土木工程材料第4章混凝土课件

第四章混凝土正在施工的秦山核电站第四章混凝土正在施工的秦山核电站4.1概述本章知识点：砼的组成材料、新拌混凝土的和易性、硬化砼的变形性质、耐久性及影响因素、普通砼的配合比设计重点及难点：普通混凝土的组成材料及作用，粗细集料的技术要求，新拌砼和易性及其测定方法，砼配合比设计的主要控制参数、设计理论和计算方法4.1概述本章知识点：砼的组成材料、新拌混凝土目录4.1概述4.2混凝土的组成材料4.3混凝土的和易性4.4混凝土的强度4.5混凝土的耐久性4.6混凝土的配合比设计4.7其他品种混凝土目录4.1概述4.1概述混凝土的定义混凝土的分类混凝土的特点土木工程对混凝土质量的基本要求4.1概述混凝土的定义一、混凝土的定义混凝土由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，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化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为2000～2800kg/m3，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三峡工程钢筋混凝土重力坝混凝土是由胶凝材料、骨料及其他外加材料，按适当比例配制，再经硬化而成的人工石材其中应用最广的是以水泥为胶凝材料，以砂石为骨料，加水拌和而成的拌合物，经一定时间硬化而成的水泥混凝土－普通混凝土。一、混凝土的定义混凝土是由胶凝材料、骨料及其他外加材料，按适当比例配制，再经二、混凝土的分类按表观密度分重混凝土ρ0＞2600kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2500kg/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、混凝土的分类按表观密度分二、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。喷射混凝土施工二、混凝土的分类按生产和施工工艺分喷射混凝土施工土木工程材料第4章混凝土课件二、混凝土的分类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。C30混凝土单价350元/方钢纤维混凝土1500元/方二、混凝土的分类按配筋情况分C30混凝土单价350元/方土木工程材料第4章混凝土课件三、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）〕；表观密度大（约为2400kg/m3左右）；硬化较缓慢。三、混凝土的特点优点中国混凝土网中国混凝土网四、混凝土质量要求具有与施工条件相适应的和易性；具有符合设计要求的强度；具有与工程环境相适应的耐久性；材料组成经济合理，生产制作节约能源。四、混凝土质量要求具有与施工条件相适应的和易性；4.2混凝土的组成材料水泥细集料粗集料水外加剂与掺合料4.2混凝土的组成材料水泥混凝土的结构混凝土的结构

水泥+水→水泥浆+砂→水泥砂浆+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土组成材料的作用混凝土体积构成水泥石——25%左右；砂和石子——70%以上；孔隙和自由水——1%～5%。

混凝土的结构混凝土的结构混凝土体积构成混凝土的结构混凝土的结构

水泥+水→水泥浆+砂→水泥砂浆+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土组成材料的作用混凝土体积构成水泥石——25%左右；砂和石子——70%以上；孔隙和自由水——1%～5%。

混凝土的结构混凝土的结构混凝土体积构成一、水泥选择品种的选择

配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理选择。强度等级的选择原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍；配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的0.9~1.5倍。一、水泥选择品种的选择二、细骨料(砂)定义

砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。分类按来源分按技术要求(含泥量、泥块含量、有害物含量和坚固性）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、细骨料(砂)定义砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、土木工程材料第4章混凝土课件砂的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度ρ´＞2500kg/m3；松散堆积密度ρo´＞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4.1。砂的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表4.1天然砂含泥量和泥块含量副表4.1人工砂石粉含量和泥块含量砂的技术质量要求表4.1天然砂含泥量和泥块含量副表4.1人工砂石粉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。见下表。砂的技术质量要求3.有害物质含量砂的技术质量要求4.颗粒级配（1）颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。（2）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，且总表面积小，可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。（3）颗粒级配采用筛分法确定，详见实验部分。（4）颗粒级配的指标级配区按600μm筛的累计筛余率，可分为1区、2区、3区共三个级配区。详见下页表。级配合格判定砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。砂的技术质量要求4.颗粒级配砂的技术质量要求表4.4砂的颗粒级配区砂的技术质量要求表4.4砂的颗粒级配区砂的技术质量要求（5）级配的选择宜优先选择级配在Ⅱ区的砂；当采用Ⅰ区砂时，应适当提高砂率；当采用Ⅲ区砂时，应适当减小砂率。5.规格砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；细砂

Mx=2.2～1.6。细度模数按下式计算：式中：Mx——细度模数A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分率，％。砂的技术质量要求（5）级配的选择砂的技术质量要求砂的级配曲线0402060801000.150.30.61.182.364.759.5砂的级配曲线0402060801000.150.30.61.级配曲线分析

Ⅰ区:粗砂为主,易泌水,不易密实成型，可配制富混凝土

Ⅱ区:中砂为主,最适合配制普通混凝土

Ⅲ区:细砂为主,配制的混凝土拌合物粘性大,保水性好,但易干缩级配曲线分析Ⅰ区:粗砂为主,易泌水,不易密实成型，可配制富粗细颗粒含量适当空隙率小总表面积小水泥浆的用量少混凝土的和易性好密实度高强度及耐久性高合理级配粗细颗粒含量适当合理级配三、粗骨料的技术质量要求定义粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料。分类按产源分：卵石和碎石按技术指标分：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、粗骨料的技术质量要求定义土木工程材料第4章混凝土课件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%。粗集料的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率粗集料的技术质量要求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5.6。粗集料的技术质量要求碎石、卵石含泥量和泥块含量2.含泥量、泥块含量及石粉含量粗集料的技术质量要求碎石、卵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。见下表。粗集料的技术质量要求碎石、卵石针片状颗粒含量3.针片状颗粒含量粗集料的技术质量要求碎石、卵石针片状颗粒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。见下表。粗集料的技术质量要求4.有害物质含量粗集料的技术质量要求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9.0~9.5mm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5s，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。粗集料的技术质量要求5.强度粗集料的技术质量要求6.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。粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。连续级配是石子由小到大连续分级；间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。碎石、卵石的压碎指标粗集料的技术质量要求碎石、卵石的压碎指标粗集料的技术质量要求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。粗集料的技术质量要求7.最大粒径粗集料的技术质量要求四、拌合用水的技术质量要求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、拌合用水的技术质量要求混凝土拌合和养护用水按水源不同分为定义

混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。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。五、外加剂定义五、外加剂（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；掺入减水剂前：水泥加水拌合形成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；（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（一）减水剂掺入减水剂后：表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的流动性。絮凝状结构（一）减水剂掺入减水剂后：絮凝状结构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100mm～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（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（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（一）减水剂（二）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。常用早强剂的品种、掺量及作用效果（二）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（三）引气剂引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引人大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。（三）引气剂引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引人大量分布均(1)改善混凝土拌合物的和易性

由于大量微小封闭球状气泡在混凝土拌合物内形成，如同滚珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物流动性增加。同时，由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少，混凝土拌合物的保水性、粘聚性也随之提高。(2)显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性大量均匀分布的封闭气泡切断了混凝土中的毛细管渗水通道，改变了混凝土的孔结构，使混凝土抗渗性显著提高。同时，封闭气泡有较大的弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用，因而混凝土的抗冻性得到提高。(3)降低混凝土强度由于大量气泡存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强度有所降低引气剂的作用(1)改善混凝土拌合物的和易性引气剂的作用（四）缓凝剂缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐类，如木钙、木钠；羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸；无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。（四）缓凝剂缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期（五）

防冻剂防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。常用的防冻剂有氯盐类(氯化钙、氯化钠)、氯盐阻锈类(以氯盐与亚硝酸钠阻锈剂复合而成)盐类(以硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、乙酸钠或尿素复合而成)。防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于0～-15oC的气温，当在更低气温下施工时，应增加其他混凝土冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)预热法等。（五）防冻剂防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护（六）

速凝剂速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速凝剂是无机盐类，主要有红星I型、711型、728型、8604型等。速凝剂掺人混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度为不掺时的80％～90％。速凝剂的速凝早强作用机理，是使水泥中的石膏变成Na2SO4，失去缓凝作用，从而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体，导致水泥浆迅速凝固。（六）速凝剂速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速

外加剂性能指标外加剂的质量必须均匀、稳定、性能良好。根据我国《混凝土外加剂》(GB8076)规定，对立用于混凝土的各类外加剂产品须经过检测，其匀质性指标及掺外加剂混凝土性能指标均应符合标准所规定的要求。外加剂性能指标外加剂的质量必须均匀、稳定、性能良好。根据土木工程材料第4章混凝土课件外加剂的选择和使用在混凝土中掺用外加剂，若选择和使用不当，会造成质量事故。1.外加剂品种的选择外加剂品种、品牌很多，效果各异，特别是对不同品种水泥效果不同，应考虑外加剂与水泥品种的适应性问题。在选择外加剂时，应根据工程需要、现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定外加剂的选择和使用在混凝土中掺用外加剂，若选择和使用不当，会2外加剂掺量的确定混凝土外加剂均有适宜掺量。掺量过小，往往达不到预期效果；掺量过大，则会影响混凝土质量，甚至造成质量事故。因此，应通过试验试配，确定最佳掺量。3外加剂的掺加方法外加剂的掺量很少，必须保证其均匀分散，一般不能直接加入混凝土搅拌机内。对于可溶于水的外加剂，应先配成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。对于不溶于水的外加剂，应与适量水泥或砂混合均匀后，再加入搅拌机内。另外，外加剂的掺人时间，对其效果的发挥也有很大影响，减水剂有同掺法、后掺法、分掺法等三种方法。同掺法，为减水剂在混凝土搅拌时一起掺人；后掺法，是搅拌好混凝土后间隔一定时间，然后再掺人；分掺法，是一部分减水剂在混凝土搅拌时掺人，另一部分在间隔一段时间后再掺人。而实践证明，后掺法最好，能充分发挥减水剂的功能。2外加剂掺量的确定

粉煤灰粒化高炉矿渣

掺量一般为水泥的10%~70%，可用于钢筋混凝土或预应力混凝土工程硅灰

掺量一般为水泥的5%~15%，由于比表面积大，需水量大，必须与减水剂配合使用六、掺合料粉煤灰六、掺合料4.3混凝土拌合物的和易性4.3混凝土拌合物的和易性一、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。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流动性易使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，二、流动性的测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：骨料最大粒径不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

二、流动性的测定定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚土木工程材料第4章混凝土课件混凝土施工时坍落度的选择

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。见表4.13。混凝土施工时坍落度的选择混凝土拌合物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。2.维勃稠度法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。混凝土拌合物按流动性的分类按《混凝土1.组成材料的影响水灰比水泥浆数量砂率Sp骨料2.环境因素的影响时间温度三、影响和易性的因素1.组成材料的影响三、影响和易性的因素三、影响和易性的因素（难点）1.组成材料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。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混凝土拌合物三、影响和易性的因素（难点）1.组成材料水泥水①砂石子外加剂水灰比(水泥浆稠度)－当水泥用量一定时水灰比小→混凝土干→坍落度小→不易密实成型；水灰比过小→崩溃→粘聚性差→硬化后混凝土的强度及耐久性降低水灰比大→混凝土稀→坍落度大→易离析、分层、泌水→硬化后强度及耐久性降低水灰比合适→拌合物能均匀且密实成型←必须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择W/C1.组成材料的影响

W/C及水泥浆数量的影响水灰比(水泥浆稠度)－当水泥用量一定时1.组成材料的影响砂率Sp指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例

Sp=S/(S+G)当W和C一定时，Sp决定了骨料的空隙率和总表面积砂率过小→砂浆数量不足→对骨料的润滑作用差→流动性差且易离析砂率过大→总表面积大→水泥浆多用于包裹砂子及填空→润滑作用小→流动性小砂率Sp的影响1.组成材料的影响砂率Sp指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例砂率Sp的影响1合理砂率(最优砂率)在W和C一定时，使混凝土拌合物获得最大的流动性，且保持良好的粘聚性和保水性的砂率保持混凝土拌合物的坍落度一定的条件下，使水泥用量最低的砂率。合理砂率Sp优

Sp

水泥坍落度Sp优

Sp合理砂率(最优砂率)合理砂率Sp优Sp

Sp的选择根据试验和经验选择，选择原则:在保证拌合物不离析,又能捣实的条件下,Sp应尽可能小些石子的最大粒径大，且级配好，表面光滑，则Sp可小些砂较细,Sp小些W/C小，水泥浆稠，Sp小些大流动性，Sp应大些（避免离析）掺外加剂时，Sp可小些有抗渗要求时，Sp应大些Sp的选择根据试验和经验选择，选择原则:颗粒形状与表面特征级配最大粒径骨料的影响1.组成材料的影响颗粒形状与表面特征骨料的影响1.组成材料的影响颗粒形状与表面特征碎石或山砂的表面粗糙、多棱角→流动性差卵石或河砂的表面光滑、圆润→流动性好级配级配好→W一定时，空隙小→流动性好级配差→W一定时，空隙大→流动性差Dmax大→水泥浆一定时，表面积小→流动性好最大粒径Dmax骨料的影响颗粒形状与表面特征碎石或山砂的表面粗糙、多棱角→流动性差级配时间的影响时间延长→水化作用+水分蒸发+骨料吸水→流动性↓施工中,测坍落度在混凝土拌合物拌好15分钟内进行2.环境因素的影响温度升高→流动性↓施工中为了保证一定的工作性,必须注意环境温度的影响,夏季混凝土拌合物用水量>冬季用水量温度的影响时间的影响时间延长→水化作用+水分蒸发+骨料吸水→流动性↓2提高和易性的措施当坍落度偏小时，保持W/C不变，增加水泥浆的数量当坍落度偏大时，保持Sp不变，增加砂石的数量选择合理Sp改善骨料级配选择较大粒径的骨料采用添加剂提高和易性的措施当坍落度偏小时，保持W/C不变，增加水泥浆目录4.1概述4.2混凝土的组成材料4.3混凝土的和易性4.4混凝土的强度与变形4.5混凝土的耐久性4.6混凝土的配合比设计4.7其他品种混凝土目录4.1概述硬化的混凝土必须有足够的外力以承受结构荷载所造成的应力。由于拌合物的多样性，混凝土必须达到足够高的强度。强度硬化的混凝土必须有足够的外力以承受结构荷载所造成的应力。强一、混凝土的强度及强度等级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、混凝土的强度及强度等级混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度一、混凝土的强度1.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/T50081－2009），详见实验部分。一、混凝土的强度1.立方体抗压强度一、混凝土的强度2.混凝土强度等级按混凝土立方体抗压标准强度划分的级别,以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共十五个强度等级。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%。fcu≥1.15fcu,kC30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k＝30.0MPa；一、混凝土的强度2.混凝土强度等级C30“C”代表“混凝土”一、混凝土的强度3.轴心抗压强度采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为0～55MPa范围内fck=（0.7～0.8）fcu。在结构设计计算时，一般取fck＝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。FF一、混凝土的强度3.轴心抗压强度FF一、混凝土的强度4.劈裂抗拉强度式中：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。一、混凝土的强度4.劈裂抗拉强度二、影响混凝土强度的因素1.原材料质量和配合比（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；

αa、αb——回归系数，碎石：0.53，0.20卵石：0.49，0.13当混凝土水灰比值在0.40～0.80之间时越大，则混凝土的强度越低；水泥强度越高，则混凝土强度越高。二、影响混凝土强度的因素1.原材料质量和配合比当混凝土水灰（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）外加剂和掺合料外加剂能在水胶比较小的情况下，使混凝土拌合物获得较高的流动性；掺合料提高水泥石的密实度。二、影响混凝土强度的因素（2）粗集料的品种二、影响混凝土强度的因素2.养护条件（1）养护的温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。二、影响混凝土强度的因素2.养护条件二、影响混凝土强度的因素2.养护条件（2）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天、28天龄期的抗压强度，MPa。n≥32.养护条件n≥33.试验条件（1）试件的大小尺寸

由于尺寸效应的存在，当采用非标准试件时，测得的立方体抗压强度应乘以换算系数。二、影响混凝土强度的因素3.试验条件二、影响混凝土强度的因素3.试验条件（2）试件表面状况

试件的承压面必须平整且与试件的轴线垂直。（3）加荷速度加荷速度越快，测得的强度越大。规范规定的加荷速度为0.3~1.0MPa/s二、影响混凝土强度的因素3.试验条件二、影响混凝土强度的因素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。提高混凝土抗压强度的措施（一）非荷载作用下的变形1.化学收缩2.干湿变化3.温度变形（二）荷载作用下的变形1.短期荷载作用下的变形2.长期荷载作用下的变形-徐变三、混凝土的变形性能（一）非荷载作用下的变形三、混凝土的变形性能定义重要性抗渗性抗冻性碳化/中性化碱骨料反应提高耐久性的措施4.6混凝土的耐久性定义4.6混凝土的耐久性混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。简单地说，耐久性指混凝土在长期使用中能保持质量稳定的性质。包括：抗渗性抗冻性防腐蚀性抗碳化耐磨损耐碱骨料反应等4.6混凝土的耐久性1.定义混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用于现有结构的修理和维护，防止材料过早和突然破坏所导致的人身和经济两者损失。耐久性的重要性工程中混凝土的劣化材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重土木工程材料第4章混凝土课件4.6混凝土的耐久性2.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。4.6混凝土的耐久性2.抗渗性提高密实度、改善孔隙构造等

减小W/C，掺加引气剂、膨胀剂提高抗渗性的措施海工混凝土柱的开裂

提高密实度、改善孔隙构造等提高抗渗性的措施海工混凝土柱的开裂4.6混凝土的耐久性3.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、F150、F200、F250和F300，八个等级。4.6混凝土的耐久性3.抗冻性二、混凝土的耐久性4.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。二、混凝土的耐久性4.抗侵蚀性碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应。二、混凝土的耐久性5.碳化混凝土碳化示意图碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应。二、混凝二、混凝土的耐久性5.碳化

碳化引起混凝土的中性化，使混凝土保护钢筋的性能降低减弱对钢筋的保护增大混凝土的收缩，产生细微裂纹使抗压强度增加（回弹法应考虑）CaCO3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化二、混凝土的耐久性5.碳化碳化引起混凝土的中性化，使混凝二、混凝土的耐久性影响碳化的主要因素水泥品种（有掺合料的碳化快）水灰比碳化时间湿度50%~75%CO2浓度外加剂5.碳化二、混凝土的耐久性影响碳化的主要因素5.碳化二、混凝土的耐久性6.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。二、混凝土的耐久性6.碱集料反应水泥含碱量高(>0.6%)骨料含活性氧化硅水分碱骨料反应的条件二、混凝土的耐久性水泥含碱量高(>0.6%)碱骨料反应的条件二、混凝土的耐久二、混凝土的耐久性7.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）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。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。（3）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。二、混凝土的耐久性7.提高混凝土耐久性的措施二、混凝土的耐久性混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ55－2011）二、混凝土的耐久性混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JG土木工程材料第4章混凝土课件混凝土的质量控制与强度评定加强混凝土质量控制，是为了保证生产的混凝土其技术性能能满足设计要求。质量控制宜贯彻于设计、生产、施工及成品检验的全过程，即：(1)控制与检验混凝土组成材料的质量、配合比的设计与调整情况，混凝土拌合物的水灰比、稠度、均匀性、含气量及生产设备的调试与人员配备等。(2)生产全过程的各工序，如计量、搅拌、运输、浇注、养护等的检验与控制。(3)混凝土成品合格性的控制与判定等。混凝土的质量控制与强度评定加强混凝土质量控制，是为了保证生产1混凝土强度的质量控制由于混凝土质量的波动将直接反映到其最终的强度上，而混凝土的抗压强度与其他性能芍较好的相关性，因此，在混凝土生产质量管理中，常以混凝土的抗压强度作为评定和控制其贡量的主要指标。如必要时，也需进行其他力学性能及抗冻、抗渗等试验检定。1混凝土强度的质量控制由于混凝土质量的波动将直接反映到(1)混凝土强度的波动规律在混凝土生产中，每一种组成材料性能的变异、工艺过程变动及试件制作和试验操作等误差，都会使混凝土强度产生波动，即使在完全相同的条件下做出的混凝土也不会完全一致。这说明混凝土的强度数据具有波动性。但这种波动是具有某种规律性的，我们可以利用这种规三性，对混凝土质量进行控制和判断。实践结果证明，同一等级的混凝土，在施工条件基本一致的情况下，其强度的波动是服从正态分布规律的。正态分布是一形状如钟形的曲线，以平均三变为对称轴，距离对称轴越远，强度概率值越小。(1)混凝土强度的波动规律在混凝土生产中，每一种组成材料性土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件2混凝土强度的评定

根据规定,混凝土强度评定可分为统计方法及非统计方法

1)统计方法.2混凝土强度的评定根据规定,混凝土强度评定可分为统计土木工程材料第4章混凝土课件什么是配合比任务基本要求原理方法和步骤初步计算配合比确定基准配合比实验室配合比施工配合比4.7普通混凝土配合比设计什么是配合比4.7普通混凝土配合比设计4.7普通混凝土配合比设计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。4.7普通混凝土配合比设计混凝土的配合比一、混凝土配合比设计的基本要求满足结构设计的强度等级要求；满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；符合经济原则，节约水泥，降低混凝土成本一、混凝土配合比设计的基本要求满足结构设计的强度等级要求；二、混凝土配合比设计的资料准备了解工程设计要求的混凝土强度等级、质量稳定性的强度标准差了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况了解混凝土施工方法及管理水平掌握原材料(水泥、砂、石骨料、拌和用水的水质、外加剂等）的性能指标二、混凝土配合比设计的资料准备了解工程设计要求的混凝土强度等三、配合比设计中三个基本参数

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、配合比设计中三个基本参数水灰比四、配合比设计的步骤与方法步骤:

首先，按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算,得出“初步计算配合比”经过实验室试拌调整,得出“基准配合比”然后，经过强度检验,定出满足设计和施工要求并比较经济的“设计配合比”最后，根据现场砂.石的实际含水率,对实验室配合比进行调整,求出“施工配合比”四、配合比设计的步骤与方法步骤:（一）确定混凝土初步配合比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）确定混凝土初步配合比1.计算施工配制强度fcu,0如何得到值有统计资料时,可参考下式计算无统计资料时,可参考下表选择。表5.21值的选择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；如何得到值有统计资料时,可参考下式计算无统计资料时,可参2.确定水灰比mw/mc（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：αa、αb——回归系数；应根据工程所用的水泥、

集料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强

度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，可取：碎石混凝土αa＝0.53，αb＝0.20；卵石混凝土αa＝0.49，αb＝0.13。

→2.确定水灰比mw/mc→2.确定水灰比mw/mc（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：

fb——水泥28d抗压强度实测值，MPa。粉煤灰与粒化高炉矿渣的影响系数，查表5.222.确定水灰比mw/mc粉煤灰与粒化高炉矿渣的影响系数，查表某工程需制备C40混凝土，选用32.5P.O硅酸盐水泥，5~31.5mm连续级配的碎石，工程无混凝土强度的历史统计资料，但符合统计学规律，试计算水灰比某工程需制备C40混凝土，选用32.5P.O硅酸盐水泥，5~3.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5.15选取。表

塑性混凝土的单位用水量，kg3.确定单位用水量mw表塑性混凝土的单位用水量，kg（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。干硬性混凝土的单位用水量，kg干硬性混凝土的单位用水量，kg4.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表4.17规定的最小胶凝材料用量比较，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，应取规定的最小水泥用量。4.计算水泥用量mc5.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4.13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4.15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，砂率应经试验确定。5.确定砂率βs表

塑性混凝土砂率，％表塑性混凝土砂率，％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

＝16.计算砂、石子用量ms0、mg0

解方程组，可得ms0、mg0

。式中：

ρc、ρs、ρg、ρw——分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3；

α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，取α＝1。。土木工程材料第4章混凝土课件

解方程组可得ms0、mg0。式中：mc0、ms0、mg0、mw0——分别为1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；

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。（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。（2）质量法7.初步配合比（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

＝？。7.初步配合比（二）试配调整，确定设计配合比1.试配

按初步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、强度。2.调整（１）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。记录各种材料调整后的用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（ρc,t）。（二）试配调整，确定设计配合比1.试配（二）试配调整，确定设计配合比（2）强度调整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，保持用水量与基准配合比相同，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。（二）试配调整，确定设计配合比（2）强度调整（二）试配调整，确定设计配合比3.设计配合比的确定（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、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。（二）试配调整，确定设计配合比3.设计配合比的确定（二）试配调整，确定设计配合比（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按下式计算混凝土配合比校正系数δ：式中：ρc,t——混凝土表观密度实测值，kg/m3；

ρc,c——混凝土表观密度计算值，kg/m3。③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。（二）试配调整，确定设计配合比（2）经试配确定配合比后，按下（三）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：（三）施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为a%和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。用质量法计算该混凝土的初步配合比。某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30。施工五、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＝0.49，αb＝0.13，则：（2）复核耐久性：经复核，耐久性合格。五、配合比计算例题解：1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0五、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，查表选取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0.57，查表βs＝28％～33％，取βs＝33％。五、配合比计算例题3.确定用水量mw0五、配合比计算例题6.计算砂、石子用量ms0、mg0（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＝639kg、mg0＝1297kg。五、配合比计算例题6.计算砂、石子用量ms0、mg0五、配合比计算例题6.计算砂、石子用量ms0、mg0（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

+281+160＝2400

解方程组，可得ms0＝646kg、mg0＝1312kg。五、配合比计算例题6.计算砂、石子用量ms0、mg07.初步计算配合比（1）体积法

mc0：ms0：mg0＝281：639：1297＝1：2.27：4.62，mw/mc

＝0.57；（2）质量法

mc0：ms0：mg0＝281：646：1312＝1：2.30：4.67，mw/mc

＝0.57。7.初步计算配合比轻混凝土防水混凝土高性能混凝土泵送混凝土大体积混凝土纤维混凝土绿化混凝土第节其他品种混凝土轻混凝土第节其他品种混凝土轻混凝土体积密度<1950kg/m3轻骨料混凝土大孔混凝土多孔混凝土分类特点：轻质，热工性能良好，力学性能良好，耐火，抗渗，抗冻，易于加工

1.轻骨料混凝土工业废料轻骨料（粉煤灰，煤渣）天然轻骨料（火山渣，浮石）人工轻骨料（页岩陶粒，粘土陶粒）（1）轻骨料种类轻混凝土体积密度<1950kg/m3轻骨料混凝土分类特点：轻（2）轻骨料混凝土分类及强度等级全轻混凝土（粗细骨料均为轻骨料）砂轻混凝土（细骨料全部或部分为普通砂）所用细骨料保温轻骨料混凝土结构保温轻骨料混凝土结构轻骨料混凝土用途强度等级CL5.0；CL7.5；CL10；CL15；CL20；CL25；CL30；CL35；CL40；CL45；CL50（2）轻骨料混凝土分类及强度等级全轻混凝土（粗细骨料均为轻骨（3）轻骨料混凝土的应用优点：体积密度比普通混凝土减小1/4～1/3，绝热性能改善，结构尺寸减小，增加使用面积,降低基础费用和材料运输费用，综合效益良好。用途：多层和高层建筑，软土地基，大跨度结构，抗震结构，耐火等级要求高的结构，要求节能以及旧建筑加层等。实例：南京长江大桥采用轻骨料混凝土桥板；天津、北京采用轻骨料混凝土做墙体和屋面板（3）轻骨料混凝土的应用优点：体积密度比普通混凝土减小1/42.大孔混凝土大孔混凝土是指无细骨料的混凝土，可分为普通无砂大孔混凝土和轻骨料大孔混凝土特点：导热率小，保温性能好，吸湿性小，收缩小，抗冻性15～25次冻融循环，水泥用量低。用途：用于制作墙体用的小型空心砌块和各种板材，也可用于浇注墙体。2.大孔混凝土大孔混凝土是指无细骨料的混凝土，可分为普通无砂3.多孔混凝土定义：不用粗骨料，内部分布着大量小气孔的轻质混凝土特点：孔隙率可达85%，体积密度300～800kg/m3，导热率0.081~0.17W/(mk)，兼具有结构及保温的功能，容易切割，易于施工。用途：制成砌块，墙体，屋面板及保温制品，广泛应用于工业与民用建筑及保温工程中。3.多孔混凝土泡沫混凝土加气混凝土砌块适用于承重和非承重的内墙和外墙。加气混凝土条板可用于工业与民用建筑中，做承重和保温合一的屋面板和墙板。条板均配有钢筋，钢筋必须先经防锈处理。另外还可用加气混凝土和普通混凝土预制成复合墙板，用作外墙板。注：蒸压加气混凝土的吸水率高，且强度较低，所以其所用砌筑砂浆及抹面砂浆与砌筑砖墙湿不同，需专门配置。墙体外表必须做饰面处理。泡沫混凝土加气混凝土砌块适用于承重和非承重的内墙和外墙。防水混凝土定义：抗渗等级不小于P6的混凝土。是通过各种方法使混凝土中原有的渗水毛细管通路尽量减少或被堵塞，从而大大降低混凝土的渗水。按配制方法可分为三类:普通防水混凝土、外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土。（1）普通防水混凝土（富水泥浆混凝土）原理：通过调整配合比来提高混凝土自身的密实度，从而提高混凝土的抗渗性特点：抗渗等级一般可达P6～P12，施工简便，性能稳定但施工质量要求比普通混凝土严格。用途：地上、地下要求防水抗渗的工程防水混凝土（1）普通防水混凝土（富水泥浆混凝土）原理：通过调（2）外加剂防水混凝土定义：利用外加剂的功能，使混凝土显著提高密实性或改变孔结构，从而达到抗渗的目的常用外加剂引气剂（松香热聚物等）含气量3%～5%密实剂（氢氧化铁，氢氧化铝）堵塞内部渗水通路。造价高。防水剂（氯化铁）与氢氧化钙作用生成氢氧化铁胶体，填充孔隙。（3）膨胀水泥防水混凝土定义：采用膨胀水泥配制而成。原理：在水化过程中，能形成大量的钙矾石，产生一定的体积膨胀，在有约束的条件下能改变孔结构，使毛细孔径减小，提高密实度，抗渗性（使用温度应小于60度）（2）外加剂防水混凝土定义：利用外加剂的功能，使混凝土显著提防水混凝土的施工严格控制质量，采用机拌机振浇注应一次完成，尽量不留施工缝加强保湿养护，至少14d不得过早脱模，脱模后更要即使充分浇水养护，以免出现干缩裂缝防水混凝土的施工严格控制质量，采用机拌机振高性能混凝土高性能混凝土是在1990年，美国NIST和ACI召开的一次国际会议上首先提出的，立即得到各国学者和工程技术人员的积极响应。目前，对其性能的共识：使用寿命长具有较高的体积稳定性具有良好的施工性能具有一定的强度和密实度混凝土要达到高性能，最重要的手段是使用新型外加剂和超细矿物质掺合料，降低水灰比，增大坍落度和控制坍落度损失，基于混凝土高的密实度和优异的施工性能，填充胶凝材料的空隙，保证胶凝材料的水化体积安定性，改善混凝土的界面结构，提高混凝土的强度和耐久性。高性能混凝土泵送混凝土定义：泵送混凝土是指坍落度大于100mm并适于用泵输送的混凝土。为保证混凝土的可泵送，混凝土的组成材料应满足：水泥或胶凝材料用量不宜小于300kg/m3砂率应在38%~45%碎石的最大粒径小于输送管道的1/3，卵石的最大粒径不大于输送管道内径的2/5粗骨料采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10%泵送混凝土大体积混凝土混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2m，或一次浇筑量超过1000m3，或预计会因水泥水化放热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土称为大体积混凝土。原材料应满足下列规定：选用水化热低和凝结时间长的水泥粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂应掺用缓凝剂、减水剂、低水化热的掺合料大体积混凝土纤维混凝土定义：以普通混凝土为基体，外掺各种纤维材料而制成的复合材料。纤维材料钢纤维（应用较广）玻璃纤维碳纤维芳香族聚酰胺纤维其中，纤维的含量、几何形状、长径比、弹性模量等对性能影响显著。纤维混凝土定义：以普通混凝土为基体，外掺各种纤维材料而制成的钢纤维直径为0.35~0.7mm,长径比50~80，适宜参加体积率为1%~2%配合比特点1.砂率大，一般为45％～60％2.水泥用量较多，可达400～500kg尽量采用高强度等级水泥3.粗骨料粒径<=20mm，以10～16mm为宜4.w/c在0.40～0.55之间5.常掺入粉煤灰、高效减水剂等与普通混凝土相比抗拉强度提高两倍左右，抗完强度提高1.5~2.5倍，冲击韧性提高5~10倍，抗压强度提高不大，但其受压破坏时不崩裂或成碎块应用：路面，桥面，飞机跑道，水坝覆面，管道，屋面板等要求高耐磨，高抗冲、抗裂的部位及构件。而且已采用喷射施工技术，可对表面不规则或坡度很抖的山岩岸坡及隧洞等提供良好的加固保护层。钢纤维直径为0.35~0.7mm,长径比50~80，适宜参加单轮载荷33t钢纤维混凝土(抗折强度为8.6MPa)加固的停机坪单轮载荷33t钢纤维混凝土(抗折强度为8.6MPa)加固的停土木工程材料第4章混凝土课件绿化混凝土定义：能够适应植物生长，进行绿色植被的混凝土及其制品。应用：城市道路两侧及中央隔离带、岸边护坡、屋顶、停车场等部位。类型孔洞型绿化混凝土块体材料多孔连续型绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料绿化混凝土定义：能够适应植物生长，进行绿色植被的混凝土及其制土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件土木工程材料第4章混凝土课件吸音混凝土特点：具有连续、多孔的内部结构。具有较大的那表面积，与普通的密实混凝土组成复合材料。用途：机场、高速公路、高速铁路两侧、地铁等产生恒定噪音的场所。吸音混凝土特点：具有连续、多孔的内部结构。具有较大的那表面积光催化水泥smogeatingcement

2009