[理学]浙工大成教土木工程材料本科.doc

土木工程材料/建筑材料课程自学辅导材料目 录土木工程材料和建筑材料课程教学大纲.1土木工程材料/建筑材料课程自学进程（本科层次）.4土木工程材料/建筑材料课程自学进程（专科层次）.5土木工程材料/建筑材料辅导材料.61 材料基本性质.6 2气硬性胶凝材料.7 3水泥.7 4混凝土.8 5建筑砂浆.15 6烧结砖.16 7建筑钢材.17 8建筑塑料.17 9沥青材料.17 10木材.18 11其它工程材料.18 12土木工程材料试验.18土木工程材料/建筑材料典型复习题.19一、典型计算题.19二、典型填空题.21三、典型是非题.25四、典型简答题.27五、典型名词解释题.27部分解答.28土木工程材料/建筑材料样卷.29注：本自学指导书，对专科和本科均适合。指导书中的章节顺序可能与教材中的不符，但内容是一致的。指导书的内容为教材中的主要内容，并非全部内容，未涉及的少部分内容（如石材、沥青混合料等）考试时也可能会考到。专科试题难度要低于本科试题难度。本书中如有不当之处，请批评指正。土木工程材料和建筑材料课程教学大纲适用于土木工程类专业（本科和专科层次）本科使用教材：土木工程材料，陈志源等主编，武汉理工大学出版社。专科使用教材：建筑材料，高琼英主编，武汉理工大学出版社。一、课程的性质、目的和任务本课程是土木工程类专业学生的专业基础课，它与公共基础课及专业紧密衔接，起着承上启下的作用。本课程的教学目的在于使学生掌握主要建筑材料的性质、用途和使用方法以及检测和质量控制方法，并了解建筑材料的性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计参数及施工措施选择的相互关系。二、考试目的与要求主要检验对建筑材料基本性质及各项特性的掌握程度，以及对材料性质的影响因素，合理选用建筑材料的要求及实验检验方法的掌握程度。要求：概念明确；分析讨论切题；基本计算方法准确，数据处理符合标准。每一章节中要求“（重点）掌握”部分为重点，占考试内容的主要部分。“一般掌握”部分以基本概念为主。“了解”部分主要是拓宽建筑材料的知识面。三、课程的基本要求1绪论了解建材的发展、地位、分类和标准。2建筑材料的基本性质1.重点掌握建筑材料的基本物理性质。2.重点掌握建筑材料的基本力学性质。3.重点掌握建筑材料耐久性的基本概念。通过材料基本性质的学习，要求了解材料科学的一些基本概念，并掌握材料各项基本力学性质、物理性质、化学性质、耐久性质等材料性质的意义，以及它们之间的相互关系和在工程实践中的意义。3石材1.了解岩石的形成与分类，了解常用的天然岩石。2.了解岩石的技术性质、加工类型和选用原则。3.了解人造石材的特性及应用。4气硬性胶凝材料1.了解石膏、石灰、水玻璃等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点。2.了解石膏、石灰、水玻璃的主要用途。5水泥1.硅酸盐水泥，掺混合材硅酸水泥：掌握矿物组成，了解水化、凝结、硬化机理，重点掌握水泥性质，重点掌握检测方法及选用原则。2.了解其他水泥品种及其性质和使用特点。6混凝土及砂浆1.掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用(包括砂、石、水泥、水、掺合料及外加剂)，掌握各种组成材料的要求。2.重点掌握混凝土拌和物的性质及其测定方法。3.重点掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性质及其影响因素。4.重点掌握普通混凝土的配合比设计方法5.了解混凝土的质量控制和强度评定。6.了解混凝土技术的新进展及其发展趋势，了解其他混凝土。7.重点掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法，了解配比设计方法。8.了解抹面砂浆的主要品种性能要求，了解其他砂浆。7墙体与屋面材料1.掌握常用砌体材料（烧结普通砖、多孔砖和空心砖）的性质和应用特点。2.了解其它墙体与屋面材料。8建筑钢材1.了解建筑钢材的冶炼、加工与分类。2.重点掌握建筑钢材的力学性能和工艺性能，掌握化学成分对钢材性能的影响。3.了解建筑钢材的强化机理及强化方法。4.重点掌握土木工程中常用建筑钢材的分类及其选用原则。9 木材1.了解木材的宏微观结构；2.掌握木材的物理、力学性能，了解防腐、防火措施。3.了解木材的应用。10建筑塑料、涂料与胶粘剂1.熟悉合成高分子材料的性能特点及主要高分子材料的品种。2.熟悉土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用(包括塑料及其型材、涂料、粘结剂等)。11防水材料1.掌握沥青材料的基本组成和工程性质，掌握主要沥青制品及其用途。2.了解防水材料的主要类型及性能特点。12绝热与吸声材料1.了解保温、隔热材料的主要类型及性能特点。2.了解吸声、隔声材料的主要类型及性能特点。13建筑装饰材料1.掌握装饰材料的基本功能与选择2.了解装饰用面砖、板材、玻璃、卷材和涂料。14建筑材料试验（下列试验必做）1.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验。3.混凝土搅拌、和易性、表观密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验。5.钢筋拉伸实验。四、课程的基本内容及学时分配章节面授学时主要内容1绪论建材的分类、发展、课程内容与任务、学习方法和要求。2建材基本性质1材料的基本物理性质、力学性能、耐久性。3天然石材0.5石材的形成与分类，技术性质，常用装饰石材，选用。4无机气硬性胶材0.5建筑石膏，建筑石灰，水玻璃。5水泥2硅酸盐水泥与普通水泥，掺大量混合材的硅酸盐水泥。6混凝土及砂浆9概述，组成材料，外加剂，和易性，强度，变形性能，耐久性，混凝土配合比设计，其他品种混凝土，装饰混凝土。1砌筑砂浆，抹面砂浆。7墙体材料等0.5烧结普通砖，多孔砖，空心砖。8建筑钢材2冶炼与分类，技术性质，化学成分对性能的影响，冷加工与时效，热处理与焊接，建筑用钢材制。9木材0.5木材的构造，物理力学性质，在建筑工程中的应用，等级与综合利用，防腐与防火。10塑料涂料胶粘剂0.5高分子化合物概述，建筑塑料，建筑涂料，胶粘剂。11防水材料1.5沥青及沥青基防水材料，新型防水材料。12绝热与吸声材料0.5绝热材料，吸声材料。13建筑装饰材料0.514实验101.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验.3.混凝土搅拌、和易性、表观密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验、钢筋拉伸实验总复习4合计34五、课内样品教学安排（2学时） 认识实验室内的样品，如水泥、混凝土、石材、陶瓷、砖、玻璃、钢材等。室外认识校内主要建筑物使用材料的情况，混凝土、石材、玻璃、涂料等结构材料和装饰材料。六、习题及课外教学要求在每章复习思考题中选取有代表性的习题布置作业，要求学生按时完成和上交，并登记平时成绩。其他复习思考题要求学生自己完成。七、考核方式及成绩评定本课程为考试课，考试方式为闭卷，评分时根据期末考试成绩、平时成绩、实验考核成绩进行综合评分，其中平时成绩占5%，主要为平时作业成绩；实验成绩占15%，按实验时的操作表现和实验报告完成情况综合评分，评分内容包括实验项目的完整性，数据的可靠性、正确性、动手能力、实验态度、实验报告的完成情况等；无故缺席一次及一次以上实验课的学生，本实验课成绩即为不及格。期末考试成绩占80%。注：本大纲专科和本科均适合。大纲中的章节顺序可能与教材中的不符，但内容是一致的。附1：土木工程材料/建筑材料考题形式考题形式小题数大致内容1.名词解释（10分）共5题，每题2分2.是非题（20分）共10题，每题2分几乎每章1题3.填空题（20分）共10题，每题2分几乎每章1题4.简答题（30分）共6题，每题5分其中有选材、性能比较、试验操作、耐久性、水泥、混凝土、钢材等题。5.计算题（20分）共4题，每题5分其中有材料基本性质、强度计算、混凝土配合比、试验数据处理等题。附2：土木工程材料/建筑材料考题分数分布项次考试要求分数分布主要章节备注1重点掌握60-70分绪言/材料基本性质，水泥，混凝土，建筑钢材，建材试验2掌握15-30分3了解0-10分土木工程材料/建筑材料课程自学进程适用于土木工程类专业（本科层次）周次章节主要内容习题11绪论建材的分类、发展、学习方法和要求。P10-1、3、5。材料的基本物理性质、力学性能、耐久性。232无机气硬性胶材建筑石膏，建筑石灰，水玻璃。P17-1、3、53水泥硅酸盐水泥与普通水泥，掺大量混合材的硅酸盐水泥。常用水泥。P27-1、2、3、4。456784混凝土概述，组成材料，外加剂，和易性，强度，变形性能，耐久性，混凝土配合比设计，其他品种混凝土。P54-1、2、3、4、5、6、75砂浆技术要求，砌筑砂浆，抹面砂浆。P62-1、3、5。9106烧结砖烧结普通砖，多孔砖，空心砖。P67-1、2、7建筑钢材冶炼与分类，技术性质，化学成分对性能的影响，冷加工与时效，热处理与焊接，建筑用钢材、型钢、钢筋。P87-1、3、5。118塑料塑料的组成，常用建筑塑料。P93-1、3、5。9沥青基材料沥青及沥青基防水材料，新型防水材料。沥青混合料。P111-1、3、5。1210木材木材的构造，物理力学性质，在建筑工程中的应用，等级与综合利用，防腐与防火。P121-1、3、5。1311其它工程材料绝热材料，吸声材料。P140-1、3、5、7。建筑装饰材料，新型防水材料。14151612土木工程材料实验1.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验.3.混凝土搅拌、和易性、表观密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验、钢筋拉伸实验。1718总复习土木工程材料/建筑材料课程函授自学进程适用于土木工程类专业（专科层次）周次章节主要内容习题11绪论建材的分类、发展、学习方法和要求。P15-1、3、5、7、9、11。2建材基本性质材料的基本物理性质、力学性能、耐久性。23天然石材石材的形成与分类，技术性质，常用装饰石材，选用。P28-1、3、54无机气硬性胶材建筑石膏，建筑石灰，水玻璃。P39-2、4、6、8345水泥硅酸盐水泥与普通水泥，掺大量混合材的硅酸盐水泥。P61-1、2、3、4、5、8、9、11。56786混凝土及砂浆概述，组成材料，外加剂，和易性，强度，变形性能，耐久性，混凝土配合比设计，其他品种混凝土，装饰混凝土。P124-1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、16、19。砌筑砂浆，抹面砂浆。97墙体材料及屋面材料烧结普通砖，多孔砖，空心砖。P149-3、4、6、108建筑钢材冶炼与分类，技术性质，化学成分对性能的影响，冷加工与时效，热处理与焊接，建筑用钢材制。P169-3、4、5、6、7、9、10、11、12、14。119木材木材的构造，物理力学性质，在建筑工程中的应用，等级与综合利用，防腐与防火。P1823、4、5。10塑料涂料胶粘剂高分子化合物概述，建筑塑料，建筑涂料，胶粘剂。P203-1、3、5、7。1211防水材料沥青及沥青基防水材料，新型防水材料。P224-1、2、3、4、5。1312绝热与吸声材料绝热材料，吸声材料。P231-4、5、8。13建筑装饰材料P260-3、5、10。14151614实验1.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验.3.混凝土搅拌、和易性、表观密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验、钢筋拉伸实验1718总复习土木工程材料/建筑材料辅导材料1 材料基本性质-重点难点介绍1.密度、表观密度（砂的表观密度）、体积密度（砖的表观密度）、松堆密度。将所有密度概括为密度*，即*=m*/V* （g/cm3，kg/m3）。密度*=m*/V*= m/V=；表观密度（砂的表观密度）*=m*/V*= m/（V+VB）= m/V排=；体积密度（砖的表观密度）*=m*/V*= m*/V0= m*/（V+VB+VK）=0；松堆密度*=m*/V*= m*/V筒= m*/（V+VB+VK+V空）=0。2.孔隙率P=10/，空隙率P=10/。 P*=1*0/*。3.体积吸水率约等于开口孔隙率。WV=（mbm）/（V0W）=Wm0/水PK。4.质量含水率的极限等于质量吸水率。5.力学性能，量纲/单位，f=F/A，f折=1.5FL/（bh2），力（F）-化为牛顿N代入，长度（b、h、L、“A”）单位以mm代入，则强度单位为MPa或N/mm2。6.耐久性，环境作用，机械作用、物理作用、化学作用和生物作用等。7.数值按“四舍六入五单双法”处理。例题1-1：用同种材料制成的砖，由于其孔隙状况不同，试分析其性能变化规律。解：答案填入下表。孔隙率孔隙特征密度表观密度抗压强度吸水率抗渗性抗冻性导热系数吸声系数大相同(PK=PB)相同小小大差差小大小大大小好好大小相同闭孔相同大小好好小小开口小大差差大大相同大孔相同小小差差大小小孔大大好好小大例题1-2：一块尺寸标准的砖，m=2500g ，mb=2900g；敲碎磨细过筛（0.2mm）烘干后，取样54.02g，测得其排水体积V排水为20.0cm3。求该砖的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、孔隙率、体积吸水率。解：=m/V=54.02/20.0=2.70 g/cm3，0=m/V0=2500/（24.011.55.3）=1.71 g/cm3，P=10/=1-1.71/2.70=36.7%，Wm=（mbm）/m=（2900-2500）/2500=16.0%WV=（mbm）/（V0水）=Wm0/水=16.0%1.71/1.00=27.4%WVPK=27.4%。 PB=PPK=36.727.4=9.3%。例题1-3：一加气混凝土试块，其=2.30g/cm3，m=500g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=600g，V排水=1000cm3。（1）求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？（2）若上述材料为加气混凝土碎块，则其表观密度为多少？解：（1）PK WV=（mbm）/（V0W）=（600500）/（1000+（600500）/1.0）1.0=9.1%0=m/V0=500/（1000+（600-500）/1.0）=455 kg/m3，P=10/=10.455/2.30=80.2%， PB =P P K=80.2-9.1=71.1%。（2）=m/V排水=500/1000=0.50 g/cm3=500 kg/m3。例题1-4：一块尺寸标准的烧结普通砖（24011553），其干燥质量为2500g，其质量吸水率为14.0%，其密度为2.70g/cm3。试求该砖的闭口孔隙率。（提示：孔隙率=闭口孔隙率 + 开口孔隙率，开口孔隙率约等于体积吸水率）。解：0=m/V0=2500/（24.011.55.3）=1.71g/cm3 P开=W体=（m1m）/（V0水）= W质0/水=14.0%1.71/1.00=23.9% P=10/=11.71/2.70=36.7%， P闭=PP开=36.723.9=12.8%。例题1-5：一块破砖，其=2.70g/cm3，m=2000g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=2300g，V排水=880cm3。求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？解：PK WV=（mbm）/（V0W）=（23002000）/（880+（23002000）/1.0）1.0=25.4%0=m/V0=2000/（880+（2300-2000）/1.0）=1.69g/cm3，P=10/=11.69/2.70=37.4%， PB =PP K=37.425.4=12.0%。例题1-6：一块破砖，其=2.70g/cm3，m=2000g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=2300g，并在水中称得它（吸水饱和）的重量为1120g。求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？解：PK WV=（mbm）/（V0W）=（23002000）/（20001120）/1.00+（23002000）/1.00）1.00= （23002000）/（23001120）/1.001.00=25.4%V0=V+VB+VK=V排+VK=（mb-m水中）/1.00，0=m/V0=2000/（23001120）/1.00）=1.69g/cm3，P=10/=11.69/2.70=37.4%， PB =PP K=37.425.4=12.0%。 2气硬性胶材-重点难点介绍1.胶凝材料，气硬性，水硬性。 2.石灰（CaO），过火石灰，陈伏，安定性，无声爆破剂。熟化，陈伏，硬化（干燥、结晶、碳化），性能，应用。 3.石膏（CaSO4。0.5H2O），水化，凝结，硬化，水化产物，硬化浆体结构。性能，应用。4.水玻璃（Na2O。nSiO2 + H2O），凝结，硬化，促硬剂，水化产物。 性能，应用。3水泥-重点难点介绍 1.普通水泥的组成普通水泥的组成熟料矿物/组成石膏混合材料C3SC2SC3AC4AF游离氧化钙、游离氧化镁、碱矿渣粉煤灰火山灰早强高低低中后强高高低中凝结硬化快慢最快快水化热多少最多中抗水性差好差抗SO42-差好最差一般含量5522815 2.水泥及其结构普通水泥本身的颗粒粒径较粗，通常在7200m。但其约为70%的水化产物水化硅酸钙凝胶的尺寸在纳米级范围，其比表面积约为180m2/g，平均粒径约为10nm。即水化硅酸钙凝胶实际上是一种初级的纳米级材料。然而，这类所谓的纳米级材料其细观结构是粗糙的。对其进行改进，就能使水泥混凝土从低强到高强，从一般到高性能，从高性能到超高性能。几种粒子的细度汇总表：名称细度普通水泥超细掺合料纳米矿粉水泥硬化浆体（水化产物）矿渣粉煤灰硅粉CaCO3，SiO2CSH凝胶Ca(OH)2钙矾石比表面积 / m2/g0.30.60.620200180平均粒径 / nm40000150001500018020102000060080003.原料，生料，熟料，石膏，混合材料，水泥，品种，水化，凝结，硬化，标准稠度的水泥硬化浆体，安定性，强度发展，强度等级，耐久性，耐（水、硫酸盐、镁盐、钠盐、酸、强碱，海水）性。性能，用途。4.水泥品种，技术性质，性能，应用。例题3-1：已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到42.5级的强度指标,现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为:70.0、80.0、80.0、80.0、83.0、87.0kN和3200、3300、4000N,试评定该水泥的强度等级(42.5级普通水泥28天抗折强度指标为6.5MPa)。解：抗 压抗 折F/kN70.080.080.080.083.087.0F/N320033004000f/MPa43.850.050.050.051.954.4f/MPa7.57.79.4f6平均 = 50.0 ， 43.8超出f3平均=8.2，9.4超出f5平均 = 51.3f2平均 = 7.6fC=FC/A=FC/（4040）=80.01000/（4040）=50.0MPa， ff=1.5FfL/（bh2）=1.5Ff100/（40402）=1.54000100/（40402）=9.4MPa，由误差分析得：fC5平均抗压强度=51.3MPa42.5，ff2平均抗折强度=7.6MPa6.5。该水泥强度等级为42.5级。例题3-2：试述硅酸盐水泥石受腐蚀的内因和外因（腐蚀种类）。例题3-3：硅酸盐水泥石受腐蚀的种类和防止措施哪些?答：淡水腐蚀，酸性腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐等腐蚀。措施：合理选择水泥品种，提高水泥结构物的密实性，在水泥结构物表面设置保护层。例题3-4：产生水泥石腐蚀的基本原因及防止措施腐蚀类型软水侵蚀，盐类侵蚀/硫酸盐/镁盐，酸，强碱基本原因水泥石含有CH、C3AH6水泥石不密实有腐蚀介质存在防腐措施水泥品种提高密实度加保护层4混凝土-重点难点介绍1.混凝土外加剂高效减水剂 减水剂的发展：木质素减水剂、萘系减水剂、树脂系减水剂、聚羧酸减水剂。 目标：大减水、小引气、高保坍、低掺量。目前我国掺外加剂混凝土仅占混凝土总量的30左右，与先进国家的5080比，差距仍然较大，外加剂生产仍有巨大的潜在市场。木质素减水剂M萘系减水剂FDN聚羧酸减水剂树脂系减水剂SM减水率约为/%102025-3025-30 减水剂的作用表掺木钙粉水灰比32.5级水泥/kg水/kg细骨料/kg粗骨料/kg坍落度/mm强度/MPa耐久性空白0.5400200600120050301.00.54002006001200120301.0/0.90.5360180620124050301.00.4540018060712135035提高2.混凝土配合比表1 m3混凝土的组成材料混凝土特性C水泥（+掺合料）W水S细骨料G粗骨料A外加剂表观密度和易性耐久性强度变形40020060012002400 kg/m3W/C=0.50 fCU=Afce（C/W-B）Sp=S/(S+G)=33% 粘聚性/保水性/流动性W=200 kg/m3 流动性/坍落度1m3混凝土中材料用量（使用42.5级普通水泥）W/CSp%胶凝材料水细骨料粗骨料减水剂fCU坍落度混凝土水泥矿渣粉煤灰硅粉MPamm普通0.503340020060012004050防水0.503640020064811524050水工0.5035200 1007501400+4050密实0.31503858085170850850+70240泵送0.503928080402007001100+40180高性能0.253848060601506501050+90180高性能0.2538%420120601506501050+901803.掺合料 在混凝土拌合物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，加入的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的氢氧化钙反应生成具有水硬性的胶凝材料。具有火山灰活性、微集料和填充孔隙的作用。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。4.优良的骨料理想的粗骨料是清洁的、颗粒尽量接近等径状、针片状颗粒尽量少、不含能与碱反应的活性组分。对于C50C80的混凝土来说骨料本身的强度并不是最重要的，应引起注意的因素是粒径、表面状况、级配和石粉含量等。不同岩石的粗骨料对混凝土的弹性模量和收缩变形是有影响的。高强或有抗渗要求的混凝土最好不要用卵石。粗骨料粒径越小，得到相同渗透系数所需混凝土水灰比可以越大，对于高强泵送混凝土，宁可选用颗粒强度稍差但粒形好的粗骨料。高强混凝土要用粗中砂，尤其当粗骨料级配很差时砂子以偏粗为好。细度模数约为 3.0时，砼的工作性最好，抗压强度最高。5.高性能混凝土 （高）强度、高和易性、高耐久性、高环保）高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。高强度，一般在60120MPa。但也希望20-60MPa的混凝土也能成为高性能的混凝土，例如三峡大坝用混凝土，强度2040MPa ，耐久性为300年。高和易性，为了达到泵送施工的要求，在混凝土拌合物的粘聚性和保水性良好的条件下，坍落度达到100230mm。自密实混凝土的坍落度达到220240mm，扩展度达到500-600mm。 高耐久性，普通混凝土的耐久性（抗渗、抗冻、抗化学腐蚀、抗碳化、抗碱骨料反应等）一般为50/75100年，香港新机场混凝土为200年，三峡大坝混凝土为300年。埋于地下的高性能混凝土的耐久性可达2000年，甚至永久。 美国等的高性能混凝土，美国混凝土协会ACI2000委员会曾设想，今后美国常用混凝土的强度将为135MPa，如果需要，在技术上可使混凝土强度达400MPa；将能建造出高度为600900m的超高层建筑，以及跨度达500600m的桥梁。6. 普通混凝土配合比设计规程JGJ552000fcu，o=fcu，k +1.645，fcu碎石=0.46fce（C/W-0.07），fcu卵石=0.48fce（C/W-0.33）混凝土强度等级C20C25C30C30C35C40C45混凝土配制强度28.2MPa33.2 MPa38.2 MPa38.2 MPa标准差5.0 MPa5.0 MPa5.0 MPa5.0 MPa普通水泥32.5级32.5级32.5级42.5级42.5级42.5级42.5级水灰比（碎石）0.560.480.420.53水灰比（卵石）0.510.440.390.487.普通混凝土与泵送混凝土的比较和易性配合比变形强度耐久性施工混凝土坍落度粘聚性保水性砂率掺合料减水剂净浆体积骨料最大粒径收缩凝缩冷缩自缩干缩碳缩徐变富余后期碳化开裂普通30-5027-35%少少少40、60泵送100-200好好35-45%多多多20、30大大大大大大小快多易例题4-1：现浇配筋密列的砼筒仓板，受雨雪影响，板截面最小尺寸为250mm，钢筋净距最小尺寸为50mm，设计强度等级为C25。采用32.5等级的普通水泥（强度富余系数为1.08），其密度为3.10g/cm3；砂子为中砂（细度模数为2.3），表观密度为2.60g/cm3；石子为碎石，表观密度为2.70g/cm3。设该砼的表观密度为2400 kg/m3，强度标准差为3.8MPa。求初步计算配合比、基准配合比和实验室配合比？解：（1）确定配制混凝土的初步计算配合比。计算并查表得：碎石级配为：5-31.5mm（碎石最大粒径同时小于1/4250=62.5mm，3/450=37.5mm），坍落度为50-70mm。 确定配制强度 fcu, t= fcu, k + 1.645= 25+1.6453.8 = 31.2(MPa) 确定水灰比（W/C） fcu=0.46fce（C/W-0.07）= fcu, t W/C=Afce/( fcu, t + ABfce) = 0.4632.51.08/(31.2+0.460.0732.51.08) = 0.50按耐久性要求W/C0.55，所以可取水灰比为0.50。 确定用水量（W0）。查表得，1m3混凝土的用水量可选用W0=195+5=200kg。确定水泥用量 C0 = W0/(W/C) = 200/0.50 =400（kg）由表查得，按耐久性要求最小水泥用量为280kg/m3。所以，取水泥用量为C0 =400kg。确定砂率（Sp） 查表，W/C = 0.50 和碎石最大粒径为31.5mm时，可取 Sp =33%2031.5400.5032-3730-3534.53332.5确定1m3混凝土砂、石用量（S0、G0）。采用假定表观密度/重量法，得：400 + 200 + S0 + G0 = 2400， S0/(S 0+G0)100% = 33%，解得 S0 = 600kg；G0 = 1200kg。得混凝土计算配合比为：C0：W0：S0：G0 =400：200：600：1200 = 1：0.50：1.50：3.00。（2）确定配制混凝土的基准配合比经试拌满足和易性要求。W/CSPCWSG0坍落度1000升0.5033%4002006001200240020升8.04.012.024.040mm坍落度小增10%水泥浆0.80.4/65mm和易性好拌8.84.412.024.02460基准配合比0.5033%44022060012002460实=（m1-m0）/V0=8.3/0.0153=2460 kg/m3C基=C拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）=8.82460/（8.8+4.4+12.0+24.0）=440W基=W拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）S基=S拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）G基=G拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）（2）确定配制混凝土的实验室配合比经试拌满足和易性要求，还要满足强度、耐久性和经济性等要求。先设计三组计算配合比计算配合比W/CSPCWSG0要求坍落度要求fCU1000升0.4532%4442005651201241050-7031.21000升0.5033%4002006001200240050-7031.21000升0.5534%3642006211205239050-7031.2经试拌满足和易性要求，满足强度、耐久性和经济性等要求。基准配合比W/CSPCWSG0坍落度fCU1fCU20.4532%488220564119824706034.336.30.5033%440220600120024606531.333.30.5534%401221622120624507028.330.3实验室配合比为W/CSPCWSG0坍落度fCU实验室配合比10.5033%440220600120024606531.3fCU1实验室配合比20.5333%41522060012002435计算fCU20.5333%4192226061212246065实测k=实/计=2460/2435=1.011.02一般不需校正。 f fcu，t =31.2 0 1/0.55 1/0.50 0/0.45 C/W1/0.53例题4-2：由初步配合比经试拌调整后，求混凝土的基准配合比。先称取以下材料进行试拌：32.5级普通水泥8.0kg、水4.0kg、中砂14.0kg、碎石22.0kg。试验结果坍落度比要求的小。经加入调整材料(为初拌材料用量的10%)后重新试验，和易性达到要求。并测得表观密度为2460kg/m3。求(1)该混凝土的初步配合比。(2)基准配合比。(3)估计该混凝土的强度等级（强度标准差s本题为3.5或5.0MPa）。解：(1)该混凝土的初步配合比。C0：W0：S0：G0 = 8.0：4.0：14.0：22.0=1：0.50：1.75：2.75。(2)基准配合比。确定配制混凝土的基准配合比经试拌满足和易性要求。W/CSPCWSG0坍落度8.04.014.022.0小坍落度小增10%水泥浆0.80.4/2460满足要求和易性好基准配合比0.5039%44022070011002460(3)估计该混凝土的强度等级。（强度标准差s本题为3.5MPa）fcu=0.46fce（C/W0.07）=0.4632.51.08（440/2200.07）=31.2(MPa)fcu, t= fcu, k + 1.645= fcu, k +1.6453.5 = 31.2(MPa)，fcu, k=25.4(MPa)，该混凝土的强度等级为C25。(4)估计该混凝土的强度等级。（强度标准差s本题为5.0MPa）fcu=0.46fce（C/W-0.07）=0.4632.51.08（440/220-0.07）=31.2(MPa)fcu, t= fcu, k + 1.645= fcu, k +1.6455.0 = 31.2(MPa)，fcu, k=23.0(MPa)，该混凝土的强度等级为C20。例题4-3：混凝土设计要求强度等级C30，坍落度10-30mm，现场施工拟用所用原材料情况如下：水泥：强度等级42.5的普通水泥，密度c=3.10g/cm3，强度富余系数为1.06；砂：Mx=2.6的中砂，为区砂，表观密度0S=2650kg/m3，含水率为3.0%；石子：520mm碎石，表观密度0G=2700kg/m3，含水率为1.0%。试求：1）混凝土的初步计算配合比；2）试计算混凝土施工配合比（假设经调整后初步计算配合比正好等于实验室配合比）；3）每拌2包水泥的混凝土时各材料用量（施工配合比）；4）如果在上述混凝土（初步计算配合比）中掺入0.5%UNF-2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求混凝土的施工配合比。解：（1）确定配制混凝土的计算配合比A确定配制强度 fcu, t= fcu, k + 1.645= 30+1.6455.0 = 38.2(MPa)B确定水灰比 W/C=Afce/( fcu, t + ABfce) = 0.4642.51.06/(38.2+0.460.0742.51.06) = 0.52。C确定用水量（W0）查表，按坍落度要求1030mm，碎石最大粒径为20mm，则1m3混凝土的用水量可选用W0=185kg。D确定水泥用量（C0） C0 = W0/(W/C) = 185/0.52 =356（kg）。E确定砂率（Sp）查表，W/C = 0.52 和碎石最大粒径为20mm时，可取 Sp =35%。（32+37）/2=34.5，（35+40）/2=37.5，Sp=34.5+（37.5-34.5）/102=35% F确定1m3混凝土砂、石用量（S0、G0）采用体积法，有：356/3.10 + 185/1.0 + S0/2.65 + G0/2.70 +101 = 1000， S0/(S 0+G0)100% = 35%， 解得 S0 = 648kg；G0 = 1203kg。得混凝土计算配合比1m3混凝土的材料用量为：C0：W0：S0：G0 = 356：185：648：1203=1：0.52：1.82：3.38， 0=2392kg/m3。（2）试计算混凝土施工配合比C，=C=356，W，=W-Sa-Gb=185-6483%-12031%=153.5，S，=S（1+a）=648（1+3%）=667，G，=G（1+b）=1203（1+1%）=1215，C，：W，：S，：G，=356：154：667：1215。（3）每拌2包水泥的混凝土时各材料用量 C，：W，：S，：G，=100：43：187：341。（4）如果在上述混凝土（初步计算配合比）中掺入0.5%UNF-2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求混凝土的施工配合比。原初步配合比 C0：W0：S0：G0 = 356：185：648：1203加入减水剂后，C0=365（1-0.05）=338，W0=185（1-0.10）=166，A=3380.5%=1.69，W/C=166/338=0.49338/3.10 + 166/1.0 + S0/2.65 + G0/2.70 +101 = 1000，S0/(S 0+G0)100% = 34%解得混凝土计算配合比1m3混凝土的材料用量为：C0：W0：S0：G0 ：A= 338：166：652：1266：1.69=1：0.49：1.93：3.75：0.005，0=2424kg/m3。试计算混凝土施工配合比C，=C=338，W，=W-Sa-Gb=