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1、第四章 水泥混凝土和砂浆知知识识教教学学点点和和学学习习要要求求l 知知识教学点教学点普通水泥混凝土普通水泥混凝土(组成材料、技成材料、技术性性质、配合比、配合比设计、质量控制等量控制等)其他功能混凝土（高其他功能混凝土（高强混凝土、流混凝土、流态混凝土、混凝土、纤维增增强混凝土、碾混凝土、碾压式水泥混凝土、仿生裂式水泥混凝土、仿生裂缝自愈合混凝土等）自愈合混凝土等）建筑砂建筑砂浆（砌筑砂（砌筑砂浆、抹面砂、抹面砂浆及防水砂及防水砂浆）l学学习要求要求了解普通水泥混凝土的了解普通水泥混凝土的组成材料，掌握新拌混凝土工作性的内涵及成材料，掌握新拌混凝土工作性的内涵及评价方法，重点掌握硬化混凝土的
2、价方法，重点掌握硬化混凝土的强度、度、变形、耐久性能的形、耐久性能的评价指价指标及方法及方法了解常用功能混凝土的概念、制了解常用功能混凝土的概念、制备方法及性能特点等方法及性能特点等了解常用建筑砂了解常用建筑砂浆的的组成、性能及配制方法等成、性能及配制方法等概 述（一）混凝土的定义混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为
3、“混凝土”。 三峡工程三峡工程钢钢筋混凝土重力筋混凝土重力坝坝（二）混凝土的分类按体积密度分重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 20002800kg/m3。 轻混凝土 02000kg/m3。 按胶凝材料分水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。 按用途分结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等 。（二）混凝土的分类按生产和施工工艺分预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土、等。按强度分普通混凝土 C60。高强混凝土 C60。超高强混凝土 100MPa。按配筋情况分素混凝土、钢筋
4、混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。喷喷射混凝土施工射混凝土施工（三）混凝土的特点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低 ；原材料丰富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋。缺点抗拉强度低（约为抗压强度的1/101/20）、变形性能差；导热系数大约为1.8W/（mK）；体积密度大（约为2400kg/m3左右）；硬化较缓慢。 第一节 普通水泥混凝土混凝土的组成材料及作用 组成材料的作用成材料的作用水泥 + 水 = 水泥浆 水泥 + 水 + 细骨料 = 砂浆 水泥+ 水 + 细骨料 + 粗骨料 = 混凝土 （一）水泥品种的品种的选择 配制普通混凝土的水泥
5、品种，应根据混凝土的工程特点工程特点或所处的环境条件境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。 强度等度等级的的选择选用水泥强度等级应与要求配制的混凝土等级相适应。原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.6倍倍；配制强度等级较高的混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的0.71.2倍倍左右。水泥混凝土路面可以根据路面的交通等级所要求的设计抗弯拉强度来选择水泥的强度等级。 （二）细集料 定定义 细集料是指粒径在4.75mm以下的颗粒。 分分类按产源分技技术质量要求量要求砂的颗粒级配和细度模数有害杂
6、质含量压碎值和坚固性砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等（1）有害杂质含量有害有害杂质：集料中含有妨碍水泥水化或降低集料与水泥石粘附性，以及能与水泥水化物产生不良化学反应的各种物质。含泥量、石粉含量和泥块含量云母含量轻物质和有机质含量硫化物和硫酸盐含量云云母母（2）压碎值和坚固性按技术要求分类 宜用于强度等级大于C60的混凝土；类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。硫酸硫酸钠溶液溶液（3）砂的颗粒级配和细度模数颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，可
7、以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。颗粒级配采用筛分法确定，按600m筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区。颗粒粒级配配砂的颗粒级配区细度模数按下式计算：级配的选择 宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。（3）砂的颗粒级配和细度模数（三）粗集料定定 义 粒径大于4.75mm的卵石和碎石称为粗骨料。技技术要求要求强度和坚固性有害杂质含量最大粒径及颗粒级配表面特征及颗粒形状碱活性检验1.强度和坚固性（1）强度 为保证混凝土的强度要求，粗集料必须具有足够的强度。对于碎石和卵石的强度，采用岩石立方体强度和压碎值两种表示方式。（2
8、）坚固性 为保证混凝土的耐久性，用做混凝土的粗集料应具有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用。实验方法硫酸钠溶液进行坚固性实验。 颗粒粒级配配最大粒径及颗粒级配 最大粒径最大粒径 粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径，指集料的100%都要通过的最小的标准筛筛孔尺寸。l从从结构上考构上考虑 混凝土用粗骨料最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过50mm。l从施工上考从施工上考虑 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5，高层建筑宜在1:31:4，超高层建筑
9、宜在1:41:5。l从从经济上考上考虑 当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加，但当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。最大粒径及颗粒级配针状状颗粒粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍；片状片状颗粒粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍；针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。表面特征及颗粒形状骨料碱活性检测（四）混凝土拌合用水混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合混凝土拌合用水标准的规定。（五）外加剂及其分类定义混凝土外加
10、剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。按主要功能的分类改善混凝土拌合物流拌合物流变性能性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。调节混凝土凝混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。改善混凝土耐久性耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。改善混凝土其它性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂和防水剂等。 谢 谢二、普通水泥混凝土的技术性质混混凝凝土土在在未未凝凝结硬硬化化以以前前，称称为混混凝凝土土拌拌合合物物。它它必必须具具有有良良好好的的和和易易性性，便便于于施施工工，以以保保证能能获得得良良好好的的浇
11、灌灌质量；量；混混凝凝土土拌拌合合物物凝凝结硬硬化化以以后后，应具具有有足足够的的强度度，以以保保证建建筑筑物物能能安安全全地地承承受受设计荷荷载，并并应具具有有必必要要的的耐耐久久性。性。(一)新拌混凝土的工作性混凝土的组成材料及作用 组成材料的作用成材料的作用水泥 + 水 = 水泥浆 水泥 + 水 + 细骨料 = 砂浆 水泥+ 水 + 细骨料 + 粗骨料 = 混凝土 （1）工作性（和易性）的概念混凝土拌合物易于施工操作（混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运拌、运输、浇筑、振筑、振捣）且成型）且成型后后质量均匀、密量均匀、密实的性能的性能。和易性粘聚性保水性流动性易达结构均匀易成型密实好好在本
12、身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生严重的泌水现象。保证混凝土硬化后的质量捣实性新拌水泥混凝土的密新拌水泥混凝土的密实、离析和泌水离析和泌水（2）和易性的评定坍落度试验坍落度试验（2）和易性的评定维勃稠度法试验测试方方法法：在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，在透明圆盘的底面完全为水泥浆所布满的瞬间，停止秒表，关闭振动台，读出秒表的秒数，称为维勃稠
13、度。适用范适用范围:粗骨料最大粒径不大31.5mm；坍落度小于10mm，维勃稠度在530s之间的干硬性混凝土。 混凝土拌合物按流动性的分类 按混凝土质量控制标准（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维勃稠度分为四级。混凝土施工时坍落度的选择 混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。（3）影响和易性的因素内因和外因1.组成材料及其用量之间的关系水泥水泥浆数量数量 单位用水量位用水量水灰比水灰比 砂率砂率 水泥的品种和骨料的性水泥的品种和骨料的性质外加外加剂2.施工环境的温度、湿度、风速和搅拌制度等水泥水砂石子外加剂水泥浆骨料
14、混凝土拌合物（3）影响和易性的因素合理砂率的确定合理砂率的确定合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。 （4）改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的级配；掺外加剂或掺合料；根据环境条件，注意坍落度的现场控制；在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。掺外加剂的混凝土(二)硬化后混凝土的强度特性1.强度混凝土强度的种类混凝土强度劈裂抗拉强度抗剪强度抗压强度抗弯拉强度轴心抗
15、压强度立方体抗压强度(1) 立方体抗立方体抗压强度度 以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为202，相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在Ca(OH)2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：标准试验方法是指普通混凝土力学性能试验方法(GB/T 50081-2002 )。1.强度(2) 立方体立方体试件抗件抗压强度度标准准值（fcu，k） 立方体抗压强度（fcu）只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。而立方体抗压强度标准值（fcu,k）是按数理统计方法确定，具有不低于95保
16、证率的立方体抗压强度。1.强度混凝土混凝土强度等度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。 立方体抗压强度标准值（fcu,k ） ，是立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa；某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。C30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k30.0MPa；1.强度
17、(3) 轴心抗心抗压强度度fcp采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内， fcp=（0.70.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。FF1.强度(4) 混凝土抗弯拉混凝土抗弯拉强度度( fcf ) 道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯拉强度（或称抗折强度）为主要设计指标。 水泥混凝土的抗弯强度试验是以标准方法制备成 150mm150mm550mm的梁形试件，在标准条件下养护28后，按三分点加荷，
18、测定其抗弯强度（fcf ），按下式计算： 如为跨中单点加荷得到的抗折强度， 按断裂力学推导应乘以折算系数0.85。1.强度(5)劈裂抗拉劈裂抗拉强度（度（fts）现行标准规定，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度，简称劈拉强度fts ，按下式计算：1.强度混凝土中界面混凝土中界面过渡区的示意渡区的示意图2.影响混凝土强度的因素（1）水泥的强度和水灰比当混凝土水灰比值在当混凝土水灰比值在0.400.80之之间时越大，则混凝土的强度越间时越大，则混凝土的强度越低；低；水泥强度越高，则混凝土强度越水泥强度越高，则混凝土强度越高。高。2.影响混凝土强度的因素（
19、2）粗集料的品种）粗集料的品种 碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。 （3）养）养护条件条件 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。2.影响混凝土强度的因素粗骨料形态对混凝土强度的影响粗骨料形态对混凝土强度的影响（4）龄期期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经
20、历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在37d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。当采用普通水泥拌制的中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。 式中： fn、f28分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。（5）外加）外加剂n32.影响混凝土强度的因素采用高强度等级水泥；采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；掺外加剂，例如在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。 加强养护改进施工工艺，采用机械搅拌和振捣；3
21、.提高混凝土强度的技术措施提高混凝土强度的技术措施(三)硬化后混凝土的变形性能(三) 硬化后混凝土的变形性能变形性能形性能荷荷载作用下作用下非荷非荷载作用下作用下徐徐 变弹-塑性塑性变形形化学化学变形形干湿干湿变形形塑性收塑性收缩温度温度变形形1.非菏载作用变形化学收缩 (1) 混凝土表面出混凝土表面出现泌水泌水现象象(2) 表面失水速率超表面失水速率超过泌水的上升速率，泌水的上升速率，产生毛生毛细管管负压(3) 新拌混凝土表面会迅速干燥而新拌混凝土表面会迅速干燥而产生塑性收生塑性收缩ConcreteBase(4) 混凝土不足以抵抗因收混凝土不足以抵抗因收缩而而产生的拉生的拉应力力时，混凝土表
22、面就会开裂。，混凝土表面就会开裂。水化产物的固体水化产物的固体体积要比反应前水泥体积要比反应前水泥和水的总体积小，称和水的总体积小，称为化学收缩。为化学收缩。1.非菏载作用变形干湿变形（湿胀干缩）1.非菏载作用变形温度变形（热胀冷缩）水水泥泥水水化化热1.非菏载作用变形温度变形（热胀冷缩）上表面暖上表面暖 (正温度梯度正温度梯度)(tensile stresses at the BOTTOM of the pavement slab)上表面冷上表面冷 (负温度梯度温度梯度)(tensile stresses at the TOP of the pavement slab)环境温度变化2.荷载作
23、用变形弹-塑性变形与弹性模量弹-塑性塑性变形和形和弹性模量性模量徐变：混凝土在持续荷载的作用下，随时间增长的变形。影响因素：水灰比、龄期、湿度、荷载应力及水泥用量等。缺点：损失预应力钢筋混凝土中 钢筋的预加应力。2.荷载作用变形徐变(四)混凝土的耐久性 概 念混凝土耐久性混凝土耐久性 混凝土材料在长期使用过程中，抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。混凝土构筑物的服役寿命混凝土构筑物的服役寿命 混凝土构筑物受到其服役环境因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，导致其使用性能下降到最低设计值时，所经历的的时间(年)。图 影响水泥混凝土耐久性的因素影响水泥混
24、凝土耐久性的因素设计寿命寿命使用寿命使用寿命钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁一座桥何以只有二十年寿命？拆除前的西直拆除前的西直门桥盐冻、冰冻和钢筋锈蚀冰岛一港口混凝土路面受盐冻剥落硫酸盐侵蚀引起的大坝破坏碱骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝Map Cracking碱骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝碱碱骨骨料料反反应应引引起起的的错错位位混凝土耐久性的内容抗渗性 抗冻性 耐侵蚀性 抗碳化性 碱集料反应 耐火性耐磨性与抗冲刷性(1) 混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗液体渗透的能力。它是决定混凝土耐久性的最重要因素，因为环境中各种侵蚀介质均要通过渗透才能进入混凝土内部。混凝土的抗渗性主
25、要与混凝土的密实度和孔隙率及孔隙结构有关。抗渗等级分为p4、p6、p8、p10、p12，分别表示混凝土能抵抗0.4mpa、0.6mpa、0.8mpa、1.0mpa、1.2mpa的水压力而不渗水(2) 混凝土抗冻性4W？ 混凝土抗冻性的含义是什么？混凝土冻融破坏机理和劣化模式有哪些？ 如何改善混凝土抗冻性？ 混凝土抗冻性的测试方法什么是混凝土的抗冻性? 定义：在吸水饱和状态下，混凝土能够经受多次冻融循环而不破坏，也不显著降低其强度的性能，称为混凝土的抗冻性。铁路桥梁的冻害剥落破坏混凝土的冻融破坏原因与模式 原原 因：因：混凝土中大毛细孔里的水结冰时，体积大约要膨胀9 %；如果体内没有足够的空间容
26、纳，就会产生可能引起开裂的压力作用于孔缝的壁上，导致孔缝扩展和连接；反复的冻融循环使危害扩大和积累，孔缝不断增多，并扩展和连通，造成强度下降。破坏模式：破坏模式：表面出现缺棱、掉角、脱皮和开裂等现象质量损失强度、弹性模量下降毛毛细孔孔结冰的示意冰的示意图混凝土冻融破坏类型冻害造成D-型裂缝水压很高，可使毛细孔间的水泥石破坏；引入的气孔可以释放水压，避免高压水的产生；大量的空气泡减小了水释放的平均距离；引起的气孔有利于混凝土抗冻害性能的改善提高混凝土抗冻性的方法水泥石抗冻性：低水灰比保证混凝土良好的养护引气剂骨料的抗冻性选用抗冻骨料改善骨料水泥石的界面结构未未掺引气引气剂的混凝土的混凝土掺引气引
27、气剂的混凝土的混凝土混凝土抗冻性的测试方法测试方法： 以100100400棱柱体混凝土试件，经过28d龄期的养护，于17和5 条件下快速冻结和融化循环，每25次冻融循环，对试件进行一次横向基频的测试并称质量。评价指标抗冻标号相对动弹性模量质量损失混凝土抗冻性的测试方法(3) 混凝土耐磨性作为高级道面的水泥混凝土，必须具有抵抗车辆轮胎磨耗磨耗和磨光磨光的性能。作为大型桥梁的墩台用混凝土，也需要具有抵抗湍湍流冲流冲蚀的能力。混凝土耐磨性的评价单位面积磨损量花轮磨头花轮磨头耐磨前耐磨前耐磨后耐磨后 最常见、最重要的反应是碱硅反应(简称ASR)，它是骨料中所含的无定形硅与孔隙里含碱(钠、钾、钙的氢氧化
28、物)的溶液反应，生成易于吸水膨胀的碱-硅凝胶，当结构物暴露在潮湿环境中，混凝土体内相对湿度超过85%时，就会出现膨胀，直到引起混凝土开裂与破坏。（4）碱集料反应 (AAR)AAR 破坏实例AAR破坏的铁路轨枕AAR破坏的桥梁AAR破坏的防护板，并导致钢筋锈蚀破坏碱集料反应必须具备的三个条件混凝土中的集料具有活性混凝土中含有一定量可溶性碱有一定湿度混凝土的癌症常见的碱骨料反应破坏形式碱骨料反应的破坏形式？l膨胀与开裂 l损失强度 l粘性碱硅物质的溢出或渗出抑制碱集料反应的措施抑制碱集料反应的措施选择含碱量0.6的水泥；掺加活性混合材，如：硅灰、粉煤灰等；选择非活性骨料；提高混凝土的密实性或阻止水
29、分渗入。(5) 混凝土的抗碳化性 定定义：碳化是指环境中的CO2与混凝土水泥石中的Ca(OH) 2作用生成碳酸钙和水，从而降低混凝土中碱度的现象。危害：危害：由于碱度的降低，混凝土中的钢筋失去保护膜，引起钢筋锈蚀；混凝土表面出现碳化收缩，导致微裂缝的产生，降低混凝土的强度和耐久性。影响因素：影响因素：CO2浓度相对湿度混凝土的密实度水泥品种和掺和料等(6) 混凝土中钢材的锈蚀由于混凝土内的强碱性使得钢筋表面形成钝化膜，从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。如果钢筋表面钝化膜被破坏，则钢筋就会发生电化学腐蚀锈蚀破坏。混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀27倍，导致混凝土保护层开裂破坏。混凝土中钢材的钝化会由于下
30、列原因被破坏：混凝土中的Ca(OH)2被空气里的 SO2、NO2、CO2等酸性氧化物 中和而失去碱性；道路除冰盐或海水带进来 的氯离子的作用。 钢筋筋锈蚀导致混凝土构件破坏的几种形式致混凝土构件破坏的几种形式提高混凝土耐久性的主要措施根据工程所处环境及使用条件，合理选择水泥品种；选用较小的水灰比，尽量减少拌和用水量，以减少多余水(23%的水泥质量以外的水)造成的各种孔隙和因泌水所形成的渗水通道；混凝土中应有适量的水泥用量，以保护钢筋不致生锈，且粘结牢固;掺用引气剂或减水剂； 改善施工方法，提高施工质量。做到搅拌透澈、灌注均匀、振捣密实、加强养护。表面处理，提高混凝土表面层的密实度，如采用真空抽
31、水、二次振捣，表面浸绩处理等。 混凝土最大水灰比和最小水泥用量的混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（定（JGJ55-2000）三、水泥混凝土的配合比设计（一）配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。质量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。例如水泥mc295kg，砂ms648kg，石子mg1330kg，水mw165kg。（2）以各组成材料用量之比表示。例如上例也可表示为：mc：ms：mg1：2.20：4.51，mw/mc0.56。（二）配合比设计的基本要求满足结构设计的强度等级
32、要求； 满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求（最大水灰比和最小水泥用量） ；符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。（三）配合比设计基本参数 水灰比（ mw/mc ）、单位用水量（mw）和砂率（s）是混凝土配合比设计的三个基本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率w水灰比 mw/mc与与强度、耐久度、耐久性有关性有关与流与流动性有关性有关与粘聚性、保水与粘聚性、保水性有关性有关混凝土设计强度等级（fcu,k）和标准差（）原材料的基本情况（水泥、砂和石等材料）混凝土的工作性要求，如坍落度指标。耐久性要求工程特点及施工工艺（四）配合比设计的基本资料（五
33、）配合比设计的步骤与方法1.根据经验公式和试验参数计算各组成材料的比例，确定基本满足强度和耐久性要求的初步配合比初步配合比；2.在实验室实配、检测、进行工作性调整确定混凝土基准配基准配合比合比；3.通过对水灰比的微调，确定水泥用量最少但强度能满足要求的实验室配合比室配合比（设计配合比）；4.在施工现场，需考虑砂石的含水率计算施工配合比施工配合比（实际配合比）。初步配合比的计算步骤计算步算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比(考虑耐久性要求)第三步：确定用水量第四步：确定水泥用量(考虑耐久性要求)第五步：确定砂率第六步：确定砂石用量第七步: 确定初步配合比 普通水泥混凝土以抗压强度
34、为指标的配合比设计（1）计算初步配合比1.计算混凝土配制算混凝土配制强度度 fcu,0式中: fcu,0混凝土配制强度，MPa； fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值，即设计要求的混凝土强度等级值，MPa； 混凝土强度标准差，MPa。混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：计算时，强度试件组数不应少于25组；当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值2.5MPa时，取2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值3.0MPa时，取3.0MPa；当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范（GB502
35、04）规定取用。混凝土混凝土强度度标准差准差（1）计算初步配合比（一）计算初步配合比2. 确定水灰比mw/mc（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：a、b回归系数；应根据工程所用的水泥、集料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，可取碎石混凝土 a 0.46，b0.07； 卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥28d抗压强度实测值(MPa)（一）计算初步配合比（2）按耐久性校核水灰比为了使混凝土耐久性耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。 （JGJ55
36、-2000）（一）计算初步配合比3.确定确定单位用水量位用水量mwo（1）水灰比在0.400.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。塑性混凝土的单位用水量，kg （一）计算初步配合比（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。（3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算： mwamw0（1）式中： mwa掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； mw0未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； 外加剂的减水率，应经试验确定。干硬性混凝土的单位用水量，kg （一）计算初步配合比4.计算水泥用量算水泥用量mco（1）计算（2）复核耐
37、久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。5.确定砂率确定砂率s :主要从满足工作性和节约水泥考虑。（1）坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。（一）计算初步配合比混凝土砂率， （一）计算初步配合比6.计算砂、石子用量ms0、mg0 （1）体）体积法法 又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成材
38、料水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1解方程组，可得ms0、mg0 。式中： c、s、g、w分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取1。（2）质量法量法 质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为mcp kg。解方程组可得ms0、mg0。式中：mc0、ms0、mg0、mw0分别为1m3混凝中水泥、砂、石子、水的用量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取235024
39、50kg/m3。 s混凝土砂率。（一）计算初步配合比7.计算基准配合比算基准配合比（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。（2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？。 （一）计算初步配合比1.试配配 按初步计算配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性、强度。2.调整整(1)调整和易性，确定基准配合比测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。3.记录好各种材料调整后用量(
40、mcb,msb,mgb,mwb) ，即可得出混凝土强度试验用的基准配合比，并测定混凝土拌合物的实际体积密度(o,h)。（二）确定混凝土基准配合比（三）确定实验室配合比（1）强度度试验检验：基准配合比工作性已满足，还需以强度试验检验。 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作一组强度试块，标准养护28d进行强度测定。（2）根据根据试验得出的混凝土得出的混凝土强度与其相度与其相应的灰水比（的灰水比（mc/mw）关）关系，系，用作图法或计算法求出与混凝
41、土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。（3）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw（二）确定实验室配合比应按下式计算混凝土配合比校正系数： 式中： c,t混凝土体积密度实测值，kg/m3； c,c混凝土体积密度计
42、算值，kg/m3。当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数，得到实验室配合比。（四）计算施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为a和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为： mc ms（1+a） mg（1+b） mwmsamgb施工配合比可表示为：配合比计算例题0.550.550.552803363360.55（一）计算初步配合比336336（一）计算初步配合比6201259336:620:1258:1851:1.85:3.740.55336（一）计算初步配合比33
43、6:617:1253:18561712531:1.84:3.730.55（二）调整工作性,提出基准配合比33661712535.0418.809.2618.809.265.045.295.29:9.26:18.80=1:1.75:3.550.55（三）检验确定,测定试验室配合比（三）检验确定,测定试验室配合比（四）确定施工配合比 路面水泥混凝土配合比设计（以抗弯拉强度为指标）自 学四、普通水泥混凝土的质量控制一、质量控制的原因：保证结构安全可靠的使用。二、混凝土生产的质量控制的内容 ：1、原材料的原材料的质量控制量控制：水泥、砂、石要严格按技术要求标准进行检验。2、配合比配合比设计的的质量控制
44、量控制：生产前应检验配合比设计资料、试件强度试验报告、骨料含水率测试结果和施工配合比通知单。3、施工工施工工艺的的质量控制量控制：运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过初凝时间，运输过程中防止离析、泌水、流浆等。三、合格性的评定：1、合格性评定的数理统计方法：以抗压强度进行评定随机抽样进行强度试验，用抽样样本值进行数理统计计算，得出反 映质量水平的统计指标来评定混凝土的质量及合格性。2、混凝土强度波动规律：正态分布四、普通水泥混凝土的质量控制3、数理统计常用的正态分布统计值：1）强度的平均值cu : cu =1/N cu ,I:2）标准差准差：说明明强强度的离散程度，度的离散程度，值大，大，说明明
45、强强度分布集中程度差，度分布集中程度差，质量不均匀，不量不均匀，不稳定。定。3）变异系数异系数：说明明强强度的相度的相对离散程度。离散程度。 = /cu 4）强强度保度保证率率P：在：在总体分体分 布中大于布中大于设计强强度的概率，度的概率， 以以正正态分布曲分布曲线上大于上大于设计 强度度值的曲的曲线下面下面积表示。表示。4、混凝土、混凝土强度的度的检验评定定一混凝土生产质量控制的必要性一混凝土生产质量控制的必要性一混凝土生产质量控制的必要性一混凝土生产质量控制的必要性1 1 1 1原材料的影响原材料的影响原材料的影响原材料的影响 1 1 1 1）水泥）水泥）水泥）水泥 2 2 2 2） 水
46、水水水 3 3 3 3） 骨料骨料骨料骨料 4 4 4 4） 外加剂外加剂外加剂外加剂2 2施工操作的影响施工操作的影响 1 1）计量误差）计量误差 2 2）W/CW/C波动波动 3 3） 搅拌时间的控制搅拌时间的控制 4 4） 浇捣条件变化浇捣条件变化 5 5）养护温、湿度的变化）养护温、湿度的变化3 3 3 3试验条件的影响试验条件的影响试验条件的影响试验条件的影响 1 1 1 1） 取样方法不同取样方法不同取样方法不同取样方法不同 2 2 2 2） 试件成型、养护条件差异试件成型、养护条件差异试件成型、养护条件差异试件成型、养护条件差异 3 3 3 3） 试验时测定条件的变化试验时测定条
47、件的变化试验时测定条件的变化试验时测定条件的变化 4 4 4 4）试验者本身的素质、误差试验者本身的素质、误差试验者本身的素质、误差试验者本身的素质、误差二混凝土质量控制的内容二混凝土质量控制的内容二混凝土质量控制的内容二混凝土质量控制的内容 1 1 1 1生产前初步控制生产前初步控制生产前初步控制生产前初步控制 1 1 1 1） 原材料质量原材料质量原材料质量原材料质量 2 2 2 2） 配合比设计与调整配合比设计与调整配合比设计与调整配合比设计与调整 3 3 3 3） 施工机具的调试、运行情况施工机具的调试、运行情况施工机具的调试、运行情况施工机具的调试、运行情况 4 4 4 4） 人员素
48、质的培训人员素质的培训人员素质的培训人员素质的培训 2 2 2 2施工过程中的控制施工过程中的控制施工过程中的控制施工过程中的控制 1 1 1 1） 计量的准确性，计量的准确性，计量的准确性，计量的准确性，W/CW/CW/CW/C波动波动波动波动 2 2 2 2）搅拌、浇筑、振实及养护）搅拌、浇筑、振实及养护）搅拌、浇筑、振实及养护）搅拌、浇筑、振实及养护 3 3 3 3） 运输运输运输运输 3 3 3 3检测评估检测评估检测评估检测评估五、混凝土外加剂减水减水剂的作用机理的作用机理减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成； 掺入减水入减水剂前前：当水泥加水拌合形成水泥浆
49、的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥； 混凝土减水混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”。 （1）减水剂）减水剂掺入减水入减水剂后：后：表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了
50、拌合物的流动性。 絮凝状结构减水减水剂的作用效果的作用效果l减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情况下，减少混凝土的单位用水量525（普通型515，高效型1030）。l提高混凝土拌合物的流提高混凝土拌合物的流动性性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高100200mm。l节约水泥水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥520。l改善混凝土拌合物的性能改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻
51、性。（2）、引气）、引气剂 引气剂，是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。 松香热聚物是松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠以一定配比经加热缩聚而成。松香皂是由松香经氢氧化钠皂化而成。松香热聚物的适宜掺量为水泥质量的l0005002，混凝土的含气量为35，减水率为8左右。 引气剂属憎水性表面活性剂，表面活性作用类似减水剂，区别在于减水剂的I界面活性作用主要发生在液一固界面，而引气剂的界面活性作用主要在气一液界I面上。由于能显著降低水的表面张
52、力和界面能，使水溶液在搅拌过程中极易产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在50250m。同时，因引气剂定向吸附在气泡表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不破裂。按混凝土含气量35计(不加引气剂的混凝土含气量为1)，1m3混凝土拌合物中含数百亿个气泡。由于大量微小、封闭并均匀分布的气泡的存在，使混凝土的某些性能得到明l显改善或改变。 (1)改善混凝土拌合物的和易性 由于大量微小封闭球状气泡在混凝土拌合物内形成，如同滚珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物流动性增l加。同时，由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少，混l凝土拌合物的保水性、粘聚性也随之提高。 (2)显著提高
53、混凝土的抗渗性、抗冻性大量均匀分布的封闭气泡有较大的l弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用，因而混凝土的抗冻性得到提高。大量微小气泡占据于混凝土的孔隙，切断毛细管通道，使抗渗性得到改善。 (3)降低混凝土强度 由于大量气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强度有所降低。（4） 一般混凝土的含气量每增加1时，其抗压强度将；降低46，抗折强度降低23。 引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严重的j混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。 1、定义： 缓凝剂，是指能延缓混凝土凝结时间，并对
54、混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。2、分类： 缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜：木质素磺酸盐类，如木钙、木 钠：羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸：无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，基中糖蜜的缓凝效果最好。 3、 缓凝剂的作用原理 缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一个比较完满的分析理论。常有以下几种解释： 吸附理论认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒表面上，这是通过离子键、氢键或偶极间作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻碍了水化反应。 沉淀理论认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成了不溶性物质，它包围了水泥颗粒从而阻碍了水化反应进行。又有的理论认为是Ca(OH)2晶核上吸附了缓凝
55、剂，妨碍了它的进一步生成、长大，这须使溶相中达到一定过饱和以后，Ca(OH)2才能继续生长。由于Ca(0H)2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的进一步水化。（3）、缓凝剂）、缓凝剂 总之，水泥水化反应延缓，以及凝结的推迟，据信是由于缓凝剂吸附于水泥颗粒表面或水化产物表面所引起的。但目前还很难指出哪些化合物能有缓凝作用。一般讲，具有几个氧原子的物质，常常是比较有效的缓凝剂，这与这些氧原子有比较强的极化效应有关。在含有羟基、羰基及羟基的化合物中，有较多氧原子，因而它们常可作为缓凝剂使用。 常用的缓凝剂中，糖蜜缓凝剂是制糖下脚料经石灰处理而成，也是表面活性剂，掺人混凝土拌合物中，能吸附在水泥颗粒表面，
56、形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，并阻碍水泥水化，从而起缓凝作用。糖蜜的适宜掺量为0103，混凝土凝结时间可延长24h，掺量每增加01，可延长1h。掺量如大于1，会使混凝土长期酥松不硬，强度严重下降。 缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。主要适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用于日最低气温5C以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。（4）早强剂早早强剂是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。常用早强剂的品种、掺量及作用
57、效果 1、定义：速凝剂，是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速凝剂是无机盐类，主要有红星I型、711型、728型、8604型等。在满足施工要求的前提下，以最小掺量为宜。 2、速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高23倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的8090。 3、应用：速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程。（5）速凝剂）速凝剂 1、定义：防冻剂，是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期足够防冻强度的外加剂。2、分
58、类：常用的防冻剂为复合型，由防冻、早强、减小、引气等多组分组成各尽其能，完成预定抗冻性能。 3、应用：不同类别的防冻剂、性能具有差异的，合理的选用十分重要。氯盐类防冻剂适用于无筋混凝土；氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋混凝土；无氯盐类防冻剂可用于钢筋混凝土工程和预应力钢筋混凝土工程。硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐易引起钢筋的应力腐蚀，故此类防冻剂不适用于预应力混凝土以及与镀锌钢材相接触部位的钢筋混凝土结构。另外，含有六价铬盐，亚硝酸盐等有毒成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与仪器接触的部位。 防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于0一20C的气温，当在更低气温下施工时，应增加其他混凝土
59、冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)预热法等。 （6）、防冻剂）、防冻剂 作 业习题2、3、5、7 第二节 其他功能混凝土简介水下混凝土施工水库大坝-水下混凝土施工一.轻混凝土体积密度=p6时又称抗渗混凝土。又称抗渗混凝土。 采取多种措施，使普通混凝土中原先存在的渗采取多种措施，使普通混凝土中原先存在的渗水毛水毛细管通路尽量减少或被堵塞，从而大大降低混凝管通路尽量减少或被堵塞，从而大大降低混凝土的渗水。土的渗水。普通防水混凝土普通防水混凝土外加剂防水混凝土外加剂防水混凝土膨胀水泥防水混凝土膨胀水泥防水混凝土防渗措施防渗措施3.防水混凝土防水混凝土（1）普通防水混凝土）普通防水混凝土（富水
60、泥浆混凝土）（富水泥浆混凝土）原理原理：通过调整配合比来提高混凝土自身的密实度，从而提高混凝土的抗渗性配合比设计规定见表327特点特点：抗渗等级一般可达P6P12施工简便，性能稳定但施工质量要求比普通混凝土严格。用途用途：地上、地下要求防水抗渗的工程（2）外加剂防水混凝土）外加剂防水混凝土定定义：利用外加剂的功能，使混凝土显著提高密实性或改变孔结构，从而达到抗渗的目的常用外加剂常用外加剂引气剂引气剂（松香热聚物等）含气量（松香热聚物等）含气量35密实剂密实剂（氢氧化铁，氢氧化铝）堵塞内部渗水通路。造价（氢氧化铁，氢氧化铝）堵塞内部渗水通路。造价高。高。防水剂防水剂（氯化铁）与氢氧化钙作用生成氢
61、氧化铁胶体，（氯化铁）与氢氧化钙作用生成氢氧化铁胶体， 填充孔填充孔 隙。隙。 （3 3）膨胀水泥防水混凝土）膨胀水泥防水混凝土定义：采用膨胀水泥配置而成的。定义：采用膨胀水泥配置而成的。原理：在水化过程中，能形成大量的钙矾石，产生一定的原理：在水化过程中，能形成大量的钙矾石，产生一定的体积膨胀，在有约束的条件下能改变孔结构，使毛细孔径体积膨胀，在有约束的条件下能改变孔结构，使毛细孔径减小，提高密实度，抗渗性（使用温度应小于减小，提高密实度，抗渗性（使用温度应小于60度）度） 抗渗混凝土抗渗混凝土 抗渗混凝土系指有抗渗混凝土系指有较高抗渗能力高抗渗能力的混凝土，通常其抗渗等的混凝土，通常其抗渗
62、等级等于或大等于或大于于级，又称抗渗混凝土。，又称抗渗混凝土。抗渗混凝土的配制原理是：抗渗混凝土的配制原理是： 混凝土抗渗剂防水/抗渗混凝土的施工严格控制质量，采用机拌机振浇注时应一次完成，尽量不留施工缝加强保湿养护，至少14d不得过早脱模，脱模后更要即使充分浇水养护，以免出现干缩裂缝5.耐热混凝土普通混凝土不耐高温，若在高温下使用，其强度会下降，甚至崩溃。耐热混凝土是指长期再高温作用下保持其所要求的物理和力学性能的特种混凝土。采用原因采用原因组成组成胶凝材料胶凝材料耐热粗细骨料耐热粗细骨料水（或不加水）水（或不加水）不同不同硅酸盐水泥耐热混凝土硅酸盐水泥耐热混凝土铝酸盐水泥耐热混凝土铝酸盐水
63、泥耐热混凝土水玻璃耐热混凝土水玻璃耐热混凝土磷酸盐耐热混凝土磷酸盐耐热混凝土耐热混凝土（1）硅酸盐水泥耐热混凝土）硅酸盐水泥耐热混凝土组成胶凝材料胶凝材料耐热粗、细骨料耐热粗、细骨料掺合料掺合料适量水适量水普通水泥或矿渣水泥普通水泥或矿渣水泥粘土、碎砖、玄武岩、铬铁矿、重粘土、碎砖、玄武岩、铬铁矿、重矿渣等矿渣等粘土、砖粉、磨细石英砂粘土、砖粉、磨细石英砂骨料不同，骨料不同，耐热度不同耐热度不同粘土、碎砖粘土、碎砖铬铁铬铁耐耐900度高温，用于热工设备基础和墙度高温，用于热工设备基础和墙耐耐1600度高温，用于度高温，用于高炉基础和隧道窑等高炉基础和隧道窑等（2）铝酸盐水泥耐热混凝土）铝酸盐水
64、泥耐热混凝土组成高铝水泥或低钙硅酸盐水泥高铝水泥或低钙硅酸盐水泥耐热粗、细骨料耐热粗、细骨料（碎镁砖、烧结镁砂、钒土、镁铁矿、烧结土）（碎镁砖、烧结镁砂、钒土、镁铁矿、烧结土）高耐火度磨细掺合料高耐火度磨细掺合料水水极限使用温度为极限使用温度为1300度度碾压混凝土碾压混凝土碾压混凝土6.纤维混凝土定义：在普通混凝土的基础上外掺各种纤维材料而制成的复合材料。纤维纤维材料材料钢纤维（应用较广）钢纤维（应用较广）玻璃纤维玻璃纤维炭纤维炭纤维芳香族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维玻璃纤维、芳纶纤维与碳纤维制品：玻璃纤维、芳纶纤维与碳纤维制品：单轮载荷单轮载荷33t钢纤维混凝土钢纤维混凝土(抗折强度为抗折强
65、度为8.6MPa)加固的停机坪加固的停机坪喷射混凝土7.聚合物混凝土组成聚合物聚合物无机胶凝材料无机胶凝材料骨料骨料特点：弥补了普通混凝土抗拉强度低、抗裂性差、脆性大、特点：弥补了普通混凝土抗拉强度低、抗裂性差、脆性大、抗化学腐蚀性差的缺点，抗化学腐蚀性差的缺点，(1)聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土PIC定义：将已硬化的普通混凝土（基材），经干燥后浸入有机单体中，再用加热或辐射的方法使浸入混凝土孔隙内的单体进行聚合而成。优点：高强、低渗、耐腐蚀及高的抗、抗冲、耐磨等特性，其抗压强度可提高24倍，一般为100150Mpa,最高可达到260Mpa以上，抗拉强度可以提高到1020Mpa，最高能达到
66、240Mpa以上。原因：聚合物渗填于混凝土内部孔隙后，提高了混凝土的密实度，也增加了水泥石与骨料之间的粘结力。用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构工程，如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构筑物、原子能反应堆等工程。聚合物混凝土8.防辐射混凝土防辐射混凝土能屏蔽x射线、r射线或中子辐射组成成：水泥、重骨料（重晶石、褐铁矿、磁铁矿等）、水配制而成。特点特点：体积密度一般在3000以上，对防中子辐射，除需要混凝土质量很大以外，还需要足够多的氢元素。用途用途：原子能工业以及应用放射性同位素的装置中，如做反应堆、加速器、放射化学装置等的防护结构防辐射混凝土大体大体积混凝土混凝土大体积混凝土3.透水
67、性混凝土透水性混凝土与自然环境相比，混凝土路面存在的问题a.能渗入地下的雨水明显减少，地下水位急能渗入地下的雨水明显减少，地下水位急剧下降，土地中水分不足，缺氧，地温升高，剧下降，土地中水分不足，缺氧，地温升高，影响地表植物正常生长。影响地表植物正常生长。b.不透气的路面难与空气进行热量于湿度的不透气的路面难与空气进行热量于湿度的交换，对城市空间的温度、湿度等气候条件交换，对城市空间的温度、湿度等气候条件调节能力下降，产生调节能力下降，产生“热岛现象热岛现象”。c.短时暴雨时，由于大量雨水不能及时渗入短时暴雨时，由于大量雨水不能及时渗入地表，只能通过排水系统排入河流，加大了地表，只能通过排水系
68、统排入河流，加大了排水设施的负担，容易洪水泛滥，道路淹没排水设施的负担，容易洪水泛滥，道路淹没交通瘫痪。交通瘫痪。透水性混凝土种类水泥透水性混凝土（以硅酸盐类水泥位凝胶材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。）高分子透水性混凝土（采用单一粒级的粗骨料，以沥青或高分子树脂为胶凝材料配制的透水混凝土）烧结透水性混凝土（以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合，压制成胚体，经高温煅烧，形成具有多孔结构的块状材料）应用：应用：透水性混凝土强度较低，主要应用在强度要求不太透水性混凝土强度较低，主要应用在强度要求不太高，而要求具有较高透水效果的场合：公园内的道路
69、，人行高，而要求具有较高透水效果的场合：公园内的道路，人行道，轻量级道路，停车场，地下建筑工程，各种体育场的。道，轻量级道路，停车场，地下建筑工程，各种体育场的。透水混凝土透水混凝土4.绿化混凝土绿化混凝土定义：能够适应植物生长，进行绿色植被的混凝土及其制品。应用：城市道路两侧及中央隔离带、水边护坡、屋顶、停车场等部位。类型类型孔洞型绿化混凝土块体材料孔洞型绿化混凝土块体材料多孔连续型绿化混凝土多孔连续型绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料块体材料5.吸音混凝土特点：具有连续、多孔的内部结构。具有较大的那表面积，与普通的密实混凝土组成复合材料。用途：机场、高速公路
70、、高速铁路两侧、地铁等产生恒定噪音的场所。吸音混凝土彩色混凝土彩色混凝土彩色混凝土彩色混凝土3.3新型混凝土新型混凝土 一.高强度混凝土HPC定义：以耐久性和混凝土材料的可持续发展为基本要求，定义：以耐久性和混凝土材料的可持续发展为基本要求，并适合工业化生产和施工的新一代混凝土。并适合工业化生产和施工的新一代混凝土。高强混凝土高强混凝土缺点缺点脆性，易开裂和突然破坏脆性，易开裂和突然破坏由于水灰比小带来流动性、可泵性、均匀性差由于水灰比小带来流动性、可泵性、均匀性差单位水泥用量大带来稳定性和经济性问题单位水泥用量大带来稳定性和经济性问题体积稳定性带来耐久性问题体积稳定性带来耐久性问题HPC工作
71、性，耐久性与强度并重根据工程要求，突出一、两种性能配比特征配比特征低用水量低用水量低用水泥量低用水泥量以矿物掺合料和化学外加剂作为必须成分以矿物掺合料和化学外加剂作为必须成分HPC路线路线掺用矿物掺合料，降低水泥用量掺用矿物掺合料，降低水泥用量使用高效减水剂和其他外加剂，降低水胶比使用高效减水剂和其他外加剂，降低水胶比优选骨料优选骨料因其组分多，拌合物粘稠，需用强制式搅拌机，并因其组分多，拌合物粘稠，需用强制式搅拌机，并延长搅拌时间，严禁在现场加水，加强养护延长搅拌时间，严禁在现场加水，加强养护用途：用途：高层、大跨度、大荷载、特殊使用条件和严酷使用环境以及对建高层、大跨度、大荷载、特殊使用条
72、件和严酷使用环境以及对建设速度、经济、节能等有更高要求的工程建设中设速度、经济、节能等有更高要求的工程建设中2.环保型混凝土混凝土材料的负面影响消耗大量自然资源和能源消耗大量自然资源和能源排放二氧化碳等有害物质排放二氧化碳等有害物质生产于施工过程造成城市公害生产于施工过程造成城市公害视觉和触觉效果差视觉和触觉效果差循环利用难度大循环利用难度大环保型混凝环保型混凝土的特点土的特点比传统混凝土更高的强度和耐久性比传统混凝土更高的强度和耐久性与自然环境的协调性与自然环境的协调性良好的使用功能良好的使用功能环保混凝土的分类减轻环境负荷的混凝土（在混凝土生产，使用直到解体全过程中能够减轻给地球环境造成的
73、负担。）生态型混凝土（能够适应动、植物生长，对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土） 习 题例1现场浇灌混凝土时，严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水，试从理论上分析加水对混凝土质量的危害。解解：现场浇灌灌混混凝凝土土时，施施工工人人员向向混混凝凝土土拌拌合合物物中中加加水水，虽然然增增加加了了用用水水量量，提提高高了了流流动性性，但但是是将将使使混混凝凝土土拌拌合合料料的的粘粘聚聚性性和和保保水水性性降降低低。特特别是是因因水水灰灰比比的的增增大大，增增加加了了混混凝凝土土内内部部的的毛毛细孔孔隙隙的的含含量量，因因而而会会降降低低混混凝凝土土的的强度度和和耐
74、耐久久性性，并并增增大大混混凝凝土土的的变形形，造造成成质量量事事故故。故故现场浇灌灌混混凝凝土土时，必必须严禁禁施施工工人人员随意向混凝土拌合物中加水。随意向混凝土拌合物中加水。 评注注 不不能能采采用用仅增增加加用用水水量量的的方方式式来来提提高高混混凝凝土土的的流流动性性。施施工工现场万万一一必必须提提高高混混凝凝土土的的流流动性性时，必必须在在保保证水水灰灰比比不不变的的情情况况下下，既既增增加加用用水水量量，又又增增加加水泥用量。水泥用量。第三节 砂浆一、砌筑砂浆的组成材料1.胶凝材料及掺加料 砌筑砂浆常用的胶凝材料是水泥，其品种应根据砂浆的用途和使用环境来选择；其强度等级宜为砂浆强
75、度等级的45倍，用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于32.5级；用于配制混合砂浆的水泥强度等级不宜大于42.5级。掺加料的选用及质量要求见下表。一、砌筑砂浆的组成材料2. 砂砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂，宜用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量要求： 水泥砂浆、强度等级M5的混合砂浆不应超过5%； 强度等级 M5的水泥混合砂浆，不应超过10%。3.水和外加剂拌制砂浆应采用不含有害杂质的洁净水。为改善或提高砂浆的性能，可掺入一定的外加剂，但对外加剂的品种和掺量必须通过试验确定。二、主要技术性质1、新拌砂浆的和易性1）流动性：是指新拌砂浆在自重或外力作用下，易于产生流动的性质，用稠度表示测定
76、指标沉入度cm砌筑砂浆的稠度选用见表3-46 P1242)保水性用分层度表示将新拌砂浆装入内径15cm、高30cm的圆桶内静置30min后，分别对上部及底部各1/3的砂浆测稠度，计算其差值要求：分层度不得大于30mm2、硬化后砂浆强度制成70.7X70.7X70.7mm的正立方体，养护28d，测抗压强度6个试件作为一组，取平均值，若最大值或最水值与平均值相差20%，则取中间的四个作为测定结果。3、粘结力与强度关系密切，一般认为强度越高，粘结力越大4、耐久性：考虑其抗渗、抗冻、抗侵蚀等性能，主要提高其密实度2.强度 砂浆强度是以边长为70.7mm70.7mm70.7mm的立方体试块，在温度为20
77、3，一定湿度下养护28d，测得的极限抗压强度。详见实验部分。 砂浆按其抗压强度平均值分为M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20等六个强度等级。 在一般工程中，办公楼、教学楼以及多层建筑物宜选用M5.0M10的砂浆，平房商店等多选用M2.5M5.0的砂浆，仓库、食堂、地下室以及工业厂房等多选用M2.5M10的砂浆，而特别重要的砌体宜选用M10以上的砂浆。 3.粘结力 砖石砌体是靠砂浆把块状材料粘结成坚固整体的，因此要求砂浆具有一定的粘结力。砂浆粘结力的影响因素： 1.粘结力随抗压强度增加而增强； 2.粘结力与砖石表面状态有关； 3.砖石表面清洁程度、湿润情况有关； 4.与施工养护条
78、件有关。三、砌筑砂浆的配合比设计1.计算砂浆配制强度m,o m,o = 2+0.6452.计算每立方米砂浆中的水泥用量 QC 3.计算掺加料用量QD QD= QAQC4.确定每立方米砂浆中砂的用量QS 1m3干燥状态砂的堆积密度，即1m3砂浆所用的干砂用量。三、砌筑砂浆的配合比设计5.确定每立方米砂浆的用水量QW 根据砂浆稠度要求可选用240310kg6.配合比的试配、调整与确定 首先按计算所得配合比进行试拌，测定其分层度和沉入度，根据要求调整材料用量，得到基准配合比。普通抹面砂浆一、定义、作用、种类1.定义及作用 普通抹面砂浆是以薄层抹在建筑物内外表面，保持建筑物不受风、雨、雪、大气等有害介
79、质侵蚀，提高建筑物的耐久性，并使其表面平整美观。2.普通抹面砂浆的种类按所用材料不同可分为石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰砂浆和纸筋石灰砂浆。按功能不同可分为底层抹面砂浆、中层抹面砂浆和面层抹面砂浆。二、配合比及选用1.普通抹面砂浆的配合比 确定抹面砂浆的组成材料及其配合比，主要是依据工程使用部位及基层材料。常用抹面砂浆的参考配合比及应用范围见下页表。2.抹面砂浆的选用 用于砖墙的底层抹灰，多选石灰砂浆；有防水、防潮要求时选水泥砂浆；混凝土基层的底层抹灰，多选水泥混合砂浆；中层抹灰多选石灰砂浆或水泥混合砂浆；面层抹灰多用水泥混合砂浆、麻刀灰和纸筋灰。水泥砂浆不得涂在石灰砂浆层上。在易碰撞或潮湿部位应采用水泥砂浆。二、配合比及选用常用抹面砂浆参考配合比谢谢大家谢谢大家
