第4章 混凝土

1、第第 4 4 章章 混混 凝凝 土土（CONCRETE）|定义：定义：|以通用水泥、水和粗、细集料按适当比以通用水泥、水和粗、细集料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间凝例配合、拌制成拌合物，经一定时间凝结硬化而成的人造石材，结硬化而成的人造石材，称为普通水泥称为普通水泥混凝土混凝土，简称，简称混凝土混凝土。|简写为砼（读作简写为砼（读作“混凝土混凝土”）具有特殊性能的砼：具有特殊性能的砼：|高强砼高强砼|高性能砼高性能砼|流态砼流态砼|耐热砼耐热砼|耐酸砼耐酸砼砼材料的特点：砼材料的特点：|原材料丰富、造价低廉原材料丰富、造价低廉|具有可浇注性（可模性）具有可浇注性（可模性）|强度高、耐

2、久性好、耐火性好强度高、耐久性好、耐火性好|配制灵活、适应性好配制灵活、适应性好|与钢筋有牢固的粘结力与钢筋有牢固的粘结力|生产能耗较低生产能耗较低但自重大、硬化慢、抗拉强度低但自重大、硬化慢、抗拉强度低(脆性脆性)按生产和施工工艺可分为：按生产和施工工艺可分为：|预拌砼（商品砼）预拌砼（商品砼）|泵送砼泵送砼|喷射砼喷射砼|碾压砼碾压砼|水下砼水下砼 |真空吸水砼真空吸水砼|离心砼离心砼土木工程对砼的基本要求：|具有符合设计要求的具有符合设计要求的强度强度|具有与施工条件相适应的具有与施工条件相适应的和易性和易性|具有与工程环境相适应的具有与工程环境相适应的耐久性耐久性|具有较好的具有较好的

3、经济性经济性4.1 砼的组成材料砼的组成材料 砼是由砼是由水泥、砂、石和水水泥、砂、石和水组成，另外还常组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。加入适量的掺合料和外加剂。|在砼中，砂、石起骨架作用，称为骨在砼中，砂、石起骨架作用，称为骨(集集)料。料。|水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成为一个坚实的整体。硬化后，则将骨料胶结成为一个坚实的整体。一一 水泥水泥水泥是砼

4、中最重要的组分。水泥是砼中最重要的组分。|水泥品种的选择：水泥品种的选择： 应根据工程性质与特点，环境条件及施工条应根据工程性质与特点，环境条件及施工条件，结合水泥的特性进行合理的选择。件，结合水泥的特性进行合理的选择。 |水泥强度等级的选择：水泥强度等级的选择： 应当与砼的设计强度等级相适应。经验证明，应当与砼的设计强度等级相适应。经验证明，配制配制C30以下的砼，水泥强度等级为砼强度等以下的砼，水泥强度等级为砼强度等级的级的1.11.8倍，配制倍，配制40以上的砼，为以上的砼，为1.01.5倍。倍。二二 细骨料（砂）细骨料（砂） 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形由自然风化、水流搬运和分选

5、、堆积形成的、粒径小于成的、粒径小于4.75的岩石颗粒（砂）的岩石颗粒（砂）称为细骨料。砼用砂的技术要求如下：称为细骨料。砼用砂的技术要求如下：1 砂的粗细程度与级配砂的粗细程度与级配|砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。中砂与细砂之分。|在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在砼中，砂子的表而粗砂的总表面积较小。在砼中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈

6、大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。|一般说来，用粗砂拌制砼比用细砂所需的水一般说来，用粗砂拌制砼比用细砂所需的水泥浆为省。泥浆为省。|级配：级配：指骨料中颗粒的搭配情况，包括指骨料中颗粒的搭配情况，包括颗粒的粒径大小和数量多少。颗粒的粒径大小和数量多少。|在砼中砂粒之间的空隙是由水泥浆填充，在砼中砂粒之间的空隙是由水泥浆填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，应为达到节约水泥和提高强度的目的，应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。以获得较好的技术经济性。配

7、。以获得较好的技术经济性。|在拌制砼时，砂的级配和粗细程度应同时在拌制砼时，砂的级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小隙，则可达到空隙及总表面积均较小（级（级配良好）配良好），这样的砂比较理想，不仅水泥，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高砼的密实度与浆用量较少，而且还可提高砼的密实度与强度。强度。|砂的颗粒级配和粗细程度，常用砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分（析）试验进行测定。用级筛分（析）试验进行测定。用级配区表示砂的颗

8、粒级配，用细度配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。模数表示砂的粗细。|筛分析的方法：筛分析的方法：|用一套孔径为用一套孔径为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的标准筛，的标准筛，将将500g的干砂试样由粗到细依次过的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在筛上的砂筛，然后称得各筛余留在筛上的砂的质量（筛余量），并计算出各筛的质量（筛余量），并计算出各筛上的分计筛余百分率上的分计筛余百分率ai及累计筛余百及累计筛余百分率分率i。|细度模数的计算公式为：细度模数的计算公式为：|a ai i-分计筛余百分率，即该号筛的筛分计筛余百分率，即该号筛的筛

9、 余量除以试样总量；余量除以试样总量；|i i-累计筛余百分率，即该号筛与大于累计筛余百分率，即该号筛与大于 该号各筛分计筛余百分率之和。该号各筛分计筛余百分率之和。11654321005)(AAAAAAAMx 细度模数（细度模数（x）愈大，表示砂愈粗，砂的）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为细度模数范围一般为3.70.7，其中，其中|x在在 3.7 3.为粗砂，为粗砂，|x在在.02.3为中砂，为中砂，|x在在 2.21.6为细砂，为细砂，|x在在 1.50.7为特细砂。为特细砂。 普通砼用砂的细度模数一般在普通砼用砂的细度模数一般在2.2 3.2之间之间较为适宜。较为适宜。|国家规范

10、将细度模数为国家规范将细度模数为 3.7 1.6 的普通砼的普通砼用砂，以用砂，以0.60mm筛孔的累计筛余量分成三个筛孔的累计筛余量分成三个级配区，如表级配区，如表4-1所示及图所示及图4-1所示。普通砼所示。普通砼用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。域中的任一个区域以内。|图图4-14-1砂的砂的1 1、2 2、3 3级配区曲线级配区曲线 |例例4-4- 某干砂某干砂500g500g的筛分结果如下表所的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配列。试计算该砂的细度模数并评定其级配筛 孔 尺筛 孔 尺寸 （寸 （mm）

11、4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 筛余量筛余量() 5 100 150 145 80 20 计算细度模数： 11654321005AAAAAAAMx）（ 43. 31100510096805121）（ 根据细度模数，该砂属粗砂。 在级配区内画出该砂的筛分曲线，见图 4-1。该曲线落在 区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。 注 x在 3.73.1 为粗砂， x在 3.02.3 为中砂， x在 2.21.6为细砂，x在 1.50.7 为特细砂。 砂按技术要求分为三类：砂按技术要求分为三类：|类宜用于强度等级类宜用于强度等级 C60 C60的砼的砼|类宜用于强度等级类

12、宜用于强度等级 C30 - C60C30 - C60的砼及有抗的砼及有抗冻抗渗或其他要求的砼；冻抗渗或其他要求的砼；|类宜用于强度等级类宜用于强度等级 C30 C30的砼和建筑砂浆的砼和建筑砂浆2 砂中有害杂质的含量砂中有害杂质的含量|为保证砼的质量，砂中有害杂质的含量，应为保证砼的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。符合国家技术规范的规定。表表 4-2 砂砂中中有有害害杂杂质质含含量量的的规规定定（GB/T14684-2001） 品品质质要要求求（按按质质量量计计） （%） 项项目目 I 类类 II 类类 III 类类 含含泥泥量量 1.0 3.0 5 5. .0 0 泥泥块

13、块含含量量 0 1 1. .0 0 2 2. .0 0 云云母母含含量量 1.0 2.0 2.0 轻轻物物质质 1.0 1.0 1.0 有有机机物物含含量量 合合格格 合合格格 合合格格 硫硫化化物物、硫硫酸酸盐盐 （） 0.5 0.5 0.5 氯氯化化物物 0.01 0.02 0.06 |砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（泥中的碱分（2 2及及2 2）起作用，产生碱骨料反应，使砼起作用，产生碱骨料反应，使砼发生膨胀开裂。发生膨胀开裂。|对砂的技术要求：对砂的技术要求：（需记住）（需记住）级配好、质地坚硬

14、；级配好、质地坚硬；洁净、杂质少；洁净、杂质少；有害成份不超标。有害成份不超标。三三 粗骨料（石）粗骨料（石）|粒径大于粒径大于4.754.75的骨料为粗骨料的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通（卵石和碎石）。对用于配制普通砼的卵石和碎石有以下技术要求：砼的卵石和碎石有以下技术要求：1 1 最大粒径、颗粒级配最大粒径、颗粒级配| （1 1）石子最大粒径（）石子最大粒径（D Dmaxmax） 石子颗粒的公称上限粒径称为这种石子颗粒的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径。|石子的最大粒径增大，则相同质量石子石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，砼中包裹石子所需水的

15、总表面积减小，砼中包裹石子所需水泥浆体积减少，即砼用水量和水泥用量泥浆体积减少，即砼用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高砼的粒径增大，可因用水量的减少提高砼的强度。强度。|石子最大粒径（石子最大粒径（D Dmaxmax）过大时，由于骨）过大时，由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成砼的强度下降。同时，最大粒径的成砼的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。等方面的限制。根据我国砼施工规范规定：根据我国砼施工规范规定：|粗

16、骨料的最大粒径不得大于结构物最粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面短边长度的小断面短边长度的/；不得大于钢；不得大于钢筋最小净距的筋最小净距的 /。另外还受搅拌机。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。以及输送管道等条件的限制。|（2 2）颗粒级配）颗粒级配 粗骨料的级配原理和要求与细骨粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用定，即用2.362.36、4.754.75、9.59.5、16.016.0、19.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.053.0、63.063.0、75.075.0和和90

17、90等十二种孔径的等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。圆孔筛进行筛分。 石子的级配可分为连续级配石子的级配可分为连续级配和间断级配。和间断级配。|连续级配连续级配是石子粒级呈连续性，是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制定比例。用连续级配的骨料配制的砼混合料，和易性较好，不易的砼混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。上最常用的级配。|间断级配间断级配也称单粒级级配。间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连

18、续，大骨料空隙从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的砼，石子的空隙率。由间断级配制成的砼，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，砼混合物容易产生离析现象，较大，砼混合物容易产生离析现象，导致施工困难。导致施工困难。|石子颗粒级配范围应符合规范要求。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见表碎石、卵石的颗粒级配规格见表4-3 4-3 ( (表表 4-6)4-6)。表表 4-3 卵卵石石或或碎碎石石的的颗颗粒粒级级配配范范围围（GB/T14685-2001） 累

19、累计计筛筛余余（%） 筛筛孔孔尺尺寸寸（圆圆孔孔筛筛） （） 级级配配情情况况 公公称称 粒粒级级（） 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.50 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90 510 95100 80100 015 0 516 95100 85100 3060 010 0 520 95100 90100 4080 010 0 525 95100 90100 3070 05 0 531.5 95100 90100 7090 1545 05 0 连连续续粒粒级级 540 95100 7090 3065 05 0 1020 95100 85100 015

20、 0 1631.5 95100 85100 010 0 2040 95100 80100 010 0 31.563 95100 75100 4575 010 0 单单粒粒级级 4080 95100 70100 3060 010 0 2 粗骨料的强度及坚固性粗骨料的强度及坚固性（1）粗骨料的强度）粗骨料的强度|粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。状石子的压碎指标来表示。|岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成555cm 立方体，或直径与高度均为立方体，或直径与高度均为5cm的圆柱体试样，浸泡水中，的圆柱体试样，浸泡水中

21、，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的砼强度等级之比，不强度与设计要求的砼强度等级之比，不应低于应低于1.5。|压碎指标是将一定重量气干状态下压碎指标是将一定重量气干状态下10102020的石的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到载到200200，卸荷后称取试样质量（，卸荷后称取试样质量（0 0），再用孔），再用孔径为径为2.362.36的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（的筛余量（m m1 1），用下式计算压碎指标：），用下式计算压碎指标： a a-

22、压碎指标值，压碎指标值，% %； 0 0-试样质量，试样质量，g g； m m1 1-压碎试验后试样的筛余量，压碎试验后试样的筛余量，g g。|压碎指标值越小，骨料的强度越高。压碎指标值越小，骨料的强度越高。%100010mmma （2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性|骨料的坚固性是指在气候、外力和其他骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。环后，其质量损失应不超

23、过规范的规定。3 有害杂质有害杂质|粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。粒等。|它们的危害作用与在细骨料中相同。各它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。定。|粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的倍）和片状（厚度小于均粒径的倍）和片状（厚度小于平均粒径的平均粒径的0.40.4倍）颗粒，不仅影响砼倍）颗粒，不仅影响砼

24、的和易性，而且会使砼的强度降低。骨的和易性，而且会使砼的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定。定。表表 4 4- -4 4 水泥混凝土用粗骨料中有害杂质含量的规定（按质量计）水泥混凝土用粗骨料中有害杂质含量的规定（按质量计） 指标指标 项目项目 I I IIII IIIIII 含泥量（含泥量（ 0.080.08 ） 0.5%0.5% 1.0%1.0% 1.5%1.5% 泥块含量泥块含量 0 0 0.5%0.5% 0.7%0.7% 针片状颗粒含量针片状颗粒含量 5%5% 15%15% 25%25% SOSO3 3含量含量 0.5%0.5% 1%1%

25、1%1% 有机质含量有机质含量 合格合格 合格合格 合格合格 坚固性坚固性 质量损失质量损失 5%5% 8%8% 12%12% 4 骨料的饱和面干吸水率骨料的饱和面干吸水率|骨料的几种含水状态如图所示。骨料的几种含水状态如图所示。|骨料的含水状况除不含水分的骨料的含水状况除不含水分的绝干状态绝干状态以外，还有含与大气湿度平衡的水分时以外，还有含与大气湿度平衡的水分时的的气干状态气干状态；颗粒表面干燥，而颗粒内；颗粒表面干燥，而颗粒内部的孔隙含水饱和的部的孔隙含水饱和的饱和面干状态饱和面干状态；颗；颗粒表面吸附了水的粒表面吸附了水的润湿状态润湿状态。|骨料在饱和面干状态时的含水率，称骨料在饱和面

26、干状态时的含水率，称为为饱和面干吸水率饱和面干吸水率。当拌制砼时，由。当拌制砼时，由于骨料含水量的不同，将影响砼的用于骨料含水量的不同，将影响砼的用水量和骨料用量。水量和骨料用量。|计算砼中各项材料的配合比时，一般计算砼中各项材料的配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。工程常以饱和面干的骨料为准。|砂石骨料的这一特性，在设计和称砂石骨料的这一特性，在设计和称料拌合砼中应加以注意，并作相应料拌合砼中应加以注意，并作相应调整。调整。|如配合比设计是以干骨料作基准的，如配合比设计是以干骨料作基准的，确定用水量时应考虑补充干骨料的确定

27、用水量时应考虑补充干骨料的吸水；当骨料是润湿态时，确定用吸水；当骨料是润湿态时，确定用水量时又应考虑扣除骨料的表面水。水量时又应考虑扣除骨料的表面水。|对对石子石子的技术要求的技术要求（需记住）（需记住）级配好、强度高；级配好、强度高；粒径适中、粒形好；粒径适中、粒形好；洁净、杂质少；洁净、杂质少；有害成份不超标。有害成份不超标。四四 水水|在拌制和养护砼用的水中，不得含有在拌制和养护砼用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和水和清洁的天然水，都能用来拌

28、制和养护砼。养护砼。|污水、污水、PH4的酸性水、含硫酸盐（按的酸性水、含硫酸盐（按SO3计）超过计）超过1的水均不得使用。海水中含有的水均不得使用。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，一般不得用海水用，对钢筋也会造成锈蚀，一般不得用海水拌制砼。拌制砼。|对水质有疑问时，可将该水与洁净水分别制对水质有疑问时，可将该水与洁净水分别制成砼试块，进行强度对比试验，如果用该水成砼试块，进行强度对比试验，如果用该水制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制砼。度，就可用此水来拌

29、制砼。4.2 砼的技术性质砼的技术性质| 砼在未凝结硬化以前，称为砼拌合物砼在未凝结硬化以前，称为砼拌合物（砼混合料）或新拌砼。（砼混合料）或新拌砼。|砼拌合物必须具有砼拌合物必须具有良好的和易性良好的和易性，便，便于施工，以保证能获得良好的浇灌质于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；砼拌合物凝结硬化以后，应具有量；砼拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度和适当的变形足够的强度和适当的变形，以保证建，以保证建筑物能安全地承受设计荷载；并应具筑物能安全地承受设计荷载；并应具有有必要的耐久性必要的耐久性。4.2 砼的技术性质砼的技术性质砼应具备的四项技术性质：砼应具备的四项技术性质：|和易性（工作性）

30、和易性（工作性）|强度强度|变形变形|耐久性耐久性4.2.1 和易性和易性(工作性工作性)一一 和易性的概念和易性的概念|和易性是指砼拌合物易于施工操作（拌和易性是指砼拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能。均匀、成型密实的性能。|和易性是一项综合的技术性质，包括有和易性是一项综合的技术性质，包括有流动性、粘聚性和保水性流动性、粘聚性和保水性等三方面的性等三方面的性质。质。|流动性流动性是指砼拌合物在本身自重或施是指砼拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的

31、性能。并均匀密实地填满模板的性能。 流动性的大小取决于砼拌合物中流动性的大小取决于砼拌合物中用水量或水泥浆含量的多少。用水量或水泥浆含量的多少。|粘聚性粘聚性是指砼拌合物在施工过程中其是指砼拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的性能。产生分层和离析的性能。 粘聚性的大小主要取决于细骨料粘聚性的大小主要取决于细骨料的用量以及水泥浆的稠度。的用量以及水泥浆的稠度。|保水性保水性是指砼拌合物在施工过程中，是指砼拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重具有一定的保水能力，不致产生严重泌水的性能。泌水的性能。 保水性差的砼拌合物，

32、由于水保水性差的砼拌合物，由于水分分泌出来会形成容易透水的孔隙，分分泌出来会形成容易透水的孔隙，从而降低砼的密实性。从而降低砼的密实性。二二 和易性测定及评价指标和易性测定及评价指标|目前，尚没有能够全面反映砼拌合物目前，尚没有能够全面反映砼拌合物和易性的测定方法。和易性的测定方法。|在工地和试验室，通常是在工地和试验室，通常是测定拌合物测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。性和保水性。测定方法：测定方法：（）坍落度法（）坍落度法 将砼拌合物按规定方法装入标准将砼拌合物按规定方法装入标准圆锥筒（坍落度筒）中，逐层插捣并圆锥筒（坍落度筒）中，逐层插

33、捣并装满刮平后，垂直提起圆锥筒，砼拌装满刮平后，垂直提起圆锥筒，砼拌合物由于自重将会向下坍落。坍落的合物由于自重将会向下坍落。坍落的高度（以毫米计），即为坍落度。高度（以毫米计），即为坍落度。|坍落度越大，则砼拌合物的流动性越坍落度越大，则砼拌合物的流动性越大。大。|在做坍落度试验的同时，应观察砼拌在做坍落度试验的同时，应观察砼拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情况，合物的粘聚性、保水性及含砂等情况，以更全面地评定砼拌合物的和易性。以更全面地评定砼拌合物的和易性。|坍落度法适用于骨料最大粒径不大于坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40，坍落度值不小于，坍落度值不小于10的砼的砼拌合物。拌合物。根据坍

34、落度不同，将砼拌合物分为：根据坍落度不同，将砼拌合物分为：|大流动性砼（坍落度大于大流动性砼（坍落度大于160）|流动性砼（坍落度为流动性砼（坍落度为100150）|塑性砼（坍落度为塑性砼（坍落度为5090）|低塑性砼（坍落度为低塑性砼（坍落度为1040）|小于小于10的拌合物为干硬性砼的拌合物为干硬性砼（）维勃稠度法（）维勃稠度法（法）（法）|对干硬性的砼拌合物通常采用维勃稠对干硬性的砼拌合物通常采用维勃稠度仪测定其稠度。度仪测定其稠度。|测试方法：测试方法： 在维勃稠度仪上的坍落度筒中按在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，垂直提起坍落规定方法装满拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合

35、物试体顶面放一透明圆度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，盘，开启振动台，同时用秒表计时，开启振动台，同时用秒表计时，在透明圆盘的底面完全被水泥浆填满在透明圆盘的底面完全被水泥浆填满的瞬间，停止秒表，的瞬间，停止秒表，关闭振动台。此关闭振动台。此时可认为砼混合物已密实。读出秒表时可认为砼混合物已密实。读出秒表的秒数，称为维勃稠度。的秒数，称为维勃稠度。|该法适用于粗骨料最大粒径不超过该法适用于粗骨料最大粒径不超过40，维勃稠度在，维勃稠度在30之间之间的砼拌合物的稠度测定。的砼拌合物的稠度测定。三三 和易性的选择和易性的选择|砼的坍落度，主要依据构件截面大小，砼的坍落度，主要依据构件截面大小，钢

36、筋疏密和捣实方法来确定。钢筋疏密和捣实方法来确定。|当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。小些。砼结构工程施工及验收规范砼结构工程施工及验收规范（GB50204-1992GB50204-1992）关于坍落度选择的）关于坍落度选择的规定：规定：表表5 混凝土浇筑时的坍落度（混凝土浇筑时的坍落度（GB50204-1992） 结构种类结构种类 坍落度（坍落度（mm） 基础或地

37、面等的垫层， 无配筋的大体积结构基础或地面等的垫层， 无配筋的大体积结构或配筋稀疏的结构或配筋稀疏的结构 1030 板、梁或大型及中型截面的柱子等板、梁或大型及中型截面的柱子等 3050 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓。细柱配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓。细柱等）等） 5070 配筋特密的结构配筋特密的结构 7090 四四 影响和易性的因素影响和易性的因素|（）水泥浆的数量（）水泥浆的数量 在砼拌合物中，水泥浆包裹骨料表在砼拌合物中，水泥浆包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料润滑，提高面，填充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的流动性。混合料的流动性。 在水灰比不变的情况下，单位体积在水灰比不

38、变的情况下，单位体积混合物内，随水泥浆的增多，混合物的混合物内，随水泥浆的增多，混合物的流动性增大。混合物中水泥浆的数量以流动性增大。混合物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。满足流动性要求为宜。|若水泥浆过多，超过骨料表面的包若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限度，就会出现流浆现象，这既裹限度，就会出现流浆现象，这既浪费水泥又降低砼的性能。浪费水泥又降低砼的性能。|如水泥浆过少，达不到包裹骨料表如水泥浆过少，达不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性变面和填充空隙的目的，使粘聚性变差，流动性低，不仅产生崩塌现象，差，流动性低，不仅产生崩塌现象，还会使砼的强度和耐久性降低。还会使砼的强度和耐久

39、性降低。|（）水泥浆的稠度（）水泥浆的稠度 水泥浆的稀稠，取决于水灰比的水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。水灰比小，水泥浆稠，拌合物流大小。水灰比小，水泥浆稠，拌合物流动性就小，砼拌合物难以保证密实成型。动性就小，砼拌合物难以保证密实成型。若水灰比过大，又会造成砼拌合物的粘若水灰比过大，又会造成砼拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象。现象。|水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响砼流动性最大的因素。实际上用水量是影响砼流动性最大的因素。当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减当用水量一定时，

40、水泥用量适当变化（增减501003 ）时，基本上不影响砼拌合）时，基本上不影响砼拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。物的流动性，即流动性基本上保持不变。|由此可知，在用水量相同的情况下，采用不由此可知，在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的砼。的砼。|(3) (3) 砂率砂率 砂率是指砼中砂的用量占砂、石总用量砂率是指砼中砂的用量占砂、石总用量的百分率。的百分率。g0g0每立方米砼的粗骨料用量（每立方米砼的粗骨料用量（kgkg）s0s0每立方米砼的细骨料用量（每立方米砼的细骨料用量（kgkg）s s砂率（）砂率（） P P

41、 粗骨料的空隙率（）粗骨料的空隙率（）0s0s 、0g 0g 砂、石堆积密度（砂、石堆积密度（kg/mkg/m3 3) )gssggssssgssosPPVVVmmm00000000000 |混合料中，砂用来填充石子的空隙。在水混合料中，砂用来填充石子的空隙。在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的比面及空隙率增大，砼就显得干稠，流的比面及空隙率增大，砼就显得干稠，流动性小。如要保持一定的流动性，则要多动性小。如要保持一定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。加水泥浆，耗费水泥。|若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围

42、形成足够的砂浆层起润滑和填充作的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也降低混合物流动性，还会使粘聚性、用，也降低混合物流动性，还会使粘聚性、保水性变差，砼显得干涩，粗骨料离析，保水性变差，砼显得干涩，粗骨料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。水泥浆流失，甚至出现溃散现象。|砂率既不能过大，也不能过小，砂率既不能过大，也不能过小，应通过试验找出最佳（合理）砂应通过试验找出最佳（合理）砂率。也可参照表率。也可参照表4-74-7选用。选用。表表 4-7 混凝土砂率选用表混凝土砂率选用表 （%） （） （JGJ55-2000） 卵石最大粒径卵石最大粒径 (mm) 碎石最大粒径碎石最大粒径 (mm)

43、水灰比水灰比 10 20 40 16 20 40 0.40 2632 2531 2430 3035 2934 2732 0.50 3035 2934 2833 3338 3237 3035 0.60 3338 3237 3136 3641 3540 3338 0.70 3641 3540 3439 3944 3843 3641 |( () )其他影响因素其他影响因素 水泥品种，骨料种类，粒形和级水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都对砼拌合物的和配以及外加剂等，都对砼拌合物的和易性有一定影响。易性有一定影响。|水泥的标准稠度用水量大，则拌合物的水泥的标准稠度用水量大，则拌合物的流动性小

44、。流动性小。|骨料的颗粒较大，形状圆整，表面光滑骨料的颗粒较大，形状圆整，表面光滑及级配较好时，则拌合物的流动性较大。及级配较好时，则拌合物的流动性较大。|在砼拌合物中加入外加剂时（如减水在砼拌合物中加入外加剂时（如减水剂），能显著地改善和易性。剂），能显著地改善和易性。 |砼拌合物的和易性还与时间，温度、砼拌合物的和易性还与时间，温度、湿度有关。湿度有关。 拌合物拌制后，随时间延长，流拌合物拌制后，随时间延长，流动性减小。温度越高，水分丢失越快，动性减小。温度越高，水分丢失越快，坍落度损失越大；湿度越大，水分蒸坍落度损失越大；湿度越大，水分蒸发越慢，坍落度损失越小。发越慢，坍落度损失越小。4

45、.2.2 砼的强度砼的强度一一 砼的强度与强度等级砼的强度与强度等级（）抗压强度标准值和强度等级（）抗压强度标准值和强度等级| 立方体抗压强度（立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方法制成边长为按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度的立方体试件，在标准养护条件（温度202，相对湿度，相对湿度95以上）下，养护以上）下，养护至至28龄期，按照标准的试验方法测定龄期，按照标准的试验方法测定其抗压强度值，称为砼立方体抗压强度其抗压强度值，称为砼立方体抗压强度（以（以fcu表示表示, 单位为单位为a）|测定砼立方体试件抗压强度，也可以按粗测定砼立方体试件抗压强度，也

46、可以按粗骨料最大粒径的尺寸而选用不同的试件尺骨料最大粒径的尺寸而选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。系数，以得到相当于标准试件的试验结果。|对于边长为对于边长为 100mm的立方体试件，换算的立方体试件，换算系数为系数为0.95；边长为；边长为200mm的立方体试件，的立方体试件，换算系数为换算系数为1.05。AFfcc| 立方体试件抗压强度标准值（立方体试件抗压强度标准值（fcu，k） 立方体抗压强度（立方体抗压强度（fcu）只是一组砼）只是一组砼试件抗压强度的算术平均值，并未涉及试件抗压强度的算术平均

47、值，并未涉及数理统计和保证率的概念。而立方体抗数理统计和保证率的概念。而立方体抗压强度标准值（压强度标准值（fcu, k）是按数理统计方）是按数理统计方法确定，具有不低于法确定，具有不低于95保证率的立方保证率的立方体抗压强度。体抗压强度。| 强度等级强度等级砼的强度等级是根据立方体抗压强度标砼的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。我国现行规范规定，普准值来确定的。我国现行规范规定，普通砼按立方体抗压强度标准值划分为：通砼按立方体抗压强度标准值划分为：C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80等强度等级等强度等级|(2

48、) 轴心抗压强度轴心抗压强度（fcp）为了使砼强度接近于实际受力情况，在为了使砼强度接近于实际受力情况，在计算轴心受压构件（如柱子、衍架腹杆计算轴心受压构件（如柱子、衍架腹杆等）时，采用砼的轴心抗压强度作为依等）时，采用砼的轴心抗压强度作为依据。据。我国标准规定，测定轴心抗压强度采用我国标准规定，测定轴心抗压强度采用150150300mm棱柱体作为标准试件。棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体强度与立方体强度的试验证明，棱柱体强度与立方体强度的比值为比值为0.70.8。|(3) 劈裂抗拉强度（劈裂抗拉强度（fts）|(4) 砼抗折强度砼抗折强度( fcf ) 道路路面或机场跑道用砼，是以抗折道

49、路路面或机场跑道用砼，是以抗折强度为主要设计指标。强度为主要设计指标。 水泥砼的抗弯水泥砼的抗弯强度试验是以标准方法制备成强度试验是以标准方法制备成 150150550的抗折试件，在标准的抗折试件，在标准条件下养护条件下养护28d后，按三分点加荷，后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（测定其抗弯强度（fcf ），），|(3) 劈裂抗拉强度（劈裂抗拉强度（fts）我国现行标准规定，采用标准试件我国现行标准规定，采用标准试件150mm立方体，按规定的劈裂抗拉试立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度称劈拉强度fts 砼劈裂抗拉强度应按下式

50、计算：砼劈裂抗拉强度应按下式计算： |式中式中fts砼劈裂抗拉强度，砼劈裂抗拉强度，MPa F破坏荷载，破坏荷载， 试件劈裂面面积，试件劈裂面面积，mm2AFAFfts637. 02|(4) 砼抗弯强度砼抗弯强度( fcf ) 道路路面或机场跑道用砼，是以抗弯强度道路路面或机场跑道用砼，是以抗弯强度（或称抗折强度）为主要设计指标。（或称抗折强度）为主要设计指标。 水泥水泥砼的抗弯强度试验是以标准方法制备成砼的抗弯强度试验是以标准方法制备成 150mm150mm550mm的梁形试件，在的梁形试件，在标准条件下养护标准条件下养护28d后，按三分点加荷，测后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（定其抗弯强

51、度（fcf ），按下式计算：），按下式计算：2bhFLfcf二二 影响砼强度的因素影响砼强度的因素（1）水泥强度与水灰比）水泥强度与水灰比 水泥是砼中的活性组分，其强度大小水泥是砼中的活性组分，其强度大小直接影响着砼强度的高低。在配合比相直接影响着砼强度的高低。在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的砼强度也越高。当用同一品种同一成的砼强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时，砼的强度主要取决于水标号的水泥时，砼的强度主要取决于水灰比。灰比。|因为水泥水化时所需的结合水，一般只因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的占水泥重量的25左右，但在拌制

52、砼混左右，但在拌制砼混合物时，为了获得必要的流动性，常需合物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水（约占水泥重量的用较多的水（约占水泥重量的4070）。）。砼硬化后，多余的水分蒸发或残砼硬化后，多余的水分蒸发或残存在砼中，形成毛细管、气孔或水泡，存在砼中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少了砼的有效断面，并可能在受它们减少了砼的有效断面，并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中，力时于气孔或水泡周围产生应力集中，使砼强度下降。使砼强度下降。|在保证施工质量的条件下，水灰比愈在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，砼的强度就愈高。但是，如果水小，砼的强度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩

53、，在一定灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，的施工条件下，无法保证浇灌质量，砼中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将砼中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低砼的强度和耐久性。显著降低砼的强度和耐久性。试验证试验证明，砼强度，随水灰比增大而降低，明，砼强度，随水灰比增大而降低，呈曲线关系，而砼强度与灰水比呈直呈曲线关系，而砼强度与灰水比呈直线关系线关系(砼强度公式砼强度公式)。 |水泥石与骨料的粘结情况与骨料种类水泥石与骨料的粘结情况与骨料种类和骨料表面性质有关，表面粗糙的碎和骨料表面性质有关，表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石（砾石）的粘结石比表面光滑的卵石（砾石）的粘结力大，

54、硅质集料与钙质集料也有分别。力大，硅质集料与钙质集料也有分别。在其他条件相同的情况下，碎石砼的在其他条件相同的情况下，碎石砼的强度比卵石砼的强度高。强度比卵石砼的强度高。根据大量试验建立的砼强度公式：根据大量试验建立的砼强度公式：|式中式中fcu,0砼砼28天抗压强度天抗压强度, MPa； fce水泥的实际强度水泥的实际强度, MPa； 灰水比；灰水比； 每立方米砼中水泥用量每立方米砼中水泥用量, kg; 每立方米砼中用水量每立方米砼中用水量, kg。 a,b为回归系数，与骨料品种、水泥品种为回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。有关，其数值可通过试验求得。普通砼普通砼配合

55、比设计规程配合比设计规程（JGJ552000）提供的）提供的a 、b 经验值为：经验值为： 采用碎石：采用碎石：a=0.46b0.07 采用卵石：采用卵石：a=0.48b =0.33）（，bceacuWCff/0 |（2）养护的温度和湿度）养护的温度和湿度 砼强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化砼强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，结果也不同。结果也不同。养护温度高，水泥凝结硬化速养护温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高。度快，早期强度高

56、。低温时水泥砼硬化比较低温时水泥砼硬化比较缓慢，当温度低至缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但以下时，硬化不但停止，还有冰冻破坏的危险。砼浇筑完毕后，停止，还有冰冻破坏的危险。砼浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证砼不断地凝结硬化。保证砼不断地凝结硬化。|(3) 龄期龄期 在正常养护条件下，砼强度的增长遵在正常养护条件下，砼强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期的延循水泥水化历程规律，即随着龄期的延长，强度也随之增长。最初长，强度也随之增长。最初714d内，内，强度增长较快，强度增长较快，28d以后增长较慢。但以后增长较慢。但只要温湿度

57、适宜，其强度仍随龄期增长。只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。|普通水泥制成的砼，在标准养护条件下，普通水泥制成的砼，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天正比（龄期不小于三天）28lglg28nffn 式中式中 fnnd龄期砼的抗压程度龄期砼的抗压程度, MPa； 28 28龄期砼的抗压强度龄期砼的抗压强度, MPa；lg、lg 28和和28的常用对数。的常用对数。例例 4 4- -1 1配制混凝土时，制作配制混凝土时，制作cmcm1010cm10cmcm10cm 立方体试件立方体试件 块，在标准条件下养护块，在标准条件下养

58、护 7d7d 后，测得破坏荷载分别为后，测得破坏荷载分别为 140kN140kN、135kN135kN、 140kN140kN 试估算该混凝土试估算该混凝土 28d28d 的标准立方体抗压强度。的标准立方体抗压强度。 解解 7 7龄期时：龄期时： 混凝土立方体的平均强度为：混凝土立方体的平均强度为： MPaf8 .133100100140135140 换算为标准立方体抗压强度：换算为标准立方体抗压强度： MPaf1 .1395. 08 .137 龄期时：龄期时： MPaff4 .221 .1371. 17lg28lg728 该混凝土的标准立方体抗压强度为该混凝土的标准立方体抗压强度为 22.4

59、22.4PaPa。 |(4) 施工质量施工质量施工质量的好坏对砼强度有非常重要的影施工质量的好坏对砼强度有非常重要的影响。响。施工质量包括配料准确，搅拌均匀，施工质量包括配料准确，搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽任何一道工序忽视了规范管理和操作，都会导致砼强度的视了规范管理和操作，都会导致砼强度的降低。降低。| (5) 试验条件试验条件试验条件对砼强度的测定也有直接影响。试验条件对砼强度的测定也有直接影响。如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的要求进

60、行，保证试验的准确性。程的要求进行，保证试验的准确性。三三 提高砼强度的措施提高砼强度的措施|（1）选用高强度水泥和低水灰比）选用高强度水泥和低水灰比 水泥是砼中的活性组分，在相同水泥是砼中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，砼的强度越高。级越高，砼的强度越高。 水灰比是影响砼程度的重要因素，水灰比是影响砼程度的重要因素，试验证明，水灰比增加试验证明，水灰比增加 1，则砼强，则砼强度将下降度将下降5，在满足施工和易性和，在满足施工和易性和砼耐久性要求条件下，尽可能降低水砼耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高砼的灰比和提