混凝土施工基本知识

1混凝土施工根本知识

讲到混凝土的根本知识,就必须了解混凝土配合比的设计过程,只有了解了混凝土配合比的设计过程才能对混凝土有一个全面了解,才能懂得怎样控制机好混凝土的施工质量。

一、普通混凝土配合比

1、混凝土配制强度计算

在进行混凝土理论配合比设计时首先要计算混凝土的配置强度，为什么要计算混凝土的配制强度呢？我们知道混凝土由于受各种因素的影响，强度并不是一个固定不变的值，而是围绕着配制强度上下波动的值。为了保证混凝土的设计强度就必须提高混凝土的配制强度，那么混凝土的配制强度要提高到多少才算适宜，在配合比设计技术标准中给出了一个计算公式。

配制强度fcu=fcuk+1.645〔式1〕

式中fcu——混凝土配制强度

fcuk——混凝土设计强度

σ——混凝土抗压强度标准偏差〔简称标准差〕

n

标准差σ=∑〔X-X〕2/n-1〔式2〕

i=1

式中x——各试验数据值

x——试验数据的算术平均值

n——试验数据个数

在混凝土施工技术标准中规定，要求混凝土的抗压强度保证率为95%，公式中的1.645为95%强度保证率系数。公式中的样本标准差是衡量样本数据波动性〔离散程度〕的指标，样本标准差是根据上一时期施工的混凝土的抗压强度经数理统计评定由公式2求得的，标准差波动性的大小受施工水平的影响，混凝土拌合质量控制的好，混凝土的抗压强度值波动范围就小，那么标准差小，混凝土拌合质量控制的不好，混凝土的抗压强度值波动范围就大，那么标准差也大。

举例说明：

例1、C30混凝土抗压强度如下：

35.0、28.9、40.2、33.6、45.5、34.1、38.2、42.4、30.0、27.4

σ=5.98MPax=35.5MPa

例2、C30混凝土抗压强度如下：

33.2、37.3、37.1、34.4、39.6、36.4、34.2、37.5、28.6、35.8

σ=3.04MPax=35.4MPa

混凝土强度离散性的规律遵循正态分布曲线，接近配制强度变化的值站多数，偏离太大或太小的值站少数，标准差小曲线较陡，标准差大曲线较缓。由公式1可以看出，混凝土的配制强度是与标准差成正比的，标准差大那么混凝土的配制强度就大，进而水泥用量也大，标准差小那么混凝土的配制强度就小，进而水泥用量也小，具有较好的经济效益。

由于我们是流动性单位，随施工地点的变化，原材料也随之变化，所以我们不能将某一地统计求得的标准差应用到其他施工地点，我们在计算混凝土的配合比强度时用的标准差是标准上规定的，标准中的标准差是经统计全国平均施工水平求得的。

引起混凝土强度变异的原因有以下几个方面：

⑴材料质量的波动：材料中水泥是影响混凝土强度最重要因素，如水泥的实际强度、储存条件、存放时间的长短等均会引起混凝土强度波动；

⑵配料误差：为了缩小称量误差，必须校核衡器的精度，并应做定期检查。每日开盘拌制混凝土前，必须测定集料的含水率，扣除相应的拌合水量，增加相应的集料用量。混凝土变异最大的来源是加水量误差，加水量的误差在于用水量称量的不准确，并且还在于集料含水率难以准确测定，集料堆的外部与内部含水率或上部与下部含水率不同。

⑶拌和、捣实与养护：对混凝土拌和物的充分拌和取决于拌和机的类型，拌和时间也会对强度产生影响，混凝土施工技术标准规定了最小拌和时间，是为了使拌和时间不至于对混凝土强度产生很大影响。

⑷试验误差：试验误差包括取样、成型、养护和抗压强度试验等方面操作的差异给立方体强度带来的变化。

2、基准水灰比计算

W/C=A*fce/fcuo+A*B*fce

式中A、B——经验系数，查表求得

fcu——混凝土的配制强度

fce——水泥的实际强度

计算出基准水灰比后再按假定容重法或体积法计算砂、碎石等材料的用量，然后进行试拌，观察并调整混凝土拌合物的坍落度和流动性、粘聚性、保水性等各项和易性指标，以此配合比做为基准混凝土配合比。在基准水灰比根底上分别减小和增加0.05个水灰比，制作试件并进行标准养护，待抗压强度结果出来后从中选取一个水泥用量最小，强度又能满足设计要求的配合比作为理论配合比指导施工生产。梦中的风景2021-07-1813:46二、高性能混凝土配合比确实定

高性能混凝土也称耐久性混凝土，混凝土的耐久性主要包括抗冻性、抗蚀性、抗炭化、抗减—骨料反响、耐腐蚀等。

高性能混凝土配合比检测工程有：抗压强度、坍落度、泌水率、含气量、抗裂性、电通量、弹性模量、抗冻性、耐磨性、抗渗性等。

受以上耐久性要求，在?铁路混凝土工程施工质量验收补充标准?中根据环境作用等级的不同，对最大水胶比都作了规定。在进行混凝土配合比设计时，根据设计图纸确定的环境等级，从标准中直接查用。综合考虑含气量等因素对混凝土强度的影响〔混凝土中的含气量每增加1%，混凝土强度约降低5MPa左右〕，以0.05的间隔降低一到两个水胶比制作混凝土配合比，从中选取胶凝材料用量少，耐久性及抗压强度均满足设计要求的配合比作为理论配合比指导施工生产。

在强侵蚀环境作用条件下，由于混凝土配合比着重考虑了耐久性要求，强度往往比拟高，象郑西客专线C30钻孔桩及承台和墩身1M以下处于H4硫酸盐强侵蚀环境下，标准规定最大水胶比≯0.36，混凝土的最终强度可达50MPa左右，远远大于C30混凝土要求的配制强度37.4MPa。

高性能混凝土为了减少胶凝材料中硅酸盐水泥用量，应使用矿物参合料，目的是为了减少水泥用量大所带来的负面影响，提高混凝土的耐久性。混凝土的早期强度越高，对混凝土长期性能越不利，在早期越易开裂，不利于混凝土的耐久性，所以要慎用早强型水泥。在高性能混凝土中掺加矿物掺合料后，混凝土的早期强度增长速度有所放慢。在?铁路混凝土工程施工质量验收补充标准?中将高性能混凝土的龄期规定为56天。高性能混凝土在56天龄期后还要做快速抗冻性试验，快速抗冻性试验每4小时一个循环，客运专线设计使用年限为100年，要求抗冻循环F300次，一个抗冻性试验要50天，整个配合比各项指标做全需要106天。

在高性能混凝土中掺入引气型高效减水剂可使混凝土的抗渗性及抗冻性显著提高，由于引气剂在混凝土中引入大量微气泡占据了混凝土中的自由空间，破坏了毛细管的连续性，使混凝土的抗渗性得到改善。气泡对水分冻结产生的局部压力增大起到了缓冲作用，提高了混凝土的抗冻性。要到达F300次冻融循环混凝土中的含气量需在4％左右，超过6％时耐久性下降。

泌水会造成混凝土各组分材料的离析，并在粗集料颗粒下放形成水囊。掺有引气剂的混凝土可增大浇筑稠度，减少材料别离现象，减小泌水率。高性能混凝土水下钻孔桩的泌水率要求≤1％，其他混凝土的泌水率为零。

三、混凝土施工控制

混凝土配合比设计时一般都是选用根本合格的原材料，但是我们在实际施工中往往由于料源供给等情况，砂、碎石等原材料的质量不能满足要求。砂中的含泥量超标，粗细不稳定，碎石中的石粉含量超标，级配不良。这些因素都影响了配合比在施工中的正常使用，造成混凝土拌合物离析、泌水，坍落度减小。为了满足工地施工的要求，需要在现场对混凝土配合比进行调整〔这种调整是不符合要求的〕。但也不是所有不符合质量要求的原材料都能在拌和现场进行调整，对变化大原材料应重新进行配合比设计。

水胶比是控制混凝土强度的主要因素，在对混凝土配合比设计时我们已经对水胶比进行了优化选择。所以现场调整时均应保持水胶比不便，以增加水泥浆用量或调整减水剂用量的方法使混凝土坍落度到达浇注要求。

由于材料某些指标不合格使调整后的混凝土配合比与理论配合比相比，水泥或减水剂用量增加，加大了工程本钱，所以我们要想降低本钱就应当控制好地材质量。

大多数造成混凝土劣化的物理的或化学的侵蚀，都是有害介质通过水的侵入而发生的，所以低渗透性是混凝土的第一道防线。影响混凝土渗透性的主要因素是混凝土的内部结构。目前使用的各种矿物参合料和减水剂均可以增加高性能混凝土的密实性。高性能混凝土有一个控制指标“电通量〞，电通量是混凝土抵抗外界有害物质侵入能力的一个指标，电通量的大小反响了混凝土的密实程度。

梦中的风景2021-07-1813:47三、混凝土中的水在混凝土硬化后会在混凝土中留下毛细孔隙，用水量的多少会使混凝土的密实程度发生变化，用水量大混凝土的毛细孔隙多，电通量也随之增大，用水量小混凝土的毛细孔隙少，电通量也随之减小，所以不管是从混凝土的强度还是耐久性要求，都必须控制好混凝土的用水量〔我们在现场施工中为了节约本钱往往无视混凝土的强度和耐久性要求，随意增加用水量〕。

四、混凝土抗压强度评定

在混凝土施工一段时间后，标准要求需对混凝土的抗压强度进行评定，评定结论为合格和不合格。以配合比根本相同、同施工条件、同标号、检验期不超过三个月的混凝土的抗压强度为一检验批。

1.当混凝土的原材料、生产工艺及施工管理水平在较长时间内不能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性又不能保持稳定时；或在前一检验期内的同类混凝土没有足够数据能确定验收批混凝土试件的抗压强度标准差时，应采用标准差未知方法检验混凝土强度。应由5组或5组以上的试件组成一个验收批，其强度应同时满足以下要求：

x≥fcuk+0.95σ

fmin≥fcuk-A*B

式中x——混凝土抗压强度平均值

fmin——混凝土抗压强度中的最小值

A、B——混凝土强度检验系数

σ——混凝土抗压强度标准差.

混凝土强度检验系数A值

试件组数n5-910-19≥20

A0.851.101.20

混凝土强度检验系数B值

混凝土强度等级＜C20C20-C40＞C40

B〔N/mm2〕3.54.55.5

2.混凝土抗压强度试件在2-4组时，采用非数理统计方法检验混凝土强度，期强度应同时满足以下要求：

x≥fcuk+C

fmin≥fcuk-D

式中x——混凝土抗压强度平均值

fmin——混凝土抗压强度中的最小值

C、D——混凝土强度检验系数

混凝土强度检验系数C、D值

混凝土强度等级＜C20C20-C40＞C40

C〔N/mm2〕3.64.75.8

D〔N/mm2〕2.43.13.9

如上例1、①计算x=35.5MPafcuk+0.95σ=30+0.95*5.98=35.7MPa

②验证fmin=27.4MPafcuk-A*B=30-1.1*4.5=25.1MPa

经评定该批混凝土符合fmin≥fcuk-A*B条件，不符合x≥fcuk+0.95σ条件，评定为不合格

如上例2、①计算x=35.4MPafcuk+0.95σ=30+0.95*3.04=32.9MPa

②验证fmin=27.4MPafcuk-A*B=30-1.1*4.5=25.1MPa

经评定该批混凝土符合fmin≥fcuk-A*B条件，符合x≥fcuk+0.95σ条件，评定为合格

从以上实例可以看出，如果混凝土抗压强度离散性太大虽然平均值满足设计要求，评定结果却不合格。

混凝土施工技术标准规定混凝土抗压强度保证率为95%，也就是说还有5%的混凝土抗压强度会落入不合格区域，从混凝土评定公式可以看出，混凝土最小抗压强度值也是有最低限要求的。

五、减水剂的应用

根据我国现行国家标准?混凝土外加剂分类定名与定义?GB8075-87，混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改变混凝土性能的物质。

混凝土外加剂按其主要功能分为四类：

1、改善混凝土拌和物性能的外加剂，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；

4、改善混凝土其它性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。

减水剂的第一代产品是以木质素磺酸盐〔简称木钙〕为代表的普通减水剂，木钙具有减水缓凝的作用，减水率在10％左右。

第二代产品是以磺酸盐甲醛缩合物为代表的萘系减水剂，减水率在15％～20％。萘系减水剂分高浓缩型和低浓缩型两种，高浓产品其硫酸钠含量低于5％，由于生产低浓产品时完全用减中和，产品中硫酸钠含量较多(＜25％)。目前我国生产的萘系减水剂绝大局部是低浓产品。在?铁路混凝土工程施工质量验收补充标准?中规定硫酸钠含量＜10％，所以市场上一般的萘系减水剂不适合高性能混凝土。

第三代产品就是目前我们在客专上线使用的聚羧酸盐高效减水剂，其减水率在20％以上。聚羧酸盐高效减水剂复合引气剂具有减水、引气、缓凝和保坍的作用。其硫酸钠、减等有害物质含量均能满足标准要求。

我国水泥品种较多，五种硅酸盐系列水泥即有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，它们的熟料矿物组成的变化很大，其次是混合料的品种性能，水泥的细度，水泥生产工艺等也不尽相同，这些都影响减水剂的使用效果，所以无论何种外加剂对水泥都有一个适应性问题，适应性好其减水率、保坍效果显著，适应性差其减水率、保坍效果差。因此减水剂在使用前应做水泥适应性试验，选择与水泥适应性好的减水剂制作混凝土配合比。

混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。

普通混凝土〔简称为混凝土〕是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常参加适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料外表并填充其空隙。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。水泥浆硬化后，那么将骨料胶结为一个坚实的整体。

钢筋混凝土〔简称RC〕，是经由水泥、粒料级配、加水拌和而成混凝土，在其中参加一些抗拉钢筋，在经过一段时间的养护，到达建筑设计所需的强度。它应该是人类最早开发使用的复合型材料之一。

钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料，钢筋的比重大，不仅可以承受压力，也可以承受张力；然而，它的造价高，保温性能很差。而混凝土的比重比拟小，它能承受压力，但不能承受张力；它的价格比拟廉价，但是却不巩固。而钢筋混凝土的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并且保存了它们原来的优点，使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。

混凝土的历史

可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛。

1861年钢筋混凝土得到了第一次的应用，首先建造的是水坝、管道和楼板。1875年，法国的一位园艺师蒙耶〔1828～1906年〕建成了世界上第一座钢筋混凝土桥。

20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论根底。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。

随着时代的变迁，技术的进步，“混凝土家族〞里也有了新成员的加盟，其中纤维混凝土，无论从抗压强度和价格来看，都具有一定的优势。然而，钢筋混凝土虽然受到“混凝土家族〞的竞争影响，其开展的优势也不如从前，但是，在如今的很多领域中，仍能看到它那熟悉的身影。它依旧是巩固耐用的代名词。代表城市形象的高楼大厦，自然少不了钢筋混凝土。高速公路、建筑桥梁、隧道等是钢筋混凝土现代应用的另一方面。然而，钢筋混凝土还有一个更为实用的功能，那就是除险，在处理各类坍塌事故中，使用钢筋混凝土，可以更快的取得关键性的进展，因为有了它的支撑，才能使抢险行动获得控制性成果。因此，从这些方面可以看出，钢筋混凝土在众多建材中，依旧占有一席之地，我们期待，在未来的建筑道路上，钢筋混凝土可以走的更好、更稳论水泥羊的主骆要成籍分主抬要由帆以下秧四种研组成姿:

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