搶修工程、橋梁拼裝接頭、嚴寒的冬季施工以及其他要求早強的結構物，可采用特種水泥配置的混凝土。普通混凝土（2）增加混凝土的密實度水膠比越低，混凝土硬化后留下的孔隙越少，混凝土密實度高，強度可顯著提高。選用合理的集料的級配。（3）采用蒸汽蒸壓養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護：低于100℃的常壓蒸汽中，恒溫養(yǎng)護時間以16-20h，強度可達28d強度的70-80%?；鹕交宜嗪偷V渣水泥配置的混凝土，蒸汽養(yǎng)護的效果比普通水泥混凝土好。蒸壓養(yǎng)護：放入蒸壓釜內，通入高壓、高溫（8個大氣壓，175℃）。普通混凝土(4)摻用混凝土外加劑、摻和料摻入外加劑，可減少用水量，提高混凝土強度(5)采用機械攪拌和振搗混凝土機械攪拌不僅比人工攪拌工效高，而且更均勻，所以能提高混凝土的強度。混凝土拌合物被振搗后，它的顆?；ハ嗫拷?，并把空氣排出，使混凝土內部孔隙大大減少，因此提高混凝土的密實度和強度。普通混凝土4、混凝土的變形非荷載作用下的變形

化學收縮;干濕變形;溫度變形;荷載作用下的變形

短期荷載作用下的變形(彈塑變形);長期荷載作用下的變形(徐變).普通混凝土

1)非荷載作用變形

(1)化學收縮由于水泥水化產(chǎn)物的總體積小于水化前反應物的總體積而產(chǎn)生的混凝土收縮稱為化學收縮。一般對結構無影響。

(2)干濕變形-濕脹干縮

混凝土在干燥空氣中硬化時，隨著水分的逐漸蒸發(fā)，體積將逐漸發(fā)生收縮。在水中或潮濕條件下，混凝土的干縮將隨之減少或略產(chǎn)生膨脹。普通混凝土

(3)溫度變形混凝土與其他材料一樣，也會隨著溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形，對大體積及大面積混凝土極為不利。對于大體積混凝土工程盡量減少混凝土的發(fā)熱量，常采用的辦法有最大限度減少用水量和水泥用量；大量摻加粉煤灰、磨細礦渣等摻合料；采用低熱水泥；選用熱膨脹系數(shù)低的骨料，減小熱變形；對混凝土合理分縫、分塊等。對于縱長的鋼筋混凝土結構，應每隔一段長度設置伸縮縫，在結構物內配置溫度鋼筋。普通混凝土2)荷載作用下的變形(1)彈-塑性變形和彈性模量受力變形及破壞的4個階段

I.彈性階段:

荷載與變形是直線關系，直至極限荷載的30%；

II.塑性階段裂縫數(shù)量、長度、寬度逐漸增大，但尚無明顯砂漿裂縫。此時變形速度已經(jīng)超過荷載增大速度，為極限荷載的30~70%。3070100形變極限荷載(%)IIIIIIIV普通混凝土受力變形及破壞的4個階段

III.極限階段砂漿中出現(xiàn)裂縫，并和相鄰界面裂縫連接匯合，此時變形明顯加快，荷載與變形曲線有彎向變形軸方向，荷載為極限荷載70~90%。

IV.破壞階段達到極限荷載，裂縫迅速發(fā)展，變形迅速增大。荷載變形曲線下降，混凝土最終破壞。3070100形變極限荷載(%)IIIIIIIV普通混凝土（2）徐變定義：混凝土在恒定荷載的長期作用下，沿著作用力方向的變形隨時間不斷增長，一般要延續(xù)2～3年才逐漸趨于穩(wěn)定。這種在長期荷載作用下產(chǎn)生的變形，稱為徐變?；炷猎谧冃畏€(wěn)定后，如卸去荷載，一部分變形瞬間恢復，還有一部分要若干天內才能逐漸恢復，稱為徐變恢復，剩下不可恢復部分稱為殘余變形。普通混凝土影響混凝土徐變的因素：混凝土水灰比大，齡期短，徐變量大；荷載應力大，徐變大；水泥用量多時，徐變量大；混凝土彈性模量小，徐變大加荷瞬時應變恒定荷載作用時間(d)應變X10－6卸荷徐變恢復瞬時恢復殘余徐變普通混凝土(三)混凝土的耐久性混凝土的耐久性是暴露在使用環(huán)境下抵抗各種物理和化學作用破壞的能力。耐久性主要是抗凍性，抗?jié)B性、其次是耐磨性、堿—集料反應、混凝土的碳化和抗侵蝕性等。普通混凝土1、抗?jié)B性指混凝土抵抗液體滲透的能力?；炷量?jié)B性用抗?jié)B等級表示?？?jié)B等級表示混凝土能抵抗最大水壓力而不滲水的能力抗?jié)B等級大于等于P6級的混凝土為抗?jié)B混凝土提高混凝土抗?jié)B性的措施降低混凝土水膠比，降低孔隙率摻加引氣劑；提高混凝土強度，在相同含氣量的情況下，混凝土強度越高，抗?jié)B性越好。普通混凝土2、抗凍性指混凝土在水飽和狀態(tài)下經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強度和外觀完整性的能力?；炷量箖鲂杂每箖龅燃壉硎?。抗凍試驗有兩種方法：慢凍法和快凍法。抗凍等級≥F50的混凝土稱為抗凍混凝土。提高混凝土抗凍性的措施降低混凝土水膠比，降低孔隙率摻加引氣劑，保持含氣量在4～5%；提高混凝土強度，在相同含氣量的情況下，混凝土強度越高，抗凍性越好。普通混凝土3、耐磨性以試件磨損面上單位面積的磨損作為評定混凝土耐磨性的相對指標。耐磨性與強度等級有密切關系，同時還與水泥品種、集料硬度有關。

4、堿-集料反應產(chǎn)生堿集料反應的條件水泥中堿的含量高集料為活性潮濕環(huán)境下普通混凝土1、配合比的表示方法單位用量表示法:水泥：礦質摻合料：水：細集料：粗集料=340:85:185:630:1160相對用量表示法：把水泥的質量定為1，然后按水泥：礦物摻合料：細集料：粗集料：水膠比的順序排列1：0.25:1.85:3.41；W/B=0.44

普通混凝土的組成設計2、配合比設計的基本要求⑴滿足結構設計要求的強度等級⑵滿足施工要求的和易性⑶滿足環(huán)境要求的耐久性⑷在上面三個前提下，滿足經(jīng)濟性（節(jié)約水泥、降低成本）要求3、混凝土配合比設計的三個參數(shù)水膠比(W/B)砂率單位用水量普通混凝土的組成設計4、混凝土配合比設計步驟計算初步配合比1提出基準配合比2確定試驗室配合比3換算施工配合比4普通混凝土的組成設計初步配合比設計計算一、確定試配強度（fcu,0）1、當混凝土的設計強度等級小于C60時，配制強度應按下式確定：2、當混凝土的設計強度等級不小于C60時，配制強度應按下式確定：式中：—混凝土配制強度（MPa）；—混凝土立方體抗壓強度標準值，這里取混凝土的設計強度等級值（MPa）；—混凝土強度標準差（MPa）。

1、當混凝土強度等級小于C60時，混凝土水膠比宜按下式計算：式中：W/B—混凝土水膠比；αa,αb—回歸系數(shù)，可按下表規(guī)定取值；—膠凝材料28d膠砂抗壓強度（MPa），可實測，也可以按下表確定?；貧w系數(shù)（αa,αb）取值表粗骨料品種系數(shù)碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13二、計算水膠比初步配合比設計計算當膠凝材料28d膠砂抗壓強度值（）無實測值時，可按下式計算：式中：γf、γs—粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)，可按下表選用?！?8d膠砂抗壓強度（MPa），可實測，無實測值時，可按下式計算：式中：γc—水泥強度等級富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定；當缺乏實際統(tǒng)計資料時，可按下表選用?！鄰姸鹊燃壷担∕Pa）初步配合比設計計算粉煤灰影響系數(shù)(γf

)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)(γs)種類摻量（%）粉煤灰影響系數(shù)γf?；郀t礦渣粉影響系數(shù)γs01.001.00100.85~0.951.00200.75~0.850.95~1.00300.65~0.750.90~1.00400.55~0.650.80~0.9050——0.70~0.85水泥強度等級32.542.552.5富余系數(shù)1.121.161.10水泥強度等級的最大富余系數(shù)（γc）初步配合比設計計算三、確定單位用水量每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mw0）應符合下列規(guī)定：1、混凝土水膠比在0.40~0.80范圍時，可按下表選取。2、混凝土水膠比小于0.40時，可通過試驗確定。干硬性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）項目指標10.020.040.016.020.040.0維勃稠度（s）16~2017516014518017015511~151801651501851751605~10185170155190180165初步配合比設計計算塑性混凝土的用水量（kg/m3）說明：1、上表用水量系采用中砂時的取值。采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加5kg~10kg；采用粗砂時，可減少5kg~10kg；2、摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調整。拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）項目指標10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度（mm）10~3019017016015020018517516535~5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575~90215195185175230215205195初步配合比設計計算摻外加劑時，每立方米流動性或大流動性混凝土的用水量（mw0）可按下式計算：

式中：mw0—計算配合比每立方米混凝土的用水(kg/m3);

—未摻外加劑時推定的滿足實際坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3），以上表塑性混凝土的用水量中坍落度90mm坍落度的用水量為基礎，按每增大20mm坍落度相應增加5kg/m3用水量來計算，當坍落度增大到180mm以上時，隨坍落度相應增加的用水量可減少。β—外加劑的減水率，應經(jīng)混凝土試驗確定。初步配合比設計計算

每立方米混凝土中外加劑用量（ma0）應按下式計算：ma0=mb0βa式中：ma0—計算配合比每立方米混凝土中外加劑用量(kg/m3)mb0—計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量(kg/m3)

βa—外加劑摻量（%），應經(jīng)混凝土試驗確定。確定外加劑用量初步配合比設計計算四、確定膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量每立方米混凝土的膠凝材料用量（mb0）應按下式計算：式中：mb0—每立方米混凝土中膠凝材料用量(kg/m3）mw0—每立方米混凝土中水的用量（kg/m3）W/B—混凝土水膠比。按耐久性要求校核單位膠凝材料用量。初步配合比設計計算四、確定膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量每立方米混凝土中礦物摻合料用量（mf0）應按下式計算：mf0=mb0βf式中：mf0—每立方米混凝土中礦物摻合料用量（kg/m3）；βf—礦物摻合料摻量（%）。每立方米混凝土中水泥用量（mc0）應按下式確定：mc0=mb0-mf0式中：mc0——計算配合比每立方米混凝土水泥的用量(kg/m3）初步配合比設計計算五、確定砂率（βs）當缺乏砂率的歷史資料時，混凝土砂率的確定應符合下列規(guī)定：1、坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經(jīng)試驗確定；2、坍落度為10mm~60mm的混凝土，其砂率可根據(jù)粗集料品種、最大公稱粒徑及水膠比按下表選??；3、坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可經(jīng)試驗確定，也可在下表的基礎上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調整。初步配合比設計計算

混凝土砂率選取參照表

說明：1、上表數(shù)值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應地減少或增大砂率。2、當采用人工砂配制混凝土時，砂率可適當增大；3、當只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大。水膠比卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）10.020.040.010.020.040.00.4026~3225~3124~3030~3529~3427~320.5030~3529~3428~3333~3832~3730~350.6033~3832~3731~3636~4135~4033~380.7036~4135~4034~3939~4438~4336~41初步配合比設計計算六、計算粗、細集料的用量當采用質量法計算混凝土配合比時，粗、細集料用量應按

式中：ｍf0—每立方米混凝土礦物摻合料用量(kg/m3)；ｍc0—每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3)；ｍg0—每立方米混凝土的粗集料用量(kg/m3)； ｍs0—每立方米混凝土的細集料用量(kg/m3)；ｍw0—每立方米混凝土的用水量(kg/m3)；βs—砂率(％)；ｍcP—每立方米混凝土拌合物的假定質量(kg)；可取2350kg/m3～2450kg/m3。初步配合比設計計算當采用體積法計算混凝土配合比時，粗、細集料用量應按下式計算式中：ρc—水泥密度(kg/ｍ3),可實測，也可取2900kg/ｍ3～3100kg/ｍ3；ρf—礦物摻合料密度(kg/ｍ3),可按GB/T208實測； ρg—粗骨料的表觀密度(kg/ｍ3)；ρs—細骨料的表觀密度(kg/ｍ3)；ρw—水的密度(kg/ｍ3)，可取1000kg/ｍ3；βs—砂率(％)；α—混凝土的含氣量百分數(shù)。在不使用引氣劑或引氣型外加劑時，α可?。?。初步配合比設計計算

通過以上計算得出初步配合比，即膠凝材料：水：細集料：粗集料

以上兩種確定粗、細集料的單位用量的方法，質量法比較簡便，不需要材料的密度資料，體積法由于根據(jù)各組成材料的密度來進行計算的，因此較為精確。作業(yè)：教材p137習題4-1初步配合比設計計算試配、調整提出基準配合比

一、試配

1.試配材料要求：試配混凝土所用各種材料，要與實際工程使用的材料相同，粗細集料的稱量以干燥狀態(tài)為基準。

2.攪拌方法和拌和數(shù)量：混凝土攪拌應采用強制式攪拌機，攪拌方法盡量與生產(chǎn)時使用方法相同。二、校核工作性，確定基準配合比按初步配合比稱取材料進行試拌，混凝土拌和物攪拌均勻后應測定混凝土拌和物性能符合設計和施工要求（即測定坍落度，并檢查其粘聚性和保水性的好壞）。每次調整后再試拌，直到符合要求為止，試拌調整工作完成后，應測出混凝土拌和物的表觀密度，然后提出供混凝土強度試驗用的基準配合比。即：在測定工作性時，可能存在以下四種情況：

①.流動性比設計要求的小時：保持W/B不變，增加膠漿5～10％，即增大水和膠凝材料用量；

②.流動性比設計要求的大時：保持砂率不變，增大砂，石用量，相當于減少膠漿；

③.砂漿量不足引起粘聚性和保水性不良時：單獨增加砂的用量，適當增大砂率；

④.砂漿過多引起粘聚性和保水性不良時：單獨增加石的用量，適當降低砂率；試配、調整提出基準配合比檢驗強度、確定試驗室配合比1.制作試件，檢驗強度

為校核混凝土的強度，至少擬定三個不同的配合比。當采用三個不同的配合比時，其中一個水膠比為按上述方法得出的基準配合比，另外兩個配合比的水膠比值，應較基準配合比分別增加和減少0.05，其用水量和基準配合比的相同，砂率可分別增加和減少1％。制備試件同時，繼續(xù)檢驗混凝土拌和物的性能符合設計和施工要求（即檢驗坍落度、粘聚性、保水性及表觀密度）。為檢驗混凝土強度，每種配合比至少制作一組試件，養(yǎng)護28d或設計規(guī)定齡期測其抗壓強度。2.確定試驗室配合比

⑴.根據(jù)強度檢驗結果修正配合比根據(jù)試驗得出的各膠水比及其相對應的混凝土強度線性關系圖或插值法，確定略大于混凝土配制強度相對應的膠水比值，并按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量。①.在基準配合比的基礎上，用水量(

)和外加劑用量()應根據(jù)確定的水膠比作調整。②.膠凝材料用量()：應以用水量乘以確定出的膠水比計算而得。③.粗細集料用量()：應根據(jù)用水量和膠凝材料用量進行調整。檢驗強度、確定試驗室配合比膠水比與強度的直線關系式檢驗強度、確定試驗室配合比⑵.根據(jù)實測拌和物濕表觀密度校正配合比根據(jù)強度檢驗結果校正后定出的混凝土配合比，計算出混凝土拌和物的表觀密度計算值，即

混凝土配合比校正系數(shù)按下式計算：

式中：—混凝土配合比校正系數(shù)；—混凝土拌和物表觀密度實測值，kg/cm3；—混凝土拌和物表觀密度計算值，kg/cm3。當混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2％時，按強度檢驗結果修正后確定的配合比即為確定的試驗室配合比；若二者之差超過2％時，則須將配合比中各材料用量分別乘以校正系數(shù)，即得最終確定的試驗室配合比。檢驗強度、確定試驗室配合比施工配合比換算

混凝土試驗室配合比計算用料是以干燥集料為基準的，但實際工地使用的集料常含有一定的水分，因此必須進行換算。設施工現(xiàn)場實測砂、石含水率分別為a%,b%，則施工配合比中各材料單位用量：施工配合比為或1.改善混凝土流變性能：主要有減水劑、引氣劑、泵送劑等2.改善混凝土凝結硬化性能：主要有速凝劑、緩凝劑、早強劑等。3.改善混凝土含氣量：主要有引氣劑、加氣劑、泡沫劑等。4.改善混凝土耐久性：主要有引氣劑、防水劑、阻銹劑等。5.提供混凝土特殊性能：主要有防凍劑、膨脹劑、著色劑、引氣劑和泵送劑等。外加劑的分類普通混凝土-外加劑1、常用減水劑：普通減水劑、高效減水劑（1）減水劑定義:在混凝土稠度不變的條件下,具有減水及增強作用的外加劑。（2）減水劑的作用機理普通混凝土-外加劑

⑴.分散作用：當加入減水劑后，憎水基團吸附于膠凝材料顆粒表面，親水基團朝向水，由于減水劑的定向排列，使膠凝材料顆粒表面帶有同性電荷(通常負電荷)，因同性相斥產(chǎn)生了電性斥力，使膠凝材料顆粒互相分散，使絮凝結構破壞，釋放出被包裹的部分水分，參與流動，從而有效地增加混凝土拌合物的流動性。（2）減水劑的作用機理

⑵.潤滑作用：減水劑中的親水基團極性很強，膠凝材料顆粒表面的減水劑吸附膜能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，這層水膜具有很好的潤滑作用，能有效降低膠凝材料顆粒間的滑動阻力，從而使混凝土流動性進一步提高。普通混凝土-外加劑(3)減水劑的技術經(jīng)濟效果當混凝土配合比不變時，可不同程度的增大坍落度，且不影響混凝土的強度，從而方便施工。保持流動性和膠凝材料用量不變時，則可減少拌和用水量10～20％，使水膠比降低，混凝土強度提高15～20％，同時提高耐久性保持混凝土強度和流動性不變條件下，可節(jié)約膠凝材料用量10～15％。普通混凝土-外加劑2、引氣劑(1).定義：大量，均勻分布，微小氣泡(2).原理：憎水表面活性物質，降低水泥-水-空氣的界面能，定向排列，形成微小的穩(wěn)定氣泡。阻塞→提高耐久性，抗凍性、抗?jié)B性和抗蝕性氣泡→降低強度(3).效果：潤滑→提高和易性，減少泌水和離析

普通混凝土-外加劑3、早強劑(2)、作用原理：（加速水泥的水反和硬化，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。）(1)、定義：早強、不影響后期強度(3)、應用：有早強或防凍要求的混凝土。普通混凝土-外加劑(3)、常用的緩凝劑：木鈣和糖蜜(4)、應用場合:大體積、炎熱氣候、泵送、遠距離運輸。(5)、不適合場合：低溫施工、早強混凝土。(1)、定義：延緩水泥的凝結時間。

(2)、作用原理：在水泥表面形成不溶性物質，提高水泥懸浮體的穩(wěn)定程度，抑制水泥顆粒凝聚，延緩水泥的水化和凝聚。4、緩凝劑

普通混凝土-外加劑(3)、應用場合:路橋隧道的修補、搶修等工程。(1)、定義：水泥迅速凝結，水泥初凝在5min之內，終凝在10min之內。(2)、作用原理：水化初期，石膏與速凝劑反應生成Na2SO4，鋁酸三鈣迅速水化，石膏緩凝失效。5、速凝劑

6、防水劑

(1)、定義：減少孔隙和堵塞毛細通道，降低混凝土在靜水壓力下透水性的外加劑。

(2)、應用場合:水工結構、地下室、隧道普通混凝土-外加劑2.路面普通混凝土配合比設計指標（1）設計彎拉強度標準值（2）施工和易性1）路面混凝土拌合物的施工方式2）路面混凝土拌合物的施工和易性要求（3）耐久性路面水泥混凝土3.路面普通水泥混凝土配合比設計步驟（1）配制彎拉強度（2）水灰比的計算、校核及確定A、按照混凝土彎拉強度計算水灰比B、水膠比的計算C、耐久性校核確定水灰比路面水泥混凝土碎石混凝土卵石混凝土（3）選取砂率（4）計算單位用水量A、不摻和摻合料時，單位用水量的計算B、摻外加劑的混凝土單位用水量（5）確定單位水泥用量（6）單位粉煤灰用量（7）砂石材料用量路面水泥混凝土碎石：卵石：其他功能的混凝土抗?jié)B混凝土用抗?jié)B混凝土與采用卷材防水相比較，抗?jié)B混凝土具有以下特點：兼有防水和承重兩種功能，能節(jié)約材料，加快施工速度；材料來源廣泛，成本低廉；在結構物造型復雜的情況下，施工簡便、防水性能可靠；滲漏水時易于檢查，便于修補；耐久性好；可改善勞動條件。抗?jié)B混凝土通過提高混凝土的密實度，改善孔隙結構，從而減少滲透通道，提高抗?jié)B性。常用的辦法是摻用引氣型外加劑，使混凝土內部產(chǎn)生不連通的氣泡，截斷毛細管通道，改變孔隙結構，從而提高混凝土的抗?jié)B性。此外，減小水灰比，選用適當品種及強度等級的水泥，保證施工質量，特別是注意振搗密實、養(yǎng)護充分等，都對提高抗?jié)B性能有重要作用。抗?jié)B混凝土一般可分為普通抗?jié)B混凝土、外加劑抗?jié)B混凝土和膨脹水泥抗?jié)B混凝土三大類。其他功能的混凝土抗?jié)B透混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定：1.水泥宜采用普通硅酸鹽水泥；2.粗骨料宜采用連續(xù)級配，其最大粒徑不宜大于40.0mm,含泥量不得大于1.0%,泥塊含量不得大于0.5%;3.細骨料宜采用中砂，含泥量不得大于3.0%,泥塊含量不得大于1.0%;4、抗?jié)B混凝土宜摻用外加劑和礦物摻合料，粉煤灰等級應為Ⅰ級或Ⅱ級?？?jié)B混凝土配合比應符合下列規(guī)定：1.最大水膠比應符合下表規(guī)定；2.每立方米混凝土中的膠凝材料用量不宜小于320kg。3.砂率宜為35%~45%。高強度混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定：1、水泥應采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；2、粗骨料宜選用連續(xù)級配，其最大公稱粒徑不宜大于25.0mm，針片狀顆粒含量不宜大于5.0%，含泥量不應大于0.5%，泥塊含量不應大于0.2%；3、細骨料的細度模數(shù)宜為2.6~3.0，含泥量不應大于2.0%,泥塊含量不應大于0.5%;4、宜采用減水率不小于25%的高性能減水劑；5、宜復合摻用?；郀t礦渣粉、粉煤灰和硅灰等礦物摻合粉；粉煤灰等級不應低于Ⅱ級；對強度等級不低于C80的高強混凝土宜摻用硅灰。高強度混凝土其他功能的混凝土泵送混凝土泵送混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定：1、水泥應選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；2、粗骨料宜選用連續(xù)級配，其針片狀顆粒含量不宜大于10.0%，粗骨料的最大公稱粒徑與輸送管徑之比宜符合下表規(guī)定：粗骨料品種泵送高度（m）粗骨料最大公稱粒徑與輸送管徑之比碎石＜50≤1∶3.050~100≤1∶4.0＞100≤1∶5.0卵石＜50≤1∶2.550~100≤1∶3.0＞100≤1∶4.0其他功能的混凝土定義：由膠結材料、細集料、摻加料和水配制而成的工程材料，在砌筑工程中起黏結、襯墊和傳遞應力的作用。主要用于：