土木工程材料（第三版）课件 第2章 普通混凝土

土木工程材料第2章混凝土2.1混凝土的组成材料2.2混凝土拌合物的技术性质2.3硬化后混凝土的技术性质2.4混凝土的配合比【本章主要内容】本章主要介绍普通混凝土的组成材料、混凝土拌合物和硬化后的混凝土的技术性质、混凝土的配合比等知识。【建议学习方法】参观现场，感性认识混凝土在工程上的应用；通过课堂试验，掌握混凝土原材料及混凝土的各项技术性质；结合案例，明确混凝土各组成材料选用；通过互联网等，进一步拓展混凝土各项知识的学习。2.1.1水泥2.1.2细集料2.1.3粗集料2.1.4水2.1.5矿物掺合料2.1.6外加剂混凝土组成材料水泥水水泥浆石子砂子骨料新拌混凝土凝结硬化硬化混凝土混凝土外加剂为了改善或提高混凝土的性能普通混凝土的组成廉价的填充材料，节省水泥用量混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展传力作用降低水化热提供耐磨性润滑作用

——与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性胶结作用

——包裹在骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体各组成材料的作用水泥浆骨料一、水泥的定义与分类品种代号组成（质量百分数）熟料＋石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石砂岩替代混合材料硅酸盐水泥P·I100------P·Ⅱ95～1000～＜5----95～100---0～＜5-普通硅酸盐水泥P·O80～＜946～＜20a-0～＜5b矿渣硅酸盐水泥P·S·A50～＜7921～＜50---0～＜8cP·S·B30～＜7951～＜70---火山灰质硅酸盐水泥P·P60～＜79-21～＜40--0～＜5d粉煤灰硅酸盐水泥P·F60～＜79--21～＜40-复合硅酸盐水泥P·C50～＜7921～＜50e-a主要混合材料由符合本文件规定的粒化高炉矿渣/矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料组成。b替代混合材料为符合本文件规定的石灰石c替代混合材料为符合本文件规定的粉煤灰或火山灰、石灰石。替代后P·S·A矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣/矿渣粉含盘(质量分数)不小于水泥质量的21%，P·S·B矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣/矿渣粉含量(质量分数)不小于水泥质量的51%。d替代混合材料为符合本文件规定的石灰石。替代后粉煤灰硅酸盐水泥中粉煤灰含量(质量分数)不小于水泥质量的21%,火山灰质硅酸盐水泥中火山灰质混合材料含量(质量分数)不小于水泥质量的21%e混合材料由符合本文件规定的粒化高炉矿渣/矿渣粉,粉煤灰、火山灰质混合材料、石灰石和砂岩中的三种(含)以上材料组成。其中,石灰石含量(质量分数)不大于水泥质量的15%。知识拓展——水泥的生产过程硅质(粘土)钙质(石灰石)1450℃调节原料石膏水泥生料熟料混合材粉磨“两磨一烧”工艺流程煅烧粉磨二、通用硅酸盐水泥的技术性质化学指标碱含量物理指标1.凝结时间2.安定性3.强度4.细度不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子水泥中水溶性铬放射性核素限量二、通用硅酸盐水泥的技术性质（3）不溶物：不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。主要由水泥原料、混合材料和石膏中的杂质产生。不溶物的存在会影响水泥的粘结质量。（2）三氧化硫含量：水泥的生产过程中因掺入过量石膏带入的。含量超出一定限度，在水泥石硬化后，还会继续与水化产物反应，产生体积膨胀性物质，引起安定性不良。（1）氧化镁含量：在水泥熟料中，存在游离的氧化镁，可以引起水泥体积安定性不良。因此，水泥熟料中游离氧化镁的含量不能太多。（4）烧失量：水泥在一定的灼烧温度和时间内，经高温灼烧后的质量损失率。水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加。（5）氯离子含量：当水泥中的氯离子含量较高时，容易使钢筋产生锈蚀，降低结构的耐久性。化学指标二、通用硅酸盐水泥的技术性质注意：化学指标不满足要求者为不合格品1.化学指标品种代号不溶物（质量分数）烧失量（质量分数）三氧化硫

（质量分数）氧化镁（质量分数）氯离子

（质量分数）硅酸盐水泥P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0a

≤0.06c

P·Ⅱ

≤1.50≤3.5普通硅酸盐水泥P·O-≤5.0矿渣硅酸盐水泥P·S·A--≤4.0≤6.0b

P·S·B---火山灰质硅酸盐水泥P·P--≤3.5≤6.0b粉煤灰硅酸盐水泥P·F--复合硅酸盐水泥P·C--a如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至6.0%。b如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。c当有更低要求时，该指标由买卖双方协商确定。化学指标表（GB175-2023）二、通用硅酸盐水泥的技术性质2.密度与堆积密度水泥的密度：一般为3.05～3.2g/cm3。松散状态下的堆积密度约为1000～1400kg/m3紧密状态下的堆积密度可达1600kg/m3。在进行混凝土配合比计算时，通常取3.10g/cm3。二、通用硅酸盐水泥的技术性质3．细度定义细度－－指水泥颗粒的粗细程度。缺点:水泥越细优点：总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。GB规定硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg，且不高于400m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，45μm方孔筛筛余不低于5%。注意

:细度不符合规定者为不合格品。4．标准稠度用水量2.1.1水二、通用硅酸盐水泥的技术性质标准稠度净浆标准:

试杆距底板距离为6mm±1mm。标准稠度用水量（%）:

达到标准稠度净浆时的用水量。为了使试验结果具有可比性，用于测定凝结时间和安定性。5．凝结时间定义水泥完全加入水中（开始计时）开始失去可塑性（停止计时）完全失去可塑性（停止计时）初凝时间终凝时间硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。GB规定初凝时间终凝时间无论测定初凝时间或终凝时间，都是从水泥完全加入水中开始计时二、通用硅酸盐水泥的技术性质水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。水泥的凝结时间为什么要这样规定？结论1：水泥的初凝时间过短，水泥可能在各施工工序未完成前，已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间过长，将影响施工进度和模板周转期。注意

:凝结时间不符合规定者为不合格品。5．凝结时间二、通用硅酸盐水泥的技术性质例如：混凝土的施工。6．体积安定性定义指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等现象。否则，为良好。不良：良好：注意：安定性不良的水泥为不合格品二、通用硅酸盐水泥的技术性质6．体积安定性引起安定性不良的原因有哪些?熟料中含有过多的游离MgO;熟料中含有过多的游离CaO;石膏掺量过多。用沸煮法检验必须合格；熟料中MgO含量符合规范要求；熟料中SO3含量符合规范要求；

讨论:二、通用硅酸盐水泥的技术性质7．强度水泥强度是表示水泥力学性质的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。强度等级划分的指标：3d、28d的抗压强度和抗折强度水泥的强度除了与水泥的矿物组成、细度有关外，还与用水量、试件制作方法、养护条件和养护时间等条件有关。注意：强度不满足要求者为不合格品二、通用硅酸盐水泥的技术性质7．强度二、通用硅酸盐水泥的技术性质品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸盐水泥

42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥32.5≥12.0≥32.5≥3.0≥5.532.5R≥17.0≥4.042.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.0复合硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.0通用硅酸盐系水泥各龄期的强度要求表8．水化热水泥水化热的大小和放热速度的快慢与水泥熟料的矿物成分、水泥细度、混合材料掺入量有关。二、通用硅酸盐水泥的技术性质水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙含量越高，水化热越大，放热速度也越快；水泥颗粒越细，水化反应越快，水化热越大；混合材料掺入量越大，水泥的水化热越小，放热速度越慢。水泥在水化过程中所放出的热量称为水化热。8．水化热水泥水化热有利:混凝土的冬季施工——能加速水泥的凝结硬化不利:对于大型基础、桥梁墩台、大坝等大体积混凝土构筑物——这是由于水化热易积蓄在混凝土内部不易散失，使混凝土内部温度急剧上升，内外温差过大而使混凝土产生开裂，影响结构的安全性、完整性和耐久性。二、通用硅酸盐水泥的技术性质混凝土工程特点及所处环境条件优先使用可以使用不宜使用普通混凝土在一般气候环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥在干燥环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥在高温高湿环境中或长期处于水中的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥厚大体积的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥硅酸盐水泥1．水泥品种的选择三、水泥的应用混凝土工程特点及所处环境条件优先使用可以使用不宜使用有特殊要求的混凝土要求快硬、高强（大于C40）的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥严寒地区的露天混凝土，寒冷地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥严寒地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥有抗渗要求的混凝土火山灰水泥、普通水泥矿渣水泥有腐蚀介质存在的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥硅酸盐水泥有耐磨要求的混凝土硅酸盐水泥、普通水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥1．水泥品种的选择三、水泥的应用2．水泥强度等级的选择三、水泥的应用根据混凝土的强度等级，选择合适的水泥等级。对普通混凝土,水泥等级＝1.5-2倍的混凝土强度等级。对高强混凝土,水泥等级＝0.9-1.5倍的混凝土强度等级1．水泥的质量评定名称组批规则抽样方法与抽样数量通用硅酸盐水泥同一生产单位生产的同品种、同强度等级的水泥为一批。散装水泥以500t/批；袋装水泥以200t/批，当不足上述数量时，也按一批计袋装水泥：从检验批中随机抽取不少于20袋水泥，用专用取样管，沿水泥包装袋对角线插入抽取等量的水泥样品，总量至少12kg散装水泥：从散装水泥卸料处或输送水泥运输机具的出料处，在流动的水泥流中随机抽取水泥样品，总量至少12kg对于通用硅酸盐系水泥，检验的项目主要有水泥细度、标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、胶砂强度等。四、水泥的质量评定、验收与保管（1）组批（2）检验项目1．水泥的质量评定（3）检验结果评定四、水泥的质量评定、验收与保管a．检验结果符合化学指标、凝结时间、安定性、强度规定的为合格品。b.检验结果不符合化学指标、凝结时间、安定性、强度规定中的任何一项技术要求为不合格品。2．水泥的验收（1）检查、核对水泥出厂的质量检验报告2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管水泥验收的主要内容包括：（2）核对包装及标志是否相符水泥的包装及标志必须符合标准。水泥的包装可以采用袋装，也可以散装。袋装水泥每袋净含量50kg，且不得少于标志质量的98％，随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。检验报告内容包括本文件编号、水泥品种、代号、出厂编号、混合材料种类及掺量等出厂检验项目以及密度(仅限硅酸盐水泥）、标准稠度用水量、石膏和助磨剂的品种及掺加量、合同约定的其他技术要求等。当买方要求时,生产者应在水泥发出之日起10d内报告除28d强度以外的各项检验结果，35d内补报28d强度的检验结果。2．水泥的验收不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。防水防潮，做到“上盖下垫”。堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用。受潮情况处理方法使用场合有粉块，用手可以捏成粉末，无硬块压碎粉块通过试验后，根据实际强度等级使用部分结成硬块筛除硬块压碎粉块通过试验后，根据实际强度等级使用。用于受力较小的部位，也可配制砂浆大部分结成硬块将硬块粉碎磨细不能作为水泥使用，可作为混合材料掺加到混凝土中四、水泥的质量评定、验收与保管一、细骨料概述粒径小于4.75mm的骨料称为细骨料，通称为砂。河砂——圆滑、坚固，杂质少，属上等砂；海砂——含贝壳碎片、可溶性盐类等；山砂——多棱角，粘聚性比河砂好，含泥土和有机杂质较多。天然砂人工砂碎石经机械轧碎筛选而成，富棱角，杂质少，但细粉多。加工成本较高。河砂、湖砂山砂海砂（净化处理）天然细骨料天然砂：在自然条件作用下岩石产生破碎、风化、分选、运移、堆/沉积,形成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒。无节制开采，河砂的利用面临着开采难度大，河砂采购成本投入较大，资源不断减少的问题。河砂河砂指河水中经自然石自然力的作用，河水的冲击和侵蚀而形成的有一定质量标准的建筑材料圆滑、坚固，杂质少，来源广；来源特点山砂特点来源沉积地貌地表所采掘的砂是含泥量、铁的氧化物和有机质含量比较高，影响混凝土强度，用前要经过清洗。海砂来源湖南高速铁路职业技术学院海洋中的砂砂中有贝类甲壳碎屑，氯离子和钙质含量比较高，对于混凝土的结构是有害的，长期对钢筋有腐蚀性特点以岩石、卵石、矿山废石和尾矿等为原料,经除土处理,由机械破碎,整形、筛分、粉控等工艺制成的，级配、粒形和石粉含量满足要求且粒径小于4.75mm的颗粒。机制砂二、细骨料技术性质对砂子的技术要求表观密度、堆积密度、空隙率；粗细程度和颗粒级配；含泥量、泥块含量和石粉（人工砂）含量；有害物质含量；坚固性；氯离子含量；二、细骨料技术性质一般来讲，集料的表观密度愈大，表明其内部孔隙就愈少，强度就愈高；堆积密度愈大，表明其空隙率就愈小，颗粒级配就愈好。1.表观密度、堆积密度、空隙率项目砂表观密度/（kg˙m-3），≥2500堆积密度/（kg˙m-3），≥1400空隙率/%，≤44砂密度和空隙率要求颗粒级配——指不同粒径的颗粒搭配比例。2.颗粒级配骨料的级配良好，则其空隙率较小，堆积密度较大。二、细骨料的技术性质筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm人工砂100~90100~90100~90机制砂97~8594~8094~75天然砂的颗粒级配2.颗粒级配混凝土用砂根据其在筛孔边长为0.60mm的方孔(对应于公称直径为0.63mm)筛上的累计筛余百分率（β4）划分为三个级配区。1区β4=71%～85%(偏粗)2区β4=41%～70%(粗细适中)3区β4=16%～40%(偏细)。《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52－2006、《建设用砂》GB/T14684－2022、《铁路混凝土》TB/T3275－2018及《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650－2020颗粒级配区划分二、细骨料的技术性质颗粒级配检验筛析法二、细骨料的技术性质2.颗粒级配1.根据试验砂0.6mm筛上的累计筛余百分率判断级配区2.将试验其余各累计筛余百分率与判断出来的级配区范围一一比较3.除4.75mm和0.60mm筛档外，若其他筛有超出上限线或下限线，但各筛累计筛余率超出值总和≤5%，此时砂的颗粒级配可评定为级配合格；若超出值总和＞5%，则评定为级配不合格。筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm人工砂100~90100~90100~90机制砂97~8594~8094~75天然的颗粒级配《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52－2006、《建设用砂》GB/T14684－2011、《铁路混凝土》TB/T3275－2018及《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650－2020颗粒级配评定二、细骨料的技术性质2.颗粒级配0.150.30.61.182.364.759.501009080706050403020100筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90颗粒级配(JGJ52-2006)颗粒级配评定从砂的检验结果级配曲线图上可以直观的判定砂的级配情况。当实测级配线均在要求的、下线之间时，则可评定砂的颗粒级配良好。级配上限级配下限试验砂二、细骨料的技术性质2.颗粒级配二、骨料的技术性质1.颗粒级配在其他条件满足要求时，选择较粗的砂子，其需要水泥浆包裹的总表面积较小，节约水泥。混凝土用砂粗细程度要求：3.粗细程度二、细骨料技术性质颗粒粗包裹需要的骨料浆较少颗粒细包裹需要的骨料浆多骨料骨料浆包裹层3.粗细程度二、细骨料技术性质注意：Ai在计算时不带％

粗细程度用细度模数评定砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度，不是指其平均粒径，用细度模数(μf)来衡量。并根据细度模数将砂划分为：粗砂：μf=3.1～3.7；中砂：μf=2.3～3.0；细砂：μf=1.6～2.2；特细砂：μf=0.7～1.52.含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质含量二、细骨料技术性质泥块砂子中粒径＞1.18mm，经水洗、手捏后变成＜0.6mm的颗粒泥指粒径≤0.075mm黏土颗粒。石粉指机制砂、碎石中粒径≤0.075mm颗粒。2.含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质含量二、细骨料技术性质云母钾、铝、镁、铁等层状结构的铝硅酸盐物质。轻物质表观密度＜2000kg/m3的物质化学物质有机物、硫化物、硫酸盐、氯化物等。其他杂质草根、树叶、贝壳、炉渣等。活性矿物骨料中含有蛋白石、方英石、磷英石、粒径＜30μm的微晶石英、玉髓、火山玻璃、人工硅质玻璃、燧石等硅酸盐类矿物含有粒径＜50μm的细小菱形白云石晶体、不溶黏土基质等碳酸盐类矿物。混凝土强度等级≥C60C30～C55＜C25含泥量(按质量计％)≤2.0≤3.0≤5.0泥块含量(按质量计％)≤0.5≤1.02.0云母(按质量计，％，)≤2.0轻物质(按质量计，％)≤1.0硫化物及硫酸盐(按S03质量计，％)≤1.0有机物(比色法)颜色不深于标准色。当颜色深于标准色时，应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。人工砂或混合砂的石粉含量MB＜1.40（不合格）≤5.0≤7.0≤10.0MB≥1.40（不合格）≤2.0≤3.0≤5.0砂中含泥量、泥块含量、有害物质和石粉含量限值

2.含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质含量二、细骨料技术性质砂的坚固性——指砂在气候、环境变化和其它外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。——满足混凝土的耐久性。用硫酸钠溶液法检验，混凝土用砂在硫酸钠饱和溶液中经5次浸渍与烘干的循环之后，其质量损失应符合规定。采用压碎指标法进行试验，人工砂的总压碎指标应小于30%。天然砂人工砂4.坚固性二、细骨料技术性质返回项目5次循环后的质量损失（%）在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构混凝土≤8其他条件下使用的混凝土≤10坚固性指标4.坚固性二、细骨料技术性质是将粒级为315μm～5.0mm的人工砂，筛分成5.0mm～2.5mm、2.5mm～1.25mm、1.25mm～630μm、630μm～315μm四个粒级，并称取各自质量计为（m0i），取各粒级分别试验装入组装好的受压钢模圆筒内，放好加压头，以500N/s的速度加荷，到25kN时持荷5s后，以同样的速度卸载，倒出压过的试样并称取其质量，然后用该粒级的下限筛进行筛分，称出筛余量(m1i)第i单级砂样的压碎指标：四级砂样总的压碎指标：人工砂压碎指标值的测定：公称直径分别为2.5mm、1.25mm、630μm、315μm、各方孔筛的分计筛余，%；返回经碱集料反应试验后，由砂制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10％。(五)碱集料反应(六)氯离子含量一、粗骨料概述粒径大于5mm的颗粒按形成不同：卵石——是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于4.75mm的颗粒，

按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种，其中河卵石应用较多。碎石——由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大卵石轧碎、筛分而得。二、粗骨料技术性质技术要求表观密度、堆积密度、空隙率公称粒径、颗粒级配；针片状颗粒含量；含泥量、泥块含量、有害物质含量；强度；坚固性；碱骨料反应JGJ52—2006《混凝土用砂、石质量及检验方法标准》表观密度≥2600kg／m3；松散堆积密度≥1350kg／m3；空隙率≤47％紧密空隙率/%，≤40％。1.表观密度、堆积密度、空隙率二、粗骨料技术性质（1）最大粒径指石子公称粒级的上限，如5～40mm粒级的石子，最大粒径即为40mm。在允许条件下，石子的最大粒径宜选大一些。但由于构件尺寸和钢筋疏密程度所限，又不能选得太大。2.最大粒径和颗粒级配二、粗骨料技术性质《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2010)中规定：其最大颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm，为了保证混凝土浇筑的通畅，骨料的最大粒径应不超过钢筋最小间距和保护层厚度的3／4，后者同时也是为了保证混凝土保护层抗渗性的需要。（1）最大粒径2.最大粒径和颗粒级配二、粗骨料技术性质（2）颗粒级配石子的颗粒级配，其原理和要求与砂基本相同，各粒级的比例要适当，使骨料的空隙率尽可能小。石子的颗粒级配用筛分析法测定，用一套标准筛进行筛分。混凝土用碎石和卵石的颗粒级配，应符合要求。按卵石、碎石粒径尺寸分为单粒粒级和连续粒级。2.最大粒径和颗粒级配二、粗骨料技术性质颗粒级配的划分《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006和《建设用碎石卵石》GB/T14685-2022中将石子分为连续粒级和单粒级。级配情况公称粒级/mm方筛孔筛孔边长/mm

累计筛余/%2.364.759.5016.019.026.531.537.553.0连续粒级5～1095～10080～1000～150

5～1695～10085～10030～600～100

5～2095～10090～10040～80－0～100

5～2595～10090～100－30～70-0～50

5～31.595～10090～10070～90－15～45－0～50

5～40－95～10070～90－30～65－－0～50单粒粒级10～20－95～10085～100－0～150

16～31.5－95～100－85～100－－0～100

20～40－－95～100－80～100－－0～100连续粒级：5～10、5～16、5～20、5～25、5～31.5、5～40mm六种。单粒级：10～16、10～20、16～31.5、16～31.5、20～40、31.5～63、40～80mm等二、骨料的技术性质颗粒级配3.针、片状颗粒含量是指骨料的长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍的颗粒。是指骨料的厚度小于所属粒级平均粒径的0.4倍的颗粒。针状颗粒片状颗粒二、粗骨料技术性质3.针片状颗粒含量二、粗骨料技术性质针、片颗粒的表面积比球形和立方体颗粒大，且流动阻力大，导致混凝土拌合物的流动性降低；在硬化混凝土受力时容易被折断，影响混凝土的强度。对混凝土性能的影响建设用砂《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52－2006《铁路混凝土》TB/T3275－2018《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650－2020标准要求混凝土用粗骨料中的针、片状颗粒的含量限定混凝土I类机制砂片状颗粒含量不应大于10%。（GB/T14684-2022建设用砂）4.含泥量、泥块含量、有害物质含量粗骨料中含泥量、泥块含量、有害物质含量限值强度等级≥C60C55～C30＜C25含泥量（按质量计，％）≤0.5≤1.0≤1.5泥块含量（按质量计，％）≤0.2≤0.5≤0.7氯化物（以NaCl计，%）—硫化物及硫酸盐含量(折算成S03，按质量计，％)≤1.0卵石中有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色。当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.95二、粗骨料技术性质石子泥块：粒径＞4.75mm，经水洗、手捏后变成＜2.36mm的颗粒。其余有害物质同砂岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%，当混凝土强度大于或等于C60时，应进行岩石抗压强度检验。压碎指标表示被压出的碎片质量占试样总质量的百分率。对于同一种类的粗骨料，值越小，表示其抵抗压碎的能力越强，石子的强度就越高。5.强度混凝土中的石子必须具有足够的强度。抗压强度压碎指标二、粗骨料技术性质石子抗压强度试验方法：将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。返回石子压碎指标试验方法：将10～20mm的气干状态的石子，按规定方法装入压碎值测定仪的圆模中；放上压头，在3～5min内均匀加压至200kN；卸荷后，倒出模中试样，称其总质量（G1）；用孔径为2.50mm的筛子筛出压碎了的细粒(碎片)，称出筛余质量（G2）

。则压碎指标按式计算：

返回6.坚固性二、粗骨料技术性质坚固性：指砂、石子在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。坚固性好的砂、石，配制的混凝土的耐久性就高。饱和硫酸钠溶液循环浸泡法:即硫酸钠饱和溶液渗入骨料颗粒孔隙后失水结晶，体积膨胀，产生的胀裂力对骨料颗粒的破坏程度。类似于冻融破坏。检验方法不同环境条件下的混凝土和不同性能的混凝土用粗、细集料（骨料）在硫酸钠饱和溶液中经浸泡(4h)与烘干(4h)的5次循环之后，其质量损失应满足标准要求。坚固性要求7.碱骨料反应当粗骨料中含有蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英等含有活性SiO2的矿物(即活性骨料)时，其活性SiO2会与水泥中的碱物质发生碱—骨料反应，引起混凝土开裂破坏。经碱集料反应试验后，由卵石、碎石制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期的膨胀率应小于0.10％。二、粗骨料技术性质必须进行专门的检验，在确认对混凝土质量无害时方可使用；当认定有潜在危害时，不宜使用；必须使用时，应采用低碱水泥(含碱量小于0.6％)，或采用能抑制碱一骨料反应的掺合料，并不得使用含钠钾离子的外加剂。吸水率要求吸水率：是指集料（砂、石）在饱和水中吸收水分的能力。8.吸水率GB/T14685-2022规定混凝土用粗骨料的吸水率：Ⅰ类应≤1.0%；Ⅱ、Ⅲ类应≤2.0%；对于干燥环境的高性能混凝土应＜2%，当用于干湿循环、冻融循环环境时，吸水率应＜1%。集料的吸水率愈大，表明其内部开口微细孔较多，其抗渗性、抗冻性、抗盐冻剥蚀就愈差。吸水率影响二、粗骨料技术性质饮用水地表水地下水海水经适当处理或处置后的工业废水符合国家标准的生活饮用水可用于各种混凝土。地表水(江河、淡水湖的水)和地下水(含井水)首次使用前，应进行检验。海水含有较多的氯盐，会锈蚀钢筋，且会引起混凝土表面潮湿和盐霜，因此海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制和养护钢筋混凝土、预应力混凝土和有饰面要求的混凝土。处理后的工业废水经检验合格后方能使用。混凝土用的拌合水和养护水均应使用清洁水。《混凝土拌合用水标准》(JGJ63—2006)中规定：混凝土拌合用水按水源可分为混凝土用水中所含物质不应对混凝土的工作性、凝结、强度、耐久性和钢筋产生不利影响，因此，混凝土用水所含物质的含量应符合表的要求。项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值≥5.0≥4.5≥4.5不溶物(mg／L)≤2000≤2000≤5000可溶物(mg／L)≤2000≤5000≤10000CL—(mg／L)≤500≤1000≤3500S042—(mg／L)≤600≤2000≤2700碱含量(mg／L)≤1500≤1500≤1500一、常用的矿物掺合料粉煤灰是电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。其表面结构致密，富含玻璃体的实心或空心球状颗粒，颗粒直径一般为1～50；主要成分是氧化硅、氧化铝和少量的氧化钙，具有较高的活性。1．粉煤灰项目理化性能要求I级II级III级细度(45μm方孔筛筛余)/%F类粉煤灰≤12.0≤30.0≤45.0C类粉煤灰需水量比/%F类粉煤灰≤95≤105

≤115C类粉煤灰烧失量(Loss)/%F类粉煤灰≤5.0≤8.0≤10.0C类粉煤灰含水量/%F类粉煤灰≤1.0C类粉煤灰三氧化硫(SO3)质量分数/%F类粉煤灰≤3.0C类粉煤灰游离氧化钙(F-CaO)质量分数/%F类粉煤灰≤1.0C类粉煤灰<4.0二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)和三氧化二铁(Fe2O3)总质量分数/%F类粉煤灰≥70.0C类粉煤灰≥50.0密度/(g/cm3)F类粉煤灰<2.6C类粉煤灰安定性(雷氏法)/(mm)F类粉煤灰<5.0C类粉煤灰强度活性指数/%F类粉煤灰≥70.0C类粉煤灰表2-17拌制砂浆和混凝土用粉煤灰理化性能要求（GB/T1596-2017）一、常用的矿物掺合料1．粉煤灰①可节约水泥和细骨料，减少用水量；②可改善混凝土拌合物的和易性，增强混凝土的可泵性；③使混凝土的凝结硬化放缓，水化热降低，温升降低，早期强度在常温下有所降低，但后期强度得到较大增长，养护温度越高，强度增长越显著；④可提高硬化混凝土的弹性模量，减少混凝土的收缩和徐变；⑤可提高混凝土抗渗能力，改善混凝土的抗蚀性能和抑制碱-骨料反应的作用。适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于地上、地下和水中大体积混凝土工程；适用于蒸汽养护混凝土构件；适用于抗硫酸盐侵蚀的混凝土工程及有抗裂要求的混凝土工程和砂浆。

(3)应用

(2)特性一、常用的矿物掺合料高炉冶炼生铁时，得到的以硅酸钙与铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬冷成粒后，再经磨细而成的粉末材料。其中的钙、硅、铝和锰多处于非结晶的玻璃体。矿渣粉按其28d强度活性指数分为S105、S95和S75型。S后面的数字表示掺矿渣粉和不掺矿渣粉28d水泥胶砂强度的百分比。2.矿渣粉项目技术要求S105S95S75密度/(g/cm3)≥2.8比表面积/(m2/kg)≥500≥400≥300活性指数/%7d≥95≥75≥5528d≥105≥95≥75流动度比/%≥95初凝时间比/%≤200含水量（质量分数）/%≤1.0三氧化硫含量（质量分数）/%≤4.0氯离子含量（质量分数）/%≤0.06烧失量（质量分数）/%≤1.0不溶物（质量分数）/%≤3.0玻璃体含量（质量分数）/%≥85放射性IRa≤1.0且Ir≤1.0表2-18用于混凝土中的矿渣粉的技术要求(GB/T18046－2017)一、常用的矿物掺合料2.矿渣粉

(2)特性

(3)应用在混凝土中掺入超细矿渣粉，可节约水泥用量；能够显著降低混凝土的水化热，减少大体积混凝土的温升及内应力，抑制大体积混凝土因内外温差过高而产生裂纹；能有效提高混凝土抗海水、淡水及硫酸盐的侵蚀；能够抑制碱-骨料反应，显著提高混凝土抗碱-骨料反应的能力；能提高混凝土耐高温性能。适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于大体积混凝土工程、抗海水混凝土工程、抗硫酸盐混凝土工程、地下混凝土工程、高强度混凝土和预应力混凝土工程、高温车间和有耐热耐火要求的混凝土工程及蒸汽养护混凝土结构。一、常用的矿物掺合料3．硅灰表2-19用于混凝土和砂浆中的硅灰的技术要求(GB/T27690－2011)项目技术要求比表面积(BET法)/(m2/g)，≥15需水量比/%，≤125含水率/%，≤3.0烧失量/%，≤4.0SiO2含量/%，≥85.0氯离子含量/%，≤-28d活性指数/%，≥105(7d快速法)硅灰是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。它是冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的粉尘，经收集得到的以无定形SiO2为主要成分的粉体材料。一、常用的矿物掺合料

(2)特性

(3)应用适用于商品混凝土、高强度混凝土、自流平混凝土、不定形耐火材料、干混(预拌)砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物砂浆、保温砂浆、抗渗混凝土；可作为混凝土密实剂、混凝土防腐剂、水泥基聚合物防水剂的生产原料；可作为橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其它高分子材料的补强，陶瓷制品的改性等。①可显著提高抗压、抗折强度，是高强混凝土的必要成分。②可显著提高抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。③具有保水、防止离析、泌水、大幅降低混凝土泵送阻力的作用。④可显著延长混凝土的使用寿命。特别是在氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使混凝土的耐久性提高一倍甚至数倍。⑤可大幅度降低喷射混凝土和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。⑥具有约5倍水泥的功效，在普通混凝土和低水泥浇注料中应用，可降低成本，提高耐久性。⑦可有效防止发生混凝土碱-骨料反应。3．硅灰二、矿物掺合料的储存粉煤灰、矿渣粉、硅灰储存期从产品生产之日起计算为6个月，储存时间超过储存期的应复验，合格后方可使用。它们在运输和储存时，应分类存放，注意不得受潮和混入杂物，同时应防止污染环境。在混凝土拌合过程中掺入的能按要求改善混凝土性能，且一般情况下掺量不超过水泥质量5％的材料，称为混凝土外加剂。一．外加剂概述混凝土外加剂按其主要功能分为四类：1．改善混凝土拌合物流动性的外加剂。包括各种减水剂和泵送剂等。2．调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、速凝剂和早强剂等。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、着色剂等。1．减水剂二、常用的外加剂（1）减水剂的作用机理1．减水剂二、常用的外加剂（2）减水剂的技术经济效果增大流动性提高强度改善耐久性节约水泥a普通减水剂木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁等。b高效减水剂萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、氨基磺酸盐等多环芳香族磺酸盐类;磺化三聚氰胺树脂等水溶性树脂磺酸盐类;脂肪族羟烷基磺酸盐高缩聚物等脂肪族类。（3）常用减水剂c.聚羧酸系高性能减水剂。2.1.6外加剂2．早强剂二、常用的外加剂（1）早强剂的作用机理能加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。早强剂多在需要早强的、冬期施工的或抢修抢建的工程中使用。强电解质无机盐类早强剂中硫酸盐的早强作用是基于与C3A反应生成水化硫铝酸钙晶体，氯盐早强机理则是可与水泥中的C3A作用生成水化氯铝酸钙，同时还与水泥的水化产物Ca(oH)2反应生成氧氯化钙。硝酸盐早强剂在促进水泥水化的同时，还可以改善混凝土的孔隙结构，使混凝土趋于密实。水溶性有机化合物中三乙醇胺为浅黄色透明的油状液体，对钢筋无腐蚀作用。三乙醇胺加人混凝土拌合物后，它吸附在水泥表面，使水泥表面形成一层亲水膜，加快水对水泥的润湿、渗透和水化，因而能使混凝土强度迅速提高。2．早强剂二、常用的外加剂（3）常用早强剂a.硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、碳酸盐、亚硝酸盐、氯盐、硫氰酸盐等无机盐类b.三乙醇胺、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等有机化合物类。混凝土工程可采用两种或两种以上无机盐类早强剂或有机化合物类早强剂复合而成的早强剂。早强剂的应用:早强剂宜用于蒸养、常温、低温和最低温度不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热条件以及环境温度低于-5℃时,不宜使用早强剂。无机盐类早强剂不宜用于:a.处于水位变化的结构;b.露天结构及经常受水淋、受水流冲刷的结构;c.相对湿度大于80%环境中使用的结构;d.直接接触酸、碱或其他侵蚀性介质的结构;e.有装饰要求的混凝土,特别是要求色彩一致或表面有金属装饰的混凝土。早强剂不宜用于大体积混凝土;三乙醇胺等有机胺类早强剂不宜用于蒸养混凝土。3．引气剂二、常用的外加剂（1）引气剂的作用改善和易性增强抗渗性和抗冻性降低强度能使混凝土在搅拌过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭微小气泡的外加剂称为引气剂。（2）常用引气剂a.松香热聚物、松香皂及改性松香皂等松香树脂类;b.十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐﹑石油磺酸盐等烷基和烷基芳经磺酸盐类;c.脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等脂肪醇磺酸盐类﹔d.脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚等非离子聚醚类;e.三菇皂甙等皂甙类﹔f．不同品种引气剂的复合物。（3）应用可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土、人工骨料配制的普通混凝土、高性能混凝土以及有饰面要求的混凝土。不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土，必要时，应经试验确定。二、常用的外加剂4．速凝剂能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂称为速凝剂。速凝剂与水泥加水拌合后，立即与水泥中的石膏发生反应，使水泥中的石膏变成硫酸钠，失去其缓凝作用，从而让C3A迅速水化并很快析出其水化物，导致水泥浆迅速凝固。5．缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂能延长混凝土凝结时间的外加剂称为缓凝剂。二、常用的外加剂6．膨胀剂能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀的外加剂称为膨胀剂。7．防冻剂能使混凝土在负温下硬化并在规定时间内达到足够的防冻强度的外加剂称为防冻剂。8．泵送剂混凝土工程中，可采用由碱水剂、缓凝剂、引气荆等复合而成的泵送剂。2.2.1工作性的概念2.2.2影响工作性的因素2.2.3改善工作性的措施一、工作性的概念流动性:便于浇灌与填充模具；均匀性:骨料在水泥浆中分布均匀，水泥颗粒在水中分布均匀；保水性:水不泌出、离析。工程施工要求混凝土拌合物具有哪些性能？良好性能的标志：运输中不易分层离析；浇灌时容易捣实或自密实；成型后表面容易修正。

一、工作性的概念流动性：反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流动的性能，取决于拌和物的稠度。

粘聚性：反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。

保水性：指混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实混凝土的一种综合性能二、工作性的评定在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合方法。(1)坍落度与坍落度扩展度(2)维勃稠度(工作度)

二、工作性的评定1.坍落度与坍落度扩展度指标定量测定坍落度值定性判断粘聚性和保水性适用范围Dmax≯40mm坍落度≮10mm坍落度将拌合物按规定方法装入坍落度筒内,刮平,垂直提起坍落度筒,测量拌合物下落的距离。试验方法坍落度=筒高－塌落后拌合物的最高点二、工作性的评定流动性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打坍落度大→流动性大粘聚性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打锥体逐渐下沉→粘聚性好沿斜面下滑或骨料外露→粘聚性差崩裂→粘聚性差保水性－观察稀浆析出

较多的稀浆析出→保水性差无稀浆析出→保水性好工作性分析和判断干硬性混凝土(S＜l0mm)塑性混渥凝土(S=10～90mm)流动性混凝土(S=100～150mm)大流动性混凝土(S≥160m)当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。2.2.1工作性的概念二、工作性的评定坍落扩展度《普通混凝土配合比设计规程》中按坍落度的大小将混凝土拌合物分为二、工作性的评定2.维勃稠度(工作度)

将拌合物装入坍落度筒内,移开漏斗,把透明圆盘转至拌合物顶面,与之接触,开动振动台,计时,透明圆盘表面刚被水泥浆布满时,停止计时,记录的时间－维勃稠度值Dmax≯40mm维勃稠度5-30s之间干硬性或低塑性混凝土试验方法适用范围:半干硬性混凝土干硬性混凝土特干硬性混凝土超干硬性混凝土维勃稠度值小→拌合物稀→流动性大维勃稠度值大→拌合物稠→流动性小二、工作性的评定2.维勃稠度(工作度)

2.2.1工作性的概念分析和判断根据拌合物的维勃稠度大小不同，将混凝土分为为什么？3.坍落度的选择粘聚性好、保水性好、流动性符合施工要求根据不同的构件尺寸、钢筋疏密和捣固方法选用，以保证混凝土拌合物能均匀密实地充满模板。若坍落度选得过小——将不易捣实——增加施工难度，不易保证施工质量若坍落度选得过大——则需增加泥浆用量——既不经济，又会使混凝土容易分层泌水，影响混凝土质量。坍落度的选择依据二、工作性的评定一、水泥浆的稀稠——水胶比水胶比小→混凝土干→坍落度小→不易密实成型；水胶比过小→崩溃→粘聚性差→硬化后混凝土的强度及耐久性降低水胶比大→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胶比合适→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水胶比水胶比(水泥浆稠度)－水泥与胶凝材料的比值二、水泥浆的数量——拌合用水量在相同水胶比的情况下，单位体积混凝土拌合物中的拌合用水量多，水泥浆也多

水泥浆多→流动性大;过多→流浆→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量少→流动性小→不密实；过少崩溃→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量适量→满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性←根据施工要求的坍落度选择大量试验证明，当水灰比在一定范围(0.40～0.80)内而拌制混凝土所用石子的品种规格确定后，混凝土拌合物的流动性只与单位用水量(每立方米混凝土拌合物的拌合水量)有关，这一现象称为“恒定用水量法则”。“恒定用水量法则”二、水泥浆的数量——拌合用水量2.2.2影响工作性的因素它为混凝土配合比设计中单位用水量的确定提供了一种简单的方法．即单位用水量可主要由流动性来确定。③外加剂②骨料的粒形与级配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→流动性差级配粒形①水泥的特性不同品种和质量的水泥，其矿物组成、细度、所掺混合材料种类的不同都会影响到拌合用水量。在混凝土拌合物中加入少量的外加剂，如减水剂、引气剂，可以在不增加水泥浆的情况下增大拌合物的流动性。三、原材料的影响砂率指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例。当W和C一定时，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→流动性小四、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(最优砂率)四、砂率在保证拌合物不离析,又能捣实的条件下,应尽可能小些石子的大，且级配好，表面光滑，则

可小些砂较细,小些W/C小，水泥浆稠，

小些大流动性，

应大些（避免离析）掺外加剂时，

可小些有抗渗要求时，

应大些砂率选择原则:四、砂率用机械搅拌和捣实时，水泥浆在振动中变稀，可使混凝土拌合物容易流动。若施工温度较高，由于水泥吸水加快和水分蒸发较多，将使混凝土拌合物的流动性很快变小。搅拌好的混凝土在长距离运输或放置较长时间以后，其流动性也明显变小。五、施工方法和环境(1)采用级配良好的骨料。(2)采用合理的砂率。(3)在水胶比不变的情况下调整胶凝材料浆量(可以小幅度调整拌合物的流动性)。(4)掺入减水剂(可以大幅度增大拌合物的流动性)。2.3.1强度与强度等级

2.3.2变形性能2.3.3耐久性混凝土受压一般有三种破坏形式:一是骨料先破坏；二是水泥石先破坏；三是水泥石与粗骨料的结接合面发生破坏。一、普通混凝土受压破坏的特点按标准方法制作的试件，在标准条件温度=20℃±5℃，湿度﹥95%标准条件养护养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示。立方体抗压强度(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度标准试件混凝土抗压强度试模混凝土抗压强度试验混凝土强度等级评定①三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值②三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15％时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；③如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度混凝土立方体抗压强度按下式计算式中：——混凝土抗压强度，MPa；——试件破坏荷载，N；——试件承压面积，mm2；立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu，k表示。混凝土的抗压强度等级是根据混凝土的立方体抗压强度标准值划分的。混凝土强度等级(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。C20表示混凝土立方体抗压强度标准值采用150mm×150mm×300mm棱柱体试块，在标准条件下养护28d，测其抗压强度值，即为轴心抗压强度,用fc表示。混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)二、混凝土的强度轴心抗压强度试验示意图（2）混凝土的其它强度混凝土的抗拉强度采用标准试件150mm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，简称为劈拉强度fts二、混凝土的强度（2）混凝土的其它强度劈裂抗拉试验混凝土的抗折强度抗折强度通过三分点加荷试验测试。混凝土抗折试验示意图试件：150×150×600(550)mm梁型试件混凝土抗折强度试验示意图二、混凝土的强度（2）混凝土的其它强度二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级（2）混凝土的其它强度②当3个试件中有一个折断面位于两个集中荷载作用线之外时，则按另2个试件的试验结果计算。抗折强度值的确定当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的±15%时，则取中间值作为该组试件的抗折强度值；若最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的±15%时，则该组试件的试验结果无效。③当3个试件中有两个折断面位于两个集中荷载作用线之外时，则该组试件的试验结果无效。①当3个试件的折断面均位于两个集中荷载作用线之内时，则以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗折强度值(精确至0.1MPa)。若这2个测值的差值不大于这2个测值中较小值的15%时，则以这2个测值的平均值作为该组试件的抗折强度值，否则该组试件的试验结果无效。水泥强度等级水泥强度等级对混凝土强度是很重要的一个因素。配合比相同时，水泥强度等级提高，水泥石本身的强度及与骨料的粘结强度高，混凝土的强度高。三、影响混凝土强度的主要因素(1)水泥强度和水胶比胶凝材料用量不变，水胶比增大——用水量增多，水泥胶浆变稀——水泥胶浆与砂石的粘结力变差，硬化后的混凝土内留有较多微细孔隙在一定范围内，水胶比愈小，混凝土的强度就愈高。水胶比式中：B/W——水胶比倒数；

fcu——混凝土28d抗压强度；

fce——水泥28d抗压强度实测值。

αa、αb——经验系数；碎石αa=0.53;αb=0.20

卵石αa=0.49;αb=0.13混凝土强度经验公式：三、影响混凝土强度的主要因素(1)水泥强度和水胶比应用混凝土的强度公式，可以初步的解决两个问题：①可根据所用的水泥强度等级和水胶比估计混凝土的强度；②可以根据水泥强度等级和所需混凝土强度计算应采用的水胶比。由配合比设计确定水胶比后，施工中不得随意变动。

（2）骨料的质量骨料强度高，混凝土强度高骨料与水泥石的粘结强度高，混凝土强度高。在相同水泥强度等级及相同水灰比的条件下，碎石混凝土的强度较卵石混凝土高。三、影响混凝土强度的主要因素（3）养护的温、湿度三、影响混凝土强度的主要因素养护温度条件对混凝土强度的影响混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施:①应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；②混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；③浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同；④采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；⑥混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。三、影响混凝土强度的主要因素(4)龄期浇筑后的混凝土在正常养护下，其强度随龄期的增加而不断增长，早期(3～7d)发展较快，以后渐慢，在标准养护下28d可达到设计的强度，以后显著缓慢，但只要有水供给，强度仍有所增长，且延续很长时间。三、影响混凝土强度的主要因素混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣、现场养护是一复杂的施工过程，受到各种不确定性随机因素的影响。配料的准确、振捣密实程度、拌合物的离析、现场养护条件的控制、以至施工单位的技术和管理水平都会造成混凝土强度的变化。(5)施工质量①试件尺寸（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素混凝土试件受轴向压力作用压力机压板横向变形小于混凝土横向变形故混凝土试件在与压板的接触面上受到向内的约束力此力在范围内有效使混凝土强度提高。试件被破坏后上、下部各呈一个较完整的棱锥体。相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。强度换算系数试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05①试件尺寸（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素②加荷速度：（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素测定混凝土抗压强度时，在试验的过程中应连续均匀的加荷：混凝土强度等级＜C30时，加荷速度取每秒0.3～0.5MPa；混凝土强度等级≥C30且＜C60时，加荷速度取每秒0.5～0.8MPa；混凝土强度等级≥C60时，加荷速度取每秒0.8～1MPa。加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高。（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素③其它试件平整度如何试件与夹板的接触面有无碎片砂粒荷载是否施加于轴线上。。。四、提高混凝土强度的措施①采用高强度的水泥，掺用硅灰或超细矿渣等以增加强度。②采用坚实洁净、级配良好的骨料③采用较小的水胶比，拌制干硬性混凝土，配以强力机械进行搅拌和振捣。④掺入高效减水剂，降低水胶比，减少用水量，以提高水泥石的密实度，增大混凝土强度。⑤保证成型均匀密实，加强养护。可以采用加压成型，压蒸养护等增强措施。一、干缩变形混凝土随着环境湿度的变化而发生的变形叫干湿变形—湿胀干缩。混凝土的干缩量与水泥品种、水泥用量和单位用水量有关。混凝土的干燥收缩对工程结构有不利影响：

干缩使混凝土产生干缩裂纹；收缩受阻将使钢筋混凝土构件产生收缩应力；混凝土的收缩会使预应力混凝土中的预加应力受到损失等。二、弹塑性变形混凝土是一种由水泥石、砂、石组成的不均匀的复合材料，是一个弹塑性体。外力作用下，既会产生可以恢复的弹性变形，又会产生不可恢复的塑性变形，这就是随荷载发生的弹塑性变形。在混凝土硬化过程中，由于水泥石的干缩受到骨料的限制，在水泥石与骨料的界面上就存在一些细微的裂缝。在混凝土受压时，其内部应力在裂缝端部形成应力集中，而使裂缝不断扩展，以致延伸汇合成较大的裂缝。当荷载增大到一定程度之后，这些裂缝不断扩大并形成贯通裂缝，混凝土就会发生横向鼓胀而导致破坏。三、徐变徐变发生的原因：一般认为是由于水泥凝胶体发生缓慢的粘性流动并沿毛细孔迁移的结果。徐变是在长期荷载作用下，混凝土在沿作用力方向随时间不断增加的塑性变形，

开始时较快，延续2～3年才会逐渐稳定。有利：能缓和钢筋混凝土内的应力集中，使应力较为均匀地重新分布。不利：预应力混凝土中，混凝土的徐变，将使预加应力受到部分损失。一、耐久性表现1）抗蚀性：合理选用水泥品种提高混凝土的密实度改善孔隙构造。增强混凝土的耐蚀性：主要取决于水泥石的抗蚀性能和孔隙状况。混凝土抵抗化学腐蚀的性能一、耐久性表现混凝土的抗渗性主要取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。普通混凝土的抗渗性用抗渗等级表示：以28d龄期的6个标准试件，按标准方法作单面水压试验，当有两个试件出现渗水时(还有四个试件不出现渗水)的水压力(MPa)值，分为P4、P6、P8、P10和P12等五个抗渗等级。

P8表示能承受0.8MPa(8kgf／cm2)的水压而不渗透。若密实性差，且开口连通孔隙多，则混凝土的抗渗性就差；但如果孔隙均为封闭，则混凝土的抗渗性较强。（2）抗渗性：是指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。一、耐久性表现2.3.3变形性能混凝土的抗冻性也是取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。混凝土的抗冻性用抗冻等级来表示，以28d龄期的标准试块，按标准方法进行冻融循环试验，以同时满足强度损失不超过25％、质量损失不超过5％时的最大循环次数，分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等9个抗冻等级。在寒冷地区和严寒地区与水接触又容易受冻的环境下的混凝土，要求具有较强的抗冻性能。（3）抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能。硬化后的混凝土中含有水泥水化产生的Ca(OH)2，能使钢筋表面形成一种阻锈的钝化膜，对钢筋提供了碱性保护。一、耐久性表现2.3.3变形性能碳化:长期处于潮湿状态，又受到