危加阳项目5水泥混凝土建筑土木工程科技专业

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1、危加阳项目5水泥混凝土_建筑土木_工程科技_专业资料Stillwatersrundeep.流流静静水深水深,人人静静心深心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望水泥混凝土的定义水泥混凝土的定义 混凝土一般是指由胶凝材料（胶结料），混凝土一般是指由胶凝材料（胶结料），粗、细骨料（或称集料），水及其它材料，粗、细骨料（或称集料），水及其它材料，按适当比例配制并硬化而成的具有所需的形按适当比例配制并硬化而成的具有所需的形状、强度和耐久性的人造石材。以水泥为胶状、强度和耐久性的人造石材。以水泥为胶凝材料的，即为水泥混凝土。凝材料的，即为水泥混凝土。

2、5.1.15.1.1水泥混凝土的分类水泥混凝土的分类 1 1按表观密度分类按表观密度分类 （1 1）普通混凝土：其表观密度为）普通混凝土：其表观密度为200020002800kg/m2800kg/m3 3, ,是用普通的天然砂石为骨料配制是用普通的天然砂石为骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土。而成，为建筑工程中常用的混凝土。 （2 2）轻混凝土：其表观密度小于）轻混凝土：其表观密度小于1950kg/m1950kg/m3 3, , 采采用各种轻集料配制成轻集料结构混凝土，主要用用各种轻集料配制成轻集料结构混凝土，主要用作轻质结构材料和隔热保温材料作轻质结构材料和隔热保温材料 。 （3 3）重

3、混凝土：其表观密度大于）重混凝土：其表观密度大于2800kg/m2800kg/m3 3，为，为了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度集料配制了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度集料配制的混凝土。的混凝土。 2. 2. 按用途分类按用途分类 可分为结构混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、可分为结构混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸道路混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土等。混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土等。 3 3按强度等级分类按强度等级分类 （1 1）低强度混凝土：抗压强度小于）低强度混凝土：抗压强度小于30MPa30MPa；

4、（2 2）中强度混凝土：抗压强度）中强度混凝土：抗压强度303060MPa60MPa； （3 3）高强度混凝土：抗压强度大于）高强度混凝土：抗压强度大于60MPa60MPa； （4 4）超高强混凝土：抗压强度大于）超高强混凝土：抗压强度大于100MPa100MPa。 4 4按生产和施工方法分类按生产和施工方法分类 可分为泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、可分为泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、真空脱水混凝土、离心混凝土、压力灌浆混凝土、真空脱水混凝土、离心混凝土、压力灌浆混凝土、预拌混凝土（商品混凝土）等。预拌混凝土（商品混凝土）等。 5.1.2 5.1.2 水泥混凝土的特性水泥混凝土的特

5、性 （1 1）组成材料中砂、石等地方材料占）组成材料中砂、石等地方材料占80%80%以上，以上，符合就地取材和经济原则。符合就地取材和经济原则。 （2 2）易于加工成型。新拌混凝土有良好的可塑性）易于加工成型。新拌混凝土有良好的可塑性和浇注性，可满足设计要求的形状和尺寸。和浇注性，可满足设计要求的形状和尺寸。 （3 3）匹配性好。各组成材料之间有良好匹配性，）匹配性好。各组成材料之间有良好匹配性，可组成共同的具有互补性的受力整体。可组成共同的具有互补性的受力整体。 （4 4）可调整性强。可根据使用性能的要求与设计）可调整性强。可根据使用性能的要求与设计来配制相应的混凝土。来配制相应的混凝土。

6、（5 5）钢筋混凝土结构可代替钢、木结构，而节省）钢筋混凝土结构可代替钢、木结构，而节省大量的钢材和木材。大量的钢材和木材。 （6 6）耐久性好，维修费少。）耐久性好，维修费少。 但混凝土自重大、比强度小、抗拉强度低、变但混凝土自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差和易开裂等缺点，也有待研究改进。由形能力差和易开裂等缺点，也有待研究改进。由于混凝土有上述重要优点，所以广泛应用于工业于混凝土有上述重要优点，所以广泛应用于工业与民用建筑工程、水利工程、地下工程、公路、与民用建筑工程、水利工程、地下工程、公路、铁路、桥涵及国防军事各类工程中，铁路、桥涵及国防军事各类工程中， （1）央视大楼（2）三

7、峡大坝（3）杭州湾跨海大桥 图5.1 混凝土工程混凝土工程实例例图片片砼分类砼分类 重砼重砼( (0 02600kg/m2600kg/m3 3) ); ;普通砼普通砼( (1950kg/m1950kg/m3 30 0 2600kg/m2600kg/m3 3) ); ;轻砼轻砼( (0 01950kg/m1950kg/m3 3 ) ) 按表观密度分按表观密度分按抗压强度分按抗压强度分低强砼低强砼( (fcucu30MPa)30MPa); ;中强砼中强砼( (fcucu=30-60MPa)=30-60MPa)高强砼高强砼( (fcucu60MPa)60MPa); ;超高强砼超高强砼( (fcucu

8、100MPa)100MPa)按胶凝材料分按胶凝材料分水泥砼水泥砼( (水泥水泥) ); ;石石膏砼膏砼(石膏石膏);沥青砼沥青砼( (沥青沥青) )砼特性砼特性混凝土在土建工程中能够得到广泛的应用，是由混凝土在土建工程中能够得到广泛的应用，是由于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。1.1.优点优点 就地取材；造价低；可塑性好；耐久性就地取材；造价低；可塑性好；耐久性 高；与钢筋有牢固的粘结；性能可调整。高；与钢筋有牢固的粘结；性能可调整。 2.2.缺点缺点 自重大；比强度小；抗拉强度低，性脆；自重大；比强度小；抗拉强度低，性脆； 导热系数大；硬化慢；生

9、产周期长。导热系数大；硬化慢；生产周期长。5.1.3混凝土用水泥1.水泥品种的选择2.水泥强度等级的选择5.2.5.2.砼中各组成材料的结构砼中各组成材料的结构 砼组成材料砼组成材料 水泥、水、细骨料和粗骨料，以及水泥、水、细骨料和粗骨料，以及 适量外加剂和掺合料适量外加剂和掺合料 水泥水泥 砼未硬化前砼未硬化前(fresh concrete) 起润滑作用起润滑作用 水泥浆水泥浆 水水 砼硬化后砼硬化后(concrete) 起胶结作用起胶结作用砼砼 细骨料细骨料 起起骨架骨架作用、抗风化作用、抗风化 骨料骨料 粗骨料粗骨料 抑制水泥浆收缩抑制水泥浆收缩、耐磨、耐磨 普通混凝土的基本组成材料是天

10、然砂、石子、水泥普通混凝土的基本组成材料是天然砂、石子、水泥和水，为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外和水，为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂或外掺料。加剂或外掺料。 在混凝土中，砂、石起骨架作用，因此也称为骨在混凝土中，砂、石起骨架作用，因此也称为骨料。水泥和水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充料。水泥和水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹在砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹在石子表面并填充石子间的空隙。在混凝土硬化前，石子表面并填充石子间的空隙。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌

11、合物一定的流动性，便于施工。硬化后，则将骨料胶结成一个坚实性，便于施工。硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体，并产生一定的力学强度。的整体，并产生一定的力学强度。 （1）示意图 （2）实物图图5.2 5.2 混凝土混凝土结构构水泥水泥 1 1、水泥品种的选择、水泥品种的选择 应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。选择。 例：路面抢修工程例：路面抢修工程硅酸盐水泥硅酸盐水泥 高温车间路面和抗硫酸盐高温车间路面和抗硫酸盐矿渣水泥矿渣水泥 水库大坝水库大坝火山灰水泥火山

12、灰水泥 2 2、水泥强度等级的选择、水泥强度等级的选择 应当与混凝土的设计强度等级相适应。应当与混凝土的设计强度等级相适应。当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和耐久性差；耐久性差；当水泥强度等级过低当水泥强度等级过低水泥用量太多，降低水水泥用量太多，降低水泥混凝土品质，收缩率加大。泥混凝土品质，收缩率加大。经验证明，配制经验证明，配制C30C30以下的混凝土，水泥强度等级以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的为混凝土强度等级的1.11.11.81.8倍，配制倍，配制4040以上以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的的混凝土，水泥强度等

13、级为混凝土强度等级的1.01.01.51.5倍，同时宜掺入高效减水剂。倍，同时宜掺入高效减水剂。5.4 5.4 混凝土外加剂与掺合料混凝土外加剂与掺合料 5.4.1 5.4.1 混凝土外加剂混凝土外加剂 1. 1. 混凝土外加剂的定义和分类混凝土外加剂的定义和分类 （1 1）混凝土外加剂的定义）混凝土外加剂的定义 混凝土外加剂是指在混凝土拌合前或拌合时掺入混凝土外加剂是指在混凝土拌合前或拌合时掺入的用以改善混凝土性能的物质。掺量一般不超过水的用以改善混凝土性能的物质。掺量一般不超过水泥质量的泥质量的5 5。 混凝土外加剂的使用是混凝土技术的重大突破混凝土外加剂的使用是混凝土技术的重大突破 ，外

14、加剂已逐渐成为混凝土中必不可少的第五种组，外加剂已逐渐成为混凝土中必不可少的第五种组分。分。 （2 2）混凝土外加剂的分类）混凝土外加剂的分类 根据国标根据国标混凝土外加剂定义、分类、命名与术混凝土外加剂定义、分类、命名与术语语(GB/T 80752005)(GB/T 80752005)的规定，混凝土外加剂按的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：其主要功能分为四类： 改善混凝土拌合物流动性能的外加剂，包括各改善混凝土拌合物流动性能的外加剂，包括各种减水剂和泵送剂等。种减水剂和泵送剂等。 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、促凝剂和速凝剂

15、等。括缓凝剂、促凝剂和速凝剂等。 改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂、阻锈剂和矿物外加剂等。水剂、阻锈剂和矿物外加剂等。 改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。防冻剂、着色剂等。 目前在工程中常用的外加剂主要有减水剂、引气目前在工程中常用的外加剂主要有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等。剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等。 2. 2.减水剂减水剂 减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少混凝土拌和水量的外加剂。显著减少混凝土拌和水量的

16、外加剂。 （1 1）减水剂的作用原理）减水剂的作用原理 常用减水剂均属表面活性剂，是由亲水基团和憎常用减水剂均属表面活性剂，是由亲水基团和憎水基团两个部分组成。当水泥加水拌和后，由于水水基团两个部分组成。当水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，包裹了一定的拌和水（游离水），从而降低了构，包裹了一定的拌和水（游离水），从而降低了混凝土拌和物的和易性。混凝土拌和物的和易性。图5.17 水泥浆的絮凝结构 如在水泥浆中加入适量的减水剂，由于减水剂的如在水泥浆中加入适量的减水剂，由于减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水

17、泥颗粒表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷。在电斥力作用下，使水泥颗粒互相分相同的电荷。在电斥力作用下，使水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌和物的流动性。而有效地增加了混凝土拌和物的流动性。图5.18 减水剂作用示意图 当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，使水泥颗当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化膜层，它阻止了水泥粒表面形成一层稳定的溶剂化膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接

18、接触，并在颗粒间起润滑作用，也改颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。善了混凝土拌和物的和易性。 此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而也提高了混凝土的强度。比较充分，从而也提高了混凝土的强度。（2 2）减水剂的技术经济效果）减水剂的技术经济效果 增加流动性：在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增加流动性：在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大增大100100200mm200mm，且不影响混凝土的强度。，且不影

19、响混凝土的强度。 提高混凝土强度：在保持流动性及水泥用量不变的条件下，提高混凝土强度：在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和水量可减少拌和水量10101515，从而降低了水灰比，使混凝土，从而降低了水灰比，使混凝土强度提高强度提高15152020，特别是早期强度提高更为显著。，特别是早期强度提高更为显著。 节约水泥：在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在节约水泥：在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量土强度不变时，可节约水泥用量10101515。 改善混凝

20、土的耐久性：由于减水剂的掺入，显著地改善了改善混凝土的耐久性：由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性可降低混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性可降低40408080，从而可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及抗锈蚀，从而可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及抗锈蚀等能力。等能力。 （3 3）目前常用的减水剂）目前常用的减水剂 减水剂是使用最广泛、效果最显著的外加剂。其减水剂是使用最广泛、效果最显著的外加剂。其种类很多，目前有木质系、萘系、树脂系、糖蜜系种类很多，目前有木质系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸减水剂等。和腐殖酸减水剂等。 我国目前常用的主要有木质素系和萘系

21、减水剂和我国目前常用的主要有木质素系和萘系减水剂和水溶性树脂系减水剂等，如水溶性树脂系减水剂等，如M M型减水剂、型减水剂、NNONNO型、型、MFMF型、建型、建I I型减水剂以及型减水剂以及SMSM树脂减水剂等。树脂减水剂等。 3. 3.早强剂早强剂 早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂可促进水泥的水化和硬化进程，加快剂。早强剂可促进水泥的水化和硬化进程，加快施工进度，提高模板周转率，特别适用于冬季施施工进度，提高模板周转率，特别适用于冬季施工或紧急抢修工程。工或紧急抢修工程。 目前广泛使用的混凝土早强剂有三类，即氯盐目前广泛使用的混凝

22、土早强剂有三类，即氯盐类类( (如如CaClCaCl2 2，NaClNaCl等等) )、硫酸盐类、硫酸盐类( (如如NaS0NaS04 4等等) )和有和有机胺类，但更多的是使用以它们为基材的复合早机胺类，但更多的是使用以它们为基材的复合早强剂。其中氯化物对钢筋有锈蚀作用，常与阻锈强剂。其中氯化物对钢筋有锈蚀作用，常与阻锈剂剂(NaNO(NaNO2 2) )复合使用。复合使用。 4. 4.引气剂引气剂 引气剂是指搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分引气剂是指搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。 引气剂属憎水性表面活性剂，由于能显著降低

23、水引气剂属憎水性表面活性剂，由于能显著降低水的表面张力和界面能，使水溶液在搅拌过程中极易的表面张力和界面能，使水溶液在搅拌过程中极易产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在5050250 250 gmgm，同时因引气剂定向吸附在气泡表面，形成较为，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。牢固的液膜，使气泡稳定而不破裂。 按混凝土含气量按混凝土含气量3 35 5计计( (不加引气剂的混凝不加引气剂的混凝土含气量为土含气量为1 1) )，1m1m3 3混凝土拌合物中含数百亿个气混凝土拌合物中含数百亿个气泡。泡。 引气剂能改善引气剂能改

24、善混凝土的混凝土的以下以下性能：性能： (1) (1)改善混凝土拌合物的和易性改善混凝土拌合物的和易性 (2) (2)显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性 (3) (3)降低混凝土强度降低混凝土强度 引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、轻混凝土以及对侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、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钢筋混凝土。凝土及预应力钢筋混凝土。 5. 5.缓凝剂缓凝剂 缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝缓

25、凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。常用的缓土后期强度发展无不利影响的外加剂。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。 缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作缓凝剂具有缓凝、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用，对钢筋也无锈蚀作用。主要适用于大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间凝土、炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用于在停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用于在日最低气温日最低气温55以下施工的混凝土，也不宜单独用以下施

26、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。于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。 6. 6.防冻剂防冻剂 防冻剂是指在规定温度下，能显著降低混凝土的防冻剂是指在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。常用的防冻剂有氯盐类、氯盐阻锈类、的外加剂。常用的防冻剂有氯盐类、氯盐阻锈类、无氯盐类。无氯盐类。 7. 7.速凝剂速凝剂 速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝

27、剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用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，主要型号有红星的速凝剂是无机盐类，主要型号有红星型、型、77、728728型、型、86048604型等。型等。 8. 8.膨胀剂膨胀剂 膨胀剂能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨膨胀剂能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀。膨胀剂种类有硫铝酸盐类、氧化钙类等。胀。膨胀剂种类有硫铝酸盐类、氧化钙类等。 9.9.外加剂的选择和使用外加剂的选择和使用 外加剂品种的选择外加剂品种的选择根据工程需要，现场的材料根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。条件，参考有关资料，通过试验确定。

28、外加剂掺量确定外加剂掺量确定通过试验试配确定最佳掺量。通过试验试配确定最佳掺量。外加剂的掺加方法：对于可溶于水，应先配成一定外加剂的掺加方法：对于可溶于水，应先配成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。对于不溶于水的，浓度的溶液，随水加入搅拌机。对于不溶于水的，应与适量水泥或砂混合均匀后再加入搅拌机内。应与适量水泥或砂混合均匀后再加入搅拌机内。外加剂的掺入时间外加剂的掺入时间有同掺法、后掺法、分次掺有同掺法、后掺法、分次掺入等。入等。uu早强剂早强剂早强剂早强剂能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度

29、，并对其后期强度无显著影响的外加剂。著影响的外加剂。著影响的外加剂。著影响的外加剂。uu早强减水剂早强减水剂早强减水剂早强减水剂兼有早强和减水作用的外加剂。兼有早强和减水作用的外加剂。兼有早强和减水作用的外加剂。兼有早强和减水作用的外加剂。uu防冻剂防冻剂防冻剂防冻剂在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，混凝土液相不冻结

30、或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。uu膨胀剂膨胀剂膨胀剂膨胀剂能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。 uu钢筋阻锈剂钢筋阻锈

31、剂钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加剂。加剂。加剂。加剂。 uu缓凝减水剂缓凝减水剂缓凝减水剂缓凝减水剂兼有缓凝和减水作用的外加剂。兼有缓凝和减水作用的外加剂。兼有缓凝和减水作用的外加剂。兼有缓凝和减水作用的外加剂。uu早强剂早强剂早强剂早强剂能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显著影响的外加剂。著影响的外加剂。著影响的外加剂。著影响的外加剂。

32、外加剂是指在砼拌和过程中掺入，用以改善砼性能的物质，掺入量一般不超过水泥质量的5%。外加剂对砼性能的良好改善，它在工程中应用的比例越来越大，外加剂已逐渐成为混凝土中必不可少的第五种成分。砼外加剂按其主要功能分为四类：1、改善拌合物流动性能（减水剂）2、调节凝结硬化性能（缓凝剂、早强剂、速凝剂）3、改善耐久性（防水剂）4、改善其他性能（膨胀剂）5.8.1表面活性剂表面活性剂是指将其配成溶液后，能吸附在液一气，液固界面上，并显著降低其界面张力的物质。砼掺入表面活性剂后，水泥的水化反应没有改变，没有生成新的水化产物。5.8.2减水剂减水剂指在砼坍落度基本相同的条件下，能减少拌和用水量的外加剂。按功能

33、分有普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂等。（一）减水剂的作用机理及使用效果减水剂能够破坏水泥颗粒的絮凝结构，起到分散水泥颗粒的作用，从而释放絮凝结构中的自由水，增大混凝土拌合物的流动性。虽然，减水剂的种类不同，其对水泥颗粒的分散作用机理也不尽相同，但是，概括起来，减水剂分散减水机理基本上包括以下3个方面。水化膜润滑作用静电斥力作用（3）起泡作用掺减水剂时在机械搅拌作用下使浆体内引入部分气泡，这些微细气泡象滚珠一样，也有利于水泥浆的流动，增加了新拌混凝土的流动性。使用效果：1、配合比不变，可增加流动性，而不降低砼强度；2、流动性和水灰比不变，可减少用水量和水泥用量，节约水泥；3、流动

34、性和水泥用量不变，可减少用水量，降低水灰比，提高砼强度和耐久性。评定减水剂减水效果的指标是采用减水率。减水率是在砂石骨料不变的条件下，保持砼流动性及水泥用量不变，掺外加剂的砼用水量较不掺外加剂的基准砼用水量减少的百分率。（二）常用的减水剂(1)木质素磺酸盐系减水剂根据其所带阳离子的不同,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）等。其中木钙减水剂使用较多。木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液，经生物发酵提取酒精后的残渣，再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的0.2%0.3%。当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为10

35、%15%，混凝土28d抗压强度提高10%20%；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量10%左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度80100mm。（2）多环芳香族磺酸盐系减水剂主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩和物，又称萘系减水剂。萘系减水剂的减水、增强效果显著，属高效减水剂。（3）水溶性树脂系减水剂以水溶性树脂为主要原料，如三聚氰胺树脂等。属于高效减水剂，适用于早强、高强、及流态混凝土等。（三）减水剂的使用方法1、先掺法2、同掺法3、滞水法4、后掺法(1)先掺法先掺法主要指将减水剂干粉与水泥混合，然后加入骨料与水一起拌合。该方法省去了减水剂的溶解和储存、冬

36、季施工时的防冻等工序和设施，使用方便，而且减水剂可在水泥生产中混入，有利于减水剂的推广和使用。(2)同掺法减水剂预先溶解配制成一定浓度的溶液，然后在混凝土搅拌时同水一起掺入。当减水剂浓溶液与水分别同时加入拌合物中使用时，应适当延长搅拌时间。缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂一般掺量较小，为胶凝材料质量的千分之几，掺入此类减水剂时以配成溶液为好，以易于控制掺量的准确性，同时溶液中所含的水分须从拌合水中扣除。(3)滞水法滞水法，即在搅拌过程中减水剂滞后于水23分钟加入。当以溶液加入时称为溶液滞水法，当以干粉加入时称为干粉滞水法。滞水法能显著地提高减水剂的塑化作用效果，提高减水剂对水泥的适应性，但与

37、先掺法及同掺法相比，搅拌时间较长。(4)后掺法即减水剂是在混凝土搅拌好后经过一定的时间，才将减水剂一次或分多次加入到具有一定含水量的混凝土拌合物中，再经二次或多次搅拌。后掺法不仅可克服拌合物在运输途中的分层离析和坍落度损失，且减水剂的塑化作用效果及对水泥的适应性也较高。掺减水剂砼的配合比设计1、以提高砼拌和物的流动性为主要目的时，适当调整砂率，使粘聚性、保水性合格，保持砂石总量不变，其余材料与基准配合比相同。经试拌和调整，确定出设计配合比。2、以节约水泥为主要目的时，保持流动性和水灰比不变。掺减水剂砼的配合比设计1、以提高砼拌和物的流动性为主要目的时，适当调整砂率，使粘聚性、保水性合格，保持砂

38、石总量不变，其余材料与基准配合比相同。经试拌和调整，确定出设计配合比。2、以节约水泥为主要目的时，保持流动性和水灰比不变。3、以提高砼强度及耐久性为主要目的时，流动性和水泥用量不变，降低水灰比和砂率。5.8.3缓凝剂缓凝剂能延长砼凝结时间，又不显著影响砼后期强度。适用：高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送混凝土施工以及远距离运输的商品混凝土。不适用：日最低气温5以下施工的混凝土，以及有早强要求的混凝土。作用机理：1、有机类缓凝剂：对水泥颗粒以及水化产物新相表面具有较强的活性作用，吸附于固体颗粒表面，延缓了水泥的水化和浆体结构的形成。2、无机类缓凝剂在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的水

39、化起屏障作用，阻碍了水泥的正常水化。（1）糖蜜缓凝剂由制糖下脚料经石灰处理而成，其主要成分为已糖钙、蔗糖钙等。一般掺量为水泥质量的0.1%0.3%（粉剂），0.2%0.5%（水剂），混凝土的凝结时间可延长24小时。常用缓凝剂（2）羟基羧酸及其盐类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.03%0.1%，混凝土的凝结时间可延长410小时。增加混凝土的泌水率，通常与引气剂一起使用。（3）木质素磺酸盐类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.2%0.3%，混凝土凝结时间可延长23小时。5.8.4引气剂在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡。引气剂对混凝土性能的影响（1）改善混凝土拌合物的和易性新拌混凝

40、在掺入引气剂后，产生大量稳定的微小封密气泡，增加了水泥浆的体积，使新拌混凝土的流动性提高。一般含气量每增加1%，混凝土坍落度约提高10mm，若保持流动性不变，则可减水约6%10%。封密微小气泡阻滞骨料的沉降和水分的上升，使混凝土的泌水性显著降低。（2）提高混凝土的抗渗性、抗冻性由于气泡能隔断混凝土中毛细管通道、对水泥石内水分结冰时所产生的水压力起缓冲作用，故能显著提高混凝土抗冻性和抗渗性。一般掺入适量优质引气剂的混凝土抗冻等级可达未掺引气剂的3倍以上，抗渗性提高50%。因此，抗冻性要求高的混凝土，必须掺引气剂或引气减水剂。（3）降低混凝土强度混凝土掺入引气剂的主要缺点是使混凝土强度及耐磨性有所

41、降低。当保持水灰比不变，掺入引气剂时，含气量每增加1%，混凝土强度约下降3%5%。因此，混凝土中含气量的多少，对混凝土的和易性、强度及耐久性等有很大影响。若含气量太少，不能获得引气剂的积极效果；若含气量过多，又会过多地降低混凝土强度，故应使混凝土具有适宜的含气量值。当引气剂与减水剂复合掺用时，常可同时获得增加强度和提高耐久性的双重效果。因此引气剂、引气减水剂特别适用于抗渗、抗冻、抗腐蚀要求较高的混凝土。5.8.5早强剂能提高砼早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂称为早强剂。早强剂可加速水化和硬化，缩短养护周期，提前拆模，加快施工进度。适用于冬季施工或紧急抢修工程，以及要求加快砼强度发展的情

42、况。常用早强剂（1）氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铁等。其中氯化钙早强效果好而成本低，应用最广。掺量为水泥质量的0.5%1%，能使混凝土3d强度提高50%100%，7d强度提高20%40%。（2）硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠，硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝等。其中硫酸钠应用较多。一般掺量为水泥质量的0.5%2%，可使混凝土强度达到设计标准70%的时间缩短一半左右。（3）有机胺类早强剂主要有三乙醇胺，三异丙醇胺、二乙醇胺等。其中早强效果以三乙醇胺为最佳。掺量为水泥质量的0.02%0.05%，能使混凝土早期强度提高50%左右。早强剂的作用机理（1）氯盐类氯盐的掺入能增加水泥矿物的溶解度，

43、加速水泥矿物的水化速度。但氯盐易钢筋锈蚀，在钢筋混凝土结构中，不宜掺用。（2）硫酸盐类以硫酸钠为例，硫酸钠掺入后能发生发下反应：Na2SO4+Ca(OH)2+2H2OCaSO4.2H2O+2NaOH所生成的硫酸钙具有高度分散性，且分布均匀，极易与C3A反应，迅速形成水化硫铝酸钙晶体。同时上述反应的发生也能加快C3S的水化。这就大大加快了混凝土的硬化速度。（3）有机胺类以三乙醇胺为例，三乙醇胺是一种较好的络合剂，在水泥水化的碱性溶液中能与铁离子和铝离子形成比较稳定的络离子，这种络离子与水泥的水化物作用生成溶解度很小的络盐，因此三乙醇胺对水泥水化有较好的催化作用。5.8.6速凝剂速凝剂能使砼迅速凝

44、结硬化。机理：1、消除石膏的缓凝作用；2、能迅速生成铝酸钙类的化合物，使水泥浆速凝。适用于喷射砼和砂浆以及抢修堵漏工程。5.8.7防冻剂防冻剂能使砼在一定负温下正常水化硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度。防冻剂一般由减水剂、引气剂、早强剂复合而成，分三类：氯盐类、氯盐阻锈类、无氯盐类。5.8.8膨胀剂膨胀剂能使砼产生一定体积膨胀，适用于配制补偿收缩砼、和自应力砼。常用膨胀剂有五类：硫铝酸类、氧化钙类、氧化钙硫铝酸类、氧化镁类、金属类。5.3.5.3.掺合料掺合料(additive)(additive)1.1.定义定义与砼其他组分一起，直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废与砼其他组分一起，

45、直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废 料，掺量一般大于水泥重量料，掺量一般大于水泥重量5%。2.2.作用作用 改善砼性能，节约水泥改善砼性能，节约水泥3.3.常用种类常用种类 粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉磨细煤矸石等粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉磨细煤矸石等采用外加剂和掺合料是提高混凝土强度、改善性能、节约水泥和能采用外加剂和掺合料是提高混凝土强度、改善性能、节约水泥和能源的最有效的方法之一。源的最有效的方法之一。近几十年来混凝土外加剂和掺合料的发展很快，国外许多国家外加近几十年来混凝土外加剂和掺合料的发展很快，国外许多国家外加剂和掺合料的使用率达到剂和掺合料的使用率达到60-80%60-80%，有

46、的甚至高达，有的甚至高达100%100%，当前外加剂和掺合料已成为混凝土的第五大组分。当前外加剂和掺合料已成为混凝土的第五大组分。 思考思考请观察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，该水泥请观察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，该水泥混凝土选用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为混凝土选用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为 C3S 53，C2S 25，C3A 15，C4AF 7。请从水。请从水泥的角度分析其选用有否不当之处泥的角度分析其选用有否不当之处 。砼的掺合料在砼拌合物制备时，为了节约水泥，改善砼性能，调节砼强度等级，而加入的天然或者人造的矿物材料，统称为砼掺合料。活性矿物掺合料和非活性

47、矿物掺合料两类。1粉煤灰粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。收集：静电收尘灰、机械收尘灰再加工：磨细灰、风选灰、原状灰粉煤灰的质量分、级。粉煤灰中实心微珠含量较多，未燃尽碳及不规则的粗粒含量较少时，粉煤灰较细，品质较好。粉煤灰的细度越小，能够参与二次水化反应的界面越多，二次水化反应越充分，强度越高。粉煤灰物理性质需水量比值越小，则混凝土拌制时需水量越少，水灰比降低，使混凝土强度也相应越高。多孔玻璃体等非球形颗粒，表面粗糙，粒径较大，会增大需水量，当其含量较多时，使粉煤灰品质下降，因此要降低粉煤灰中的多孔玻璃体含量。在粉煤灰中还含有未燃尽的碳粒，未燃尽的碳粒

48、颗粒较粗，会降低粉煤灰的活性，增大需水性，是有害成分。粉煤灰中含碳量可用烧失量评定，I级粉煤灰的烧失量要求不大于5%。（1）CaO含量按氧化钙含量特征参数分类，粉煤灰可分为：低钙粉煤灰（含量在5%以下）；中钙粉煤灰（含量在515%）；高钙粉煤灰（含量在15%以上）。通常结合态的含量越高（中钙或高钙粉煤灰），越能提高其自硬性，使其活性大大提高，对提高混凝土的早期强度很有帮助。然而我国电厂排放的粉煤灰90%以上为低钙粉煤灰，因此提高粉煤灰中含量，开发高钙粉煤灰不失为改善粉煤灰资源化特性的一条途径。粉煤灰化学成分（2）SO3含量各种粉煤灰的标准规范均规定，硫酸盐的含量应加以限制。粉煤灰中硫酸盐的含量

49、一般以质量的百分数来表示。考虑到与水泥水化产物水化铝酸钙发生反应，生成破坏性的钙矾石（水化硫铝酸钙），因此各国粉煤灰标准中都把视为有害成分，规定其最大限值为2.5%5%，我国规范规定为3%。（4）含水量粉煤灰中水分的存在会使活性降低，产生一定的粘附力，易于结团，影响干状粉煤灰的包装运输、储存和应用，我国规范规定I级粉煤灰中含水量不超过1%。粉煤灰使用效果粉煤灰具有形态效应、火山灰效应和微集料效应。形态效应可以减少混凝土的单位用水量，在保证混凝土强度的前提下，减少水泥用量，降低混凝土的绝对温升和混凝土中温度裂缝发生的概率火山灰效应可提高混凝土的后期强度；粉煤灰的微集料效应所产生的致密热能，减少硬

50、化混凝土的有害孔比例，有效提高混凝土的密实性；粉煤灰的化学作用产生的水化产物则起到骨架作用，提高粘结强度，因而提高混凝土的抗裂性能。粉煤灰的掺用方法：1、等量取代法：粉煤灰代替等质量的水泥。可减小水泥用量，降低水化热，改善和易性，提高抗渗性，早期强度较低，后期强度可与基准砼相当。该方法适用于大体积砼。2、粉煤灰代砂法：保持水泥用量不变，粉煤灰代替砂，可提高和易性，抗渗性和强度。3、超量取代法：粉煤灰的掺量大于所代替的水泥量，其余粉煤灰取代同体积的砂，可节约水泥和砂的用量，保持石子及用水量，保持砼28天强度及和易性。2硅粉硅粉是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘，是微细的

51、玻璃球体，有很高的活性。效果：（1）改善砼拌合物的和易性（2）提高砼强度，配制高强、超高强混凝土（3）改善砼的孔结构，提高砼抗渗性，抗冻性、耐磨性及抗蚀性（4）抑制碱骨料反应，防止锈蚀5.9.3超细矿渣超细矿渣是将粒化高炉矿渣磨成超细微粒，代替硅粉来配制高强、超高强砼。超细矿渣的比表面积大于450m2/kg，可等量代替15%50%的水泥。使用效果（1）可配制高强混凝土及C100以上的超高强混凝土（2）混凝土干缩率减小，抗冻、抗渗性能提高，提高混凝土耐久性（3）改善混凝土拌合物的和易性，可配制大流动性且不离析的泵送混凝土。沸石粉天然的沸石岩磨细而成的。沸石岩是一种经天然煅烧后的火山灰质铝硅酸盐矿

52、物。有一定量活性二氧化硅和三氧化铝，能与水泥水化析出的氢氧化钙作用，生成凝胶物质。沸石粉使用效果（1）提高混凝土强度，配制高强混凝土用525号普通硅酸盐水泥，以等量取代法掺入10%15%的沸石粉，再加入适量的高效减水剂，可以配制出抗压强度为70MPa的高强混凝土。（2）改善混凝土和易性，配制流态混凝土及泵送混凝土 5.4.2 5.4.2 混凝土掺合料混凝土掺合料 混凝土掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细混凝土掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细的混合材料，它是在混凝土的混合材料，它是在混凝土( (或砂浆或砂浆) )搅拌前或在搅搅拌前或在搅拌过程中，与混凝土拌过程中，与混凝土( (或砂浆或砂浆

53、) )其他组分一样，直接其他组分一样，直接加入的一种外掺料。加入的一种外掺料。 用于混凝土的掺合料绝大多数是具有一定活性的用于混凝土的掺合料绝大多数是具有一定活性的固体工业废渣。掺合料不仅可以取代部分水泥、减固体工业废渣。掺合料不仅可以取代部分水泥、减少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。因此，混凝凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。因此，混凝土中掺用掺合料，其技术、经济和环境效益是十分土中掺用掺合料，其技术、经济和环境效益是十分显著的。显著的。 1 1粉煤灰粉煤灰 （1 1）粉煤灰的种类及技术要求）粉煤灰的种类

54、及技术要求 拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰分为拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰分为F F类粉煤灰和类粉煤灰和C C类粉煤灰两类。类粉煤灰两类。F F类粉煤灰是由无烟煤或烟煤燃烧类粉煤灰是由无烟煤或烟煤燃烧收集的，其收集的，其CaOCaO含量不大于含量不大于1010或游离或游离CaOCaO含量不大含量不大于于1 1；C C类粉煤灰是由褐煤或次烟煤燃烧收集的，类粉煤灰是由褐煤或次烟煤燃烧收集的，其其CaOCaO含量大于含量大于1010或游离或游离CaOCaO含量大于含量大于1 1，又称，又称高钙粉煤灰。高钙粉煤灰。 F F类和类和C C类粉煤灰又根据其技术要求分为类粉煤灰又根据其技术要求分为级、级、级和级和

55、级三个等级。级三个等级。 (2)(2)粉煤灰效应及其对混凝土性质的影响粉煤灰效应及其对混凝土性质的影响 活性效应。粉煤从中所含的活性效应。粉煤从中所含的SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3具有化具有化学活性，它们能与水泥水化产生的学活性，它们能与水泥水化产生的Ca(OH)Ca(OH)2 2反应，反应，生成类似水泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸生成类似水泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶凝材料一部分而起增强作用。钙，可作为胶凝材料一部分而起增强作用。 颗粒形态效应。煤粉在高温燃烧过程中形成的颗粒形态效应。煤粉在高温燃烧过程中形成的粉煤灰颗粒，绝大多数为玻璃微珠，掺入混凝

56、土中粉煤灰颗粒，绝大多数为玻璃微珠，掺入混凝土中可减小内摩阻力，从而减少混凝土的用水量，起减可减小内摩阻力，从而减少混凝土的用水量，起减水作用。水作用。 微骨料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在微骨料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构和增大密实度。结构和增大密实度。 (3)(3)混凝土掺用粉煤灰的规定及方法混凝土掺用粉煤灰的规定及方法 混凝土工程掺用粉煤灰时，应按混凝土工程掺用粉煤灰时，应按粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土应用技术规范的规定，对于不同的混凝土工程，选应用技术规范的规定，对于不同的混凝土工程，选用

57、相应等级的粉煤灰用相应等级的粉煤灰 。 混凝土中掺用粉煤灰，一般有以下三种方法：混凝土中掺用粉煤灰，一般有以下三种方法： 等量取代法等量取代法 超量取代法超量取代法 外加法外加法 2 2粒化高护矿渣粉粒化高护矿渣粉 用作混凝土掺合料的粒化高炉矿渣粉是由粒化用作混凝土掺合料的粒化高炉矿渣粉是由粒化高炉矿渣经干燥、粉磨达到相当细度的一种粉体。高炉矿渣经干燥、粉磨达到相当细度的一种粉体。粉磨时也可添加适量酌石膏和助磨剂。粒化高炉矿粉磨时也可添加适量酌石膏和助磨剂。粒化高炉矿渣粉简称矿渣粉，又称矿渣微粉。渣粉简称矿渣粉，又称矿渣微粉。 3 3硅灰硅灰 硅灰又称凝聚硅灰或硅粉，为电弧炉冶炼硅金属硅灰又称

58、凝聚硅灰或硅粉，为电弧炉冶炼硅金属或硅铁合金的副产品。在温度高达或硅铁合金的副产品。在温度高达20002000下将石下将石英还原成硅时，会产生英还原成硅时，会产生SiSi气体，到低温区再氧化成气体，到低温区再氧化成SiO2SiO2，最后冷凝成极微细的球状颗粒固体。，最后冷凝成极微细的球状颗粒固体。 5.005.002.502.501.251.250.6300.6300.3150.3150.1600.16010010080.080.063.063.050.050.040.040.031.531.525.025.020.020.016.016.010.010.05.05.05.55.5骨料骨料（a

59、ggregateaggregate）的定义与分类）的定义与分类碎碎石石卵卵石石天天然然砂砂人人工工砂砂混混合合砂砂粗骨料粗骨料细骨料细骨料mmmmmmmm 骨料的作用骨料的作用 骨架作用，传递应力骨架作用，传递应力 抑制收缩，防止开裂抑制收缩，防止开裂为什么把砂石称为骨料？为什么把砂石称为骨料？在传统观念中把砂石叫做骨料的原因是在传统观念中把砂石叫做骨料的原因是认认为骨料起强度作用而作为混凝土的骨架，为骨料起强度作用而作为混凝土的骨架，这是一种误解。这是一种误解。骨料的骨架作用主要是稳定混凝土的体积骨料的骨架作用主要是稳定混凝土的体积而不是强度。而不是强度。纯的水泥浆体硬化后收缩过纯的水泥浆体

60、硬化后收缩过大，无法用于结构，必须有骨料对水泥浆大，无法用于结构，必须有骨料对水泥浆体的收缩起约束作用，而且骨料在混凝土体的收缩起约束作用，而且骨料在混凝土中必须占据大部分体积。中必须占据大部分体积。 决定混凝土强度的不是骨料决定混凝土强度的不是骨料对混凝土的强度其决定作用的是对混凝土的强度其决定作用的是混凝土的水灰比（水胶比），所混凝土的水灰比（水胶比），所以目前用强度很低的轻骨料（陶以目前用强度很低的轻骨料（陶粒）已能配制出粒）已能配制出C50C50的泵送混凝土。的泵送混凝土。 如果不能用足够包裹骨料的最少量的浆体和最大量的骨料如果不能用足够包裹骨料的最少量的浆体和最大量的骨料组成具有工程

61、所需要的良好施工性能的拌和物，是不可能得到组成具有工程所需要的良好施工性能的拌和物，是不可能得到耐久的混凝土的。耐久的混凝土的。我国混凝土质量比西方国家的差，主要原因在于骨料的质我国混凝土质量比西方国家的差，主要原因在于骨料的质量；量；骨料质量首先不是强度，重要的是使用级配和粒形良好的骨料质量首先不是强度，重要的是使用级配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。骨料可以得到最小用水量的拌和物。一一. .水泥水泥( (cement) ) 1. 1.品种品种 依据工程结构特点、使用环境及水泥特性选择依据工程结构特点、使用环境及水泥特性选择 2.2.强度等级强度等级 水泥强度等级应与砼强度等级相

62、适应水泥强度等级应与砼强度等级相适应 （1 1）中、低）中、低强度等级砼（强度等级砼（C60C60），），水泥强度等级水泥强度等级=(1.5-2.5)=(1.5-2.5)砼强度等级砼强度等级 （2 2）高）高强度等级砼（强度等级砼（C60C60），），水泥强度等级水泥强度等级=(0.8-1.5)=(0.8-1.5)砼强度等级砼强度等级二二. .水水(water)(water) 基本要求基本要求 不影响砼的凝结和硬化；无损于砼强度发展和耐久性；不影响砼的凝结和硬化；无损于砼强度发展和耐久性； 不加快钢筋锈蚀不加快钢筋锈蚀; ;不引起预应力钢筋脆断不引起预应力钢筋脆断; ;不污染砼表面。不污染砼表

63、面。. .细骨料细骨料(fine-aggregate)(fine-aggregate) 1. 1.定义定义 粒径在粒径在0.15mm-4.75mm0.15mm-4.75mm的骨料称为细骨料，常称作砂的骨料称为细骨料，常称作砂(sand)(sand)。 按产源分按产源分 天然砂天然砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂 2.2.分类分类 人工砂人工砂机制砂、混合砂机制砂、混合砂 按细度模数分按细度模数分 粗砂、粗砂、中中砂、细砂砂、细砂种类种类颗粒形状颗粒形状表面特征表面特征和易性和易性强度强度河砂河砂 圆、椭圆圆、椭圆 光滑光滑 好好 低低 海砂海砂山砂山砂多棱角多棱角 粗糙粗

64、糙 差差 高高 盲目无度的非法采砂盲目无度的非法采砂导致河床下陷，使位导致河床下陷，使位于晋江上游西溪上的于晋江上游西溪上的漳（平）泉（州）线漳（平）泉（州）线跨河铁路桥的桥墩基跨河铁路桥的桥墩基础严重裸露，直接威础严重裸露，直接威胁着铁路桥列车运行胁着铁路桥列车运行的安全的安全海砂含盐要警惕！海砂含盐要警惕！. .泥、泥块、有害物质泥、泥块、有害物质 含泥量含泥量-粒径小于粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒；的颗粒； 石粉含量石粉含量-人工砂中粒径小于人工砂中粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒；的颗粒； 泥块含量泥块含量-粗（细）集料中粒径大于粗（细）集料中粒径大于4.754

65、.75（1.181.18），水洗），水洗后小于后小于2.232.23（0.60.6）mmmm的颗粒的颗粒 (2)(2)有害物质有害物质 包括云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、包括云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯盐等氯盐等 (3)(3)危害危害泥泥, ,泥块泥块, ,云母云母, ,轻物质轻物质粘附在砂的表面粘附在砂的表面, ,妨碍妨碍水泥与砂的粘结水泥与砂的粘结, , 降低砼的强度降低砼的强度, ,增加砼的用水量增加砼的用水量, ,加大砼的收缩加大砼的收缩, ,降低砼的抗渗性和抗冻性。降低砼的抗渗性和抗冻性。硫化物及硫酸盐硫化物及硫酸盐对水泥有对水泥有( (硫酸盐硫酸盐) )腐蚀作用

66、腐蚀作用有机物有机物会分解出有机酸对水泥有腐蚀作用会分解出有机酸对水泥有腐蚀作用氯盐氯盐对钢筋有腐蚀作用。对钢筋有腐蚀作用。 . .粗细程度粗细程度 (1)(1)定义定义不同粒径的砂粒混合在一起后的平均（总体）粗不同粒径的砂粒混合在一起后的平均（总体）粗 细程度细程度 (2)(2)目的目的使砂的使砂的总表面积总表面积较小较小, ,包裹砂粒表面的水泥浆较少包裹砂粒表面的水泥浆较少, , 从而节约水泥用量从而节约水泥用量 (3)(3)测定测定用筛分析方法用筛分析方法( (简称筛析法简称筛析法) )测定测定筛孔尺寸筛孔尺寸 mm筛余量筛余量（g g）分计筛余百分率分计筛余百分率（%）累计筛余百分率累

67、计筛余百分率（%）5m1a1A1=a12.50m2a2A2=a1+a21.25m3a3A3=a1+a2+a30.63m4a4A4=a1+a2+a3+a40.315m5a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.16m6a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6 (4) (4)指标指标细度模数细度模数 (5)(5)分类分类 f f = 3.1-3.7= 3.1-3.7为粗砂，为粗砂，f f = 2.3-3.0= 2.3-3.0为中砂，为中砂， f f = 1.6-2.2= 1.6-2.2为细砂，为细砂，f f =0.7-1.5=0.7-1.5为特细砂为特细砂 配制砼时优先选用配制砼时优先选用中粗

68、砂中粗砂 . .颗粒级配颗粒级配 (1)(1)定义定义砂中不同粒径颗粒的搭配情况砂中不同粒径颗粒的搭配情况 (2)(2)目的目的使砂的使砂的总空隙率总空隙率较小，填充砂粒空隙的水泥浆较较小，填充砂粒空隙的水泥浆较 少，从而节约水泥用量。少，从而节约水泥用量。 (3)(3)测定测定用筛分析方法用筛分析方法( (简称筛析法简称筛析法) )测定测定 (4)(4)评定评定 按按0.6mm0.6mm筛孔累计筛余百分率分成三个级配区筛孔累计筛余百分率分成三个级配区 I I、 IIII、 IIIIII区。区。 区区累计筛余累计筛余百分率百分率%筛孔筛孔尺寸尺寸10mm0005mm1001001002.5mm

69、3552501501.25mm653550102500.63mm8571704140160.315mm9580927085550.16mm100901009010090级配区级配区砂的级配曲线砂的级配曲线/%1区2区3区/mm图4.2砂的级配曲线/mm/% 筛分曲线超过筛分曲线超过3 3区往左上偏时，表示砂过细，拌制混凝区往左上偏时，表示砂过细，拌制混凝土时需要的水泥浆量多，易使混凝土强度降低，收缩增大；土时需要的水泥浆量多，易使混凝土强度降低，收缩增大；超过超过1 1区往右下偏时，表示砂过粗，配制的混凝土，其拌合区往右下偏时，表示砂过粗，配制的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，而且内摩擦大，

70、不易振倒成型。一般物的和易性不易控制，而且内摩擦大，不易振倒成型。一般认为，处于认为，处于2 2区级配的砂，其粗细适中，级配较好，是配制区级配的砂，其粗细适中，级配较好，是配制混凝土的最理想的级配区。混凝土的最理想的级配区。 (5)(5)级配合格的标志级配合格的标志 各筛孔累计筛余百分率各筛孔累计筛余百分率(Ai)(Ai)落在任一级配区落在任一级配区, ,级配合格级配合格 除除4.75mm4.75mm、0.6mm0.6mm外，外，允许有少量超出，但超出总量不大于允许有少量超出，但超出总量不大于 5%5%，级配合格，级配合格 配制砼时优先选用配制砼时优先选用IIII区区砂砂合理级配的砂：合理级配

71、的砂：u粗细颗粒含量适当粗细颗粒含量适当u空隙率小空隙率小u总表面积小总表面积小u水泥浆的用量少水泥浆的用量少u混凝土的和易性好混凝土的和易性好u密实度高密实度高u强度及耐久性高强度及耐久性高四四. .粗骨料粗骨料(coarse-aggregate)(coarse-aggregate) 1. 1.定义定义粒径在粒径在4.75mm -90mm4.75mm -90mm的骨料称为粗骨料，常称作石的骨料称为粗骨料，常称作石子子(gravel)(gravel)。 2.2.分类分类 按产源分按产源分 碎石、卵石碎石、卵石 按粒径尺寸分按粒径尺寸分 连续级配、单粒级（间断级配）连续级配、单粒级（间断级配）四

72、四. .粗骨料粗骨料(coarse-aggregate)(coarse-aggregate) 1. 1.定义定义粒径在粒径在4.75mm -90mm4.75mm -90mm的骨料称为粗骨料，常称作石的骨料称为粗骨料，常称作石子子(gravel)(gravel)。 2.2.分类分类 按产源分按产源分 碎石、卵石碎石、卵石 按粒径尺寸分按粒径尺寸分 连续级配、单粒级（间断级配）连续级配、单粒级（间断级配） 3.3.泥、泥块、有害物质泥、泥块、有害物质 有害物质有害物质包括有机物、硫化物及硫酸盐等包括有机物、硫化物及硫酸盐等 4.4.颗粒形状颗粒形状( (粒形）粒形） （1 1）最佳形状）最佳形状球

73、形、正方体形球形、正方体形 （2 2）最差形状）最差形状针状颗粒、片状颗粒针状颗粒、片状颗粒 针状、片状颗粒针状、片状颗粒定义详教材定义详教材 危害危害拌合物和易性差，砼强度降低，耐久性差（骨料空隙拌合物和易性差，砼强度降低，耐久性差（骨料空隙率大）率大）骨料形状骨料形状棱角状棱角状 浑圆状浑圆状 针状针状 片状片状C30C30，含量，含量15%15%；C30C30，含量，含量25%25%5.5.最大粒径最大粒径( (粒径）粒径） (1) (1)定义定义粗骨料公称粒粗骨料公称粒级的上限级的上限 (2)(2)目的目的表示粗骨料的表示粗骨料的粗细程度粗细程度。 粗骨料总表面积较小粗骨料总表面积较小

74、节约水泥节约水泥 条件许可时，粗骨料的最大粒径大应条件许可时，粗骨料的最大粒径大应尽量大尽量大。 (3)(3)砼结构工程施工质量验收规范砼结构工程施工质量验收规范(GB50204(GB502042002)2002)规定：规定： 砼梁、柱、墙的粗骨料的最大粒径：砼梁、柱、墙的粗骨料的最大粒径： 1/41/4截面最小尺寸，且截面最小尺寸，且3/43/4钢筋净距。钢筋净距。 砼板的粗骨料的最大粒径砼板的粗骨料的最大粒径1/21/2板厚，且板厚，且40mm40mm。 某砼柱截面为某砼柱截面为300300 400mm400mm，柱中受力钢筋直径为，柱中受力钢筋直径为22mm22mm，受力筋间距为受力筋间

75、距为66mm66mm。则该柱砼所用石子最大粒径为多少。则该柱砼所用石子最大粒径为多少mmmm？ 解：解：依据依据GB502042002规定规定：骨料粒径大于保护层厚度造成的缺陷6.6.强度强度 (1)强度强度 岩石强度（仅用于碎石，且砼岩石强度（仅用于碎石，且砼C60时才检验）时才检验） 压碎指标（用于碎石、卵石）压碎指标（用于碎石、卵石） a)岩石强度岩石强度用母岩制作用母岩制作50mm立方体（立方体（或直径和高均为或直径和高均为 50mm50mm圆柱体圆柱体）浸水）浸水48h， 测定抗压强度，要测定抗压强度，要 求：岩石抗压强度求：岩石抗压强度1.5砼强度等级。砼强度等级。 b)压碎指标压

76、碎指标一定重量气干状态的一定重量气干状态的9.5mm19mm碎石装碎石装 入标准筒内，按规定速度加荷至入标准筒内，按规定速度加荷至200KN，卸，卸 荷后称取试样重荷后称取试样重M0, 用用2.36mm筛筛去细粒，筛筛去细粒， 称取筛余重称取筛余重M1。 压碎指标压碎指标是表示粗骨料强度的间接指标。是表示粗骨料强度的间接指标。 压碎指标越小压碎指标越小,粗骨料强度越高。反之。粗骨料强度越低。粗骨料强度越高。反之。粗骨料强度越低。7.7.颗粒级配颗粒级配 (1)(1)定义定义 石子中不同粒径颗粒的搭配情况石子中不同粒径颗粒的搭配情况 (2)(2)目的目的 使石子的总空隙率较小使石子的总空隙率较小

77、节约水泥用量节约水泥用量 (3)(3)测定测定 用筛分析方法用筛分析方法( (简称筛析法简称筛析法) )测定测定 (4)(4)类型类型 连续级配和单粒级连续级配和单粒级( (间断级配间断级配) ) 连续级配连续级配 石子由小到大各粒级相连的级配石子由小到大各粒级相连的级配. . 间断级配间断级配 小颗粒粒径石子直接与大颗粒粒径石子相配小颗粒粒径石子直接与大颗粒粒径石子相配, ,中间中间 缺了一段粒级的级配。缺了一段粒级的级配。8 8. .坚固性坚固性 定义与要求同细骨料定义与要求同细骨料 碎石碎石表面粗糙，棱角多，且较洁净，与水泥石粘结牢固；表面粗糙，棱角多，且较洁净，与水泥石粘结牢固； 卵石

78、卵石表面光滑，有机杂质含量较多，与水泥石粘结力较差；表面光滑，有机杂质含量较多，与水泥石粘结力较差；在相同条件下，在相同条件下，卵石砼强度较碎石砼强度低；卵石砼强度较碎石砼强度低； 在单位用水量相同条件下，在单位用水量相同条件下，卵石砼流动性较碎石砼大；卵石砼流动性较碎石砼大；思考思考请观察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，该水泥请观察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，该水泥混凝土选用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为混凝土选用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为 C3S 53，C2S 25，C3A 15，C4AF 7。请从水。请从水泥的角度分析其选用有否不当之处泥的角度分析其选用有否不当之

79、处 。5.6.5.6.砼的主要技术性能砼的主要技术性能 拌合物拌合物(fresh concrete)的性能的性能和易性和易性(Workability)(Workability) 砼性能砼性能 强度强度(Strength)(Strength) 硬化砼的性能硬化砼的性能 变形变形(Deformation) (Deformation) 耐久性耐久性(DurabilityDurability)QualityStrengthDurabilityWorkabilityDeformation一、和易性一、和易性和易性的综合含义和易性的综合含义流动性流动性+ +粘聚性粘聚性+ +保水性保水性= =和易性和易性

80、流动性流动性 指砼拌和物在自重或施工机械振捣指砼拌和物在自重或施工机械振捣的作用下，能够流动并均匀密实地填满摸板的作用下，能够流动并均匀密实地填满摸板的性能。的性能。粘聚性粘聚性 保持整体均匀的能力。保持整体均匀的能力。保水性保水性 保持一定水分不使泌出的能力。保持一定水分不使泌出的能力。和易性测试和易性测试坍落度试验坍落度试验和易性分析和判断和易性分析和判断流动性流动性 坍落度大坍落度大 流动性大流动性大粘聚性用捣棒在的拌和物的侧面轻轻敲粘聚性用捣棒在的拌和物的侧面轻轻敲打，出现三种情况打，出现三种情况真实坍落真实坍落 粘聚性好粘聚性好沿斜面下滑或骨料外露沿斜面下滑或骨料外露 粘聚性差粘聚性

81、差 崩裂崩裂保水性观察稀浆析出保水性观察稀浆析出 较多的稀浆析出较多的稀浆析出保水性差保水性差 无稀浆析出无稀浆析出保水性好保水性好由坍落度的不同可将砼拌和物分为：由坍落度的不同可将砼拌和物分为：大流动性砼大流动性砼 T 160 mm流流 动动 性性 砼砼 100 150 mm塑塑 性性 砼砼 50 90 mm低低 塑塑 性性 砼砼 10 40 mm和易性测试和易性测试维勃稠度试验维勃稠度试验维勃稠度试验维勃稠度试验干硬性或低塑性混凝土干硬性或低塑性混凝土Thin CompositeThin CompositeLowLowVebe ConsistometerVebe Consistometer

82、Great MobilityGreat MobilityHighHighVebe ConsistometerVebe ConsistometerThick CompositeThick CompositeSmall MobilitySmall Mobilityu分析和判断分析和判断维勃稠度值小维勃稠度值小 拌和物稀拌和物稀 流动性大流动性大 维勃稠度值大维勃稠度值大 拌和物稠拌和物稠 流动性小流动性小在不影响施工操作和保证密实成型的前在不影响施工操作和保证密实成型的前提下提下, ,应尽量选择较小的流动性。应尽量选择较小的流动性。总原则总原则选择选择根据构件截面的大小、捣实方法和钢筋疏根据构件截

83、面的大小、捣实方法和钢筋疏密等条件确定密等条件确定 流动性的选择与应用流动性的选择与应用坍落度坍落度(mm) (mm) 拌合物类型拌合物类型 应用范围应用范围 160160大流动性大流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋密泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构布的结构100-150100-150流动性流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋密泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构布的结构50-9050-90塑性塑性普通结构普通结构, ,最常用最常用10-4010-40低塑性低塑性( (低流低流动性动性) )强力振捣、预制构件及基础、无强力振捣、预制构件及基础、无配筋的厚大结构等配筋的厚大结构等4.4.影响影响和

84、易性的因素和易性的因素组成材料的影响组成材料的影响水灰比水灰比水灰比水灰比水泥浆数量水泥浆数量水泥浆数量水泥浆数量SpSp骨料骨料骨料骨料环境因素的影响环境因素的影响时间时间时间时间温度温度温度温度水灰比水灰比(水泥浆稠度水泥浆稠度) 当水泥用量一定时当水泥用量一定时 水灰比小水灰比小混凝土干混凝土干坍落度小坍落度小不易密实不易密实成型；成型；水灰比过小水灰比过小崩溃崩溃粘聚性差粘聚性差硬化后混凝硬化后混凝土的强度及耐久性降低土的强度及耐久性降低 水灰比大水灰比大混凝土稀混凝土稀坍落度大坍落度大易离析、易离析、分层、泌水分层、泌水硬化后强度及耐久性降低硬化后强度及耐久性降低水灰比合适水灰比合适

85、拌合物能均匀且密实成型拌合物能均匀且密实成型必必须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择W/C组成材料的影响组成材料的影响W/C的影响的影响水泥浆数量水泥浆数量 ( (用水量或浆用水量或浆/ /集比集比) )W/CW/C一定一定水泥浆多水泥浆多流动性大流动性大; ;过多过多流浆流浆粘聚性差粘聚性差影响硬化后的性质影响硬化后的性质 水泥浆数量少水泥浆数量少流动性小流动性小不密实；过少崩溃不密实；过少崩溃粘聚性差粘聚性差影响硬化后的性质影响硬化后的性质 水泥浆数量适量水泥浆数量适量满足流动性的要求且有较好满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性的粘聚性和保水性根

86、据施工要求的坍落度选根据施工要求的坍落度选择择 水泥浆数量的影响水泥浆数量的影响砂率砂率SpSp指混凝土中砂的质量占砂石总量的比指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例例S Sp p=S/(S+G)=S/(S+G)当当W W和和C C一定时，一定时，S Sp p决定了骨料的空隙率和总决定了骨料的空隙率和总表面积表面积砂率过小砂率过小砂浆数量不足砂浆数量不足对骨料的润滑作对骨料的润滑作用差用差流动性差且易离析流动性差且易离析 砂率过大砂率过大总表面积大总表面积大水泥浆多用于包裹水泥浆多用于包裹砂子及填空砂子及填空 润滑作用小润滑作用小流动性小流动性小砂率砂率 Sp的影响的影响颗粒形状与表面特征颗粒形状

87、与表面特征l碎石或山砂的表面粗糙、多棱角碎石或山砂的表面粗糙、多棱角流动性差流动性差l卵石或河砂的表面光滑、圆润卵石或河砂的表面光滑、圆润 流动性好流动性好级配级配l级配好级配好 W W一定时，空隙小一定时，空隙小 流动性好流动性好l级配差级配差 W W一定时，空隙大一定时，空隙大 流动性差流动性差DmaxDmax大大水泥浆一定时，表面积小水泥浆一定时，表面积小流动性好流动性好最大粒径最大粒径DmaxDmax骨料的影响骨料的影响时间的影响时间的影响l时间延长时间延长水化作用水化作用+ +水分蒸发水分蒸发+ +骨料吸水骨料吸水流动性流动性l施工中施工中, ,测坍落度在混凝土拌合物拌好测坍落度在混

88、凝土拌合物拌好1515分钟内进行分钟内进行环境因素的影响环境因素的影响SlumpTimel温度升高温度升高流动性流动性l施工中为了保证一定的工作性施工中为了保证一定的工作性, ,必须注意环境温度必须注意环境温度的影响的影响, ,夏季混凝土拌合物用水量夏季混凝土拌合物用水量 冬季用水量冬季用水量. . SlumpTemperature温度的影响温度的影响5.5.改善改善和易性的措施和易性的措施尽可能降低砂率尽可能降低砂率，或采用，或采用合理砂率；合理砂率；改善砂、石改善砂、石的级配；的级配； 尽量采用较粗的砂、石；尽量采用较粗的砂、石；当拌合物的当拌合物的坍落度坍落度太小太小时，时，保持水灰比不

89、变，增加水泥和水的保持水灰比不变，增加水泥和水的用量用量；当拌合物的；当拌合物的坍落度坍落度太大太大，但粘聚性良好时，但粘聚性良好时，保持保持砂率砂率不不变，增加变，增加砂、石用量砂、石用量。当粘聚性、保水性不良时，增大砂率。当粘聚性、保水性不良时，增大砂率。采用添加剂采用添加剂5.6. (Strength)5.6. (Strength) 1.1.定义定义 标准试件：标准试件：150150150mm150150150mm，一组，一组3 3块；块； 立方体抗压强度立方体抗压强度fcucu 标准养护：标准养护：t=20=2022；RH95%95%； （砼强度的特征值）（砼强度的特征值） 标准试验方

90、法：测得标准试验方法：测得28d28d的的抗压强度抗压强度 非标准试件非标准试件100100100100100100mmmm的强度换算系数为的强度换算系数为0.950.95 200200200 200200200mmmm的强度换算系数为的强度换算系数为1.051.05 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值( (或称：立方体抗压标准强度或称：立方体抗压标准强度) )fcu,kcu,k 具有具有95%95%保证率的立方体抗压强度保证率的立方体抗压强度 P（t）95%t0t(l)概率强度保证率P(t)f设设f配配强度平均强度l普通混凝土的十二个等级如下图所示：普通混凝土的十二个等级如下图所示：c

91、oncretefcu,k其它强度其它强度 轴心轴心( (棱柱体棱柱体) )抗压强度抗压强度fcpcp 用用150150300mm150150300mm标准试件标准试件,养护条养护条件和试验方法同件和试验方法同立方体抗压强度。立方体抗压强度。 fcpcp=(0.7-=(0.7-0.8)0.8)fcucu抗拉强度抗拉强度ftptp 一般采用一般采用劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度ftsts代表。代表。 ftptp=(1/10-1/20)=(1/10-1/20)fcpcp抗弯拉强度抗弯拉强度ftftf( (又称：抗折强度又称：抗折强度) )是路面水泥砼的主要强是路面水泥砼的主要强度指标度指标2.2.影响砼强

92、度的因素影响砼强度的因素 (1)(1)水泥强度等级和水灰比水泥强度等级和水灰比 影响砼影响砼强度的强度的决定性因素决定性因素 在相同在相同条件下，条件下，水泥强度等级越高，配制的水泥强度等级越高，配制的砼砼强度越高，二强度越高，二者呈者呈直线直线关系关系试验证明：砼试验证明：砼强度随水灰比增大而降低，二者呈强度随水灰比增大而降低，二者呈曲线曲线关系关系 砼砼强度随灰水比的增大而增大，二者呈强度随灰水比的增大而增大，二者呈直线直线关系关系 水泥等级提高水泥等级提高水泥石强度提高水泥石强度提高混凝土强度提高混凝土强度提高 与骨料的粘结强度提高与骨料的粘结强度提高水灰比定则（鲍罗米公式）水灰比定则（

93、鲍罗米公式） 式中：式中：f fcucu 砼砼28d28d抗压强度抗压强度, MPa, MPaC/WC/W 灰水比（水泥灰水比（水泥/ /水）水） A A、B B 回归系数，碎石：回归系数，碎石：A=0.46,B=0.07；卵石：卵石：A=0.48,B=0.33 f fcece 水泥水泥28d28d抗压抗压强度的实测值，强度的实测值，MPa。 当无当无水泥水泥28d28d抗压抗压强度的实测值时，强度的实测值时， f fcece=k=kc cf fce,kce,k k kc c 水泥水泥强度等级值的富余强度等级值的富余系数，一般取系数，一般取1.06-1.181.06-1.18。 f fcece

94、，k k水泥水泥强度等级标准值。强度等级标准值。32.5级水泥，级水泥，f fcece，k k=32.5MPa=32.5MPa，以此类推。，以此类推。 鲍罗米公式的用途鲍罗米公式的用途 已知：水泥已知：水泥强度强度f fcece，水灰比水灰比W/CW/C，骨料种类，骨料种类(A(A、B)B),求求:砼砼28d28d抗压抗压强度强度f fcucu 已知：水泥已知：水泥强度强度f fcece，砼砼强度等级强度等级f fcucu，骨料种类，骨料种类(A(A、B)B)；求；求：水灰比水灰比W/CW/C 用用32.5P32.5PO O水泥配制卵石砼，制作水泥配制卵石砼，制作100100100mm1001

95、00100mm的试件的试件三块，在标准三块，在标准条件下养护条件下养护7d，测得破坏荷载分别为，测得破坏荷载分别为140KN、135KN、144KN。 试计算该砼试计算该砼28d28d的标准立方体抗压强度，的标准立方体抗压强度， 试计算该砼的试计算该砼的水灰比（水灰比（k kc c=1.13=1.13）(2)(2)骨料的影响骨料的影响粗骨料的强度、粒径及级配粗骨料的强度、粒径及级配等是影响混凝土强度的重要因素。等是影响混凝土强度的重要因素。裂纹扩展至骨料裂纹扩展至骨料时绕界面而过时绕界面而过骨料强度高骨料强度高混凝土强度高混凝土强度高Dmax强度强度无影响无影响W/C0.65fcu 碎石碎石=

96、1.38fcu 卵石卵石W/C0.4(3)(3)养护温度和湿度养护温度和湿度温度越高，水泥的水化速度越快，混凝土强度越高。温度越高，水泥的水化速度越快，混凝土强度越高。湿度越大，水泥水化程度越高。湿度越大，水泥水化程度越高。温度温度水泥水化水泥水化速度速度混凝土强度混凝土强度温度温度水泥水化速度水泥水化速度混凝土强度混凝土强度(4)(4)龄期龄期 正常正常养护条件下，砼强度随龄期的增长而增长养护条件下，砼强度随龄期的增长而增长 标准标准养护条件下，养护条件下， 砼强度与龄期的关系如下：砼强度与龄期的关系如下： 公式适用于：用普通水泥配制，标准公式适用于：用普通水泥配制，标准条件养护，中等强度等

97、级条件养护，中等强度等级的普通砼。的普通砼。自然自然养护养护 砼在自然条件下砼在自然条件下（平均气温高于平均气温高于55且表面且表面潮潮 湿湿）的养护的养护蒸汽养护蒸汽养护 将砼放在温度低于将砼放在温度低于100100的常压蒸汽中进的常压蒸汽中进 行养护行养护蒸压养护蒸压养护 将砼构件放在温度低于将砼构件放在温度低于175175及及8 8个大气压个大气压 的压蒸锅中进行养护的压蒸锅中进行养护砼砼养养护护条条件件n耐久性定义耐久性定义 混凝土抵抗混凝土抵抗环境介质作用环境介质作用并长期保持其良好并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全

98、、正常使用的能力称为耐久性。结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。 n内容内容 混凝土耐久性是一项综合性能，主要包括抗混凝土耐久性是一项综合性能，主要包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性及碱骨渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性及碱骨料抑制性。料抑制性。 三、耐久性1 1、混凝土的碳化（中性化）、混凝土的碳化（中性化）、混凝土的碳化（中性化）、混凝土的碳化（中性化）n(1).混凝土碳化的定义混凝土碳化的定义 混混凝凝土土内内水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙与与空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳，在在湿湿度度相相宜宜时时发发生生化化学学反反应应，生生成成碳碳酸酸钙钙和和水水，使使混混凝凝土土碱碱

99、度度降降低低的的过过程程，叫叫碳碳化化，也称中性化。也称中性化。 (2)混凝土碳化的危害n降低降低pH值，当值，当pH从从1213降至降至10.8时，时，钢筋开始锈蚀。钢筋开始锈蚀。 n消耗消耗Ca(OH)2,使混凝土中水化物分解，使混凝土中水化物分解，产生大量硅胶和铝胶。产生大量硅胶和铝胶。 n碳化收缩，导致混凝土表面裂缝。碳化收缩，导致混凝土表面裂缝。（3）碳化的优点n增大了表面硬度。增大了表面硬度。 n促使水泥进一步水化，混凝土密实促使水泥进一步水化，混凝土密实度提高，适当碳化可使混凝土抗压度提高，适当碳化可使混凝土抗压强度提高。强度提高。2、碱骨料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环

100、境是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。应。 碱骨料反应必须具备以下三个条件：碱骨料反应必须具备以下三个条件：碱骨料反应必须具备以下三个条件：碱骨料反应必须具备以下三个条件：n可可 溶溶 性性 碱碱 （ NaOH、 KOH） （Na2O0.658K2O）。）。 n骨料中具有碱活性成分。骨料中具有碱活性成分。 n存存在在水水分分。干干燥燥状状态态下下不不会会发发生生碱碱骨料反应。骨料反应。（四）提高砼强度和促进砼强度发展的措施1、采用高标号和快硬早强类

101、水泥2、采用低水灰比的干硬性砼3、加强养护：蒸汽、蒸压养护4、采用机械搅拌和振捣5、掺入砼外加剂、掺合料砼的耐久性耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持结构的安全，正常使用的能力。砼的耐久性包括：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀、抗碳化等。1砼的抗渗性1、定义砼的抗渗性是砼抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力，它是决定砼耐久性的重要因素。抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性；抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性2、抗渗性的表示方法抗渗等级：按标准试验方法标准试件所承受的最大水压力来表示。W2、W4、W6、W8、W10、W12能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2

102、MPa的水压力而不渗透。渗透系数：越小，抗渗性越强。3、影响砼抗渗性的主要因素砼抗渗性主要与孔隙率（开口孔隙率）有关的因素有关：（1）水泥品种（2）水灰比（3）骨料级配和粒径（4）砂率（5）养护条件与龄期（6）外加剂与混合材料4、提高砼抗渗性的主要措施（1）选择合理的水泥品种（2）采用较小的水灰比（3）选择适宜的骨料粒径，级配良好且干净的骨料（4）掺入适量的减水剂、引气剂、防水剂和粉煤灰等混合材料（5）适当增加砂率（6）加强养护（二）砼的抗冻性1、定义抗冻性是砼在水饱和状态下能经受多次冻融作用而不破坏，同时不严重降低强度的性能。2、表示方法抗冻等级是以28天龄期砼标准试件，在水饱和状态下所能承

103、受的冻融循环次数N来确定。要求其强度降低不超过25%，质量损失不超过5%。F50、F100、F150、F200、F300、F4003、砼抗冻等级的选用根据工程所处环境，年冻融循环次数按有关规范选用。抗冻性好的砼，抗温度变化，抗干湿变化、抗风化等性能也好，因此温和地区的水工建筑、民用建筑也应提出抗渗要求。4、影响抗冻性的因素：（1）水泥品种、标号（2）水灰比（3）外加剂、掺合料（4）骨料品质（三）砼的抗磨及抗气蚀性1、有抗磨性要求的砼，强度等级不应低于C30，2、有抗气蚀性要求的应采用C50以上的细石砼，并在砼中掺入硅粉及高效减水剂，严格控制施工质量，保证砼密实、均匀、表面平整。（四）砼的抗侵蚀

104、性主要取决于水泥的抗蚀性（五）砼的碱骨料反应水泥中的碱类与骨料发生化学反应，使砼发生不均匀膨胀，造成裂缝，强度模量下降等不良现象，这类碱与骨料发生的反应统称碱骨料反应。发生碱骨料反应的必要条件：骨料中含有一定量的活性成分（活性氧化硅） 混 凝 土 中 含 碱 量 （ K2O及Na2O）较高砼中有水分防止碱骨料反应措施：选择非活性骨料；选用低碱水泥，控制砼总含碱量；在砼中掺入活性掺合料，抑制碱骨料反应；在砼中掺入引气剂防止外界水分渗入砼内部（六）砼的碳化（中性化）1、定义水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2，在有水分存在的条件下，发生反应生成CaCO3，并使砼中Ca(OH)2浓度下降，称为砼

105、的碳化。2、碳化对砼的不利影响（1）碳化引起砼收缩，使砼表层产生微细裂缝，严重影响砼结构的使用寿命。（2）碳化发展到钢筋层时，使钢筋表层的钝化膜遭到破坏，发生生锈，最终导致钢筋砼结构的破坏。4、影响碳化速度的主要因素：（1）环境中的CO2浓度（2）水泥品种（3）水灰比（4）环境湿度5、减少碳化作用不利影响的措施（1）采用适当的保护层（2）合理选择水泥品种（3）采用水灰比小，单位水泥用量较大的砼配合比（4）使用减水剂，改善砼的和易性，提高砼的密实度（5）加强施工质量控制（七）提高砼耐久性的主要措施1、合理选择水泥品种2、选用质量良好，合格的砂石骨料3、严格控制水灰比，提高砼密实性4、掺入减水剂及

106、引气剂，改善砼内孔隙结构5、改善施工操作，保证质量5.7砼配合比设计砼配合比设计 普通混凝土是由水泥、砂、石和水组成，普通混凝土是由水泥、砂、石和水组成，它们之间的数量关系直接影响着混凝土的它们之间的数量关系直接影响着混凝土的拌合物的和易性、强度及耐久性。拌合物的和易性、强度及耐久性。如何确定各如何确定各材料间数量材料间数量关系？关系？1.1.定义：定义：是指混凝土各组成材料之间的数量关系。是指混凝土各组成材料之间的数量关系。2.2.表示方法：表示方法：1)1)单位体积混凝土内各项材料的用量，单位体积混凝土内各项材料的用量，如：如：m mc c=270.0=270.0； m ms s=706.

107、1kg=706.1kg； m mg g=1255.3=1255.3；m mw w=180=180。2)2)单位体积内各项材料用量的比值。单位体积内各项材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子如：水泥：砂子：石子=1=1：2.32.3：4.04.0，W/C=0.63W/C=0.63一、普通混凝土配合比设计的表示方法一、普通混凝土配合比设计的表示方法二、混凝土配合比设计的基本要求二、混凝土配合比设计的基本要求 混凝土配合比设计必须达到以下混凝土配合比设计必须达到以下三项基本要求三项基本要求：1.混凝土硬化之前的性能要求：混凝土硬化之前的性能要求：和易性。和易性。2.混凝土硬化之后的性能要求：混凝土硬化

108、之后的性能要求：强度和耐久性。强度和耐久性。3.经济性经济性要求：节约水泥，降低成本。要求：节约水泥，降低成本。三、混凝土配合比设计的资料准备三、混凝土配合比设计的资料准备1.设计要求的设计要求的强度等级；强度等级；2.了解工程所处环境对混凝土了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求；耐久性的要求；3.掌握掌握原材料的性能指标。原材料的性能指标。四、混凝土配合比设计的三参数四、混凝土配合比设计的三参数 水泥、水、砂子、石子水泥、水、砂子、石子 （1 1）水和水泥的关系（水灰比）水和水泥的关系（水灰比） （2 2）砂和石子的关系（砂率）砂和石子的关系（砂率） （3 3）水泥浆与骨料的关系（单位用水量

109、）水泥浆与骨料的关系（单位用水量）四个基本变量：四个基本变量：三个关系三个关系: :确定三参数的原则确定三参数的原则水灰比水灰比满足确定和耐久性要求满足确定和耐久性要求单位用水量单位用水量满足和易性要求满足和易性要求砂率砂率砂填充石子空隙后略有富余砂填充石子空隙后略有富余五、混凝土配合比设计的步骤五、混凝土配合比设计的步骤 初步计算初步计算 原材料性能，砼技术要求原材料性能，砼技术要求 初步配合比初步配合比 和易性调整和易性调整 基准配合比基准配合比 强度调整强度调整 设计配合比设计配合比 现场砂、石含水率调整现场砂、石含水率调整 施工配合比施工配合比1.1.确定配制强度确定配制强度(f(fc

110、u,ocu,o) )混凝土强度等级混凝土强度等级C20C20C20C20C35C35C35C35值值( N/( N/2 2 ) )4.04.05.05.06.06.0（一）、确定初步配合比（一）、确定初步配合比2确定水灰比（确定水灰比（W/C） （1）计算水灰比）计算水灰比 混凝土强度等级小于混凝土强度等级小于C60级时，混凝土水级时，混凝土水灰比宜按下式计算：灰比宜按下式计算：（2）验证水灰比：按）验证水灰比：按耐久性耐久性要求（附表要求（附表1-3）验证。验证。结果结果两者取最小值。两者取最小值。3确定用水量确定用水量(mw0) 用水量按表用水量按表512选取。选取。项目指标卵石最大粒径（

111、mm）碎石最大粒径（mm）102040162040坍 落 度 mm1030190170150200185165305020018016021019517550702101901702202051857090215195175230215195维勃稠度152017516014518017015510151801651501851751605101851701551901801654确定水泥用量确定水泥用量(mc0)1）计算水泥用量）计算水泥用量2）验证水泥用量：按）验证水泥用量：按耐久性耐久性要求（附表要求（附表1-3 ）验证）验证。取值取值两者最大值。两者最大值。5选取合理的砂率值选取合理的砂

112、率值(S) 合理的砂率值主要根据混凝土拌合物的和易性合理的砂率值主要根据混凝土拌合物的和易性来确定。一般应通过试验找出合理砂率。如无使用来确定。一般应通过试验找出合理砂率。如无使用经验和历史资料，砂率可按经验和历史资料，砂率可按表表5-13选取。选取。6计算粗、细骨料的用量计算粗、细骨料的用量(mg0及及ms0) 砂、石用量的计算方法有砂、石用量的计算方法有假定表观密度法和体积法假定表观密度法和体积法两种。两种。质量法体积法7.计算初步配合比计算初步配合比（二）混凝土配合比的（二）混凝土配合比的试配，调整与确定试配，调整与确定1.和易性调整和易性调整确定基准配合比确定基准配合比2.强度调整强度

113、调整确定实验室配合比确定实验室配合比（三）（三）施工配合比施工配合比 假定砂的含水率为假定砂的含水率为 (a)，石子的含水，石子的含水率为率为 (b)，换成施工配合比其材料称量，换成施工配合比其材料称量为：为：例：某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级例：某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为为 30，施工要求混凝土坍落度为，施工要求混凝土坍落度为3050，根据施工单位历，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如。所用原材料情况如下：下： 水泥水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为级普通硅酸盐水泥，水泥密度为

114、=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为水泥强度等级标准值的富余系数为1.08； 砂砂：中砂，级配合格，砂子表观密度：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm； 石石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；试求：试求： 混凝土初步配合比；混凝土初步配合比； 2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为调整。又知现场砂子含水率为 ，石子含水率为，石子含水率为1，试计算，试计算混凝土施工配合比。混凝土施工配合比。例：某办公楼框架结构，现浇混凝土柱，混凝

115、土设计强度等级为C40，采用机械搅拌和振捣。混凝土强度保证率规定为95%。试计算该混凝土的初步配合比。原材料情况：水泥为P.O42.5级普通水泥，密度为3.15g/cm3,水泥强度等级标准值的富余数为1.13。细骨料为当地出产的河砂，级配合格，细度模数为2.75，视密度为2.60g/cm3,堆积密度为1450g/cm3,粗骨料为当地出产的河卵石，最大粒径为31.5mm，级配合格，视密度为2.65g/cm3,堆积密度为1500g/cm3,拌合水为清洁河水。解（1）坍落度，根据书上表格选定为3550mm。（2）水胶比：先根据试配强度计算，再根据耐久性校核。因无历史资料，5.8 5.8 普通水泥混凝

116、土的质量控制普通水泥混凝土的质量控制 5.8.1 5.8.1 混凝土质量的波动混凝土质量的波动 混凝土质量是影响混凝土结构可靠性的一个重要混凝土质量是影响混凝土结构可靠性的一个重要因素。混凝土质量受多种因素的影响，质量是不均因素。混凝土质量受多种因素的影响，质量是不均匀的。即使是同一种混凝土，它也受原材料质量的匀的。即使是同一种混凝土，它也受原材料质量的波动、施工配料的误差限制条件和气温变化等等的波动、施工配料的误差限制条件和气温变化等等的影响。在正常施工条件下，这些影响因素都是随机影响。在正常施工条件下，这些影响因素都是随机的。因此，混凝土的质量也是随机的。为保证混凝的。因此，混凝土的质量也

117、是随机的。为保证混凝土结构的可靠性，必须在施工过程的各个工序对原土结构的可靠性，必须在施工过程的各个工序对原材料、混凝土拌合物及硬化后的混凝土进行必要的材料、混凝土拌合物及硬化后的混凝土进行必要的质量检验和控制。质量检验和控制。 5.8.2 5.8.2 新拌混凝土的质量检验与控制新拌混凝土的质量检验与控制 用于材料的计量装置应定期检验，使其保持准确，原材料用于材料的计量装置应定期检验，使其保持准确，原材料计量按质量计的允许偏差不能超过下列规定：计量按质量计的允许偏差不能超过下列规定： (1)(1)水泥、水水泥、水 22 (2)(2)粗细骨料粗细骨料 33 混凝土在搅拌、运输和浇筑过程中应按下列

118、规定检查：混凝土在搅拌、运输和浇筑过程中应按下列规定检查： (1)(1)检查混凝土组成材料的质量和用量，每一工作班至少两次检查混凝土组成材料的质量和用量，每一工作班至少两次 (2)(2)检查混凝土在拌制地点及浇筑地点的稠度，每一工作班至检查混凝土在拌制地点及浇筑地点的稠度，每一工作班至少两次。评定时应以浇筑地点的检测值为准。少两次。评定时应以浇筑地点的检测值为准。 在预制混凝土构件厂在预制混凝土构件厂( (场场) )，如混凝土拌和物从搅拌机出料，如混凝土拌和物从搅拌机出料起至浇筑人模时间不超过起至浇筑人模时间不超过15 min15 min时，其稠度可仅在搅拌点时，其稠度可仅在搅拌点取样检测。取

119、样检测。 在检测坍落度时，还应观察拌和物的粘聚性和保水性。在检测坍落度时，还应观察拌和物的粘聚性和保水性。 (3)(3)混凝土的搅拌时间应随时检查。混凝土搅拌的最短时间应混凝土的搅拌时间应随时检查。混凝土搅拌的最短时间应符合课本表符合课本表5-255-25的规定。的规定。 (4)(4)混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的持续时间不宜超过课混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的持续时间不宜超过课本表本表5-265-26的规定。的规定。 5.8.3 5.8.3 混凝土强度的检验与评价方法混凝土强度的检验与评价方法 1. 1.检验检验 对硬化后的质量检验，主要是检验混凝土的抗压对硬化后的质量检验，主要是检验混

120、凝土的抗压强度。因为混凝土质量波动直接反映在强度上，通强度。因为混凝土质量波动直接反映在强度上，通过对混凝土强度的管理就能控制住整个混凝土工程过对混凝土强度的管理就能控制住整个混凝土工程质量。对混凝土的强度检验是按规定的时间与数量质量。对混凝土的强度检验是按规定的时间与数量在搅拌地点或浇筑地点抽取有代表性的试样，按标在搅拌地点或浇筑地点抽取有代表性的试样，按标准方法制作试件、标准养护至规定的龄期后，进行准方法制作试件、标准养护至规定的龄期后，进行强度试验强度试验( (必要时也需进行其他力学性能及抗渗、必要时也需进行其他力学性能及抗渗、抗冻试验抗冻试验) )，以评定混凝土质量。对已建成的混凝，以

121、评定混凝土质量。对已建成的混凝土，也可采用非破损试验方法进行检查。土，也可采用非破损试验方法进行检查。 2 2评价评价 在正常生产控制的条件下，在正常生产控制的条件下， 用数理统计方法，用数理统计方法，求出混凝土强度的算术平均值、标准差和混凝土强求出混凝土强度的算术平均值、标准差和混凝土强度保证率等指标，用以综合评定混凝土强度。度保证率等指标，用以综合评定混凝土强度。 （1 1）混凝土强度平均值、标准差、保证率）混凝土强度平均值、标准差、保证率 强度平均值强度平均值 式中：式中： nn试件组数；试件组数； f fcu,icu,i第第i i组试验值。组试验值。 混凝土强度标准差混凝土强度标准差

122、保证率保证率 在统计周期内混凝土强度大于或等于要求强度等级值的百在统计周期内混凝土强度大于或等于要求强度等级值的百分率按下式计算：分率按下式计算：式中：式中：NoNo统计周期内同批混凝土试件强度大于或等于统计周期内同批混凝土试件强度大于或等于 规定强度等级值的组数；规定强度等级值的组数； NN统计周期内同批混凝土试件总组数，统计周期内同批混凝土试件总组数，N25N25。（2 2）用统计方法评定）用统计方法评定 标准差已知方案标准差已知方案 当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定时，每且同一品种混凝土的强度变异性

123、能保持稳定时，每批的强度标准差批的强度标准差可按常数考虑。可按常数考虑。 强度评定应由连续的三组试件组成一个验收批，强度评定应由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应同时满足：其强度应同时满足： f fcucuffcu,kcu,k+0.7+0.7 f fcu,mincu,minffcu,kcu,k0.70.7 当混凝土强度等级不高于当混凝土强度等级不高于C20C20时，其强度的最小时，其强度的最小值尚应满足下式要求：值尚应满足下式要求： f fcu,mincu,min0.85f0.85fcu,kcu,k 当混凝土强度等级高于当混凝土强度等级高于C20C20时，其强度的最小值时，其强度的最小值尚

124、应满足下式要求：尚应满足下式要求： f fcu,mincu,min0.90f0.90fcu,kcu,k 式中：式中：f fcucu同一验收批混凝土强度的平均值，同一验收批混凝土强度的平均值，MpaMpa f fcu,kcu,k混凝土立方体抗压强度标准值，混凝土立方体抗压强度标准值， MpaMpa f fcu,mincu,min同一验收批混凝土强度的最小值，同一验收批混凝土强度的最小值，MpaMpa 验收批混凝土强度的标准差，验收批混凝土强度的标准差， MpaMpa 验收批混凝土强度的标准差，应根据前一个检验验收批混凝土强度的标准差，应根据前一个检验期内同一品种混凝土试件的强度，按下式计算：期内

125、同一品种混凝土试件的强度，按下式计算：式中：式中：f fcu,icu,i前一检验期第前一检验期第i i批试件强度最大与最小值之批试件强度最大与最小值之 差；差； m m 前一检验期内验收的总批数前一检验期内验收的总批数(m (m 15)15) 当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一土强度变异性不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据以确定验收批混凝土立方体抗压品种混凝土没有足够的数据以确定验收批混凝土立方体抗压强度的标准差时，应由不少于强度的标准差时，应由不

126、少于1010组的试件组成一个验收批，组的试件组成一个验收批，其强度应满足下列要求：其强度应满足下列要求： f fcucu1 1SfSfcucu0.9f0.9fcu,kcu,k f fcu,mincu,min 2 2f fcu,kcu,k 式中：式中：SfSfcucu同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差 1 1 、2 2 合格判定系数合格判定系数混凝土强度的合格判定系数混凝土强度的合格判定系数 试件组数试件组数1010141415152424252511.701.651.6020.900.850.85 验收批混凝土强度的标准差验收批混凝土强度的标准差SfSfc

127、ucu ：式中：式中：f fcu,i cu,i 验收批第验收批第i i组试件的强度值，组试件的强度值，Mpa Mpa ； nn验收批混凝土试件的总组数。验收批混凝土试件的总组数。 （3 3）非统计方法评定）非统计方法评定 按非统计方法评定混凝土强度，其强度同时满足按非统计方法评定混凝土强度，其强度同时满足下列要求时，该验收批混凝土强度为合格：下列要求时，该验收批混凝土强度为合格： f fcucu1.15f1.15fcu,kcu,k f fcu,mincu,min 0.95f 0.95fcu,kcu,k 此方法规定一定验收批的试件组数为此方法规定一定验收批的试件组数为2929组。当组。当一个验收

128、批的混凝土试件仅有一组时，则该组试件一个验收批的混凝土试件仅有一组时，则该组试件强度值应不低于强度标准值的强度值应不低于强度标准值的1515。 砼的质量控制砼质量是影响混凝土结构可靠性的一个重要因素，为保证结构的可靠性，必须在施工过程的各个工序对原材料，砼拌合物及硬化后的砼进行必要的质量控制。砼的质量用抗压强度作为评定指标。一、混凝土质量波动的原因：1、原材料质量材料中水泥是影响混凝土强度最重要的因素，如水泥品种、标号的改变、水泥的实际强度，储存水泥条件及存放时间的长短等均会引起混凝土质量的波动。骨料的产地、骨料级配、骨料质量与颗粒形状均会对混凝土强度产生影响，因此重要的是尽量应用同一产地，同

129、一品种、规格和级配的骨料，同时注意骨料的堆放应减少级配的变化。外加剂的品种、性能、掺量、掺加方式以及外加剂质量的波动均会对混凝土质量产生影响。2、配料误差3、施工工艺(拌和、运输、浇筑、捣实、温度与养护)4、试验误差5.6.1砼强度概率的正态分布概率值概率密度函数令变量标准正态分布5.6.2砼强度的统计参数及质量均匀性（1）平均值（可代表总体平均值）（2）均方差（可代表总体标准差）（3）离差系数CV和Cv是确定强度分布特性的重要参数：（1），Cv愈大，强度分布曲线愈矮而宽，质量愈不均匀。（2），Cv愈小，强度分布曲线峰值越高越集中，质量愈均匀。按和试件强度不低于强度等级的百分数，将砼质量分为三

130、级。5.6.3砼强度保证率1、定义砼强度总体中，等于及大于设计强度值（fcu,k）出现的概率P（%）称为强度保证率。2、砼强度保证率的计算（1）概率度（2）砼强度的保证率5.6.4砼配制强度（fh）配制强度等级大于设计强度等级，使砼具有要求的强度保证率。（一）工民建施工配制强度砼强度标准值fcu,k为具有95%的保证率的立方体抗压强度值，此时概率度t=1.645，则砼配制强度为（二）水工砼的施工配制强度大坝砼强度保证率P不小于80%，概率度t=0.84；水工钢筋砼强度的保证率为95%，概率度1.645。5.6.5砼施工质量管理图为了便于及时掌握并分析砼质量的波动情况，常将质量检验得到的各项指标

131、：水泥标号、砼坍落度、水灰比和强度等，绘成质量控制图。（1）以实验测量的强度值为纵坐标，实验组次为横坐标。（2）以立方体抗压强度的平均值为中心线（3）以为上下警戒线（4）以为上下控制线砼强度的检验评定砼强度评定分为统计方法及非统计方法两种。统计方法适用商品砼厂，预制砼构件厂和采用现场集中搅拌砼的施工单位；非统计方法适用零星生产的预制构件厂或现场搅拌的批量不大的砼。（一）统计方法评定1、标准差已知方案fmin0.85fcu,k（C20）fmin0.90fcu,k（C20）2、标准差未知方案1、2合格判定系数SN计算小于0.06fcu,k时，取SN=0.06fcu,k（二）非统计方法评定（三）砼强

132、度的合格性判定砼强度应分批进行检验评定，当检验结果能满足以上评定公式的规定时，则该砼判为合格，否则为不合格；不合格的砼制成的构件应进行鉴定，对不合格的结构或构件，必须及时处理。当对砼试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构或构件中钻取试样的方法或采用非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中砼的强度进行推定。5.9其他混凝土一、轻骨料混凝土干表观密度小于1950kg/m3的水泥混凝土称为轻混凝土。轻混凝土包括轻骨料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土。二轻骨料砼的技术要求轻骨料砼的表观密度主要取决于粗细骨料的堆积密度及配合比。轻骨料砼的表观密度分为12等级表观密度等级表观密度的变化范围表观密度等级

133、表观密度的变化范围表观密度等级表观密度的变化范围600560650110010601150160015601650700660750120011601250170016601750800760850130012601350180017601850900860950140013601450190018601950100096010501500146015502、强度轻骨料砼的抗拉强度很低，抗拉强度约为0.070.14倍抗压强度。按边长150mm立方体试件，在标准试验方法条件下测得28d龄期的具有95%保证率的抗压强度值（MPa）确定。分为CL5.0、CL7.5、CLl0、CLl5、CL20、CL

134、25、CL30、CL35、CL40、CL45及CL50等11个强度等级。强度等级为CL5.0的称为保温轻骨料混凝土；强度等级CLl5的称为结构保温轻骨料混凝土；强度等级CL15的称为结构轻骨料混凝土。影响轻集料混凝土强度的因素表观密度越大，强度相对越大；轻粗骨料颗粒坚固者，所配出的混凝土强度较高；反之，则强度较低。全轻混凝土的抗压强度低于砂轻混凝土。中、低强度等级的轻骨料混凝土的抗拉强度与抗压强度的比值约为1/51/7（约高于普通混凝土）。强度等级较高的混凝土，其拉压比值略有下降。轻骨料混凝土干燥后，抗拉强度明显降低。3、变形性质与普通混凝土相比较，轻骨料混凝土受力后变形较大，弹性模量较小。轻

135、骨料混凝土的干缩性及徐变性均较普通混凝土大。4、导热性能保温隔热性能是轻骨料混凝土的重要性质之一，导热系数主要受表观密度和含水率的影响。导热系数表观密度等级600800900100012001300150016001700180019000.180.230.260.280.360.420.570.660.670.871.015.11.3轻骨料砼的配合比设计配合比设计的基本要求中增加了表观密度等级的要求在配合比设计中必须考虑轻骨料品种、性能对混凝土性能的影响(1)原材料及配合比参数选择(2)轻骨料混凝土的用水量(3)水泥用量(4)轻骨料混凝土含砂率1、根据轻骨料混凝土强度等级及表观密度等级，选择

136、轻骨料品种及适宜的堆积密度等级2、水泥强度等级根据轻骨料混凝土强度等级进行选择(1)原材料及配合比参数选择3、轻骨料混凝土的用水量使混凝土获得施工要求的和易性所需用水量（净用水量）和被骨料吸收的水量（附加用水量）两部分。4、水泥用量选择根据混凝土的配制强度及耐久性要求进行选择5、轻骨料混凝土含砂率选择二、防水混凝土二、防水混凝土防水混凝土又称抗渗性混凝土，是指具有较高抗渗性的混凝土，其抗渗性等级不小于W6。（一）普通防水混凝土（一）普通防水混凝土普通防水混凝土主要通过较多的水泥浆和砂浆来降低混凝土中的孔隙率，并减少粗骨料表面的水隙，增大粗骨料间距等，来实现防水目的。应优先采用普通硅酸盐水泥或火

137、山灰质硅酸盐水泥；混凝土的水灰比不得大于0.60，砂率不宜小于35%；粗骨料的最大粒径不宜大于40mm，要求采用II类及以上的砂、石子配制，并应采用级配良好。普通防水混凝土的抗渗等级可达W6W12，其施工简便，但对施工控制与施工质量要求严格。适用于一般工业、民用建筑及公共建筑的地下防水工程。（二）外加剂防水混凝土（二）外加剂防水混凝土外加剂防水混凝土是利用外加剂来显著降低混凝土的孔隙率或改变混凝土的孔结构，或使孔隙表面具有憎水性。防水剂防水混凝土常用的有氯化铁、氯化铝防水剂，掺量为3，它能与水泥的水化产物氢氧化钙反应，生成的氢氧化铝凝胶能堵塞毛细孔隙，具有很高的抗渗性。适用于水中结构的无筋、少

138、筋厚大防水混凝土工程及一般地下防水工程，砂浆修补抹。引气剂防水混凝土引气剂可在混凝土内部形成大量的微小封闭气泡，这些气泡可切断连通的毛细孔隙。这些气泡的存在大大改善了混凝土拌和物的粘聚性和保水性，减少了混凝土内的连通孔隙和由于泌水在粗骨料表面所造成的水隙。引气剂防水混凝土具有较高的抗渗性。减水剂防水混凝土减水剂可降低混凝土的拌合用水量和水灰比，既可降低混凝土的毛细孔隙含量，又可减少毛细孔的孔径。常用的各种减水剂均可使用，也可使用引气减水剂。减水剂防水混凝土的抗渗性较高。适用于钢筋密集或捣固困难的薄壁型防水结构物，也适用于对混凝土凝结时间和流动性有特殊要求的防水工程。（三）膨胀水泥抗渗混凝土（三

139、）膨胀水泥抗渗混凝土以膨胀水泥为胶结材料配制的防水混凝土，称为膨胀水泥防水混凝土。它是依靠水泥本身在水化硬化过程中形成的大量结晶体（如钙矾石、氢氧化钙），使体积产生一定的膨胀，以减少或消除混凝土的体积收缩，提高混凝土的抗裂性，从而提高混凝土的防水性。三、纤维混凝土（一）钢纤维混凝土（一）钢纤维混凝土 目前常用的钢纤维有低碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维，前者主要用于普通钢纤维混凝土，后者主要用于耐热钢纤维混凝土。（二）合成纤维混凝土（二）合成纤维混凝土目前常用的合成纤维主要有聚丙烯纤维和碳纤维等。聚丙烯纤维（也称丙纶纤维），可单丝或以捻丝形状掺于水泥混凝土中，直径为（20100）m，纤维长度为（425

140、）mm的细纤维较好，通常掺入量为0.05%0.15%。聚丙烯纤维的价格便宜，但其弹性模量仅为普通混凝土的1/10，对混凝土增强效果并不显著，但可显著提高混凝土的韧性和抗冲击性，增强阻裂能力。碳纤维是由石油沥青或合成高分子材料经氧化、碳化等工艺生产出的。碳纤维属高强度、高弹性模量的纤维，作为一种新材料广泛应用于国防、航天、造船、机械工业等尖端工程。碳纤维增强水泥混凝土具有高强、高抗裂、高抗冲击韧性、高耐磨等多种优越性能。四、防辐射混凝土四、防辐射混凝土防辐射混凝土也称为防护混凝土、屏蔽混凝土或重混凝土。它能屏蔽、射线和中子流的辐射。五、耐火混凝土与耐热混凝土五、耐火混凝土与耐热混凝土能在长期高温（高于1300）下保持所要求的物理力学性能的混凝土称为耐火混凝土，通常将在900以下使用的混凝土称为耐热混凝土。四、防辐射混凝土四、防辐射混凝土防辐射混凝土也称为防护混凝土、屏蔽混凝土或重混凝土。它能屏蔽、射线和中子流的辐射。五、耐火混凝土与耐热混凝土五、耐火混凝土与耐热混凝土能在长期高温（高于1300）下保持所要求的物理力学性能的混凝土称为耐火混凝土，通常将在900以下使用的混凝土称为耐热混凝土。