混凝土基础知识及配合比设计讲义

1、混凝土基础知识及配合比设计一、砼的基本知识1 混凝土定义及原材料组份a 混凝土基本定义：广义上说，由胶凝材料、粗、细骨料、水及某 些掺合料和外加剂按适当比例配合，经拌合、成型、硬化而成的人 造石材，叫做混凝土。b普通混凝土原材料组份：现代普通混凝土的原材料组份，包括如下 六种，即胶凝材料（水泥等） 、粗骨料（碎石、卵石等）、细骨料（河 砂等）、水、掺合料（粉煤灰、矿粉等） 、外加剂。2 砼的基本特性a抗压强度高，但抗拉强度小。 b可与钢筋做成钢筋砼，用于建筑工程等方面的承重构件，如房屋梁、 板、基础、桥梁骨架等。c强度随龄期不断增长，一般 28 天可达到总强度 90%以上，故建筑工 程中，国家

2、规定以 28 天龄期抗压强度作为划分砼等级的指标。但实 际上砼在三年以后，甚至更长时间其强度仍在增长。不过，在工程 设计上不能以砼的后期强度作为设计依据，但水工建筑如大坝等， 允许以 60天或 90天的抗压强度作为设计依据。d砼硬化前，可塑造成任何形状，但一旦硬化之后，就定形了。因此， 砼拌合物必须在硬化之前就浇筑入模。初凝： > 2 3 小时 砼硬化分两个阶段终凝： > 1012 小时 手工拌制：拌至均匀为原则 3砼制作方法机械搅拌：一般不少于 2 分钟，但视机型而异。 （商品砼亦属于机械搅拌， 但因系采用双卧轴强制搅拌， 其搅拌时间仅 30 秒左右。）人工扦捣铁杆或木、竹杆4砼

3、浇筑方式插入式震动成型平台式5砼的分级及代号按国家标准分 12 个等级， 代号为 C（concrete），即从 C7.5C60, 高于 C60叫高强砼 ,不在分级之列。二、砼分类及发展历史1、砼发展历史 砼生产与应用已有一百多年历史， 1824 年世界上首先出现水泥波 特兰水泥， 水泥的出现，有力的促进了砼的发展。 1850 年法国朗波特首先 发明钢筋混凝土，并首先做成钢筋砼船。 （加钢筋网增强，弥补抗拉、抗 折强度低不足） 1887 年科伦，首先发表钢筋砼的计算方法， 为钢筋砼发展 起了较大的促进作用。随着水泥工业的不断发展，近百年来特别是五、六十年砼的生产、应 用非常迅猛。在解放初期砼标号

4、达到 200 号就算高标号， 300 号砼（相当 于 C30）还极少见，而到了 80 年代末及 90 年代，已可制作 C50、C60 的砼， 而常用的则为 C20C40，现在在试验室已可配制 C100 特高强砼。2.砼分类（1）按胶结材料分类a水泥砼b石羔砼c石灰砼d沥青砼 e水玻璃砼 f碱矿碴砼 g聚合物水泥砼 h树脂砼I硫磺砼（2）按集料分类a重集料砼：集料为钢球、铁矿石、重晶石等。 （可防辐射） b普通集料砼：天然砂、石 c轻集料砼：天然或人造轻集料 d细集料的大孔砼e无粗集料的细颗料砼，如钢丝网水泥结构（3）按用途分类a普通砼（又称结构砼） 。要求具有足够的强度和耐久性要求； b水工砼

5、。要求具有密实性、抗渗性、抗冻性和抗地热性等要求； c海工砼。要求具有足够的密实性、抗渗性、抗蚀性及干缩性小等 要求；d道路砼要求具有高抗磨性、高抗折强度、以及抗冲击性、抗冻性 和干缩性小等要求；e有特殊使用要求的砼，又可分为： 抗渗砼：抗渗等级 P6级的砼 （抗渗等级分 P2、P4、P6、P8、P10、 P12 共六个等级 ）。抗冻砼：抗冻等级 F50 级的砼（以 28 天试块做冻融循环试验 , 以强度降低 25%、质量损失 5%的最大冻融循环次数来确定耐 冻性标号。）。耐热砼：要求耐热温度 350 1700 耐酸砼：要求能耐酸碱腐蚀 防辐射砼：要求能抗 X 射线或钴辐射等 自应力砼及补偿收

6、缩砼 大体积砼：砼结构实体最小尺寸等于或大于 1m，或预计会因水 泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。在实际工程建设 中，还有其它他有特殊施工要求的砼，不再细列。 4）按施工工艺分类a普通现浇砼b喷射砼c泵送砼d灌浆砼现浇类e真空吸水砼f自密实砼g碾压砼h挤压砼预制类I离心砼5）按配筋方式分类a、无筋 （素）砼 b、钢筋砼c、丝网砼d、纤维砼e、预应力砼（包括纤维砼、碳纤维砼、玻璃丝砼）（包括先张法预应力砼、后张法预应力砼）6）按拌合物流动度分类a、塑性砼 b、半干硬砼 c、干硬砼 d、流动性砼 e、大流动性砼L 30-70mmL0-20mmL0L100-150mmL160mm三、砼组成

7、原材料的基本常识1、水泥（1）水泥发明史水泥的出现，只有 100 多年的历史，最早是英国人佛罗斯特 （Frost）于 1822年发明的，1824年英国人阿斯普丁（Joseph Aspdin） 以粘土和石灰配料烧结后细磨成水泥，现世界上以 1824 年作为水 泥发明年，因其颜色像英国波特兰岛上的岩石，故命名为波特兰水 泥。 1930 年，波特兰水泥更名为现在的硅酸盐水泥。我国于 1952 年正式把波特兰水泥更名为硅酸盐水泥。（2）水泥的分类到目前为止，水泥的种类和规格已达到几十种之多，但常用和 大量用的主要有：P?硅酸盐水泥P?不掺掺5%粒化高炉矿渣普通硅酸盐水泥 P?O 掺5%,且 20%混合

8、材料纯熟料 石羔 掺 5%的矿渣P或掺 5%的石灰石42.5 、 42.5R52.5 、 52.5R62.5 、 62.5R42.5 P ?O、42.5R共四个等级、52.5R( GB-175-2007 )矿渣硅酸盐水泥 P?S ?A 掺 20%,且 50%粒化高炉矿渣；矿渣硅酸盐水泥 P?S ?B掺 50%,且 70%粒化高炉矿渣；火山灰硅酸盐水泥 P?P掺 20%,且 40%火山灰质混合材；粉煤灰硅酸盐水泥 P?F掺 20%,且 40%粉煤灰；复合硅酸盐水泥 P?C掺两种以上的活性混合材料总量 20%,且50%3)水泥标号按国家最新标准 , 从 32.5 62.5R 共八个等级，详见如下：

9、共六个等级GB-175-2007 )活性混合材最大掺量不超过 20%32.5 矿渣掺合量 20，且 50%P ?S?A 42.552.532.5 矿渣掺合量 50，且 70%P?S?B 42.552.5、 32.5R、42.5R、 52.5R、 32.5R、42.5R、 52.5R共六个等级GB-175-2007 )共六个等级GB-175-2007 )32.5 火山灰掺合量 20%,且40%P?P 42.552.532.5 混合材料总掺量 20%,且 50%P ?C 42.552.5、 32.5R、 42.5R、 52.5R、 32.5R、42.5R、52.5R共六个等级GB-175-2007

10、 )共六个等级GB-175-2007 )52.532.5、 32.5R粉煤灰总掺量P ?F 42.5、42.5R共六个等级>20%,且 40%52.5、 52.5R( GB-175-2007 )4）常用水泥的基本性能及用途P ?、 P?及 P?O：早期强度高，硬化快， 28 天基本成型，常用于建筑工程地下及地 面上结构物，但不适用于高温蒸汽养护。抗冻、耐磨、抗水性差， P? 、 P?水化热高，不宜用于大体积工程。P?S、P?P、P?F、P?C： 早期强度低、强度渐长慢，但后期强度高， 90 天及一年以后强度 仍在增长，适合地下、水利及大体积砼工程。抗冻性差、保水性差。 其中 P?C 水泥

11、较其他有较高的早期强度。5）除六大品种常用水泥外，还有专用及特种水泥，主要有： 高铝水泥（也叫硫铝酸盐水泥或是矾土水泥） 道路水泥 膨胀水泥 白色硅酸盐水泥 彩色硅酸盐水泥 砌筑水泥 自应力水泥 喷射水泥 水玻璃耐酸水泥 碱矿渣水泥（标号可达到 270MPa） 低热矿渣硅酸盐水泥 超细水泥（6）水泥生产方式及生产概况干法回转窑回转窑（旋窑） 预分解窑湿法回转窑 主要有两大类机立窑立窑 已逐渐淘汰并限制发展 土立窑 立窑与旋窑生产的最大的差别，主要体现生产能耗及产品质量上， 立窑水泥由于生产工艺落后， 产品质量不稳定，生产能耗高（每 Kg 水泥 熟料的生产能耗一般在 0.15 0.17 Kg 标

12、煤左右）；旋窑水泥，由于生 产工艺先进，产品质量比较稳定，每 Kg熟料生产能耗一般在 0.1 0.12Kg 标煤左右，甚至更低。预拌混凝土企业，应选用旋窑水泥，主要是基于 旋窑水泥质量比较稳定，有利于预拌混凝土企业的质量管理。2、砂（1）砂的分类 砂的细度模数划分，一般可分为粗砂、中砂、细砂三大类，即 粗砂细度模量3.13.7中砂细度模量2.33.0细砂细度模量1.62.2细度模量小于 1.6 的叫特细砂，砼中很少采用特细砂（2）砂的颗粒级配 按普通混凝土用砂的国家标准 GB14684-2001，砂的颗粒级配应 符合下表要求天然砂的颗粒级配区表累计筛余 % 级配区公称粒径区区区5.00mm10

13、0100100250mm3552501501.25mm65355010250630 m857170414016315 m958092708555160 m100901009010090 注 . 配制砼宜选用区砂； . 泵送砼宜选用中砂。3、石子（碎石、卵石）用于砼的石子（碎石、卵石），国家标准 GB14685-2001都有详细的 要求，主要包括颗粒级配、含泥量、针片状含量、有害物质、坚固性、抗 压强度（包括岩石的抗压强度或压碎指标）、表观密度、空隙率等，这里 不作细述。但有一点必须特别强调的就是关于砼的碱集料反应问题。（ 1）所谓碱集料反应，就是指碎石中含有活性 SiO2，它会与水泥水化后 产

14、生的 NaOH反应，生成硅酸钠凝胶，其反应式如下：H2O2NaOH +SiO2 H2O NaSiO 2 + nH2O（2）砼发生碱集料反应的三个基本条件a 、水泥中的含碱量（ Na2O+0.658K2O）超过 0.6%；b 、集料为活性集料，且活性硅含量超过 1%；C 、砼处理潮湿环境（湿度 80 85%）； 只有符合以上三个基本条件 （缺一不可） 才能导致碱集料反 应。（3）碱集料反应的危害： 砼中碱集料反应是一个缓慢的过程， 有的两年， 有的甚至五年或 更长时间， 但是这种反应一旦发生，将造成严重危害，并且是无法弥 补的。这是因为反应生成的硅酸钠凝胶吸水后体积膨胀约三倍， 从而 导致砼开裂

15、，使砼结构失去承载能力而坍塌。4、活性掺合料（1）活性掺合料的主要品种及质量要求 混凝土常用的活性掺合料主要有粉煤灰、磨细矿渣粉两种，现 分述如下：a 、粉煤灰粉煤灰国外叫做飞灰（ fly ash ）它是火力发电厂粉煤炉高 温燃烧后，经收尘器收集的微粉，粒径一般在 10300 m 之间， 按收集方式不同， 它又分湿排灰和干排灰两种， 现代混凝土工程 中用的掺合料主要为干排灰。目前国家已经制定了专用于建筑工程的粉煤灰质量标准， 叫 做用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB/T 1596-2005，按该标准， 粉煤灰共、三个等级。标准中对粉煤灰的烧失量、活性 指标、吸水量比等都作出了明确规定。 当前在混

16、凝土工程上用得 较多的是级粉煤灰。b 磨细矿渣粉 磨细矿渣粉是炼铁炉渣经水溶后冷却磨细得到的细粉， 它比粉 煤灰且有更高的活性，目前国家对磨细矿渣粉亦颁布了质量标准， 叫做用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 GB/T18046-2008（修 订版）。其分类按比表面积的大小划分，可分为 S75、S95、S105 三个等 级，其相对应的比表面积分别为 S7（5 300 m2/kg ）、S9（5 400 22m2/kg ）、 S105（ 500 m2/kg ）。 磨细矿渣粉按磨细工艺之不同， 可分为立磨磨细矿渣粉和球磨 磨细矿渣粉两种， 不过这只是磨细工艺的两种方式， 对于用户来说， 人们往往不去追

17、究其磨细工艺，但从理论讲，立磨磨细矿渣粉，由 于矿粉的外形具有棱角，不像球磨磨细矿渣粉那样圆滑，故一般认 为立磨磨细矿渣粉在混凝土中有更好的结合力。磨细矿渣粉，当前在预拌混凝土中已用得比较普遍，它的最大 优点是，像 S95矿粉大致可 1：1取代水泥，因而预拌混凝土生产企 业来说，意味着可以获得较好的经济效益。（2）活性掺合料应用中的若干问题：a 、粉煤灰粉煤灰虽然是属于活性掺合料， 但它的活性较低， 它之所以 具有活性， 主要是靠其中的活性 SiO2 与水泥水化后的 Ca（OH）2 化 合生成水化硅酸盐钙凝胶而产生强度， 但是这种化学反应在混凝 土浇筑后早期进行得非常缓慢， 它只有到了混凝土的

18、 28 天龄期， 或是更长的时间， 才能充分显示出来，因此，掺合料粉煤灰的混 凝土早期抗压强度比较低，特别是当环境温度较低（低于 5以 下），其早期抗压强度将更低。 对此，我们必须要有充分的认识， 当然另一方面， 粉煤灰的掺入，对砼亦有其有利的一面，这就是 它可以增加混凝土拌合物的流动度， 故场施工带来好处， 此外有 研究表明，掺粉煤灰砼比不掺粉煤灰砼具有较低的回弹性模量， 这就意味着可提高砼的抗裂性， 因此，应辨证的认识粉煤灰用作 砼掺合料的利与弊，做到合理利用，才能确保工程质量。b 、磨细矿渣粉 磨细矿渣粉比粉煤灰有更高的活性，它在砼中产生强度的化 学机理与粉煤灰基本相同，因为掺入矿渣粉的

19、砼比之不掺矿渣粉 的砼其早期抗压强度相对来说较低， 但到了砼的 28 天龄期，其抗 压强度一般来说大致可以赶上不掺矿渣粉的砼。但是，这里有一个问题要特别注意，这就是一般认为 S95 级矿 粉可以取代 P?O 42.5 级水泥，但本人近几年的研究证明，这是 一个误区，本人的研究结论是，矿粉（ S95 级）的掺入，对砼的三 天抗压强度将降低 0.325X% ， R7将降低 0.125-X%，R28仍可降 低 0.095X%，式中的 X为掺合 %，由此可见，即算到了砼的 28天 龄期，砼的抗压强度仍然比不掺矿粉的要低一点，为此我要提醒 大家，千万不要步入误区。 此外，还有一个问题，就是有研究证明，磨

20、细矿渣粉的掺入 将降低砼的抗裂性，就是说掺合磨细矿渣粉的砼，比之不掺磨细 矿渣粉的砼更容易产生裂纹，磨细矿渣粉掺量比率越大，产生裂 纹的机率更高，裂纹亦更多，因此，必须提醒大家充分认识这个 问题的重要性，千万不要盲目追求磨细矿渣粉的高掺量，否则将 会导致产生砼质量事故。5、外加剂（略）四、砼拌合物的基本性质及砼的结构特性1 、砼拌合物的基本性质（ 1）和易性 一般的流动性、粘聚性和保水性的衡量。a 、流动性 流动性是指拌合物在自重或外力的作用下的流动性能。流动性与 混合料中的水泥用量、用水量及水泥砂浆的相对含量有关。 保持水泥用量不变，增大水灰比，将增加拌合物的流动性。 保持 W/C不变，相应

21、增加水泥和水用量，将提高拌合物的流动性。保持 W/C不变，相应增加或减少砂用量，将改变拌合物的流动 性。b、粘聚性 新拌砼混合料抗离析的能力叫粘聚性， 粘聚性与粗细骨料的级 配及水泥浆的稠度有关。 级配合理的混合料，粘聚性大，反之则小。 水泥浆稠度越小，粘聚性越大。 粘聚性不良，易出现离析现象。c 、保水性 是指砼拌合料在施工中具备一定的保水能力的性质即不易 出现泌水现象。一般来讲，保水性与水泥的品种有关，同时也与砼配合比设计 是否合理有关，矿渣水泥常有泌水现象。（2） 和易性检测方法（ Slump test ）坍落度法（ ISO 称为稠度）。坍落度 O 干硬性砼坍落度0-20mm低流动性砼坍

22、落度30-90mm塑性砼坍落度100-150mm流动性砼坍落度 160大流动性砼 维勃稠度计法（ VB法 V?Bahmer 瑞典）（3）影响和易性的主要因素 拌合用水量。a 、拌和水在砼混合料中是分布于水泥浆和吸附于粗细骨料的表面 上，因而粗细骨料的总表面积越大， 需要的水越多 ; 水泥的标准 稠度用水量越大，需要的水越大。b 、当粗细骨料的种类及比例一定时，即使水泥用量变动（ 200-400 kg/m3）, 但要获得相同的坍落度，其所需要的用水量基本上是 一定的，这就是恒定用水量法则。水泥浆体积 a、在最佳砂率下，获得规定流动性所需的水泥浆最小。b 、在水泥浆体积一定时，最佳砂率下可获得最大

23、流动度 水泥砂浆的体积流动性砼水泥砂浆体积，约为粗细骨料空隙率的 1.2 1.5 倍。 其他影响和易性因素a 、水泥的品种b 、骨料的性质c 、时间与温度2、砼的结构性质（1）干表观密度2200 2400 kg/m 3V（绝对体积）2）密实度 D V（0 外形体积）D VC + V S + VG + V W mc ms mg mwc s g 1000 结合水分数，为一定龄期的砼中结合水为水泥重量的 % 数 普通水泥的 在砼 28 天时约为 1520%。（3）抗压强度 我国新标准的强度等级分 C7.5C60 共十二个等级（如前述），这 里补充如下：影响强度的因素 a 、水灰比（ W/C）RF（W

24、/C）·A或 RF（fc · w/c）fCU,O R28 A· fce （C/W - B）保罗米公式b、骨料的品种与质量当 W/C< 0.4 时 碎石砼比卵石砼强度高 38%，随着 W/C 增加，两者差距逐渐 减少。C、养护制度与湿度 提高砼强度的措施 采用高标号水泥，实行机械搅拌和震捣，掺外加剂等都是行之有 效的措施。（4）抗渗性 以抗渗标号衡量和划分， P2、P4、P6、P8、P10、P12 六个等级。 解析宏观意义（5）其他力学性能 如抗抗拉强、棱柱强度、抗折强度为抗压的 1/10 1/13 。（6）耐久性能主要指抗冻、抗碳化性能。五、商品砼1、商品砼

25、的含义 工程上叫“预拌砼”，这是外来语，英文叫 Ready-mixed concrete, 意为预先拌合好的砼， GB/T 14902-2003 是这样定义的由搅拌站 将原材料按一定比例经计量、 拌制出售，并由运输车在规定的时间内运送 到使用地点的砼拌合物。2、商品砼的主要特性（基本特性）商品砼必须满足如下要主要特性： 强度，满足普通砼的要求（即与普通砼一样） 流动度（塌落度），满足泵送作业要求 坍落度的经时损失，越小越好，至少应满足两小时仍可泵送。 第、两点是商品砼的主要特性，而第点为基本特性，没有第 点就不叫做砼，没有第、点不叫商品砼，即不可能实现预销售。3、商品砼的等级划分：按 GB/T

26、 14902-2003 标准，预拌砼分两大类：通用品（ normal concrete ）， 强度 C50，坍落度 180mm, 粗集料粒 径 31.5 40mm 特制品， special concrete, 任何一项指标超出通用品的规定范围或有 特殊要求的砼，其强度在 C55C80 个人认为，上述的划分方法不见得科学，如坍落度指标。不过它提供 了一个划分的准则，仍有其实用价值。4、商品砼的应用与发展前景（1）商品砼在我国起步比较晚，大概在上世纪八十年代才起步，我国第一 家商品砼企业诞生于 1978 年常州建筑工程材料公司创建，随后，则 逐年加速发展，到 20XX年全国已有 1039个企业，有

27、 14473台输送车， 设计能力达到 26405 万吨 m3（实际生产量为 13914 万吨 m3），总的来 说，我国商品砼企业的发展与工业发达国家（美、英、法、德还有意 大利、日本等）比较，大约迟后了半个世纪。而发展也极不平衡，大 都集中在国内的几个大、中城市北京、上海、广州、沈阳等，像 北京、上海等估计已超过 100 家，湖南省在 2000 年初仅有商品砼企 业三家，到 20XX年为止，大约已发展到 37 家（不包括还在建造未注 册的），发展势头良好。（2）商品砼迅速发展的基本原因（或者说优点） 保证并提高了砼质量配料准确、搅拌质量好 可实现泵送作业，大大提高了施工进度 可实现文明施工，较

28、大降低传统施工的脏乱现象 大大降低辅助用工， 减少原材料的浪费， 从而降低施工管理中的各 项费用解决高层建筑施工中砼垂直、水平运输中的许多矛盾，V 220m（100 270m）及 H> 5001500mm的工程，可用一根泵管就解决， 可取消塔吊，每小时输送量可达 60m3, 再有一种车泵，既可水平又可 垂直泵送砼，起吊高度达 40m，水平悬臂长度 32m以上 能解决道路、桥梁工程施工中长距离的砼输送问题。例 1 、上海浦东大桥砼支架高 210m，就是用商品砼浇筑的 再例、北京西客站工程底板，总方量达 30万 m3 再例、三峡水利工程（溢流槽 70 万 m3） 商品砼供应半径大， 可达 5

29、0km,运输车时速可达 60 80km，最高达 100km 正是由于商品砼的上述的诸多优点，所以国家已出台多项法令、 法规，要求大、中城市要大力推广应用商品砼，对大城市则要求强制 推行。六、混凝土配合比设计一）砼配合比定义及设计的基本参数1、 砼配合比的定义 为了保证强度和工作性能，经过设计计算所确定的砼单位体积中 的各种原材料用量之间的比例关系，称之为混凝土配合比。2、砼配合比设计的基本参数（1）试配强度 砼配制抗压强度应按所要求的砼强度等级取值，如下式 : fCU ,O 1.645 fcu.k式中fCU,O 砼配制强度（ MPa）砼抗压强度标准值（ MPa） 砼强度标准离差（ MPa）的取

30、值，根据强度等级的不同而异，一般规定是：C15取 4MPaC20 C35取 5MPaC40取 6MPa2）砂率：每立方米砼中，砂子用量（ kg）与砂、石总用量（ kg）之比 叫砂率，以百分比表示。如下式：smso 100%mgo mso式中mso 每立方米砼的细骨料用量（ kg）；mgo 每立方米砼的粗骨米用量（ kg）；s 砂率（ % ）；砂率是砼配合比的重要参数之一， 不同等级砼应选择不同的砂率， 其目的在于保证砼能得到最密实的效果。因此就有 最佳砂率的问 题。如何能找到最佳砂率，应通过试配来解决。方法是： 在选定水灰比的前提下：保持水灰比不变，在其他条件相同的条 件下，拌制数种砂率不同的

31、砼拌合物，并测定其坍落度，其中坍落度最大的一种拌合物所用的砂率，即为最佳砂率。（3）用水量：（1）塑性砼的用水量与粗骨料的品种和规格有关， JGJ55-2000普通砼的配合比设计和规程对此有专门规定，见下表：塑性砼用水量表（ kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒径（ mm）碎石最大粒径（ mm）项目指标102031.540162031.540坍落 度 （mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195注：上表中的适用范

32、围是水灰比在 0.40.80 ；表中的用水量是采用中砂的平均取值， 采用细砂时， 每立方米 用水量可增加 510kg；采用粗砂时，可减少 510kg.（2）流动性及大流动性砼的用水量宜按下列步骤计算用水量： a、以上表中坍落度 90mm 用水量为基础， 按坍落度每增大 20mm 用水量增加 5kg,计算未掺外加剂时的混凝土用水量； b、掺外加剂时的砼用水量按下式计算：mwa mwo（1 ）式中 mwa 掺外加剂砼每立方米砼的用水量（ kg）mwo 未掺外加剂每立方米砼的用水量（ kg）外加剂的减水率（ %）4）和易性：普通塑性砼包括三项内容， 即流动度也叫稠度 （以坍落度及扩散 度表示）、粘聚

33、性及保水性，只有同时满足这三项指标要求的砼拌合 物，才叫和易性好，分述如下：流动度也叫稠度，包含两层含义，一是坍落度，以砼坍落度仪 测定， 用 mm 表示其大小， 塑性砼的坍落度一般在 1090mm之间，超 过 90mm的，一般叫流动性砼， 泵送砼的坍落度最小起泵坍落度规范规 定不得小于 100mm，适宜的泵送砼坍落度为 160220mm，稠度的第二 层含义是扩展度，这是指坍落度仪测定坍落度时，当坍落度仪垂直抬 起时，砼拌合物缓慢下沉后的扩散直径，以 mm 表示。一般来讲，塑 性砼的扩展较小，甚至没有扩展度，因此也没有扩展度的要求，而泵 送砼由于坍落度较大，相应也有扩展度要求，普通泵送砼的扩展

34、度应 大于 500mm。粘聚性， 粘聚性的判断方法是在测定坍落度之后， 用捣棒轻轻打 击已坍落的砼锥体的一边，如锥体突然倒塌、部分崩裂或石子离析， 则表示粘聚性不良。 保水性是指砼拌合物保持水份不易析出的能力， 以稀浆析出的程 度来评定， 当坍落度筒提起后，如有较多的稀浆从砼锥体底部析出， 且 因失浆过多使砂石外露， 就表示保水性不好， 如坍落度筒提起后无稀浆 或仅有少量称浆从底部析出，且砼锥体含浆饱满，则表示保水性良好。5）水灰比水灰比的定义 水灰比是指单位体积内混凝土拌合料中用水量与胶凝材料总 用量之比，以 W/C 表示。对于掺有砼掺合料（如矿粉、粉煤灰） 的混凝土，胶凝材料总用量则应包括

35、掺合料， 这时通常叫做水胶比。 水灰比与砼强度的关系 水灰比与砼强度的关系可用下面方框图表示：高 强度 低W/C 小大W/C 与砼强度关系图 最大水灰比及最小水泥用量JGJ55-2000普通砼的配合比设计规程 对塑性砼有最大 W/C 及最小水泥用量的严格规定，如下表：混凝土的最大水灰比及最小水泥用量表环境条 件结构物类别最大水灰比最小水泥用量（ kg ）素砼钢筋 砼预应力砼素 砼钢筋 砼预应力砼1、干燥 环境正常的居住或办公 用房室内部件不作规定0.650.62002603002、潮湿 环境无冻害高湿度的室内部件室外部件 在外侵蚀性和（或）水中部 件0.70.60.6225280300有冻害经

36、受冻害的室外部件 在外侵蚀性土和（或）水中 且受冻害的部件 高湿度且受冻害的室内部件0.550.550.552502803003、有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室 内和室外部件0.50.50.5300300300注 a、当用活性掺合料取代部分水泥时， 表中最大水灰比及最小水泥用量即 为代替前的水灰比和水泥用量。b、配制 C15 及其以下等级的砼，可不受本表限制。6）外加剂和掺合料外加剂 常用的外加剂都有一定的减水剂效果， 其质量标准应符合 GB119 混 凝土外加剂应用技术规范 的相关规定，其应用方法， 一是利用其减水 效应降低用水量； 二是保持每立方米用水量不变， 利用其提高

37、砼流动性 （坍落度）。两者可任先其一。掺合料 塑性砼的掺合料，当前用得较多的是粉煤灰及磨细矿粉， 其品质应 符合 JGJ28粉煤灰在砼和砂浆中应用技术规程及 GB148粉煤灰砼 应用技术规程 和 GB/T1804用于水泥与砼中粒化高炉矿渣粉 的相关 规定。二）设计依据及基本方法1、设计依据JGJ55-2000 行标普通混凝土配合比设计规程公式 W/Ca fcefcu,oa b fce式中 a b 回归系数fce水泥 28 天抗压强度实测值（ MPa）当无水泥 28 天抗压强度实测值时，可按下 式推算：f ce c. f ce.g水泥强度等级富余系数，可按实际设计资料确定（注：按水泥质量有关标准

38、，此值般可取 1.13 ）ce.g水泥强度等级值（ MPa）、公式的基本性质上述公式，经换算后，又可化成：fcu.o a. fce ( c/w - b)上式就是著名的保罗米强度公式保罗米公式又可变换为：f cu.o a f ce (c / w b ) a fce c/w - a b fce现令 X c/w , b a f ce , a - a b f ce 及 y f cu.o ，则变换后的保罗米公式便成为下式，即：Y bx + a这就是数学上典型的线性函数表达式，由这线性公式，可以 得出结论如下：砼的强度与 c/w 成正比适用范围： 0.4 <w/c <0.8根据这一公式的基本性

39、质， 使我们应清醒的认识到一个重要 的原则，这就是严格控制 w/c 比，是砼配合比设计的关键。3 、砼配合比设计方法及种类(1) 性能设计 主要是为了保证砼的某种性能达到工程设计的特殊要求，例如 防水砼、抗渗砼，主要要求砼能防止渗漏，抗裂砼主要要求应达到 工程设计中特定抗裂要求， 它与防水砼有相似之处， 又有特定的抗 裂含义。 耐热砼主要要求砼能抵抗某种特定的高温侵害等， 类似这 类砼的配合比设计 , 其强度往往远远超过设计的需要，因而配合比 设计的主要目的是为了达到性能上的特殊要求。(2) 强度设计 主要是为了保证砼达到足够的抗压强度，要求砼在荷载的作用 下，具有设计所需要的安全度。4 、混

40、凝土配合比设计的基本原则：(1) 满足砼的强度要求以及达到此强度的时间(2)满足和易性的要求；(3) 耐久性能的要满足设计要求；(4) 经济上合理。 一个好的砼设计配合比，应同时达到上述四项要求，不能偏废，这就是说在满足前面三项要求的基础上， 最大限度的节约水泥， 以达到降低工程造价的目的。5、普通砼配合比设计的基本方法（1）绝对体积法 此法是按照砼混合料单位体积等于各组成材料的绝对体积之 和的原则来设计，即mc mg ms mw 0.01a 1 cgswA）mcmgmsmw1000 10acgswc g s wA ')式中： mc、mg、ms、mw 为各原材料组份的用量（ kg）；

41、为砼含气量，（一般取 =2）； （c c）、 （g g ）、 （s s）、 w（ w）为相应各种原材料的表观密度（或比重）此外还有sms100%s mg msB）【 s 为砂率】有了（ A）及（ B）式，就可进行配合比设计了。2）假定容重法先假定砼拌合物的容重 （湿重）来计算各种原材料的用量，再通 过试拌调整材料用量，并以实测砼混合物的容重， 反算材料的配合比 在有一定试验资料的基础上，此法比绝对体积法来得简单。但当无试 验资料时，假定容重法往往误差很大。砼的容重可假定：3河砂砼： 2400kg/m 3山砂砼： 2450 kg/m 3（3）两种设计方法的比较：A 、绝对体积法可靠性较好，但它是

42、建立在必须测出原材料的性能指 标的基础上，如须知道砂、石子容重、比重、空隙率等指标，因而 它是一种比较科学的设计方法， 如果没有原材料的检测指标， 采用 假定指标来设计，则失去了意义。B 、假定容重法方法简单，可靠性亦能满足要求，但当没有试验资料 时，假定容重则往往不易掌握好，误差在所难免。三）、砼配合比设计实例（绝对体积法）1 试设计 C35 砼配合比（1）已知条件： 原材料：水泥： P?O 42.5 级（ c =3.15） 河砂：中粗砂（比重 2.65 ）卵石： 1030mm（比重 2.67 ）2） 施工要求：机械震捣，坍落度 3050mm2.设计步骤如下 ：（1）确定试配砼强度，按 JGT55-2000规定，试配砼