黑龍江八一農墾大學工程學院土木教研室第四章混凝土黑龍江八一農墾大學工程學院第四章混凝土1本章學習指導1、掌握普通混凝土組成材料的品種、技術要求及選用。熟練掌握各種組成材料各項性質的要求，測定方法及對混凝土性能的影響。2、熟練掌握混凝土拌合物的性質及測定和調整方法。3、熟練掌握硬化混凝土的力學性質，變形性質和耐久性及其影響因素。、4、重點掌握混凝土的配合比設計方法。5、了解混凝土技術的新發展及其發展趨勢。本章學習指導1、掌握普通混凝土組成材料的品種、技術要求及選用2§4－1概述正在施工的秦山核電站第六講混凝土拌合物組成材料§4－1概述正在施工的秦山核電站第六講混凝3一、混凝土的定義混凝土（廣義）

由膠凝材料、細骨料、粗骨料、水（外加劑、摻合料）組成，經過膠凝材料凝結硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。

普通混凝土

由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的外加劑組成，經過水泥凝結硬化后形成的、具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。三峽工程鋼筋混凝土重力壩一、混凝土的定義混凝土（廣義）三峽工程鋼筋混凝土重力壩4二、混凝土的分類按體積密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜2000kg/m3。

按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。

按用途分結構混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等。二、混凝土的分類按體積密度分5二、混凝土的分類按生產和施工工藝分預拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土等。按強度分普通混凝土＜C60。高強混凝土≥C60。超高強混凝土≥100MPa。按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土等。噴射混凝土施工二、混凝土的分類按生產和施工工藝分按配筋情況分噴射混凝土施工6三、混凝土的特點優點抗壓強度高、耐久、耐火、維修費用低；原材料豐富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；混凝土與鋼筋粘結良好，一般不會銹蝕鋼筋。缺點抗拉強度低（約為抗壓強度的1/10～1/20）、變形性能差；導熱系數大〔約為1.8W/（m·K）〕；自重大（約為2400kg/m3左右）；硬化較緩慢、生產周期長。

三、混凝土的特點優點7四、混凝土的結構組成混凝土體積構成水泥石——25％左右；砂和石子——60-80％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結作用砂+石子填充作用骨架作用四、混凝土的結構組成混凝土體積構成組成材料硬化前硬化后水泥+8§4－2普通混凝土組成材料§4－2普通混凝土組成材料9一、水泥水泥品種根據工程性質、工程環境，施工條件

強度等級

與配置的混凝土強度等級相適應等級過低:用量大，成本高，收縮大；等級過高：用量少，不滿足工作性、耐久性等。

一、水泥水泥品種10二、砂

定義

砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。

分類按產源分按技術要求分Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。

砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等二、砂定義砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡11二、砂質量技術要求

1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度ρs′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρso′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于1.18mm，經水洗、手捏后小于600μm的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。具體指標見表。

二、砂質量技術要求12二、砂3.有害物質含量

砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質主要是云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見表。二、砂3.有害物質含量13二、砂4、砂的粗細程度

（1）定義：

不同粒級的砂粒混合在一起的總體砂的粗細程度。

顆粒大，比表面積小，水泥漿用量少

，但空隙率大，密實度差顆粒小，比表面積大，水泥漿用量多

，但空隙率小，密實度高

第七講混凝土拌合物組成材料二、砂4、砂的粗細程度顆粒大，比表面積小，水泥漿用量少14二、砂（2）衡量砂的粗細程度的指標——細度模數MX

用六個標準方孔篩測定砂的各號篩的累計篩余百分率之和即為細度模數MX

由于砂是指粒徑小于4.75

mm的巖石顆粒，故細度模數MX的公式可表示為：

二、砂（2）衡量砂的粗細程度的指標——細度模數MX15二、砂（3）細度模數MX的測定方法—篩分法篩孔尺寸分計篩余累計篩余百分率（%）分計篩余量(g)分計篩余百分率(%)4.75mmm1a1=m1/mA1=a12.36mmm2a2=m2/mA2=a1+

a21.18mmm3a3=m3/mA3=a1+

a2+a3600μmm4a4=m4/mA4=a1+

a2+a3+a4300μmm5a5=m5/mA5=a1+

a2+a3+a4+a5150μmm6a6=m6/mA6=a1+

a2+a3+a4+a5+a6二、砂（3）細度模數MX的測定方法—篩分法篩孔分計篩余累計篩16二、砂（4）砂按細度模數的分類：

根據細度模數的計算公式可知，細度模數值越大，表示砂越粗；

粗砂：MX=3.7~3.1中砂：MX=3.0~2.3細砂：MX=2.2~1.6二、砂（4）砂按細度模數的分類：17二、砂5、顆粒級配（1）定義：

顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況

（2）意義：

級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當，其空隙率小，可使顆粒達到理想堆積狀態，密實度高且總表面積小，綜合考慮砂的粗細程度及顆粒級配，應選擇空隙率小（級配好）且盡可能粗的砂。可以節約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。二、砂5、顆粒級配18二、砂（3）顆粒級配采用篩分法確定。

（4）顆粒級配的指標（詳見下頁表）

級配區：

國家標準GB/T14684—2001規定：對細度模數為3.7-1.6的普通砼用砂,根據600μm方孔篩的累計篩余百分率A4,劃分為1區、2區、3區三個級配區。

（5）級配的選擇

宜優先選擇級配在2區的砂；當采用1區砂時，應適當提高砂率；當采用3區砂時，應適當減小砂率。二、砂（3）顆粒級配采用篩分法確定。19二、砂方篩孔累計篩余率，％1區2區3區9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的實際顆粒級配與表中所列數字相比，除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。2）1區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～85，2區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～80，3區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～75。砂的顆粒級配區（國家標準GB/T14684—2001）二、砂方篩孔累計篩余率，％1區2區3區9.50mm0001）20三、石子定義

粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。分類按產源分：卵石和碎石按技術要求分：Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。三、石子定義21三、石子質量技術要求

1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度ρg′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρgo′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標見表。三、石子質量技術要求22三、石子3.針片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。見表4.有害物質含量

卵石、碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見表。三、石子3.針片狀顆粒含量23三、石子5.強度采用巖石抗壓強度和壓碎指標兩種檢驗：巖石抗壓強度是將母巖制成50mm×50mm×50mm立方體試件，在水飽和狀態下測定其極限抗壓強度值。壓碎指標是將一定質量風干狀態下9.50～19.0mm的顆粒裝入標準圓模內，在壓力機上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩定，卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細粉，稱出篩余量。按下式計算：式中：Qc——壓碎指標值；

G1——試樣的質量，g；

G2——壓碎后的篩余量，g。三、石子5.強度246.顆粒級配為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度，粗骨料也要求有良好的顆粒級配。

篩分分級：12個標準篩：

2.36mm4.75mm9.5mm16mm19mm26.5mm31.5mm37.5mm53.0mm63.0mm及90mm共十二個方孔篩

粗骨料的顆粒級配有連續級配與間斷級配兩種三、石子6.顆粒級配三、石子25三、石子（1）連續級配：

石子的粒徑從大到小連續分級，每一級都占適當比例

A、六個連續粒級：5-10

mm、5-16

mm、5-20

mm、5-25

mm、5-31.5

mm、5-40

mm，適合于現澆塑性混凝土；

B、優點：拌和物工作性好，不易發生離析；

C、缺點：粒徑較大時在運輸、存放時易發生離析，影響級配。

三、石子（1）連續級配：26三、石子（2）間斷級配：

石子粒級不連續，人為剔去某些中間粒級

A、五個間斷級配：10-20

mm、16-31.5

mm、20-40

mm、31.5-63

mm、40-80

mm，適合于采用機械拌合和振搗的干硬性混凝土；

B、優點：能有效降低顆粒間空隙，節約水泥；

C、缺點：易發生離析。三、石子（2）間斷級配：27三、石子7.最大粒徑粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒級的最大粒徑。從結構上考慮

根據規定，混凝土用粗骨料的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。從施工上考慮

對泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內徑之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高層建筑宜在1：3～1：4，超高層建筑宜在1：4～1：5。從經濟上考慮

當最大粒徑小于80mm時，水泥用量隨最大粒徑減小而增加，當大于150mm后，節約水泥的效果卻不明顯。三、石子7.最大粒徑28四、水混凝土拌合和養護用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下水和經適當處理的工業用水。拌制和養護混凝土宜采用飲用水，當采用其它來源水時，應符合《混凝土拌合用水標準》（JGJ63—1989）的規定。四、水混凝土拌合和養護用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下29二、砂含泥量、泥塊含量及石粉含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（質量計，%）0＜1.0＜2.0天然砂含泥量和泥塊含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍試驗MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥塊含量二、砂含泥量、泥塊含量及石粉含量項目指30二、有害物質含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質量計）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質（%)（質量計）＜1.0＜1.0＜1.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質量計）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質量計）＜0.01＜0.02＜0.06二、有害物質含量項目指標Ⅰ類Ⅱ31三、碎石、卵石含泥量和泥塊含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥塊含量（質量計，%）0＜0.5＜0.7三、碎石、卵石含泥量和泥塊含量項目指標32三、碎石、卵石針片狀顆粒及有害物質含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（質量計）＜5＜15＜25項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%）（SO3質量計）＜0.5＜1.0＜1.0三、碎石、卵石針片狀顆粒及有害物質含量項目指標33§4－3混凝土拌合物的技術性質第八講混凝土拌合物的技術性質§4－3混凝土拌合物的技術性質第八講混凝土拌合物的34一、和易性（工作性）的概念混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到結構均勻、成型密實的性能。和易性粘聚性保水性流動性易達結構均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內聚力，在運輸和澆注過程中不致產生離析和分層現象的性質。具有一定的保持內部水分的能力，在施工過程中不致發生泌水現象的性質。保證混凝土硬化后的質量一、和易性（工作性）的概念混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到35二、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。1.坍落度法測定混凝土拌合物在自重作用下產生的變形值——坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

二、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗評定粘聚36二、和易性的評定2.維勃稠度法

測定使拌合物密實所需要的時間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。二、和易性的評定2.維勃稠度法37二、和易性的評定3.擴展法(大流動性混凝土，坍落度>160mm）

摻外加劑的混凝土二、和易性的評定3.擴展法(大流動性混凝土，坍落度>16038三、混凝土拌合物按流動性的分類

按《混凝土質量控制標準》（GB50164）的規定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度、維勃稠度分為四級。見下表。名稱代號指標混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s三、混凝土拌合物按流動性的分類按《混凝土質量控制39四、混凝土施工時坍落度的選擇結構種類坍落度，mm基礎或地面等的墊層，無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結構（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結構70～90

混凝土拌合物坍落度的選擇，應根據施工條件、構件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。見下表。四、混凝土施工時坍落度的選擇結構種類40五、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關系①水泥漿數量和單位用水量；②骨料的品種、級配和粗細程度；③砂率；④外加劑。

見下圖。2.施工環境的溫度、攪拌制度等。

水泥水①砂石子外加劑④水泥漿①骨料②混凝土拌合物五、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關系水泥水①砂41六、改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的級配；摻外加劑或摻合料；根據環境條件，注意坍落度的現場控制；六、改善和易性的措施采用合理砂率；42小結學習要求熟練掌握混凝土拌和物和易性性質；

能熟練進行混凝土拌和物和易性實驗；

能采取正確措施提高混凝土拌和物和易性。小結學習要求43五、影響和易性的因素合理砂率的確定合理砂率是指在水泥漿數量一定的條件下，能使拌合物的流動性（坍落度T）達到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。

五、影響和易性的因素合理砂率的確定44§4－4硬化混凝土的強度第九講硬化混凝土的技術性質§4－4硬化混凝土的強度第九講硬化混凝土的技術性質45一、混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結強度一、混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強46二、混凝土立方體抗壓強度以邊長為150mm的標準立方體試件，在溫度為20±2℃，相對濕度為95％以上的潮濕條件下或者在Ca（OH）2飽和溶液中養護，經28d齡期，采用標準試驗方法測得的抗壓極限強度。用fcu表示。當采用非標準試件時，須乘以換算系數，見下表：標準試驗方法是指《普通混凝土力學性能試驗方法》（GB/T50081－2002），詳見實驗部分。試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數標準試件150×150×150401.00非標準試件100×100×100300.95200×200×200601.05二、混凝土立方體抗壓強度以邊長為150mm的標準立47三、混凝土強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。主要有C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四個強度等級。立方體抗壓強度標準值（fcu,k），是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。強度等級表示的含義：強度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。C30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k＝30.0MPa；三、混凝土強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。C48四、混凝土的軸心抗壓強度FF采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為0～55MPa范圍內fcp=（0.7～0.8）fcu。在結構設計計算時，一般取fcp＝0.67fcu。非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數0.95和1.05。四、混凝土的軸心抗壓強度FF采用150mm×150mm×3049五、混凝土的軸心抗拉強度式中：fts——劈裂抗拉強度，MPa；

P——破壞荷載，N；

A——試件劈裂面積，mm2。劈裂抗拉強度較低，一般為抗壓強度的1/10～1/20。拉應力壓應力PP劈裂試驗五、混凝土的軸心抗拉強度拉應力壓應力PP劈裂試驗50六、影響混凝土抗壓強度的因素1、水泥的強度和水灰比

式中：fcu——混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa；fce——水泥28d抗壓強度的實測值，MPa；——混凝土灰水比，即水灰比的倒數；A、B——回歸系數。六、影響混凝土抗壓強度的因素1、水泥的強度和水灰比51六、影響混凝土抗壓強度的因素2、粗集料的品種

碎石形狀不規則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結強度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結強度較低。在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。

3、養護條件（溫度及濕度）

在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結硬化速度越快，早期強度越高；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0℃以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。混凝土澆筑完畢后，必須加強養護，保持適當的溫度和濕度，以保證混凝土不斷地凝結硬化。六、影響混凝土抗壓強度的因素2、粗集料的品種52六、影響混凝土抗壓強度的因素4、齡期齡期是指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間。在正常的養護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發展，在7～14d內強度發展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的強度發展可持續數十年。當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標準養護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數成正比。

式中：

fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。5、外加劑n≥3六、影響混凝土抗壓強度的因素4、齡期n≥353七、提高混凝土抗壓強度的措施

1、采用高強度等級水泥；2、采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；3、采用合理砂率，以及級配合格、強度較高、質量良好的碎石；4、改進施工工藝，加強攪拌和振搗；5、采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強度；6、在混凝土拌合時摻入減水劑或早強劑。

七、提高混凝土抗壓強度的措施1、采用高強度等級水泥；54§4－5硬化混凝土的耐久性第十講硬化混凝土的技術性質§4－5硬化混凝土的耐久性第十講硬化混凝土的技術性55一、混凝土耐久性（概念）

混凝土材料在長期使用過程中，抵抗因服役環境外部因素和材料內部原因造成的侵蝕和破壞，而保持其原有性能不變的能力。案例一、混凝土耐久性（概念）案例56二、混凝土耐久性的重要性1、保證混凝土構筑物運行的安全性2、延長混凝土構筑物的服役壽命3、節約混凝土構筑物維護成本4、節約自然資源，減少消耗5、改善人類居住的環境條件二、混凝土耐久性的重要性57三、混凝土耐久性的主要內容1、抗滲性混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。混凝土的抗滲性用抗滲等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定。可分為P4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發生滲透。三、混凝土耐久性的主要內容1、抗滲性58三、混凝土耐久性的主要內容2、抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態下，能抵抗凍融循環作用而不發生破壞，強度也不顯著降低的性質。用抗凍等級表示。抗凍等級是以28d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態下，強度損失不超過25％，且質量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環次數來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。三、混凝土耐久性的主要內容2、抗凍性59三、混凝土耐久性的主要內容3、抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。

4、抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產生收縮而開裂。三、混凝土耐久性的主要內容3、抗侵蝕性60三、混凝土耐久性的主要內容5、堿集料反應堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環境下緩慢發生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。應嚴格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質的含量。

三、混凝土耐久性的主要內容5、堿集料反應61四、提高混凝土耐久性的措施1、合理選擇混凝土的組成材料根據混凝土工程特點或所處環境條件，選擇水泥品種；選擇質量良好、技術要求合格的骨料。2、改善混凝土的孔隙結構在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內部的孔結構，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗滲性、抗凍性及抗侵蝕性。四、提高混凝土耐久性的措施1、合理選擇混凝土的組成材料2、62四、提高混凝土耐久性的措施3、提高混凝土制品的密實度嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。嚴格按操作規程進行施工操作。四、提高混凝土耐久性的措施3、提高混凝土制品的密實度63§4－6硬化混凝土的變形性§4－6硬化混凝土的變形性64一、混凝土的自生體積變形（化學減縮變形）反應前的固相體積之和

>水泥水化生成物的體積（水+水泥+砂+石子）總體積>硬化后混凝土體積一、混凝土的自生體積變形（化學減縮變形）65二、混凝土的干縮濕脹變形

1、干縮變形：毛細孔負壓

1）表示方法：干縮率一般在1.5～2.0×10-4m

2）影響因素：水泥的品種和細度、水灰比、骨料質量、施工質量等2、濕脹變形：毛細孔負壓減小或消失而產生膨脹。二、混凝土的干縮濕脹變形1、干縮變形：毛細孔負壓66三、混凝土的溫度變形

熱脹冷縮：大體積混凝土工程的溫度應力

三、混凝土的溫度變形67四、混凝土在荷載作用下的變形

1、在短期荷載作用下的變形：2、在長期荷載作用下的變形：

彈性變形、塑性變形徐變四、混凝土在荷載作用下的變形彈性變形、塑性變形徐變68§4－7混凝土外加劑及摻合料§4－7混凝土外加劑及摻合料69學習要求1、掌握外加劑的重要種類；2、物理化學特征；3、作用機理；4、應用及其負作用。學習要求1、掌握外加劑的重要種類；70基本概念外加劑——在混凝土中加入除四種主要組分以外的其它外加材料。用以改善混凝土性能的物質。種類——化學外加劑和礦物外加劑：礦物外加劑：摻加量在水泥質量5%以上的稱為摻和料；化學外加劑：摻加量在水泥質量5%以下的稱為外加劑。基本概念外加劑——在混凝土中加入除四種主要組分以外的其它外加71為什么要使用外加劑？1、單純依靠調節水、水泥和骨料用量，難以解決下列技術問題用水量與良好和易性間的矛盾；施工操作對凝結時間、放熱速度、強度增長的要求；耐久性對低連通孔隙率的要求。2、外加劑是解決上述問題，改善混凝土性能，以滿足工程特殊要求的重要技術途徑；3、現在有70～80％以上的混凝土使用了外加劑；為什么要使用外加劑？1、單純依靠調節水、水泥和骨料用量，難以72外加劑的作用1、改善混凝土拌合物的和易性；2、加快或延緩凝結時間；3、控制強度增長；4、提高抗凍融、熱開裂、堿－骨料膨脹、硫酸鹽侵蝕和鋼筋銹蝕等作用下的耐久性；5、節約水泥用量，降低成本；6、減少放熱速度，控制溫升。外加劑的作用1、改善混凝土拌合物的和易性；73外加劑及其分類（按主要功能的分類）1、改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，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，包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。3、改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。4、改善混凝土其它性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

外加劑及其分類（按主要功能的分類）74一、減水劑

混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。

1.減水劑的作用機理減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結構是由親水基團和憎水基團組成。一、減水劑混凝土減水劑是指在保持混凝75一、減水劑摻入減水劑前：摻入減水劑后：吸附——分散濕潤——潤滑

絮凝狀結構一、減水劑摻入減水劑前：絮凝狀結構76一、減水劑2.減水劑的作用效果（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量5％～25％（普通型5％～15％，高效型10％～30％）。（2）提高混凝土拌合物的流動性。在用水量和強度一定的條件下，坍落度可提高100～200mm。（3）節約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強度一定的情況下，可節約水泥5％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現象；延緩拌合物的凝結時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗滲性和抗凍性。一、減水劑2.減水劑的作用效果77一、減水劑3.常用的減水劑

（1）木質素系減水劑（M型）木質素系減水劑主要使用木質素磺酸鈣（木鈣），屬于陰離子表面活性劑，為普通減水劑，其適宜摻量為0.2～0.3％，減水率10％左右。對混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。（2）萘系減水劑高效減水劑，其主要成分為β一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多，目前我國生產的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ⅰ型等。萘系減水劑適宜摻量為0.5％～1.0％，其減水率較大，為10％～25%增強效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫０℃以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強、早強、流態等混凝土。一、減水劑3.常用的減水劑78一、減水劑（3）樹脂類減水劑為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡稱密胺樹脂減水劑，為陰離子表面活性劑。我國產品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強高效減水劑，其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。SM適宜摻量為0.5％～2.0％，減水率達20％～27％。（4）糖蜜類減水劑普通減水劑。它是以制糖工業的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內產品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.2％～0.3％，減水率10％左右，屬緩凝減水劑。一、減水劑（3）樹脂類減水劑79二、引氣劑什么是引氣劑？

能在混凝土拌和物中產生許多均勻分布的微小氣泡(孔徑為0.01~2mm)，并在硬化后仍能穩定存在的外加劑。組成特點：帶有憎水基和親水基的表面活性劑物理化學特性：可溶于水；降低水的表面張力；能吸附在氣泡表面，使之穩定。二、引氣劑什么是引氣劑？80二、引氣劑(1)引氣機理攪拌水可產生氣泡，但很快消失，為什么？水的表面張力是氣泡不穩定！水中加入引氣劑后水的表面張力降低，在攪拌過程中將空氣引入而產生許多氣泡；通過吸附于氣泡表面形成單分子膜，減小液－氣界面能(表面張力)，使氣泡表面的液膜堅固不易破裂而穩定存在。親水基團憎水基團氣泡引氣劑穩泡作用的機理二、引氣劑(1)引氣機理親水基團憎水基團氣泡引氣劑穩泡作用81二、引氣劑(2)引氣劑的作用效果改善拌和物的和易性，減少用水量5%~9%，改善保水性，減少泌水性；混凝土的抗滲性提高50%，抗凍標號提高3倍；降低混凝土的強度，引入1%的空氣，可使強度下降5~6%；增大變形性，降低彈性模量，提高抗裂性和抗沖擊性。二、引氣劑(2)引氣劑的作用效果82二、引氣劑(3)常用引氣劑松香熱聚物；松香皂；烷基苯磺酸鈉；脂肪酸硫酸鈉；烷基酚環氧乙烷縮合物等。其用量一般為水泥質量的(0.5~1.2)/10000問題？減水劑與引氣劑均是表面活性劑，那么，減水劑是否可當引氣劑用？為什么？答：不能！因為減水劑沒有穩泡作用，減水劑分子中的碳氫鏈是極性，與水有較強的相互作用；而引氣劑分子的碳氫鏈是非極性的，完全憎水！二、引氣劑(3)常用引氣劑問題？83二、引氣劑引氣劑—水泥相容性當粉煤灰存在時，引氣劑摻量要成倍增大，特別是粉煤灰摻量很大、粉煤灰含碳高以及混凝土干稠時尤其突出。因此，很有必要開發新品種引氣劑。二、引氣劑引氣劑—水泥相容性84三、早強劑

早強劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強度，對后期強度無明顯影響的外加劑。三、早強劑85三、早強劑

種類無機鹽類早強劑有機物類早強劑復合早強劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣1％～2％；硫酸鈉0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亞硝酸鈉+0.05％三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d～3d強度提高40％～100％，7d強度提高25％能使3d強度提高50％注意事項氯鹽會銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關規定對鋼筋無銹蝕作用早強效果顯著，適用于嚴格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強劑的品種、摻量及作用效果三、早強劑種類無機鹽類早強劑有86第十一講普通混凝土配合比設計學習要點：掌握普通混凝土配合比

概念表示方法基本要求設計方法，掌握實驗室配合比的確定方法。掌握施工配合比的換算第十一講普通混凝土配合比設計學習要點：87§4－8普通混凝土配合比設計§4－8普通混凝土配合比設計88一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質量比”表示。質量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。

例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。（2）以1m3混凝土各組成材料用量之比表示。

例如上例也可表示為：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。一、配合比及其表示方法混凝土的配合比89二、配合比設計的要求（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。二、配合比設計的要求（1）滿足結構設計的強度等級要求；90三、配合比設計基本參數

水灰比（mw/mc）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設計的三個基本參數。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc與強度、耐久性有關與流動性有關與粘聚性、保水性有關三、配合比設計基本參數水灰比（m91四、配合比設計的步驟與方法（一）計算配合比（二）基準配合比

（三）實驗室配合比（四）施工配合比

由理論計算（或經驗資料）得出的配合比按計算配合比試拌，調整和易性后提出的配合比按強度和濕表觀密度檢驗結果再修正得到配合比根據基準配合比和現場骨料的含水狀態，進行校正得出的可供生產、施工的配合比。四、配合比設計的步驟與方法（一）計算配合比由理論計算（或經驗92五、現行配合比設計方法的局限性1由于化學外加劑和礦物摻合料已成為必要組份，而且前者對關鍵參數水膠比的影響非常顯著；后者則在許多場合下摻量很大，甚至超過水泥，因此其品質在膠凝材料中起主導作用；2復雜多變的環境和工程需要多組分復合：多級配的骨料，不同類型的外加劑、礦物摻合料、纖維等。如丹麥的跨海橋梁與隧道工程用混凝土中，膠凝材料包括水泥、粉煤灰、硅粉，外加劑3~4種，加上骨料組分共十余種。五、現行配合比設計方法的局限性1由于化學外加劑和礦物摻合93六、混凝土配合比設計技術的新進展近些年來，計算機和神經元網絡等技術已經開始用于混凝土配合比設計，引起廣泛的關注，對于多組份材料混凝土的配合比設計，必定有很好的推動作用與廣闊的應用前景。六、混凝土配合比設計技術的新進展近些年來，計算機和神經元網絡94本章小結必須選擇合適的組成材料拌制混凝土；混凝土和易性、強度、耐久性為重點內容；要求熟練掌握普通混凝土配合比設計的內容。普通混凝土配合比設計是檢驗學生掌握前面所學知識，并能靈活應用的能力，需要弄清楚每個步驟在作用以及與前后之間的聯系，通過課后練習能夠獨立計算初步配合比。本章小結必須選擇合適的組成材料拌制混凝土；95七、配合比計算例題例題某工程現澆室內鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C30。施工采用機械拌合和振搗，選擇的混凝土拌合物坍落度為30～50mm。施工單位無混凝土強度統計資料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，強度等級42.5MPa，實測28d抗壓強度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3;砂：中砂，級配2區合格。表觀密度ρs＝2.65g/cm3;石子：卵石，5～40mm。表觀密度ρg＝2.60g/cm3;水：自來水，密度ρw＝1.00g/cm3。試用體積法和質量法計算該混凝土的基準配合比。七、配合比計算例題例題96七、配合比計算例題解:1.計算混凝土的施工配制強度fcu,0：根據題意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表3.24取σ＝5.0MPa，則fcu,0＝fcu,k+1.645σ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.確定混凝土水灰比mw/mc

（1）按強度要求計算根據題意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，則：（2）復核耐久性：經復核，耐久性合格。七、配合比計算例題解:97七、配合比計算例題3.確定用水量mw0根據題意，骨料為中砂，卵石，最大粒徑為40mm，查表取mw0＝160kg。4.計算水泥用量mc0（1）計算：（2）復核耐久性經復核，耐久性合格。5.確定砂率βs根據題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。6.計算砂、石子用量ms0、mg0七、配合比計算例題3.確定用水量mw098七、配合比計算例題（1）體積法將數據代入體積法的計算公式，取α＝1，可得：

解方程組，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg。（2）質量法假定混凝土拌合物的質量為mcp＝2400kg，將數據代入質量法計算公式，得：

ms0+mg0＝2400－320－160

解方程組，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。七、配合比計算例題（1）體積法99七、配合比計算例題6.計算基準配合比（1）體積法mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16，mw/mc＝0.50；（2）質量法mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20，mw/mc＝0.50。七、配合比計算例題6.計算基準配合比100§4－7建筑砂漿§4－7建筑砂漿101定義和分類定義砂漿是由膠凝材料、細骨料、摻加料和水按一定比例配制而成的建筑工程材料。分類按用途不同分砌筑砂漿、抹面砂漿和特種砂漿。按膠凝材料分水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿定義和分類定義102一、砌筑砂漿一、砌筑砂漿103（一）砌筑砂漿的組成材料1.膠凝材料及摻加料砌筑砂漿常用的膠凝材料是水泥，其品種應根據砂漿的用途和使用環境來選擇；其強度等級宜為砂漿強度等級的4～5倍，用于配制水泥砂漿的水泥強度等級不宜大于32.5級；用于配制混合砂漿的水泥強度等級不宜大于42.5級。摻加料的選用及質量要求見下表。常用種類質量要求塊狀生石灰經熟化成石灰膏后使用①消化時應用孔徑不超過3mm×3mm的網過濾，消化時間不得少于7d②石灰膏應潔白細膩，不得含未消化顆粒，脫水硬化的石灰膏不得使用；③消石灰粉不得直接用于砌筑砂漿中。建筑石膏凝結時間應符合有關規定，電石渣應經20min加熱至沒乙炔味方可使用。砂質粘土①干法時，應將其烘干磨細再使用②濕法時，應將其淋漿過篩沉淀再使用。（一）砌筑砂漿的組成材料1.膠凝材料及摻加料常用種類質104（一）砌筑砂漿的組成材料2.砂砌筑砂漿用細骨料主要為天然砂，宜用中砂，其中毛石砌體宜選用粗砂。砂的含泥量要求：①水泥砂漿、強度等級≥M5的混合砂漿不應超過5%；②強度等級＜M5的水泥混合砂漿，不應超過10%。3.水和外加劑拌制砂漿應采用不含有害雜質的潔凈水。為改善或提高砂漿的性能，可摻入一定的外加劑，但對外加劑的品種和摻量必須通過試驗確定。（一）砌筑砂漿的組成材料2.砂105（二）主要技術性質1.和易性砂漿和易性包括流動性和保水性兩個方面。（1）流動性指砂漿在自重或外力作用下能產生流動的性能。流動性采用砂漿稠度測定儀測定，以沉入度（mm）表示。見實驗部分。（二）主要技術性質1.和易性106（二）主要技術性質（2）保水性新拌砂漿能夠保持水分的能力稱為保水性。砂漿的保水性用分層度表示。用分層度測定儀測定。詳見實驗部分。分層度值越小，則保水性越好。砌筑砂漿的分層度以在30mm以內為宜。（二）主要技術性質（2）保水性107（二）主要技術性質2.強度砂漿強度是以邊長為70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體試塊，在溫度為20±3℃，一定濕度下養護28d，測得的極限抗壓強度。詳見實驗部分。砂漿按其抗壓強度平均值分為M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20等六個強度等級。在一般工程中，辦公樓、教學樓以及多層建筑物宜選用M5.0～M10的砂漿，平房商店等多選用M2.5～M5.0的砂漿，倉庫、食堂、地下室以及工業廠房等多選用M2.5～M10的砂漿，而特別重要的砌體宜選用M10以上的砂漿。（二）主要技術性質2.強度108（二）主要技術性質3.粘結力磚石砌體是靠砂漿把塊狀材料粘結成堅固整體的，因此要求砂漿具有一定的粘結力。砂漿粘結力的影響因素：1.粘結力隨抗壓強度增加而增強；2.粘結力與磚石表面狀態有關；3.磚石表面清潔程度、濕潤情況有關；4.與施工養護條件有關。（二）主要技術性質3.粘結力109（三）砌筑砂漿的配合比設計1.計算砂漿配制強度?m,o

?m,o=?2+0.645σ2.計算每立方米砂漿中的水泥用量QC

3.計算摻加料用量QD

QD=QA－QC4.確定每立方米砂漿中砂的用量QS1m3干燥狀態砂的堆積密度，即1m3砂漿所用的干砂用量。（三）砌筑砂漿的配合比設計1.計算砂漿配制強度?m,o110（三）砌筑砂漿的配合比設計5.確定每立方米砂漿的用水量QW根據砂漿稠度要求可選用240～310kg6.配合比的試配、調整與確定首先按計算所得配合比進行試拌，測定其分層度和沉入度，根據要求調整材料用量，得到基準配合比。（三）砌筑砂漿的配合比設計5.確定每立方米砂漿的用水量QW111二、普通抹面砂漿二、普通抹面砂漿112（一）定義、作用、種類1.定義及作用普通抹面砂漿是以薄層抹在建筑物內外表面，保持建筑物不受風、雨、雪、大氣等有害介質侵蝕，提高建筑物的耐久性，并使其表面平整美觀。2.普通抹面砂漿的種類按所用材料不同可分為石灰砂漿、水泥混合砂漿、水泥砂漿、麻刀石灰砂漿和紙筋石灰砂漿。按功能不同可分為底層抹面砂漿、中層抹面砂漿和面層抹面砂漿。（一）定義、作用、種類1.定義及作用113（二）配合比及選用1.普通抹面砂漿的配合比確定抹面砂漿的組成材料及其配合比，主要是依據工程使用部位及基層材料。常用抹面砂漿的參考配合比及應用范圍見下頁表。2.抹面砂漿的選用用于磚墻的底層抹灰，多選石灰砂漿；有防水、防潮要求時選水泥砂漿；混凝土基層的底層抹灰，多選水泥混合砂漿；中層抹灰多選石灰砂漿或水泥混合砂漿；面層抹灰多用水泥混合砂漿、麻刀灰和紙筋灰。水泥砂漿不得涂在石灰砂漿層上。在易碰撞或潮濕部位應采用水泥砂漿。（二）配合比及選用1.普通抹面砂漿的配合比114（二）配合比及選用組成材料配合比（體積比）應用范圍石灰:砂1:3干燥磚石墻面打底找平1:1墻面石灰面層水泥:石灰:砂1:1:6內外墻面混合砂漿找平1:0.3:3墻面混合砂漿面層水泥:石膏:砂:鋸末1:1:3:5吸聲粉刷水泥:砂1:2地面頂棚墻面水泥砂漿面石灰膏:磨刀100:2.5（質量比）木板條頂棚底層100:1.3（質量比）木板條頂棚面層石灰膏:紙筋100:3.8（質量比）木板條頂棚面層1m3石灰膏3.6kg紙筋墻面及頂棚常用抹面砂漿參考配合比（二）配合比及選用組成材料配合比（體積比）應用范圍石灰:砂1115本章小結必須選擇合適的組成材料拌制混凝土；混凝土和易性、強度、耐久性為重點內容；要求熟練掌握普通混凝土配合比設計的內容。砂漿按用途分為砌筑砂漿、抹面砂漿和特種砂漿。以砌筑砂漿為學習重點。砌筑砂漿主要技術性質包括和易性、強度和粘結力；熟練掌握砌筑砂漿的配合比設計；了解抹面砂漿的品種及應用。本章小結必須選擇合適的組成材料拌制混凝土；116二、和易性的評定二、和易性的評定117土木工程材料混凝土課件118土木工程材料混凝土課件119土木工程材料混凝土課件120土木工程材料混凝土課件121土木工程材料混凝土課件122土木工程材料混凝土課件123土木工程材料混凝土課件124土木工程材料混凝土課件125土木工程材料混凝土課件126土木工程材料混凝土課件127土木工程材料混凝土課件128土木工程材料混凝土課件129土木工程材料混凝土課件130土木工程材料混凝土課件131項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的壓碎指標項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10132土木工程材料混凝土課件133土木工程材料混凝土課件134土木工程材料混凝土課件135土木工程材料混凝土課件136鋼筋混凝土橋梁的侵蝕損毀拆除前的西直門橋一座橋何以只有二十年壽命？鋼筋混凝土橋梁的侵蝕損毀拆除前的西直門橋一座橋何以只有二十年137冰島一港口混凝土路面受鹽凍剝落冰島一港口混凝土路面受鹽凍剝落138摻引氣劑前摻引氣劑后可提高抗凍性摻引氣劑前摻引氣劑后可提高抗凍性139堿—骨料反應引起混凝土的自由變形產生網狀裂縫MapCracking堿—骨料反應引起混凝土的自由變形產生網狀裂縫堿—骨料反應引起的錯位硫酸鹽侵蝕引起的大壩破壞返回堿—骨料反應引起混凝土的自由變形產生網狀裂縫MapCrac140高水灰比的水泥石低水灰比的水泥石返回高水灰比的水泥石低水灰比的水泥石返回141土木工程材料混凝土課件142（一）計算配合比的確定1.計算施工配制強度fcu,0式中:fcu,0——混凝土配制強度，MPa；fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，MPa；σ——混凝土強度標準差，MPa。（一）計算配合比的確定1.計算施工配制強度fcu,0143（一）計算配合比的確定2.確定水灰比mw/mc（1）按混凝土強度要求計算水灰比（2）復核耐久性為了使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超過規定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。見表4.17（課本48頁）（一）計算配合比的確定2.確定水灰比mw/mc144（一）計算配合比的確定3.確定單位用水量mw

（1）水灰比在0.40～0.80范圍內時，根據粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按表4.18（課本49頁）選取。（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應通過試驗確定。（3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算：

mwa＝mw0（1－β）式中：mwa——摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg；mw0——未摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg；β——外加劑的減水率，應經試驗確定。（一）計算配合比的確定3.確定單位用水量mw145（一）計算配合比的確定4.計算水泥用量mc（1）計算（2）復核耐久性將計算出的水泥用量與規定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應取規定的最小水泥用量。見表4.17（課本48頁）（一）計算配合比的確定4.計算水泥用量mc146（一）計算配合比的確定5.確定砂率βs

（1）坍落度為10～60mm的混凝土砂率，可根據粗骨料品種、粒徑及水灰比按表4.19（課本49頁）選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經試驗確定；也可在表4.19（課本49頁）基礎上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％確定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經試驗確定。（一）計算配合比的確定5.確定砂率βs147（一）計算配合比的確定6.計算砂、石子用量ms0、mg0

（1）體積法又稱絕對體積法。1m3混凝土中的組成材料——水泥、砂、石子、水經過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即：

Vc+Vs+Vg+Vw+Va＝1（一）計算配合比的確定6.計算砂、石子用量ms0、mg0148（一）計算配合比的確定（2）質量法質量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質量為mcp，kg。

式中：mcp——1m3混凝土拌合物的假定質量，kg。可取2350～2450kg/m3。βs——混凝土砂率。（一）計算配合比的確定149（一）計算配合比的確定7.計算配合比

（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示：

（2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y，mw/mc＝？。返回（一）計算配合比的確定7.計算配合比返回150（二）試配調整和易性，確定基準配合比1.試配

按計算配合比稱取一定質量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性。2.調整和易性，確定基準配合比

測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實測坍落度小于或大于設計要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿；如出現粘聚性和保水性不良，可適當提高砂率；每次調整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積密度（ρc,t）。返回（二）試配調整和易性，確定基準配合比1.試配返回151（三）試配調整強度，確定實驗室配合比1.試配一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，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，其用水量應該與基準配合比相同，但砂率值可做適當調整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標準養護28d進行強度測定。（三）試配調整強度，確定實驗室配合比1.試配152（三）試配調整強度，確定實驗室配合比2.實驗室配合比的確定（1）根據試驗得出的混凝土強度與其相應的灰水比（mc/mw）關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：①單位用水量（mw）應在基準配合比用水量的基礎上，根據制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調整確定；②水泥用量（mc）應以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；③粗集料和細集料用量（ms、mg）應在基準配合比的用量基礎上，按選定的灰水比進行調整后確定。（三）試配調整強度，確定實驗室配合比2.實驗室配合比的確定153（三）試配調整強度，確定實驗室配合比（2）經試配確定配合比后，按下列步驟進行校正：①按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值ρc,c：ρc,c＝mc+ms+mg+mw②應按下式計算混凝土配合比校正系數δ：式中：ρc,t——混凝土體積密度實測值，kg/m3；ρc,c——混凝土體積密度計算值，kg/m3。③當體積密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2％時，按（1）條確定的配合比即為設計配合比；當二者之差超過2％時，應將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數δ，得到設計配合比。返回（三）試配調整強度，確定實驗室配合比（2）經試配確定配合比后154（四）計算施工配合比假定現場砂、石子的含水率分別為a％和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為：＝mc＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示為：返回（四）計算施工配合比假定現場砂、石子的含水率分別為155σ——混凝土強度標準差，MPa。混凝土強度標準差宜根據同類混凝土統計資料確定，并應符合以下規定：計算時，強度試件組數不應少于25組；當混凝土強度等級為C20和C25級，其強度標準差計算值σ＜2.5MPa時，取σ＝2.5MPa；當混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標準差計算值σ＜3.0MPa時，取σ＝3.0MPa；當無統計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現行國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204）的規定取用。見下表：

混凝土強度標準差

強度等級＜C20C20～C35≥C35標準差σ，MPa4.05.06.0σ——混凝土強度標準差，MPa。混凝土強度標準差宜根據同類混156表4.17（課本48頁）環境條件結構類型最大水灰比最小水泥用量,Kg/m3素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土干燥環境略不作規定0.650.60200260300潮濕環境略0.70.600.60225280300略0.550.550.55250280300略略0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量限值表4.17（課本48頁）環境條件結構類型最大水灰比最小水泥用157表4.18（課本49頁）拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102031.540162031.540坍落度，mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg

干硬性混凝土的單位用水量，kg

拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102040162040維勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165表4.18（課本49頁）拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大158表4.19（課本49頁）混凝土砂率，％

水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41表4.19（課本49頁）混凝土砂率，％水灰比mw/mc卵石159環境條件結構物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土1.干燥環境正常的居住或辦公用房屋內不作規定0.650.602002603002.潮濕環境無凍害高濕度的室內部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經受凍害的部件高濕度且經受凍害的室內部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環境經受凍害和除冰劑作用的室內和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規定（JGJ55－2000）環境條件結構物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預160黑龍江八一農墾大學工程學院土木教研室第四章混凝土黑龍江八一農墾大學工程學院第四章混凝土161本章學習指導1、掌握普通混凝土組成材料的品種、技術要求及選用。熟練掌握各種組成材料各項性質的要求，測定方法及對混凝土性能的影響。2、熟練掌握混凝土拌合物的性質及測定和調整方法。3、熟練掌握硬化混凝土的力學性質，變形性質和耐久性及其影響因素。、4、重點掌握混凝土的配合比設計方法。5、了解混凝土技術的新發展及其發展趨勢。本章學習指導1、掌握普通混凝土組成材料的品種、技術要求及選用162§4－1概述正在施工的秦山核電站第六講混凝土拌合物組成材料§4－1概述正在施工的秦山核電站第六講混凝163一、混凝土的定義混凝土（廣義）

由膠凝材料、細骨料、粗骨料、水（外加劑、摻合料）組成，經過膠凝材料凝結硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。

普通混凝土

由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的外加劑組成，經過水泥凝結硬化后形成的、具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。三峽工程鋼筋混凝土重力壩一、混凝土的定義混凝土（廣義）三峽工程鋼筋混凝土重力壩164二、混凝土的分類按體積密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土