1、混凝土和砂漿第1頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.1.1 水泥 1.品種五大品種水泥、特種水泥 2.強度等級原則：高對高，低對低 3.用量混凝土配合比設計計算確定 5.1 普通砼的組成材料第2頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.1.2 集料(骨料) 1.粗集料（1）強度（2）堅固性（3）級配（4）最大粒徑的選擇（5）表面特征和形狀 （6）有害雜質的含量（7）堿活性檢驗2.細集料（1）級配和細度模數（2）有害雜質的含量 1）含泥量和泥塊含量 2）云母含量 3）輕物質含量 4）有機質含量 5）硫化物和硫酸鹽含量還需要測定表觀密度第3頁，共6

2、9頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四1.拌和用水水質不純最常見的危害 影響混凝土的和易性和凝結； 有損于混凝土強度發展； 降低混凝土耐久性,加快鋼筋腐蝕,導致預應力鋼筋脆斷； 使混凝土表面出現污斑等。2.為保證混凝土的質量和耐久性，必須使用合格水。水的分類：飲用水、地表水、地下水、海水以及經適當處理 或處置后的工業廢水。 要求：能飲用的水均能用于制備砼。5.1.3 砼拌和用水第4頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1.外加劑的定義 在拌制砼過程中摻入能改善砼性能的物質，一般摻量 不大于水泥質量的5%。（砼第五組分） 2.功能: （1）改善流變性能（減水劑、

3、引氣劑、泵送劑、保水劑、灌漿劑等） （2）調節凝結時間 硬化性能（緩凝劑、早強劑、速凝劑等） （3）改善耐久性（引氣劑、阻銹劑、防水劑等） （4）改善其他性能（加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、堿-集料反應 抑制劑等） 3.摻加方法：先摻法、后摻法、同摻法。5.1.4 砼外加劑第5頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 4.常用外加劑 （1）減水劑 1）技術經濟效益 工作性、水泥用量不變,可以減少用水量,提高混凝土強度 用水量、水泥用量不變,可增大混凝土的流變性 工作性、強度不變,可節約水泥用量第6頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 2）減水劑的種類

4、木質素磺酸鹽類 聚烷基芳族磺酸鹽類 三氯氰氨膠甲醛樹脂磺酸鹽類 3）注意 摻量為水泥量的0.5%1.0%，減水率為10%27%； 28d強度提高30%50%； 當水泥用量相同和強度相近時，可使塑性混凝土的坍落度增加 150mm以上。 適用于蒸養混凝土、高強混凝主、早強混凝土及流態混凝土。第7頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1）機理：引氣劑為憎水性表面活性物質，能降低水泥-水-空氣的界面能， 而且由于它的定向排列，形成單分子吸附膜提高泡膜的強度，并 使氣泡排開水分而吸著固相粒子表面，因而能使攪拌過程混進的 空氣形成微小而穩定的氣泡、均勻分布于混凝土中。2）常用種類：有

5、松香熱聚物、烷基磺酸鈉和烷基苯碳酸鈉等陰離子表面活 性劑。3）適宜摻加量：為水泥用量的0.005%0.01%,混凝土中含氣量為3%6%4）作用：由于氣泡的存在，可改善新拌混凝土的和易性；減少泌水和離析 對硬化后的混凝土，由于氣泡彼此隔離，切斷毛細孔通道，使 水分不易滲入。又可緩沖其結冰膨脹的作用，因而提高混凝土 的抗凍性、抗滲性和抗蝕性。5）缺點：由于氣泡的存在，混凝土強度有些降低。（2）引氣劑第8頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四1）機理 早強劑是加速混凝土早期強度發展的外加劑。早強劑對水泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣等礦物的水有催化作用，能加速水泥的水化和硬化，而具有早強

6、的作用。2）種類 通常采用復合早強劑，可以獲得更為有效的早強作用。 常用的早強劑有三類：無機鹽類、有機鹽類和有機復合早強劑。3）作用 摻加三乙醇胺復合早強劑能提高砼的早期強度（2d強度）40%以上，使砼達到28d強度的養護時間縮短1/2。常用于混凝土快速低溫施工。（3）早強劑第9頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1）機理 緩凝劑是能延緩混凝土的凝結時間，對混凝土后期物理力學性能無 不利影響的外加劑。緩凝劑能延緩水泥凝結時間，是因為在水泥及其水 化物表面上的吸附作用，或與水泥反應生成不溶層而達到緩凝的效果。 2）常用緩凝劑的種類 羥基羧酸鹽 如酒石酸、酒石酸甲納、檸檬酸

7、、水楊酸等。 多羥基碳水化合物 如糖蜜、含氧有機酸、多元醇等。 無機化合物 如Na3PO4、Na2B4O7、Na2SO4等。3）應用 緩凝劑用于橋梁大體積混凝土工程，可延緩混凝土的凝結時間， 保持工作性，延長放熱時間，消除或減少裂縫，保證結構整體性。（4） 緩凝劑第10頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四最常用的兩大種粉煤灰硅粉5.1.5 摻和料火力發電廠工業廢渣生產硅鐵合金或硅鋼的副產品 具有很高的火山灰活性配制一般混凝土，摻量為水泥用量的 5%10%；配制高強混凝土，摻量為水泥用量的 20%30%。第11頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.

8、2 混凝土拌和物的性能 混凝土拌合物混凝土在未凝結硬化以前，稱作新拌混凝土，或混凝土拌合物。 混凝土拌合物必須具有良好的和易性，以便于施工，保證能獲得良好的澆灌質量。第5章 混凝土和砂漿第12頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1.和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆灌、搗實）并能獲致質量均勻、成型密實的性能。 和易性是一項綜合的技術性質，包括三方面的含義。5.2.1 混凝土拌合物的和易性流動性粘聚性保水性和易性的三個方面第13頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 2.和易性測定方法 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物

9、和易性的測定方法。在工地和試驗室，通常采用測定拌合物的流動性，并輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性三方面結合的方法。 主要的試驗方法有：（）坍落度與坍落擴展度法（）維勃稠度法第14頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四如圖，混凝土拌和物分三層裝入坍落度筒；坍落度：筒高與坍落后試體 最高點之間的高差。 單位：mm(精確至5mm)。 觀察：粘聚性、保水性。全面地評價混凝土拌和物的工作性。（1）坍落度 第15頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1.當混凝土拌和物的坍落度大于220mm時 用鋼尺測量混凝土擴展后最終的最大直徑和最小直徑，在二者之差小于50mm的條

10、件下，用其算術平均值作為坍落擴展度值；否則，此次試驗無效。 2.適用于骨料最大粒徑不大于40mm、坍落度不小于 10mm的混凝土。注意：第16頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四混凝土按坍落度的分類根據坍落度不同，可將混凝土分為： 1.大流動性混凝土： 坍落度大于160mm； 2.流動性混凝土： 坍落度為100150mm； 3.塑性混凝土： 坍落度為1090mm； 4.干硬性混凝土： 坍落度小于10mm。第17頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（2）維勃稠度試驗如圖，將新拌混凝土裝入坍落度筒內后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土頂上置一透明圓盤。開動振

11、動臺并記錄時間。維勃稠度值：從開始振動至透明圓盤底面被水泥漿布滿瞬間止，所經歷的時間。單位：以s計，( 精確至1s )注意：適用于骨料D不大于40mm，維勃稠度在530s之間。第18頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四3.影響和易性的因素（1）水泥品種（2）集料的性質（3）水泥漿的數量（4）水泥漿的稠度（5）砂率（6）外加劑（7）時間和溫度（外因）第19頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四5.3 硬化后混凝土的性能 5.3.1 混凝土的強度 1.混凝土立方體抗壓強度和強度等級（1）立方體抗壓強度（fcu） 按照標準的制作方法制成邊長為150的正立方體

12、試件，在標準養護條件（溫度士2，相對濕度95以上）下，養護至28齡期，按照標準的測定方法測定其抗壓強度值，稱為混凝土立方體抗壓強度。第5章 混凝土和砂漿第20頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 （2）立方體試件抗壓強度標準值（fcu,k） 立方體抗壓強度只是一組混凝土試件抗壓強度的算術平均值，并未涉及數理統計和保證率的概念。 而立方體抗壓強度標準值是按數理統計方法確定，具有不低于保證率的立方體抗壓強度。第21頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 （3）強度等級 凝土的“強度等級”是根據“立方體抗壓強度標準值”來確定的。 如：C30，表示混凝土立方體

13、抗壓強度標準值,fcu,k=30MPa。 我國現行GB50010-2002混凝土結構設計規范規定,普通混凝土按立方體抗壓強度標準值劃分為：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14個強度等級。第22頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 2.軸心抗壓強度 為了使測得的混凝土強度接近于混凝土結構的實際情況，在鋼筋混凝土結構計算中，計算軸心受壓構件（例如柱子、衍架的腹桿等）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強度作為依據。 測定其軸心抗壓強度，采用150mm150m300mm棱柱體作為標準試件，軸心抗壓強度以fc

14、p表示，以MPa計。第23頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四3.劈裂抗拉強度 我國現行標準規定，采用標準試件立方體，按規定的劈裂抗拉試驗裝置測得的強度為劈裂抗拉強度，簡稱劈拉強度fts 計算公式：第24頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 4.混凝土抗折強度( fcf ) 道路路面或機場跑道用混凝土，是以抗彎強度（或稱抗折強度）為主要設計指標。 水泥混凝土的抗彎強度試驗是以標準方法制備成 150mm150mm550mm的梁形試件，在標準條件下養護 后，按三分點加荷，測定其抗彎強度（fcf ）。 計算公式：第25頁，共69頁，2022年，5月20日，

15、12點52分，星期四 1.原材料的因素 （1）水泥強度 （2）水灰比 5.3.2 影響混凝土強度的因素（3）集料的種類、質量和數量（4）外加劑和摻和料碎石：a=0.46，b=0.07卵石：a=0.48，b=0.33第26頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 2.生產工藝因素 （1）施工條件 攪拌與振搗 （2）養護條件 （3）齡期第27頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 3.試驗因素 （1）試件形狀尺寸 （2）表面狀態 （3）試件濕度 （4）加荷速度（5）支承條件（6）加載方式第28頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四5.3.3

16、 混凝土的變形性能 引起混凝土變形的因素很多，歸納起來有兩類： 非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形。 1.混凝土在非荷載作用下的變形 （1）化學收縮 （2）塑性收縮 （3）干濕變形 （4）溫度變形第5章 混凝土和砂漿第29頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四2、混凝土在荷載作用下的變形 （1）混凝土的受壓變形與破壞特征 （2）彈性模量 （3）徐變第30頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.3.4 混凝土的耐久性 1.混凝土的抗滲性 指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。 2.混凝土的抗凍性 指混凝土在水飽和狀態下，能經受多次凍融循環 作用而不破壞，同時

17、也不嚴重降低強度的性能。第5章 混凝土和砂漿第31頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 3.抗侵蝕性 指混凝土在含有侵蝕性介質環境中遭受到化學 侵蝕、物理作用不破壞的能力。 4.混凝土的碳化 指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作 用，生成碳酸鈣和水。第32頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.堿集料反應 是指混凝土中所含的堿（Na2O或K2O）與骨料 的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮濕條 件下逐漸發生化學反應，反應生成復雜的堿硅酸 凝膠，這種凝膠吸水膨脹，導致混凝土開裂的現象。 反應慢，潛在危害相當大。第33頁，共69頁，2022

18、年，5月20日，12點52分，星期四 6.提高混凝土耐久性的主要措施 （1）合理選擇水泥品種 （2）適當控制混凝土的水灰比及水泥用量 （3）選用質量良好的砂石骨料 （4）摻入引氣劑或減水劑 （5）加強混凝土的施工質量控制第34頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.4 混凝土的配合比設計和質量控 5.4.1 混凝土的基本要求與質量控制 1. 混凝土的基本要求 2. 混凝土的質量控制 3. 混凝土生產質量水平判定第5章 混凝土和砂漿第35頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四混凝土配合比：是指單位體積的混凝土中各組成材料的 質量比例。 確定這種數量比例

19、關系的工作,稱為混凝土配合比設計。混凝土配合比的表示方法: （1）相對用量表示法 （2）絕對用量表示法5.4.2 普通混凝土配合比設計第36頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四混凝土配合比設計必須達到以下四項基本要求（1）滿足結構設計的強度等級要求；（2）滿足混凝土施工所要求的和易性；（3）滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求；（4）符合經濟原則，即節約水泥以降低混凝土成本。第37頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四混凝土配合比設計基本參數 配合比設計的三參數：水灰比、單位用水量、砂率。水灰比混凝土中水與水泥的比例稱為水灰比 砂子占砂石總量的百分率稱

20、為砂率 用水量是指1m3混凝土拌和物中水的 用量（kg/m3） 單位用水量 砂率第38頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四三個步驟 混凝土配合比設計 1.初步配合比設計2.實驗室配合比設計3.施工配合比設計第39頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（1）確定試配強度（fcu,0）1. 混凝土初步配合比設計計算（2）計算水灰比 （W/C）耐久性復核第40頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 （3）選定單位用水量（w0）拌合物稠度卵石最大粒徑 ()碎石最大粒徑 ()項目指標102031.540162031.540坍落度()10301

21、90170160150200185175165305020018017016021019518517550702101901801702202051951857090215195185175230215205195注： 本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土 用水量可增加510，采用粗砂則可減少510。 摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。第41頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（4）計算水泥用量（c0）（5）選擇合理的砂率值 合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。耐久性復核第42頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四混凝

22、土砂率選用表 （%）水灰比卵石最大粒徑 ()碎石最大粒徑 ()1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641第43頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（6）計算粗、細骨料用量 質量法（假定表現密度法）計算公式： c0g0s0w0 cp第44頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四式中：c0每立方米混凝土的水泥用量（kg）； g0每立方米混凝土的粗骨料用量（

23、kg）； s0每立方米混凝土的細骨料用量（kg）； w0每立方米混凝土的用水量（kg）； s 砂率（）； cP每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）； 可取24002450kg。 第45頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 采用體積法（絕對體積法）計算公式：第46頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四式中：c水泥密度（kg/3）,可取29003100 kg/3； g 粗骨料的表觀密度（kg/3）； s細骨料的表觀密度（kg/3）； w水的密度（kg/3），可取1000 kg/3； s砂率（）； 混凝土的含氣量百分數。 在不使用引氣型外加劑時，可取。 第

24、47頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 （7）得出初步配合比 通過以上計算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計算完成。 表示為：第48頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 混凝土實驗室配合比設計包括配合比的試配、調整與確定。 按初步配合比計算實際各項材料用量，進行試拌，過程如下： （1）檢驗工作性，確定基準配合比 （2）檢驗強度 （3）復核密度，確定試驗室配合比2. 混凝土實驗室配合比設計第49頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（1）檢驗工作性，確定基準配合比 按計算出的初步配合比進行試拌，以校核混凝土拌和物的工

25、作性。 如試拌得出的拌和物的坍落度（或維勃稠度）不能滿足要求，或粘聚性和保水性能不好時，措施：保證水灰比不變的條件下，相應調整用水量或砂率，直到符合要求為止。 提出供混凝土強度校核用的“基準配合比”， 表示為 mca：mwa：msa：mga。第50頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（2） 檢驗強度 擬定三個不同的配合比，其中一個為按上述得出的基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應較基準配合比分別增加及減少0.05（或0.10），其用水量應該與基準配合比相同，但砂率值可增加及減少1%。 制作檢驗混凝土強度的試件時，尚應檢驗拌和物的坍落度（或維勃稠度）、粘聚性、保水性及測

26、定混凝土的表觀密度，并以此結果表征該配合比的混凝土拌和物的性能。 每種配合比至少制作一組（3塊）試件，在標準養護28d條件下進行抗壓強度測試。 確定滿足強度要求的配合比，表示為mcb：mwb：msb：mgb。第51頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四（3）密度復核，確定實驗室配合比 計算混凝土濕表觀密度： 確定校正系數： 確定試驗室配合比：第52頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四3. 施工配合比的折算 實測施工現場砂、石含水率分別為a%、b%，則 施工配合比的各種材料單位用量為： 施工配合比為：第53頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52

27、分，星期四5.5 其他種類混凝土 1.輕集料混凝土 以輕粗集料、輕細集料（或普通細集料）、水泥和水配制而成的，干表觀密度不大于1950 /3的水泥混凝土為輕集料混凝土。第5章 混凝土和砂漿第54頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四2.水泥粉煤灰混凝土指在水泥混凝土中摻加粉煤灰組分的混凝土。3.防水混凝土系指有較高抗滲能力的混凝土，通常其抗滲等級等于或大于級，又稱抗滲混凝土。4.耐熱混凝土指能長期在高溫（200900）作用下保持所要求的物理和力學性能的一種特種混凝土。第55頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 5.耐酸混凝土能抵抗多種酸及大部分腐蝕性氣

28、體侵蝕作用的混凝土稱為耐酸混凝土。 6.纖維混凝土以普通混凝土為基材，外摻各種纖維材料而組成的復合材料，稱為纖維混凝土。 7.聚合物混凝土由聚合物、無機膠凝材料和骨料配制而成。第56頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四5.6 砂漿 砂漿是由膠結料、細骨料、摻加料和水按照適當比例配制而成的建筑材料。 5.6.1 砂漿的分類 1.按用途分：砌筑砂漿、抹面砂漿； 2.按所用的膠結材料分：水泥砂漿、石灰砂漿、 水泥石灰混合砂漿。第5章 混凝土和砂漿第57頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 1.砂漿的組成材料（1）膠結材料五大品種水泥，強度等級不宜大于32.

29、5。 （2）細集料砂，砌筑砂漿宜選中砂，毛石砌體宜選粗砂。 （3）摻加料石灰、粘土和粉煤灰，配制成各種混合砂漿。 目的：以達到提高質量、降低成本的目的。 （4）水拌制砂漿用水與混凝土用水相同。（5）外加劑最常用微沫劑，是一種松香熱聚物，摻量為 水泥質量的0.005%0.010%。 目的：提高和易性，節約結合料的用量。5.6.2 砌筑砂漿第58頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 （1）砂漿的流動性 表示砂漿在自重或外力作用下流動的性能，也叫稠度。 （2）砂漿的保水性 攪拌好的砂漿在運輸、停放和使用過程中，阻止水分與固體 料之間、細漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力。

30、（3）抗壓強度與強度等級 制備標準試件：邊長70.7mm正方體，標準養護（溫度203、 規定濕度：水泥混合砂漿相對濕度為60%80%，水泥砂漿和微沫砂 漿相對濕度為90%以上）28d齡期的抗壓強度平均值，確定強度等級。 砂漿強度等級有：M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5等。2.砌筑砂漿的主要技術性質第59頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四 3.砌筑砂漿的配合比設計（1）計算砌筑砂漿配制強度（fm，0） fm，0=f2 + 0.645式中：fm，0砂漿的配制強度，精確至0.1MPa； f2砂漿設計強度等級（即砂漿抗壓強度平均值）； 砂漿現場強度標準差，精確至0.01MPa。第60頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四式中：fi統計周期內同一品種砂漿第組試件的強度；砂漿強度標準差的計算：公式： 統計周期內同一品種砂漿組試件強度的平均值； 統計周期內同一品種砂漿試件的總組數，25。第61頁，共69頁，2022年，5月20日，12點52分，星期四式中：c每立方米砂漿中水泥用量, 精確至1； fm，0砂漿的配制強度，精確至0.1MPa； 、砂漿的特征系數，A=3.03，B=-15.09；注意： 當水泥砂漿中的計算用量不足200kgm3時， 應按200 kgm3采用。() 計算