土木工程材料混凝土课件

黑龙江八一农垦大学工程学院土木教研室第四章混凝土黑龙江八一农垦大学工程学院第四章混凝土1本章学习指导1、掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。熟练掌握各种组成材料各项性质的要求，测定方法及对混凝土性能的影响。2、熟练掌握混凝土拌合物的性质及测定和调整方法。3、熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。、4、重点掌握混凝土的配合比设计方法。5、了解混凝土技术的新发展及其发展趋势。本章学习指导1、掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用2§4－1概述正在施工的秦山核电站第六讲混凝土拌合物组成材料§4－1概述正在施工的秦山核电站第六讲混凝3一、混凝土的定义混凝土（广义）

由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水（外加剂、掺合料）组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。

普通混凝土

由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。三峡工程钢筋混凝土重力坝一、混凝土的定义混凝土（广义）三峡工程钢筋混凝土重力坝4二、混凝土的分类按体积密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。轻混凝土ρ0＜2000kg/m3。

按胶凝材料分水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。

按用途分结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等。二、混凝土的分类按体积密度分5二、混凝土的分类按生产和施工工艺分预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土等。按强度分普通混凝土＜C60。高强混凝土≥C60。超高强混凝土≥100MPa。按配筋情况分素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。喷射混凝土施工二、混凝土的分类按生产和施工工艺分按配筋情况分喷射混凝土施工6三、混凝土的特点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低；原材料丰富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋。缺点抗拉强度低（约为抗压强度的1/10～1/20）、变形性能差；导热系数大〔约为1.8W/（m·K）〕；自重大（约为2400kg/m3左右）；硬化较缓慢、生产周期长。

三、混凝土的特点优点7四、混凝土的结构组成混凝土体积构成水泥石——25％左右；砂和石子——60-80％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

组成材料硬化前硬化后水泥+水润滑作用胶结作用砂+石子填充作用骨架作用四、混凝土的结构组成混凝土体积构成组成材料硬化前硬化后水泥+8§4－2普通混凝土组成材料§4－2普通混凝土组成材料9一、水泥水泥品种根据工程性质、工程环境，施工条件

强度等级

与配置的混凝土强度等级相适应等级过低:用量大，成本高，收缩大；等级过高：用量少，不满足工作性、耐久性等。

一、水泥水泥品种10二、砂

定义

砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。

分类按产源分按技术要求分Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。

砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等二、砂定义砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡11二、砂质量技术要求

1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度ρs´＞2500kg/m3；松散堆积密度ρso´＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于1.18mm，经水洗、手捏后小于600μm的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。

二、砂质量技术要求12二、砂3.有害物质含量

砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见表。二、砂3.有害物质含量13二、砂4、砂的粗细程度

（1）定义：

不同粒级的砂粒混合在一起的总体砂的粗细程度。

颗粒大，比表面积小，水泥浆用量少

，但空隙率大，密实度差颗粒小，比表面积大，水泥浆用量多

，但空隙率小，密实度高

第七讲混凝土拌合物组成材料二、砂4、砂的粗细程度颗粒大，比表面积小，水泥浆用量少14二、砂（2）衡量砂的粗细程度的指标——细度模数MX

用六个标准方孔筛测定砂的各号筛的累计筛余百分率之和即为细度模数MX

由于砂是指粒径小于4.75

mm的岩石颗粒，故细度模数MX的公式可表示为：

二、砂（2）衡量砂的粗细程度的指标——细度模数MX15二、砂（3）细度模数MX的测定方法—筛分法筛孔尺寸分计筛余累计筛余百分率（%）分计筛余量(g)分计筛余百分率(%)4.75mmm1a1=m1/mA1=a12.36mmm2a2=m2/mA2=a1+

a21.18mmm3a3=m3/mA3=a1+

a2+a3600μmm4a4=m4/mA4=a1+

a2+a3+a4300μmm5a5=m5/mA5=a1+

a2+a3+a4+a5150μmm6a6=m6/mA6=a1+

a2+a3+a4+a5+a6二、砂（3）细度模数MX的测定方法—筛分法筛孔分计筛余累计筛16二、砂（4）砂按细度模数的分类：

根据细度模数的计算公式可知，细度模数值越大，表示砂越粗；

粗砂：MX=3.7~3.1中砂：MX=3.0~2.3细砂：MX=2.2~1.6二、砂（4）砂按细度模数的分类：17二、砂5、颗粒级配（1）定义：

颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况

（2）意义：

级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，可使颗粒达到理想堆积状态，密实度高且总表面积小，综合考虑砂的粗细程度及颗粒级配，应选择空隙率小（级配好）且尽可能粗的砂。可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。二、砂5、颗粒级配18二、砂（3）颗粒级配采用筛分法确定。

（4）颗粒级配的指标（详见下页表）

级配区：

国家标准GB/T14684—2001规定：对细度模数为3.7-1.6的普通砼用砂,根据600μm方孔筛的累计筛余百分率A4,划分为1区、2区、3区三个级配区。

（5）级配的选择

宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。二、砂（3）颗粒级配采用筛分法确定。19二、砂方筛孔累计筛余率，％1区2区3区9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。2）1区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～85，2区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～80，3区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～75。砂的颗粒级配区（国家标准GB/T14684—2001）二、砂方筛孔累计筛余率，％1区2区3区9.50mm0001）20三、石子定义

粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料。分类按产源分：卵石和碎石按技术要求分：Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。三、石子定义21三、石子质量技术要求

1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度ρg´＞2500kg/m3；松散堆积密度ρgo´＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于4.75mm经水洗手捏后小于2.36mm的颗粒含量。具体指标见表。三、石子质量技术要求22三、石子3.针片状颗粒含量针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。见表4.有害物质含量

卵石、碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物。见表。三、石子3.针片状颗粒含量23三、石子5.强度采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验：岩石抗压强度是将母岩制成50mm×50mm×50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。压碎指标是将一定质量风干状态下9.50～19.0mm的颗粒装入标准圆模内，在压力机上按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定，卸荷后用2.36mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。按下式计算：式中：Qc——压碎指标值；

G1——试样的质量，g；

G2——压碎后的筛余量，g。三、石子5.强度246.颗粒级配为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。

筛分分级：12个标准筛：

2.36mm4.75mm9.5mm16mm19mm26.5mm31.5mm37.5mm53.0mm63.0mm及90mm共十二个方孔筛

粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种三、石子6.颗粒级配三、石子25三、石子（1）连续级配：

石子的粒径从大到小连续分级，每一级都占适当比例

A、六个连续粒级：5-10

mm、5-16

mm、5-20

mm、5-25

mm、5-31.5

mm、5-40

mm，适合于现浇塑性混凝土；

B、优点：拌和物工作性好，不易发生离析；

C、缺点：粒径较大时在运输、存放时易发生离析，影响级配。

三、石子（1）连续级配：26三、石子（2）间断级配：

石子粒级不连续，人为剔去某些中间粒级

A、五个间断级配：10-20

mm、16-31.5

mm、20-40

mm、31.5-63

mm、40-80

mm，适合于采用机械拌合和振捣的干硬性混凝土；

B、优点：能有效降低颗粒间空隙，节约水泥；

C、缺点：易发生离析。三、石子（2）间断级配：27三、石子7.最大粒径粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。从结构上考虑

根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。从施工上考虑

对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高层建筑宜在1：3～1：4，超高层建筑宜在1：4～1：5。从经济上考虑

当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加，当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。三、石子7.最大粒径28四、水混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—1989）的规定。四、水混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下29二、砂含泥量、泥块含量及石粉含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（质量计，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥块含量（质量计，%）0＜1.0＜2.0天然砂含泥量和泥块含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类亚甲蓝试验MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥块含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥块含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥块含量二、砂含泥量、泥块含量及石粉含量项目指30二、有害物质含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类云母（%)（质量计）＜1.0＜2.0＜2.0轻物质（%)（质量计）＜1.0＜1.0＜1.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐（SO3质量计）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯离子质量计）＜0.01＜0.02＜0.06二、有害物质含量项目指标Ⅰ类Ⅱ31三、碎石、卵石含泥量和泥块含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（质量计，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥块含量（质量计，%）0＜0.5＜0.7三、碎石、卵石含泥量和泥块含量项目指标32三、碎石、卵石针片状颗粒及有害物质含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类针、片状颗粒（%）（质量计）＜5＜15＜25项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类有机物合格合格合格硫化物及硫酸盐（%）（SO3质量计）＜0.5＜1.0＜1.0三、碎石、卵石针片状颗粒及有害物质含量项目指标33§4－3混凝土拌合物的技术性质第八讲混凝土拌合物的技术性质§4－3混凝土拌合物的技术性质第八讲混凝土拌合物的34一、和易性（工作性）的概念混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性粘聚性保水性流动性易达结构均匀易成型密实好好在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。保证混凝土硬化后的质量一、和易性（工作性）的概念混凝土拌合物便于施工操作，能够达到35二、和易性的评定定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。1.坍落度法测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值——坍落度（单位mm）。适用范围：集料最大粒径不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

二、和易性的评定定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚36二、和易性的评定2.维勃稠度法

测定使拌合物密实所需要的时间，s。适用范围粗骨料最大粒径不大于40mm；坍落度小于10mm，维勃稠度在5s～30s之间的干硬性混凝土。二、和易性的评定2.维勃稠度法37二、和易性的评定3.扩展法(大流动性混凝土，坍落度>160mm）

掺外加剂的混凝土二、和易性的评定3.扩展法(大流动性混凝土，坍落度>16038三、混凝土拌合物按流动性的分类

按《混凝土质量控制标准》（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度、维勃稠度分为四级。见下表。名称代号指标混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流动性混凝土大流动性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s三、混凝土拌合物按流动性的分类按《混凝土质量控制39四、混凝土施工时坍落度的选择结构种类坍落度，mm基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）50～70配筋特密的结构70～90

混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。见下表。四、混凝土施工时坍落度的选择结构种类40五、影响和易性的因素1.组成材料及其用量之间的关系①水泥浆数量和单位用水量；②骨料的品种、级配和粗细程度；③砂率；④外加剂。

见下图。2.施工环境的温度、搅拌制度等。

水泥水①砂石子外加剂④水泥浆①骨料②混凝土拌合物五、影响和易性的因素1.组成材料及其用量之间的关系水泥水①砂41六、改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的级配；掺外加剂或掺合料；根据环境条件，注意坍落度的现场控制；六、改善和易性的措施采用合理砂率；42小结学习要求熟练掌握混凝土拌和物和易性性质；

能熟练进行混凝土拌和物和易性实验；

能采取正确措施提高混凝土拌和物和易性。小结学习要求43五、影响和易性的因素合理砂率的确定合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。

五、影响和易性的因素合理砂率的确定44§4－4硬化混凝土的强度第九讲硬化混凝土的技术性质§4－4硬化混凝土的强度第九讲硬化混凝土的技术性质45一、混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度抗剪强度抗压强度握裹强度轴心抗压强度立方体抗压强度钢筋与混凝土的粘结强度一、混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度抗剪强度抗压强度握裹强46二、混凝土立方体抗压强度以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的潮湿条件下或者在Ca（OH）2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：标准试验方法是指《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081－2002），详见实验部分。试件种类试件尺寸，mm粗骨料最大粒径，mm换算系数标准试件150×150×150401.00非标准试件100×100×100300.95200×200×200601.05二、混凝土立方体抗压强度以边长为150mm的标准立47三、混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。主要有C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四个强度等级。立方体抗压强度标准值（fcu,k），是立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保证率为95%。C30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k＝30.0MPa；三、混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。C48四、混凝土的轴心抗压强度FF采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为0～55MPa范围内fcp=（0.7～0.8）fcu。在结构设计计算时，一般取fcp＝0.67fcu。非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm×100mm和200mm×200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。四、混凝土的轴心抗压强度FF采用150mm×150mm×3049五、混凝土的轴心抗拉强度式中：fts——劈裂抗拉强度，MPa；

P——破坏荷载，N；

A——试件劈裂面积，mm2。劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/10～1/20。拉应力压应力PP劈裂试验五、混凝土的轴心抗拉强度拉应力压应力PP劈裂试验50六、影响混凝土抗压强度的因素1、水泥的强度和水灰比

式中：fcu——混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa；fce——水泥28d抗压强度的实测值，MPa；——混凝土灰水比，即水灰比的倒数；A、B——回归系数。六、影响混凝土抗压强度的因素1、水泥的强度和水灰比51六、影响混凝土抗压强度的因素2、粗集料的品种

碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。

3、养护条件（温度及湿度）

在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0℃以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。六、影响混凝土抗压强度的因素2、粗集料的品种52六、影响混凝土抗压强度的因素4、龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在7～14d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。

式中：

fn、f28——分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。5、外加剂n≥3六、影响混凝土抗压强度的因素4、龄期n≥353七、提高混凝土抗压强度的措施

1、采用高强度等级水泥；2、采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；3、采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；4、改进施工工艺，加强搅拌和振捣；5、采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；6、在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。

七、提高混凝土抗压强度的措施1、采用高强度等级水泥；54§4－5硬化混凝土的耐久性第十讲硬化混凝土的技术性质§4－5硬化混凝土的耐久性第十讲硬化混凝土的技术性55一、混凝土耐久性（概念）

混凝土材料在长期使用过程中，抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。案例一、混凝土耐久性（概念）案例56二、混凝土耐久性的重要性1、保证混凝土构筑物运行的安全性2、延长混凝土构筑物的服役寿命3、节约混凝土构筑物维护成本4、节约自然资源，减少消耗5、改善人类居住的环境条件二、混凝土耐久性的重要性57三、混凝土耐久性的主要内容1、抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。三、混凝土耐久性的主要内容1、抗渗性58三、混凝土耐久性的主要内容2、抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。用抗冻等级表示。抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过25％，且质量损失不超过5％时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九个等级。三、混凝土耐久性的主要内容2、抗冻性59三、混凝土耐久性的主要内容3、抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。

4、抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩而开裂。三、混凝土耐久性的主要内容3、抗侵蚀性60三、混凝土耐久性的主要内容5、碱集料反应碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。

三、混凝土耐久性的主要内容5、碱集料反应61四、提高混凝土耐久性的措施1、合理选择混凝土的组成材料根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；选择质量良好、技术要求合格的骨料。2、改善混凝土的孔隙结构在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。四、提高混凝土耐久性的措施1、合理选择混凝土的组成材料2、62四、提高混凝土耐久性的措施3、提高混凝土制品的密实度严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。严格按操作规程进行施工操作。四、提高混凝土耐久性的措施3、提高混凝土制品的密实度63§4－6硬化混凝土的变形性§4－6硬化混凝土的变形性64一、混凝土的自生体积变形（化学减缩变形）反应前的固相体积之和

>水泥水化生成物的体积（水+水泥+砂+石子）总体积>硬化后混凝土体积一、混凝土的自生体积变形（化学减缩变形）65二、混凝土的干缩湿胀变形

1、干缩变形：毛细孔负压

1）表示方法：干缩率一般在1.5～2.0×10-4m

2）影响因素：水泥的品种和细度、水灰比、骨料质量、施工质量等2、湿胀变形：毛细孔负压减小或消失而产生膨胀。二、混凝土的干缩湿胀变形1、干缩变形：毛细孔负压66三、混凝土的温度变形

热胀冷缩：大体积混凝土工程的温度应力

三、混凝土的温度变形67四、混凝土在荷载作用下的变形

1、在短期荷载作用下的变形：2、在长期荷载作用下的变形：

弹性变形、塑性变形徐变四、混凝土在荷载作用下的变形弹性变形、塑性变形徐变68§4－7混凝土外加剂及掺合料§4－7混凝土外加剂及掺合料69学习要求1、掌握外加剂的重要种类；2、物理化学特征；3、作用机理；4、应用及其负作用。学习要求1、掌握外加剂的重要种类；70基本概念外加剂——在混凝土中加入除四种主要组分以外的其它外加材料。用以改善混凝土性能的物质。种类——化学外加剂和矿物外加剂：矿物外加剂：掺加量在水泥质量5%以上的称为掺和料；化学外加剂：掺加量在水泥质量5%以下的称为外加剂。基本概念外加剂——在混凝土中加入除四种主要组分以外的其它外加71为什么要使用外加剂？1、单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决下列技术问题用水量与良好和易性间的矛盾；施工操作对凝结时间、放热速度、强度增长的要求；耐久性对低连通孔隙率的要求。2、外加剂是解决上述问题，改善混凝土性能，以满足工程特殊要求的重要技术途径；3、现在有70～80％以上的混凝土使用了外加剂；为什么要使用外加剂？1、单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以72外加剂的作用1、改善混凝土拌合物的和易性；2、加快或延缓凝结时间；3、控制强度增长；4、提高抗冻融、热开裂、碱－骨料膨胀、硫酸盐侵蚀和钢筋锈蚀等作用下的耐久性；5、节约水泥用量，降低成本；6、减少放热速度，控制温升。外加剂的作用1、改善混凝土拌合物的和易性；73外加剂及其分类（按主要功能的分类）1、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。2、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。3、改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。4、改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。

外加剂及其分类（按主要功能的分类）74一、减水剂

混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”。

1.减水剂的作用机理减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成。一、减水剂混凝土减水剂是指在保持混凝75一、减水剂掺入减水剂前：掺入减水剂后：吸附——分散湿润——润滑

絮凝状结构一、减水剂掺入减水剂前：絮凝状结构76一、减水剂2.减水剂的作用效果（1）减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情况下，减少混凝土的单位用水量5％～25％（普通型5％～15％，高效型10％～30％）。（2）提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高100～200mm。（3）节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥5％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻性。一、减水剂2.减水剂的作用效果77一、减水剂3.常用的减水剂

（1）木质素系减水剂（M型）木质素系减水剂主要使用木质素磺酸钙（木钙），属于阴离子表面活性剂，为普通减水剂，其适宜掺量为0.2～0.3％，减水率10％左右。对混凝土有缓凝作用，一般缓凝１～３ｈ。（2）萘系减水剂高效减水剂，其主要成分为β一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ⅰ型等。萘系减水剂适宜掺量为0.5％～1.0％，其减水率较大，为10％～25%增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温０℃以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。一、减水剂3.常用的减水剂78一、减水剂（3）树脂类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂，为阴离子表面活性剂。我国产品有SM树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。SM适宜掺量为0.5％～2.0％，减水率达20％～27％。（4）糖蜜类减水剂普通减水剂。它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等。适宜掺量0.2％～0.3％，减水率10％左右，属缓凝减水剂。一、减水剂（3）树脂类减水剂79二、引气剂什么是引气剂？

能在混凝土拌和物中产生许多均匀分布的微小气泡(孔径为0.01~2mm)，并在硬化后仍能稳定存在的外加剂。组成特点：带有憎水基和亲水基的表面活性剂物理化学特性：可溶于水；降低水的表面张力；能吸附在气泡表面，使之稳定。二、引气剂什么是引气剂？80二、引气剂(1)引气机理搅拌水可产生气泡，但很快消失，为什么？水的表面张力是气泡不稳定！水中加入引气剂后水的表面张力降低，在搅拌过程中将空气引入而产生许多气泡；通过吸附于气泡表面形成单分子膜，减小液－气界面能(表面张力)，使气泡表面的液膜坚固不易破裂而稳定存在。亲水基团憎水基团气泡引气剂稳泡作用的机理二、引气剂(1)引气机理亲水基团憎水基团气泡引气剂稳泡作用81二、引气剂(2)引气剂的作用效果改善拌和物的和易性，减少用水量5%~9%，改善保水性，减少泌水性；混凝土的抗渗性提高50%，抗冻标号提高3倍；降低混凝土的强度，引入1%的空气，可使强度下降5~6%；增大变形性，降低弹性模量，提高抗裂性和抗冲击性。二、引气剂(2)引气剂的作用效果82二、引气剂(3)常用引气剂松香热聚物；松香皂；烷基苯磺酸钠；脂肪酸硫酸钠；烷基酚环氧乙烷缩合物等。其用量一般为水泥质量的(0.5~1.2)/10000问题？减水剂与引气剂均是表面活性剂，那么，减水剂是否可当引气剂用？为什么？答：不能！因为减水剂没有稳泡作用，减水剂分子中的碳氢链是极性，与水有较强的相互作用；而引气剂分子的碳氢链是非极性的，完全憎水！二、引气剂(3)常用引气剂问题？83二、引气剂引气剂—水泥相容性当粉煤灰存在时，引气剂掺量要成倍增大，特别是粉煤灰掺量很大、粉煤灰含碳高以及混凝土干稠时尤其突出。因此，很有必要开发新品种引气剂。二、引气剂引气剂—水泥相容性84三、早强剂

早强剂是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。三、早强剂85三、早强剂

种类无机盐类早强剂有机物类早强剂复合早强剂主要品种氯化钙、硫酸钠三乙醇胺、三异丙醇胺、尿素等二水石膏+亚硝酸钠+三乙醇胺适宜掺量氯化钙1％～2％；硫酸钠0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亚硝酸钠+0.05％三乙醇胺作用效果氯化钙：可使2d～3d强度提高40％～100％，7d强度提高25％能使3d强度提高50％注意事项氯盐会锈蚀钢筋，掺量必须符合有关规定对钢筋无锈蚀作用早强效果显著，适用于严格禁止使用氯盐的钢筋混凝土常用早强剂的品种、掺量及作用效果三、早强剂种类无机盐类早强剂有86第十一讲普通混凝土配合比设计学习要点：掌握普通混凝土配合比

概念表示方法基本要求设计方法，掌握实验室配合比的确定方法。掌握施工配合比的换算第十一讲普通混凝土配合比设计学习要点：87§4－8普通混凝土配合比设计§4－8普通混凝土配合比设计88一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。质量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。

例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。（2）以1m3混凝土各组成材料用量之比表示。

例如上例也可表示为：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。一、配合比及其表示方法混凝土的配合比89二、配合比设计的要求（1）满足结构设计的强度等级要求；（2）满足混凝土施工所要求的和易性；（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；（4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。二、配合比设计的要求（1）满足结构设计的强度等级要求；90三、配合比设计基本参数

水灰比（mw/mc）、单位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc与强度、耐久性有关与流动性有关与粘聚性、保水性有关三、配合比设计基本参数水灰比（m91四、配合比设计的步骤与方法（一）计算配合比（二）基准配合比

（三）实验室配合比（四）施工配合比

由理论计算（或经验资料）得出的配合比按计算配合比试拌，调整和易性后提出的配合比按强度和湿表观密度检验结果再修正得到配合比根据基准配合比和现场骨料的含水状态，进行校正得出的可供生产、施工的配合比。四、配合比设计的步骤与方法（一）计算配合比由理论计算（或经验92五、现行配合比设计方法的局限性1由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份，而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著；后者则在许多场合下掺量很大，甚至超过水泥，因此其品质在胶凝材料中起主导作用；2复杂多变的环境和工程需要多组分复合：多级配的骨料，不同类型的外加剂、矿物掺合料、纤维等。如丹麦的跨海桥梁与隧道工程用混凝土中，胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅粉，外加剂3~4种，加上骨料组分共十余种。五、现行配合比设计方法的局限性1由于化学外加剂和矿物掺合93六、混凝土配合比设计技术的新进展近些年来，计算机和神经元网络等技术已经开始用于混凝土配合比设计，引起广泛的关注，对于多组份材料混凝土的配合比设计，必定有很好的推动作用与广阔的应用前景。六、混凝土配合比设计技术的新进展近些年来，计算机和神经元网络94本章小结必须选择合适的组成材料拌制混凝土；混凝土和易性、强度、耐久性为重点内容；要求熟练掌握普通混凝土配合比设计的内容。普通混凝土配合比设计是检验学生掌握前面所学知识，并能灵活应用的能力，需要弄清楚每个步骤在作用以及与前后之间的联系，通过课后练习能够独立计算初步配合比。本章小结必须选择合适的组成材料拌制混凝土；95七、配合比计算例题例题某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物坍落度为30～50mm。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，实测28d抗压强度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3;砂：中砂，级配2区合格。表观密度ρs＝2.65g/cm3;石子：卵石，5～40mm。表观密度ρg＝2.60g/cm3;水：自来水，密度ρw＝1.00g/cm3。试用体积法和质量法计算该混凝土的基准配合比。七、配合比计算例题例题96七、配合比计算例题解:1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0：根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表3.24取σ＝5.0MPa，则fcu,0＝fcu,k+1.645σ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.确定混凝土水灰比mw/mc

（1）按强度要求计算根据题意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，则：（2）复核耐久性：经复核，耐久性合格。七、配合比计算例题解:97七、配合比计算例题3.确定用水量mw0根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为40mm，查表取mw0＝160kg。4.计算水泥用量mc0（1）计算：（2）复核耐久性经复核，耐久性合格。5.确定砂率βs根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。6.计算砂、石子用量ms0、mg0七、配合比计算例题3.确定用水量mw098七、配合比计算例题（1）体积法将数据代入体积法的计算公式，取α＝1，可得：

解方程组，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg。（2）质量法假定混凝土拌合物的质量为mcp＝2400kg，将数据代入质量法计算公式，得：

ms0+mg0＝2400－320－160

解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。七、配合比计算例题（1）体积法99七、配合比计算例题6.计算基准配合比（1）体积法mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16，mw/mc＝0.50；（2）质量法mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20，mw/mc＝0.50。七、配合比计算例题6.计算基准配合比100§4－7建筑砂浆§4－7建筑砂浆101定义和分类定义砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺加料和水按一定比例配制而成的建筑工程材料。分类按用途不同分砌筑砂浆、抹面砂浆和特种砂浆。按胶凝材料分水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆定义和分类定义102一、砌筑砂浆一、砌筑砂浆103（一）砌筑砂浆的组成材料1.胶凝材料及掺加料砌筑砂浆常用的胶凝材料是水泥，其品种应根据砂浆的用途和使用环境来选择；其强度等级宜为砂浆强度等级的4～5倍，用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于32.5级；用于配制混合砂浆的水泥强度等级不宜大于42.5级。掺加料的选用及质量要求见下表。常用种类质量要求块状生石灰经熟化成石灰膏后使用①消化时应用孔径不超过3mm×3mm的网过滤，消化时间不得少于7d②石灰膏应洁白细腻，不得含未消化颗粒，脱水硬化的石灰膏不得使用；③消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。建筑石膏凝结时间应符合有关规定，电石渣应经20min加热至没乙炔味方可使用。砂质粘土①干法时，应将其烘干磨细再使用②湿法时，应将其淋浆过筛沉淀再使用。（一）砌筑砂浆的组成材料1.胶凝材料及掺加料常用种类质104（一）砌筑砂浆的组成材料2.砂砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂，宜用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量要求：①水泥砂浆、强度等级≥M5的混合砂浆不应超过5%；②强度等级＜M5的水泥混合砂浆，不应超过10%。3.水和外加剂拌制砂浆应采用不含有害杂质的洁净水。为改善或提高砂浆的性能，可掺入一定的外加剂，但对外加剂的品种和掺量必须通过试验确定。（一）砌筑砂浆的组成材料2.砂105（二）主要技术性质1.和易性砂浆和易性包括流动性和保水性两个方面。（1）流动性指砂浆在自重或外力作用下能产生流动的性能。流动性采用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（mm）表示。见实验部分。（二）主要技术性质1.和易性106（二）主要技术性质（2）保水性新拌砂浆能够保持水分的能力称为保水性。砂浆的保水性用分层度表示。用分层度测定仪测定。详见实验部分。分层度值越小，则保水性越好。砌筑砂浆的分层度以在30mm以内为宜。（二）主要技术性质（2）保水性107（二）主要技术性质2.强度砂浆强度是以边长为70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方体试块，在温度为20±3℃，一定湿度下养护28d，测得的极限抗压强度。详见实验部分。砂浆按其抗压强度平均值分为M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20等六个强度等级。在一般工程中，办公楼、教学楼以及多层建筑物宜选用M5.0～M10的砂浆，平房商店等多选用M2.5～M5.0的砂浆，仓库、食堂、地下室以及工业厂房等多选用M2.5～M10的砂浆，而特别重要的砌体宜选用M10以上的砂浆。（二）主要技术性质2.强度108（二）主要技术性质3.粘结力砖石砌体是靠砂浆把块状材料粘结成坚固整体的，因此要求砂浆具有一定的粘结力。砂浆粘结力的影响因素：1.粘结力随抗压强度增加而增强；2.粘结力与砖石表面状态有关；3.砖石表面清洁程度、湿润情况有关；4.与施工养护条件有关。（二）主要技术性质3.粘结力109（三）砌筑砂浆的配合比设计1.计算砂浆配制强度ƒm,o

ƒm,o=ƒ2+0.645σ2.计算每立方米砂浆中的水泥用量QC

3.计算掺加料用量QD

QD=QA－QC4.确定每立方米砂浆中砂的用量QS1m3干燥状态砂的堆积密度，即1m3砂浆所用的干砂用量。（三）砌筑砂浆的配合比设计1.计算砂浆配制强度ƒm,o110（三）砌筑砂浆的配合比设计5.确定每立方米砂浆的用水量QW根据砂浆稠度要求可选用240～310kg6.配合比的试配、调整与确定首先按计算所得配合比进行试拌，测定其分层度和沉入度，根据要求调整材料用量，得到基准配合比。（三）砌筑砂浆的配合比设计5.确定每立方米砂浆的用水量QW111二、普通抹面砂浆二、普通抹面砂浆112（一）定义、作用、种类1.定义及作用普通抹面砂浆是以薄层抹在建筑物内外表面，保持建筑物不受风、雨、雪、大气等有害介质侵蚀，提高建筑物的耐久性，并使其表面平整美观。2.普通抹面砂浆的种类按所用材料不同可分为石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰砂浆和纸筋石灰砂浆。按功能不同可分为底层抹面砂浆、中层抹面砂浆和面层抹面砂浆。（一）定义、作用、种类1.定义及作用113（二）配合比及选用1.普通抹面砂浆的配合比确定抹面砂浆的组成材料及其配合比，主要是依据工程使用部位及基层材料。常用抹面砂浆的参考配合比及应用范围见下页表。2.抹面砂浆的选用用于砖墙的底层抹灰，多选石灰砂浆；有防水、防潮要求时选水泥砂浆；混凝土基层的底层抹灰，多选水泥混合砂浆；中层抹灰多选石灰砂浆或水泥混合砂浆；面层抹灰多用水泥混合砂浆、麻刀灰和纸筋灰。水泥砂浆不得涂在石灰砂浆层上。在易碰撞或潮湿部位应采用水泥砂浆。（二）配合比及选用1.普通抹面砂浆的配合比114（二）配合比及选用组成材料配合比（体积比）应用范围石灰:砂1:3干燥砖石墙面打底找平1:1墙面石灰面层水泥:石灰:砂1:1:6内外墙面混合砂浆找平1:0.3:3墙面混合砂浆面层水泥:石膏:砂:锯末1:1:3:5吸声粉刷水泥:砂1:2地面顶棚墙面水泥砂浆面石灰膏:磨刀100:2.5（质量比）木板条顶棚底层100:1.3（质量比）木板条顶棚面层石灰膏:纸筋100:3.8（质量比）木板条顶棚面层1m3石灰膏3.6kg纸筋墙面及顶棚常用抹面砂浆参考配合比（二）配合比及选用组成材料配合比（体积比）应用范围石灰:砂1115本章小结必须选择合适的组成材料拌制混凝土；混凝土和易性、强度、耐久性为重点内容；要求熟练掌握普通混凝土配合比设计的内容。砂浆按用途分为砌筑砂浆、抹面砂浆和特种砂浆。以砌筑砂浆为学习重点。砌筑砂浆主要技术性质包括和易性、强度和粘结力；熟练掌握砌筑砂浆的配合比设计；了解抹面砂浆的品种及应用。本章小结必须选择合适的组成材料拌制混凝土；116二、和易性的评定二、和易性的评定117土木工程材料混凝土课件118土木工程材料混凝土课件119土木工程材料混凝土课件120土木工程材料混凝土课件121土木工程材料混凝土课件122土木工程材料混凝土课件123土木工程材料混凝土课件124土木工程材料混凝土课件125土木工程材料混凝土课件126土木工程材料混凝土课件127土木工程材料混凝土课件128土木工程材料混凝土课件129土木工程材料混凝土课件130土木工程材料混凝土课件131项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类碎石压碎指标（%）＜10＜20＜30卵石压碎指标（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的压碎指标项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类碎石压碎指标（%）＜10132土木工程材料混凝土课件133土木工程材料混凝土课件134土木工程材料混凝土课件135土木工程材料混凝土课件136钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁拆除前的西直门桥一座桥何以只有二十年寿命？钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁拆除前的西直门桥一座桥何以只有二十年137冰岛一港口混凝土路面受盐冻剥落冰岛一港口混凝土路面受盐冻剥落138掺引气剂前掺引气剂后可提高抗冻性掺引气剂前掺引气剂后可提高抗冻性139碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝MapCracking碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝碱—骨料反应引起的错位硫酸盐侵蚀引起的大坝破坏返回碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝MapCrac140高水灰比的水泥石低水灰比的水泥石返回高水灰比的水泥石低水灰比的水泥石返回141土木工程材料混凝土课件142（一）计算配合比的确定1.计算施工配制强度fcu,0式中:fcu,0——混凝土配制强度，MPa；fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，MPa；σ——混凝土强度标准差，MPa。（一）计算配合比的确定1.计算施工配制强度fcu,0143（一）计算配合比的确定2.确定水灰比mw/mc（1）按混凝土强度要求计算水灰比（2）复核耐久性为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。见表4.17（课本48页）（一）计算配合比的确定2.确定水灰比mw/mc144（一）计算配合比的确定3.确定单位用水量mw

（1）水灰比在0.40～0.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按表4.18（课本49页）选取。（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。（3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：

mwa＝mw0（1－β）式中：mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；mw0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；β——外加剂的减水率，应经试验确定。（一）计算配合比的确定3.确定单位用水量mw145（一）计算配合比的确定4.计算水泥用量mc（1）计算（2）复核耐久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。见表4.17（课本48页）（一）计算配合比的确定4.计算水泥用量mc146（一）计算配合比的确定5.确定砂率βs

（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按表4.19（课本49页）选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在表4.19（课本49页）基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。（一）计算配合比的确定5.确定砂率βs147（一）计算配合比的确定6.计算砂、石子用量ms0、mg0

（1）体积法又称绝对体积法。1m3混凝土中的组成材料——水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即：

Vc+Vs+Vg+Vw+Va＝1（一）计算配合比的确定6.计算砂、石子用量ms0、mg0148（一）计算配合比的确定（2）质量法质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为mcp，kg。

式中：mcp——1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取2350～2450kg/m3。βs——混凝土砂率。（一）计算配合比的确定149（一）计算配合比的确定7.计算配合比

（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示：

（2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y，mw/mc＝？。返回（一）计算配合比的确定7.计算配合比返回150（二）试配调整和易性，确定基准配合比1.试配

按计算配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性。2.调整和易性，确定基准配合比

测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能：如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）。返回（二）试配调整和易性，确定基准配合比1.试配返回151（三）试配调整强度，确定实验室配合比1.试配一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。（三）试配调整强度，确定实验室配合比1.试配152（三）试配调整强度，确定实验室配合比2.实验室配合比的确定（1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：①单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；②水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；③粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。（三）试配调整强度，确定实验室配合比2.实验室配合比的确定153（三）试配调整强度，确定实验室配合比（2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值ρc,c：ρc,c＝mc+ms+mg+mw②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：式中：ρc,t——混凝土体积密度实测值，kg/m3；ρc,c——混凝土体积密度计算值，kg/m3。③当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配合比。返回（三）试配调整强度，确定实验室配合比（2）经试配确定配合比后154（四）计算施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：＝mc＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示为：返回（四）计算施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为155σ——混凝土强度标准差，MPa。混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：计算时，强度试件组数不应少于25组；当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值σ＜2.5MPa时，取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值σ＜3.0MPa时，取σ＝3.0MPa；当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）的规定取用。见下表：

混凝土强度标准差

强度等级＜C20C20～C35≥C35标准差σ，MPa4.05.06.0σ——混凝土强度标准差，MPa。混凝土强度标准差宜根据同类混156表4.17（课本48页）环境条件结构类型最大水灰比最小水泥用量,Kg/m3素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土干燥环境略不作规定0.650.60200260300潮湿环境略0.70.600.60225280300略0.550.550.55250280300略略0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量限值表4.17（课本48页）环境条件结构类型最大水灰比最小水泥用157表4.18（课本49页）拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102031.540162031.540坍落度，mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的单位用水量，kg

干硬性混凝土的单位用水量，kg

拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102040162040维勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165表4.18（课本49页）拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大158表4.19（课本49页）混凝土砂率，％

水灰比mw/mc卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41表4.19（课本49页）混凝土砂率，％水灰比mw/mc卵石159环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内不作规定0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ55－2000）环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量素混凝土钢筋混凝土预160黑龙江八一农垦大学工程学院土木教研室第四章混凝土黑龙江八一农垦大学工程学院第四章混凝土161本章学习指导1、掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。熟练掌握各种组成材料各项性质的要求，测定方法及对混凝土性能的影响。2、熟练掌握混凝土拌合物的性质及测定和调整方法。3、熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。、4、重点掌握混凝土的配合比设计方法。5、了解混凝土技术的新发展及其发展趋势。本章学习指导1、掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用162§4－1概述正在施工的秦山核电站第六讲混凝土拌合物组成材料§4－1概述正在施工的秦山核电站第六讲混凝163一、混凝土的定义混凝土（广义）

由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水（外加剂、掺合料）组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。

普通混凝土

由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。三峡工程钢筋混凝土重力坝一、混凝土的定义混凝土（广义）三峡工程钢筋混凝土重力坝164二、混凝土的分类按体积密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。轻混凝土