1、 了解：混凝土的特點及分類； 混凝土各組成材料在混凝土中作用。掌握：掌握：混凝土的主要技術性質及影響因素； 普通混凝土配合比設計。熟悉：混凝土的組成材料及技術指標； 混凝土性能的檢測方法。教學目標第一節第一節 概述概述一、一、混凝土的定義混凝土的定義 由膠凝材料、骨料、水按適當比例配合拌制而成的混合物，經一定的時間硬化而成的人造石材。二、混凝土的分類二、混凝土的分類3030301950kg/m輕2500kg/m20002600kg/m混凝土普通混凝土重混凝土聚合物混凝土水玻璃混凝土瀝青混凝土石膏混凝土水泥混凝土 （一）按干表觀密度分 （二）按膠凝材料分 大體積混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝

2、土結構混凝土輾壓混凝土離心混凝土壓力混凝土噴射混凝土泵送混凝土（三）按用途分（四）按生產工藝和施工方法分砂子水泥漿石子第二節第二節 普通混凝土組成材料普通混凝土組成材料普通混凝土的四種基本組成材料：普通混凝土的四種基本組成材料：一、水泥二、砂子三、石子四、水普通水泥混凝土的組成材料 水泥混凝土的技術性質很大程度上是由原材料的性質及其相對含量決定的。要得到優質的混凝土，首先要正確選用原材料。1、水泥品種的選擇 配制水泥砼一般可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。水泥的性能必須符合現行國家有關標準的規定。采用何種水泥，應根據砼工程特點和所處的環境條件

3、、施工氣候和條件等因素選用。 一一、水泥水泥2、水泥強度等級的選擇 選用水泥強度等級應與要求配制的混凝土等級相適應。水泥混凝土路面用水泥的強度等級的選擇，應根據路面的交通等級所要求的設計抗彎拉強度確定，參照表31。水泥供應條件允許，應優先選用早強型水泥，以縮短養護時間。 交通等級特重重中、輕齡期/d328328328抗壓強度/MPa25.557.522.052.516.042.5抗折強度/MPa4.57.54.07.03.56.5表31 各交通等級路面水泥各齡期的抗壓強度、抗折強度 (一)定義: 粒徑在粒徑在0.150.154.75mm4.75mm之間的巖石顆粒。細之間的巖石顆粒。細骨料主要采

4、用天然砂和人工砂骨料主要采用天然砂和人工砂。二、細骨料二、細骨料砂子技術性能含泥量、石粉含量和泥塊含量有害物質含量表觀密度、堆積密度、空隙率堅固性粗細程度和顆粒級配堿的含量項目 指標類類類 云母(按質量計)(%，小于） 1.02.02.0輕物質(按質量計)(%，小于） 1.01.01.0有機物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(SO3質量計)（%）0.50.50.5氯化物(以氯離子質量計)(%，小于) 0.010.020.06砂中有害物質含量（砂中有害物質含量（GB/T 146842001GB/T 146842001） 堅固性指標堅固性指標(GB/T 146842001) 項目 指標類類類

5、 質量損失（%，小于） 8810壓碎指標壓碎指標(GB/T 146842001) 項目 指標類類類 單級最大壓碎指標(%，小于) 202530 表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度、堆積密度、空隙率砂的堅固性砂的堅固性v定義：定義：指砂在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破壞的能力，也即指砂的耐久性。v天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，計算總質量損失百分率；人工砂采用壓碎指標值來判斷砂的堅固性篩分析試驗砂的粗細程度顆粒級配150m300m600m1.18mm2.

6、36mm4.75mm9.50mm篩分曲線篩分曲線篩孔尺寸篩孔尺寸I I區區IIII區區IIIIII區區9.50 mm9.50 mm0 00 00 04.75 mm4.75 mm10-010-010-010-010-010-02.36 mm2.36 mm35-535-525-025-015-015-01.18 mm1.18 mm65-3565-3550-1050-1025-025-00.60 mm0.60 mm85-7185-7170-4170-4140-1640-160.30 mm0.30 mm95-8095-8092-7092-7085-5585-550.15 mm0.15 mm100-90

7、100-90100-90100-90100-90100-90砂的篩分曲線11654321005)(AAAAAAAMX細度模數的計算Mx為3.73.1為粗砂，3.02.3為中砂，2.21.6為細砂。 技術要求v有害雜質含量v針片狀顆粒含量v強度v顆粒級配與最大粒徑v堅固性三、粗骨料三、粗骨料石子強度指標石子強度指標(1)(1)巖石抗壓強度:%100010mmmQa(2)(2)壓碎指標值: 將母巖制成50mm50mm50mm的立方體試件或50mm50mm的圓柱體試件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，測得其在飽和水狀態下的抗壓強度值。顆粒級配與最大粒徑顆粒級配與最大粒徑v 粗骨料顆粒級配 粗

8、骨料的顆粒級配按供應情況分連續粒級和單粒級。 v 評定方法 同砂子顆粒級配的評定方法。 顆粒級配與最大粒徑顆粒級配與最大粒徑v最大粒徑 公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。 v最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。拌和用水符合JGJ63-1989混凝土拌和用水標準有害物質含量控制檢驗水與蒸餾水進行的水泥凝結時間試驗，二者初凝及終凝時間差均不得大于30min檢驗水配制的砼或砂漿的28d抗壓強度不應低于蒸餾水配制的砼或砂漿28

9、d抗壓強度90四四、混凝土拌和用水、混凝土拌和用水 混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性質的物質。摻量不大于水泥質量的5%（特殊情況除外）。外加劑功能外加劑類型改善砼拌和物流變性能減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等調節砼凝結時間、硬化速度緩凝劑、早強劑、速凝劑等調節砼終含氣量引氣劑、加氣劑、泡沫劑、消泡劑等改善砼耐久性引氣劑、阻銹劑、防水劑、抗滲劑等為砼提供特殊性能膨脹劑、防凍劑、著色劑、堿集料反應抑制劑表32 外加劑分類 五五、外加劑外加劑骨料粒徑太大使轉換梁澆筑不密實骨料粒徑太大使轉換梁澆筑不密實工程實例分析混凝土用骨料試驗混凝土用骨料試驗-篩分實驗篩分實驗 砂子的篩分試驗

10、砂子的篩分試驗思考：為什么要控制砂子細度模數和顆粒級配？ 如何進行這兩項指標的檢測？ 具體如何操作？ 試驗過程中有哪些注意事項？篩分析試驗砂的粗細程度顆粒級配150m300m600m1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm11654321005)(AAAAAAAMX細度模數的計算Mx為3.73.1為粗砂，3.02.3為中砂，2.21.6為細砂。篩分曲線篩分曲線篩孔尺寸篩孔尺寸I I區區IIII區區IIIIII區區9.50 mm9.50 mm0 00 00 04.75 mm4.75 mm10-010-010-010-010-010-02.36 mm2.36 mm35-535-525-02

11、5-015-015-01.18 mm1.18 mm65-3565-3550-1050-1025-025-00.60 mm0.60 mm85-7185-7170-4170-4140-1640-160.30 mm0.30 mm95-8095-8092-7092-7085-5585-550.15 mm0.15 mm100-90100-90100-90100-90100-90100-90砂的篩分曲線砂子的篩分析試驗砂子的篩分析試驗 試驗步驟（1）稱取試樣500g。將試樣倒入按孔徑從大到小順序排列、有篩底的套篩上，然后進行篩分。（2）將套篩置于搖篩機上，篩分10min；取下套篩，按孔徑大小順序再逐個手篩

12、，篩至每分鐘通過量小于實驗總量的0.1為止。通過篩的試樣并入下一號篩中，并和下一號篩中的試樣一起篩分；依次按順序進行，直至各號篩全部篩完為止。（3）稱取各號篩的篩余量，精確至1g。試樣在各號篩上的篩余量不得超過按下式計算出的質量。（4）結果評定：計算分計篩余率計算分計篩余率，計算累計篩余率計算累計篩余率，計算砂的細度模數，繪出顆粒級配曲線。計算砂的細度模數，繪出顆粒級配曲線。和易性和易性流動性流動性粘聚性粘聚性保水性保水性一、混凝土拌合物的和易性混凝土的性質第三節第三節、混凝土的、混凝土的和易性和易性流動性的測定流動性的測定1.1.坍落度法：適用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒徑不大于40m

13、m請看坍落度試驗動畫混凝土坍落度試驗流動性的測定流動性的測定2. .維勃稠度法：適用于坍落度小于10mm，維勃稠度在530s的混凝土拌合物。維勃稠度儀影響混凝土和易性的因素影響混凝土和易性的因素砂率 砂率是指砂用量占砂、石總用量的質量百分比。砂率過大或過小都會導致混凝土和易性變差，應選擇合理砂率。 環境因素、施工條件、時間、外加劑水泥漿量及水灰比 在水灰比不變的情況下，如果水泥漿越多，則拌合物的流動性越大；但若水泥漿過多，使拌合物的流動性、粘聚性變差 。水泥品種及細度、骨料的性質 如用礦渣水泥時，坍落度較普通水泥小，泌水性增加。砂率對混凝土坍落度的影響砂率對混凝土坍落度的影響觀察與討論觀察與討

14、論 試比較石子表面狀態不同對混凝土和易性的影響：卵石卵石碎石碎石 混凝土立方體抗壓強度及強度等級 混凝土軸心抗壓強度 混凝土的抗拉強度第四節第四節、混凝土的強度、混凝土的強度抗壓試驗抗壓試驗a2aaa試件形狀示意圖試件形狀示意圖Cement Concrete軸心抗壓強度試驗示意圖( (一一) )混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝土立方體抗壓強度及強度等級 GB/T 500812002規定，按標準方法制作的試件，在標準條件養護到28d齡期，測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度，以fcu表示。標準試件( (一一) )混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝土強度等級v

15、 立方體抗壓強度標準值系指在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95保證率的抗壓強度，以fcu，k表示。v 普通混凝土劃分為十四個強度等級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。 v 混凝土的抗壓強度是根據混凝土的立方體抗壓強度標準值劃分的。強度換算系數強度換算系數(GB/T 500812002) (GB/T 500812002) 試件尺寸(mm )骨料最大粒徑(mm)強度換算系數 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05( (一一) )混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝

16、土立方體抗壓強度及強度等級fcuPfcUfcu,k95%強度概率分布曲線( (二二) )影響混凝土強度的因素影響混凝土強度的因素 1.水泥強度等級和水灰比混凝土強度經驗公式：)(BWCAffcecu 式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗壓強度； fce水泥28d抗壓強度實測值。 （c 1.13） A、B經驗系數； 碎石 A=0.46; B=0.07 卵石 A=0.48; B=0.33ccceff2.2.養護的溫、濕度養護的溫、濕度4382113齡期抗壓強度031421287 養護溫度對混凝土強度的影響 試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快。混凝土結構工程施工

17、質量驗收規范(GB 502042002)規定，在混凝土澆筑完畢后，應在12h內加以覆蓋并保濕養護。增長10d后凍結增長3d后凍結增長1d后凍結增長5d后凍結沒有凍結齡期抗壓強度砼相對強度的增長與凍結時間的關系受凍越早，強度損失越大3.3.齡期齡期 齡期指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間，最初的714d發展較快，28d以后增長緩慢 。 。28lglg28nffn1428抗壓強度齡期/d4.4.其它因素其它因素施工條件，如攪拌、振搗方式。試驗條件，如試件的形狀、尺寸、表面狀態、含水程度及加荷速度 等。外加劑和摻合料的摻入。試驗條件對混凝土強度的影響試驗條件對混凝土強度的影響 試件尺寸 ：相同的混

18、凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。 試件的形狀 ：當試件受壓面積(aa)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強度越小。 表面狀態 ：試件表面有、無潤滑劑，其對應的破壞形式不一，所測強度值大小不同。 加荷速度 ：加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。 試塊破壞后呈棱錐體提高混凝土強度的措施提高混凝土強度的措施 采用高等級水泥或早強型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土； 采用濕熱處理養護混凝土； 采用機械攪拌、機械振搗； 摻入混凝土外加劑、摻合料等。(一)非荷載作用下的變形 化學收縮 混凝土的干縮濕脹 溫度變形(二)荷載作用下的變形 短期荷載作用下的變形

19、長期荷載作用下的變形徐變混凝土的變形性能混凝土的變形性能化學收縮化學收縮 定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的體積比反應前物質的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮。發展規律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長較快，以后逐漸趨于穩定。 影響：化學收縮值很小（小于1），但是不可恢復，對混凝土結構沒有破壞作用，但在混凝土內部可能產生微細裂縫。化學收縮化學收縮+水泥水泥水水=水泥漿水泥漿水泥水泥+水水水泥漿體水泥漿體=水泥水泥漿體漿體大水灰比大水灰比小水灰比小水灰比化學收縮示意圖化學收縮示意圖干濕變形干濕變形 定義：由于混凝土周圍環境濕度的變化

20、，會引起混凝土的干濕變形，表現為干縮濕脹。 原因：混凝土在干燥過程中，由于毛細孔水的蒸發，使毛細孔中形成負壓，隨著空氣濕度的降低負壓逐漸增大，產生收縮力，導致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發生部分蒸發，凝膠體因失水而產生緊縮。齡期應變水中養護空氣中養護膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖彎月面彎月面凝膠孔干濕變形機理示意圖 負壓溫度變形溫度變形定義：混凝土隨著溫度的變化產生熱脹冷縮的變形。指標：混凝土的溫度線膨脹系數為（11.5）10-5/。 危害：溫度變形對大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。短期荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形長期荷載作用下的變形長期荷

21、載作用下的變形徐變徐變( (一)混凝土的抗滲性（P4、P6、P8 ）(二)混凝土的抗凍性（F10、F15、F25） (三)混凝土的抗碳化性(四)堿骨料反應(五)抗化學侵蝕第五節第五節、硬化混凝土的耐久性、硬化混凝土的耐久性混凝土抗滲儀 是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力。抗滲性好壞用抗滲等級來表示。抗滲等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。混凝土水灰比對抗滲性起決定性作用。 提高混凝土抗滲性的根本措施在于增強混凝土的密實度。 混凝土的抗滲性 抗凍性是指混凝土在飽和水狀態下，能經受多次凍融循環而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標。 抗凍等級根據混凝土所能

22、承受的反復凍融循環的次數，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級。 混凝土的密實度、孔隙的構造特征是影響抗凍性的重要因素 抗凍性混凝土的碳化混凝土的碳化混凝土的碳化：指空氣中的CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產物Ca(OH)2發生反應，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。混凝土的堿混凝土的堿- -骨料反應骨料反應混凝土的堿骨料反應：是指水泥中的堿(Na2O和K2O)含量較高時與骨料中的活性SiO2發生反應，在骨料表面生成堿硅酸凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹特性，會使包裹骨料的水泥石脹裂，這種現象稱為堿骨料反應。 混凝土

23、的質量控制混凝土的質量控制一、混凝土的質量控制 1. 混凝土生產前的初步控制，主要包括人員配備、設備調試、組成材料的檢驗及配合比的確定與調整等項內容。2.混凝土生產過程中的控制，包括控制稱量、攪拌、運輸、澆筑、振搗及養護等項內容。3.混凝土生產后的合格性控制。包括批量劃分，確定批取樣數，確定檢測方法和驗收界限等項內容。 二、混凝土質量評定的數理統計方法(一)混凝土強度概率的正態分布 特點:曲線以平均強度為對稱軸,曲線與橫軸之間的面積和為100%.(一) 強度平均值、標準差、變異系數1.強度平均值niicufnf11， 注意:平均值只反應混凝土強度總體強度水平,不能說明強度波動的大小.2.標準差

24、注意:標準差小,正態頒布曲線窄而高,說明強度分布集中，混凝土質量均勻性好；反之，混凝土的施工控制質量較差。3.變異系數，fCv 由于隨強度等級的提高而增大，當混凝土強度不同時,可采用v作為評定混凝土質量均勻性的指標。v，表示混凝土質量；v，則表示混凝土質量。其計算式如下:1.滿足強度等級要求；2.滿足所要求的和易性；3.滿足工程耐久性的要求；4.符合經濟原則.混凝土配合比設計的四項混凝土配合比設計的四項基本要求基本要求：第第六節六節、普通混凝土配合比設計、普通混凝土配合比設計初步配合比基準配合比試驗室配合比初步配合比1.1.確定配制強度(fcu,o)645. 1,kcucuoff一、初步配合比

25、的確定一、初步配合比的確定2.確定水灰比值(W/C) )cebacuoceafffcw一、初步配合比的確定一、初步配合比的確定復核耐久性3.3.確定用水量確定用水量(m(mwowo) )一、初步配合比的確定一、初步配合比的確定v 干硬性和塑性混凝土用水量v 流動性和大流動性混凝土用水量方法:通過查表確定4.4.計算混凝土的單位水泥用量(mco)(00CWmmwc一、初步配合比的確定一、初步配合比的確定復核耐久性復核耐久性5.5.確定合理砂率確定合理砂率( )( ) 查表查表6.6.確定確定1m1m3 3混凝土的砂石用量（體積法）混凝土的砂石用量（體積法） s101.0wwoggossoccom

26、mmm%100gosososmmm一、初步配合比的確定一、初步配合比的確定6.6.質量法確定砂石用量質量法確定砂石用量%100gosososmmmcwogosocommmmm一、初步配合比的確定一、初步配合比的確定二、設計配合比的確定二、設計配合比的確定 在初步配合比基礎上,進行和易性和強度調整得出設計配合比。 假設工地砂、石含水率分別為a%和b%，則施工配合比為：mc =mcms=ms(1+a%)mg=mg(1+b%)mw=mw-msa%-mgb%三、施工配合比的確定 混凝土外加劑混凝土外加劑國家標準GB 807587中按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為四類： (1)改善混凝土拌合物流變性

27、能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。 (2)調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。一、一、 外加劑的分類外加劑的分類 (3)改善混凝土耐久性的外加劑，其中包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 (4)改善混凝土其他性能的外加劑，其中包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 二、二、 減水劑減水劑減水劑是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著減少其拌和用水量的外加劑。 (一)減水劑的減水作用 水泥加水拌和后，水泥顆粒間會相互吸引，形成許多絮狀物。當加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結構，把包裹的游離水釋放出來。(二)使用減水劑的技術經濟效果1.在

28、保持和易性不變，也不減少水泥用量時，可減少拌和水量5%25%或更多。 2.在保持原配合比不變的情況下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100200mm) 。3.若保持強度及和易性不變，可節省水泥10%20%。 4.提高混凝土的抗凍性、抗滲性，使混凝土的耐久性得到提高。 (三)常用的減水劑 v目前，減水劑主要有木質素系、萘系、樹脂系、糖蜜系和腐殖酸等幾類。v 按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種。水泥漿結構 1水泥顆粒；2游離水 (a)未摻減水劑時的水泥漿體中絮狀結構；(b)摻減水劑的水泥漿結構 加速混凝土早期強度發展的外加劑稱為早強劑。 這類外加劑

29、能加速水泥的水化過程，提高混凝土的早期強度并對后期強度無顯著影響。目前常用的早強劑有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺三大類及以它們為基礎的復合早強劑。 (三三) 早強劑早強劑 在攪拌混凝土的過程中，能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑稱為引氣劑。 引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.051.25mm的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、抗滲性等耐久性，適用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。四、四、 引氣劑引氣劑延長混凝土凝結時間的外加劑稱為緩凝劑。 五、五、 緩凝劑緩凝劑能使混凝土在負溫下硬化，并在規定時間內達到足夠防凍強度的外加劑稱為防凍劑。六、六、 防凍劑防凍劑在負溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍劑。一般，防凍劑除能降低冰點外，還有促凝、早強、減水等作用，所以多為復合防凍劑。定義特點v外加劑品種的選擇選擇外加劑時，應根據工程需要、現場條件及產品說明書進行全面考慮。v外加劑摻量的選擇外加劑品種選定后，還要認真確定外加劑的摻量。v外加劑的摻入方法