水泥与及水泥混凝土课件

水泥与及水泥混凝土路基路面试验检测技术桥涵工程试验检测技术水泥与及水泥混凝土

自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以来，以水硬性水泥作为胶结材料的素混凝土就与水泥共同发展。到19世纪中叶(1850年左右)，法国首先获得了钢筋混凝土专利，混凝土技术获得了第一次突破；1928年，法国人Freysslent首次设计了一种张拉钢筋的锚具，开创了预应力钢筋混凝土的应用，使混凝土技术获得了第二次突破；20世纪60年代，日本、德国分别研制成功了减水率达20％的高效减水剂，混凝土的性质和功能得到了很大的改善和提高，混凝土技术获得了第三次突破，一些工业发达国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量应用于混凝土工程。为了提高混凝土的耐久性，又普遍使用混凝土矿物外加剂，矿物外加剂成为混凝土的第六种组分。目前，全世界的混凝土用量大约在70~80亿m3，我国混凝土的总用量也在30亿m3。自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以

凡由胶凝材料、骨料和水(或不加水)按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材，称为混凝土(简写为“砼”)。重混凝土

普通混凝土

轻混凝土按表观密度普通混凝土

高强混凝土

超高强混凝土

按强度

混凝土凡由胶凝材料、骨料和水(或不加水)按适当的比

重混凝土：其表观密度大于2600kg/m3。它是采用了密度很大的重骨料——重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥一钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。普通混凝土：其表观密度为2100～2500kg/m3，一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。轻混凝土：其表观密度小于1950kg/m3。它是采用轻质多孔的骨料，或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等，造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。

混凝土作为一种建筑材料，具有许多优点，如：１.抗压强度高．２.可根据不同要求配制各种不同性质的混凝土，在一定范围内，通过调整混凝土的配合比，可以很方便地配制出具有不同强度、流动性、抗渗性等性能的混凝土。３.在凝结前具有良好的可塑性，可以浇注成各种形状和尺寸的构件或结构物，与现代施工机械及施工工艺具有较好的适应性。４.由于水泥混凝土与钢筋有牢固的粘结力，能制成坚固耐久的钢筋混凝土构件和预应力钢筋棍凝土构件，进一步扩大了水泥混凝土的使用范围。５.水泥混凝土组成材科中，砂、石等地方材料占80％左右，符合就地取树和经济性原则。

但是混凝土也存在—些缺点，如：１.抗拉强度小，属于一种脆性材料，很多情况下．必须配制钢筋才能使用。２.自重大，不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难。３.需要较长时间的养护，从而延长了施工期。混凝土作为一种建筑材料，具有许多优点，如：普通混凝土的基本组成材料水泥水砂石子普通混凝土的基本组成材料水泥水砂石子水泥与及水泥混凝土课件混凝土组成材料的作用在混凝土组成材料中，水泥和水组成水泥浆，它包裹在所有骨料的表面并填充在骨料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋于混凝土拌合物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把砂、石骨料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材砂、石是骨料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的骨料填充大颗粒的空隙。粗、细骨料的总体积要占混凝土体积的70％～80％，因此骨料质量的优劣，对混凝土各项性质的影响很大。混凝土原材料的选择原则：在保证原材料质量的前提下，尽可能节省水泥，提高混凝土的强度和耐久性。方法：减小骨料间空隙，则填充骨料空隙的水泥浆量减少；减小骨料的总表面积，则包裹骨料表面的水泥浆量减少。混凝土组成材料的作用第一节

水泥材料的技术性质和技术标准

水泥——即能在水中凝结，又能在空气中凝结的胶凝材料。第一节

水泥材料的技术性质和技术标准水泥——即能在水中一、水泥分类硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫酸盐水泥铁铝酸盐水泥(2)按性能和用途分类通用水泥专用水泥特性水泥⑴按化学成分∆∆一、水泥分类硅酸盐水泥(2)按性能和用途分类通用水泥⑴

1.硅酸盐水泥的生产工艺概述

（1）生产工艺

两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程（2）生产原料石灰石质原料——石灰石、白垩等粘土质原料——粘土、页岩等校正原料（少量）——铁粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O31.硅酸盐水泥的生产工艺概述石灰石质原料——石灰石、白2.硅酸盐水泥的组成材料（1）硅酸盐水泥熟料（2）石膏（3）混合材料2.硅酸盐水泥的组成材料（1）硅酸盐水泥熟料（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙主要矿物组成分子式分子简式

3CaO·SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙名称（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：影响水泥体积安定性石灰石质原料富含潜在危害非常严重注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成

硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙

铁铝酸四钙

C3SC2SC3AC4AF含量/%

37～60

最多15～37次之

7～15少

10～18少

水化速度

较快慢快中水化热

中低高中强度

高早期低后期高低中（抗折强度）耐化学侵蚀

中良差优干缩性

中小大小2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成硅酸三钙硅酸实例快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。

适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。

C4AF、C2S含量高。

适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥低热矿渣水泥：加入矿渣适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高，

C3A含量低实例大坝水泥：简称中热水泥适用于大坝工程、大型构筑物

（2）石膏作用：缓凝剂水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。（2）石膏作用：缓凝剂（3）混合材料1）活性混合材料2）非活性混合材料（3）混合材料1）活性混合材料1）活性混合材料

——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。粒化高炉矿渣山灰质混合材料粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的SiO2、Al2O3和少量的CaO具有较高的活性。天然的人工的主要成分：Al2O3、SiO2。本身不硬化，+石灰+水起胶凝作用。1）活性混合材料——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。2）非活性混合材料

定义：在水泥中主要起填充作用，本身不具有（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。

目的：调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。

常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等。2）非活性混合材料定义：在水泥中主要起填充作用，本五大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥

不掺混合材+少量混合材（≤水泥量5%）

硅酸盐水泥熟料+适量石膏+多量混合材

P·Ⅰ

P·Ⅱ

+少量混合材（水泥量6%～15%）

P·O

粒化高炉矿渣

P·P

P·F

P·S

火山灰

粉煤灰五大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥不掺混合材+少量混合材（≤水3.硅酸盐水泥的水化硬化

（1）水化

①②③

水化速度快

④

长纤维状

短纤维状六方板结晶缓凝机理：同上针状结晶

立方板状结晶

3.硅酸盐水泥的水化硬化①②③水化速度快④长纤第一阶段：大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：大约从初凝起至24h止，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。（2）水泥的硬化第一阶段：（2）水泥的硬化水泥硬化研究理论

水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。水泥硬化研究理论二、硅酸盐水泥的技术性质

（1）化学性质

①不溶物——主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会影响水泥的粘结质量。

②烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。

③氧化镁水化慢、体积膨胀,影响安定性

④三氧化硫

⑤碱——限制发生碱-集料反应，按（Na2O+0.658K2O）值计。二、硅酸盐水泥的技术性质水化慢、体积膨胀,④三氧化硫⑤碱含量：

在水泥中含是引起混凝土产生碱-骨料反应的条件，为了避免碱-骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按氧化钠+0.658氧化钾计算）不得大于0.60%。国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。

废品水泥在工程中严禁使用。

碱含量：（2）物理力学性质

①细度

0.08mm（0.08mμm方孔筛筛余量:%——负压筛法（适用于其它水泥）比表面积：m2/kg，cm2/g——勃氏法（适用于硅酸盐水泥）a.指标▲（2）物理力学性质0.08mm（0.08mμm方孔筛筛余量:

b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至4000～6000Pa范围内。2.称取试样m0=25g，置于负压筛，筛析2min。3.筛毕，称量筛余物m1。4.结果计算(1)水泥试样筛余百分数：b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至

②凝结时间

a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间,称为凝结时间。初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性所需的时间——初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性

所需的时间——终凝时间。c.凝结时间的测定：b.两种状态（1）采用凝结时间测定仪（维卡仪）；（2）采用水泥标准稠度净浆。②凝结时间初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性d.水泥标准稠度净浆1.目的：试验结果具有可比性，用于测定凝结时间和安定性。

2.测定：试验仪器：维卡仪试验方法：标准法/调整水量法3.标准稠度净浆标准:

试杆距底板距离为6mm±1mm。4.标准稠度用水量:达到标准稠度净浆时的用水量。d.水泥标准稠度净浆1.目的：试验结果具有可比性，3.标准稠

初凝时间：

试杆距底板距离为4mm±1mm。终凝时间：

当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。e.凝结时间测定初凝时间：e.凝结时间测定③安定性

a.定义:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。b.安定性不良的因素：（1）MgO过量；（2）石膏掺量过多；（3）水泥中游离过多CaO。c.试验方法:试饼法雷氏法▲——发生争议以雷氏法为主③安定性（1）MgO过量；c.试验方法:试饼法雷氏法▲d.雷氏法（1）雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。（2）测量A取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A。（3）沸煮（4）测量C沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C。（5）结果判定当两个试件煮后增加距离C-A平均值≯5.0mm时，安定性合格；当两个试件C-A值相差超过4.0mm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。雷氏夹d.雷氏法（1）雷氏夹试件的成型：雷氏夹

（3）力学性质①强度

a.检验方法（ISO法）水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试件,标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。

b.强度等级fce,k(1)以水泥28d抗压强度确定(2)为强度范围的下限(3)水泥实际强度fce=γc·fce,kγc——水泥富裕系数，1.0～1.5c.分类：普通型、早强型（3）力学性质b.强度等级fce,kc.分类：普通型、早强试验过程中要注意的问题：1、龄期（路基：P235）2、养护条件和方式3、加载速度4、加载量程试验过程中要注意的问题：1、龄期（路基：P235）5.硅酸盐水泥的技术标准（1）技术标准5.硅酸盐水泥的技术标准（1）技术标准（2）废品水泥和不合格水泥

GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》规定：

凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合本标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。（2）废品水泥和不合格水泥6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止（1）腐蚀

1）软水侵蚀

溶出Ca(OH)2降低碱度

2）硫酸盐腐蚀3）镁盐腐蚀4）一般的腐蚀

中和反应5）碳酸腐蚀6）强碱腐蚀

6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止3）镁盐腐蚀4）一般的腐蚀

（2）防止1）根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种2）提高水泥石的密实度3）敷设耐蚀保护层

当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀不透水的保护层。通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。（2）防止2.技术标准（1）普通水泥的技术标准2.技术标准（1）普通水泥的技术标准2.技术标准（1）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准2.技术标准（1）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准3.五大品种硅酸盐水泥的特性及应用3.五大品种硅酸盐水泥的特性及应用第三节水泥混凝土的技术性质

混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。第三节水泥混凝土的技术性质混凝土是由胶凝材料，水和一、新拌混凝土的工作性混凝土拌和物的性能混凝土拌合物——混凝土在未凝结硬化以前，称作新拌混凝土，或混凝土拌合物。混凝土拌合物必须具有良好的和易性，以便于施工，保证能获得良好的浇灌质量。一、新拌混凝土的工作性混凝土拌和物的性能1.和易性的概念

——和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。

和易性是一项综合的技术性质，包括三方面的含义。（书上P235：四个方面，即：流动性、可塑性、稳定性、易密性）流动性粘聚性保水性和易性的三个方面1.和易性的概念——和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（2.和易性测定方法

目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。主要的试验方法有：（１）坍落度与坍落扩展度法（２）维勃稠度法2.和易性测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合（1）坍落度如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒；坍落度：筒高与坍落后试体最高点之间的高差。单位：mm(精确至5mm)。观察：粘聚性、保水性。全面地评价混凝土拌和物的工作性。

（1）坍落度如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒；水泥与及水泥混凝土课件注意：1.当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。2.适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土。注意：1.当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时混凝土按坍落度的分类根据坍落度不同，可将混凝土分为：1.大流动性混凝土：坍落度大于160mm；2.流动性混凝土：坍落度为100～150mm；3.塑性混凝土：坍落度为10～90mm；4.干硬性混凝土：坍落度小于10mm。混凝土按坍落度的分类根据坍落度不同，可将混凝土分为：（2）维勃稠度试验如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间。维勃稠度值：从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间。单位：以s计，(精确至1s)注意：适用于骨料D不大于40mm，维勃稠度在5～30s之间。（2）维勃稠度试验如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍3.影响和易性的因素（1）水泥品种（2）集料的性质（3）水泥浆的数量（4）水泥浆的稠度（5）砂率（6）外加剂（7）时间和温度（外因）3.影响和易性的因素（1）水泥品种二、硬化后混凝土的性能（一）混凝土的强度1.混凝土立方体抗压强度和强度等级（1）立方体抗压强度（fcu）

按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度20士2℃，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。二、硬化后混凝土的性能（一）混凝土的强度（2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k）

立方体抗压强度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是按数理统计方法确定，具有不低于95％保证率的立方体抗压强度。（2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k）

立方（3）强度等级

凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。

如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。

我国现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》规定,

普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。

（3）强度等级

凝土的“强度等级”是根据“立方体抗水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土课件2.轴心抗压强度

为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。

测定其轴心抗压强度，采用150mm×150m×300mm棱柱体作为标准试件，轴心抗压强度以fcp表示，以MPa计。2.轴心抗压强度为了使测得的混凝土强度接近于混凝土3.劈裂抗拉强度我国现行标准规定，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计算公式：3.劈裂抗拉强度我国现行标准规定，采用标准试件150mm立方4.混凝土抗折强度(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。水泥混凝土的抗弯拉强度试验是以标准方法制备成150mm×150mm×550mm的梁形试件，在标准条件下养护２８ｄ后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（fcf）。计算公式：4.混凝土抗折强度(fcf)道路路面或机场跑道用混凝土，影响混凝土强度的因素

1.原材料的因素

（1）水泥强度（2）水灰比

（3）集料的种类、质量和数量（4）外加剂和掺和料碎石：αa=0.46，αb=0.07卵石：αa=0.48，αb=0.33影响混凝土强度的因素1.原材料的因素（3）集料的种类、2.生产工艺因素（1）施工条件——搅拌与振捣（2）养护条件（3）龄期

3.试验因素

（1）试件形状尺寸（2）表面状态（3）试件湿度

（4）加荷速度（5）支承条件（6）加载方式2.生产工艺因素3.试验因素（4）加荷速度混凝土强度的质量评定1、评定方法2、质量水平的评定P240混凝土强度的质量评定1、评定方法混凝土质量（强度）波动的规律

混凝土的质量波动符合正态分布规律。由于上述各种质量波动的原因，即使在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动。质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。正态分布的特点：1.曲线形态呈钟型，在对称轴的两侧曲线上各有一个拐点。拐点至对称轴的距离等于1个标准差。2.曲线以平均强度为对称轴两边对称。3.曲线与横座标之间围成的面积为总概率，即100%。4.曲线越窄、越高，表明混凝土匀质性好，施工管理水平高。若曲线宽且矮，施工管理水平差。因此从概率分布曲线可以比较直观地分析混凝土质量的波动情况。

混凝土质量（强度）波动的规律

对同一种混凝土进行系统的随机抽样，测试结果表明其强度的波动规律符合正态分布。该分布如上图所示，可用两个特征统计量——强度平均值和强度标准差(σ)作出描述。强度平均值按下式计算：强度平均值对应于正态分布曲线中的概率密度峰值处的强度值，即曲线的对称轴所在之处。故强度平均值反映了混凝土总体强度的平均水平，但不能反映混凝土强度的波动情况。对同一种混凝土进行系统的随机抽样，测试结果表明其强度标准差（又称均方差）按下式计算：强度标准差是正态分布曲线上两侧的拐点离开强度平均值处对称轴的距离，它反映了强度离散性（即波动）的情况。如图4-所示，σ值越大，强度分布曲线越矮而宽，说明强度的离散程度较大，反映了生产管理水平低下，强度质量不稳定。故A混凝土的强度质量比B混凝土的稳定，生产管理水平也更高。强度标准差（又称均方差）按下式计算：变异系数：由于混凝土强度的标准差随强度等级的提高而增大，故也可采用变异系数(CV)作为评定混凝土质量均匀性的指标。变异系数愈小。表示混凝土质量愈稳定；变异系数值大，则表示混凝土质量稳定性差。强度保证率：在混凝土强度质量控制中，除了须考虑所生产的混凝土强度质量的稳定性之外，还必须考虑符合设计要求的强度等级的合格率，此即强度保证率。它是指在混凝土强度总体中，不小于设计要求的强度等级标准值（fcu,k）的概率P(％)。如图4-28所示，强度正态分布曲线下的面积为概率的总和，等于100％。变异系数：由于混凝土强度的标准差随强度等级的提高而增大，故也所以，强度保证率可按如下方法计算：首先，计算出概率度t，即

再根据t值，由下表查得保证率P。

令混凝土配制强度等于混凝土平均强度，即，再以此式代入概率度t计算式，则。当P＝95％时，t＝－1．645，因此:所以，强度保证率可按如下方法计算：首先，计算出概率度t，即工程中P(％)值可根据统计周期内，混凝土试件强度不低于要求强度等级标准值的组数N0与试件总数N(N≥25)之比求得，即：混凝土质量控制的目标是使所生产的混凝土能按规定的保证率满足设计要求。质量控制过程包括以下三个过程：

①混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。

②混凝土生产过程中的控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。

③混凝土生产后的合格性控制。包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。工程中P(％)值可根据统计周期内，混凝土试件强度不低于要求强混凝土强度检验评定标准根据GB50204－92的规定，混凝土强度检验评定主要分统计法和非统计法两种方法：1.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，应由连续的3组试件代表一个验收批进行统计方法评定。2.当混凝土的生产条件不能满足上述条件的规定时，或在前一检验期内的同一品种混凝土没有足够的强度数据用以确定验收批混凝土强度标准差时，应由不少于10组的试件代表一个验收批进行统计方法评定。3.对零星生产的预制构件或现场搅拌批量不大的混凝土，可采用非统计方法评定，验收批强度必须同时满足平均强度和最小强度的要求。4.当对混凝土的试件强度代表性有怀疑时，可采用非破损检验方法或从结构构件中钻取芯样的方法，按有关规定，对结构构件中的混凝土强度进行推定，作为是否应进行处理的依据。

混凝土强度检验评定标准第五节普通混凝土组成设计一、普通混凝土组成材料的技术要求1、水泥2、粗集料3、细集料4、水5、外加剂6、细掺料第五节普通混凝土组成设计一、普通混凝土组成材料的技术要求二、配合比设计概述混凝土配合比：是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作,称为混凝土配合比设计。混凝土配合比的表示方法:（1）相对用量表示法（2）绝对用量表示法二、配合比设计概述混凝土配合比：是指单位体积的混凝土中各组成混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求（1）满足结构设计的强度等级要求；

（2）满足混凝土施工所要求的和易性；

（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；

（4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求（1）满足结构设计的混凝土配合比设计基本参数配合比设计的三参数：水灰比、单位用水量、砂率。水灰比——混凝土中水与水泥的比例称为水灰比——砂子占砂石总量的百分率称为砂率——用水量是指1m3混凝土拌和物中水的用量（kg/m3）单位用水量砂率混凝土配合比设计基本参数配合比设计的三参数：——混凝土中水与混凝土配合比设计三个步骤1.初步配合比设计2.实验室配合比设计3.施工配合比设计混凝土配合比设计三个步骤1.初步配合比设计1.混凝土初步配合比设计计算（1）确定试配强度（fcu,0）（2）计算水灰比（W/C）耐久性复核1.混凝土初步配合比设计计算（1）确定试配强度（fcu,0（3）选定单位用水量（ｍw0）拌合物稠度卵石最大粒径(㎜)碎石最大粒径(㎜)项目指标102031.540162031.540

坍落度(㎜)10~30190170160150200185175165

30~50200180170160210195185175

50~70210190180170220205195185

70~90215195185175230215205195

注：①本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。（3）选定单位用水量（ｍw0）拌合物稠度卵石最大粒径(㎜（4）计算水泥用量（ｍc0）（5）选择合理的砂率值

合理砂率可通过试验、计算或查表求得。耐久性复核（4）计算水泥用量（ｍc0）（5）选择合理的砂率值耐久性复核混凝土砂率选用表

（%）水灰比卵石最大粒径(㎜)碎石最大粒径(㎜)1020401620400.4026~3225~3124~3030~3529~3427~320.5030~3529~3428~3333~3832~3730~350.6033~3832~3731~3636~4135~4033~380.7036~4135~4034~3939~4438~4336~41混凝土砂率选用表（%）水灰比卵石最大粒径(㎜)碎石最大粒（6）计算粗、细骨料用量

①质量法（假定表现密度法）

计算公式：ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ｍcp（6）计算粗、细骨料用量式中：ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；

ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；

ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；

ｍw0——每立方米混凝土的用水量（kg）；βs——砂率（％）；ｍcP——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；可取2400～2450kg。

式中：ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；采用体积法（绝对体积法）计算公式：采用体积法（绝对体积法）计算公式：式中：ρc——水泥密度（kg/ｍ3）,可取2900～3100kg/ｍ3；

ρg——粗骨料的表观密度（kg/ｍ3）；

ρs——细骨料的表观密度（kg/ｍ3）；

ρw——水的密度（kg/ｍ3），可取1000kg/ｍ3；

βs——砂率（％）；α

——混凝土的含气量百分数。在不使用引气型外加剂时，α可取１。

式中：ρc——水泥密度（kg/ｍ3）,可取2900～3100（7）得出初步配合比

通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即初步配合比计算完成。

表示为：（7）得出初步配合比通过以上计算，得出每立方米混凝土各例题1：某工程采用现浇混凝土梁柱结构，最小截面尺寸为300mm，钢筋最小净距为60mm。混凝土设计强度等级为fcu,k=30MPa，采用机械搅拌，插入式振动棒浇捣，施工时要求混凝土坍落度为30～50mm。施工单位的强度标准差为2.5MPa。所用材料：

42.5级普通硅酸盐水泥，实测28d强度为49.4MPa，密度ρc=3150kg/m3；

中砂：符合Ⅱ区级配，ρs=2600kg/m3；

卵石：粒级5～40,ρ0g=2650kg/m3；

现场砂含水率3％，碎石含水率2％。

求普通混凝土配合比。例题1：某工程采用现浇混凝土梁柱结构，最小截面尺寸为300①混凝土配制强度计算

根据设计强度等级和施工单位强度标准差进行计算

混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定并应符合下列规定：

A.计算时，强度试件组数不应少于25组；

B.当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值小于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于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小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa；

C.当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按现行国家标准GB50204《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定取用。①混凝土配制强度计算

根据设计强度等级和施工单位强度标准②计算水灰比

当混凝土强度等级小于C60时，水灰比按下式计算

αa,αb——回归系数fce——水泥28d实测强度，MPa

回归系数αa和αb宜按下列规定确定：

A.回归系数αa和αb应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；

B.当不具备上述试验统计资料时，其回归系数可按下表选用:②计算水灰比

当混凝土强度等级小于C60时，水灰比③选取每立方米混凝土用水量

根据所用碎石最大粒径40mm，中砂及混凝土坍落度为30～50mm的要求，选择用水量。

每立方米混凝土用水量的确定,应符合下列规定:

A.干硬性和塑性混凝土用水量的确定

a.水灰比在0.40～0.80范围时,根据粗骨料的品种﹑粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,其用水量可按下表选取.

b.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用水量应通过试验确定。（选取160kg/m3）③选取每立方米混凝土用水量

根据所用碎石最大粒径40④⑦⑧计算水泥用量

水灰比为0.55，用水量为160kg，则水泥用量（mco）为:

⑤选择砂率

A.根据水灰比值、粗集料最大粒径、中砂及施工时混凝土的坍落度。

当无历史资料可参考时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：

坍落度为10～60mm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。选取砂率0.32⑥砂、石用量计算，并确定试配用计算配合比

可用两种方法计算：体积法和重量法④⑦⑧计算水泥用量

水灰比为0.55，用水量为160k当采用体积法时，应按下列公式计算：式中ρc——水泥密度，kg/m3，可取2900～3100kg/m3；

ρg——粗骨料的表观密度，kg/m3；

ρs——细骨料的表观密度，kg/m3；

ρw——水的密度，kg/m3，可取1000kg/m3；

α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1

代入数值,计算ms0,mg0,其中mcp=2400kg/m3

故每立方米混凝土各材料用量=水泥:砂:石子:水=291:615:1307:160确定试配用计算配合比

以水泥用量为1，得计算配合比=水泥：砂：石子：水灰比=1：2.11：4.49：0.55当采用体积法时，应按下列公式计算：当采用重量法时，应按下列公式计算：

式中mc0——每立方米混凝土的水泥用量，kg;

mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量，kg;

ms0——每立方米混凝土的细骨料用量，kg;

mw0——每立方米混凝土的用水量，kg;

mcp——每立方米混凝土拌合物的假定用量，kg，其值可取2350～2450kg;

βs——砂率，％。代入数值,计算ms0,mg0,其中mcp=2400kg/m3

故每立方米混凝土各材料用量=水泥:砂:石子:水=291:624:1326:160

确定试配用计算配合比

以水泥用量为1，得计算配合比=水泥：砂：石子：水灰比=1：2.14：4.56：0.55当采用重量法时，应按下列公式计算：2.混凝土实验室配合比设计

混凝土实验室配合比设计包括配合比的试配、调整与确定。按初步配合比计算实际各项材料用量，进行试拌，过程如下：（1）检验工作性，确定基准配合比（2）检验强度（3）复核密度，确定试验室配合比2.混凝土实验室配合比设计混凝土实验室配合比设计（1）检验工作性，确定基准配合比按计算出的初步配合比进行试拌，以校核混凝土拌和物的工作性。如试拌得出的拌和物的坍落度（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性能不好时，措施：保证水灰比不变的条件下，相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止。提出供混凝土强度校核用的“基准配合比”，表示为mca：mwa：msa：mga。（1）检验工作性，确定基准配合比按计算出的初步配合比进行试拌（2）检验强度拟定三个不同的配合比，其中一个为按上述得出的基准配合比，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（或0.10），其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可增加及减少1%。制作检验混凝土强度的试件时，尚应检验拌和物的坍落度（或维勃稠度）、粘聚性、保水性及测定混凝土的表观密度，并以此结果表征该配合比的混凝土拌和物的性能。每种配合比至少制作一组（3块）试件，在标准养护28d条件下进行抗压强度测试。确定满足强度要求的配合比，表示为mcb：mwb：msb：mgb。（2）检验强度拟定三个不同的配合比，其中一个为按上述得出的（3）密度复核，确定实验室配合比计算混凝土湿表观密度：

确定校正系数：

确定试验室配合比：（3）密度复核，确定实验室配合比计算混凝土湿表观密度：确定3.施工配合比的折算

实测施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比的各种材料单位用量为：施工配合比为：3.施工配合比的折算实测施工现场砂、石含水率分别为例2：根据初步计算配合比，称取16L各材料用量进行混凝土和易性试拌。测得混凝土坍落度T=20mm，小于设计要求，增加5%的水泥和水，重新搅拌测得坍落度为50mm，且粘聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝土表观密=2380kg/m3，求基准配合比。又经混凝土强度试验，28天抗压强度为38.5MPa，恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含水率3.5%，石子含水率1.0%，求施工配合比。

例2：根据初步计算配合比，称取16L各材料用量进行混凝土和易水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土路基路面试验检测技术桥涵工程试验检测技术水泥与及水泥混凝土

自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以来，以水硬性水泥作为胶结材料的素混凝土就与水泥共同发展。到19世纪中叶(1850年左右)，法国首先获得了钢筋混凝土专利，混凝土技术获得了第一次突破；1928年，法国人Freysslent首次设计了一种张拉钢筋的锚具，开创了预应力钢筋混凝土的应用，使混凝土技术获得了第二次突破；20世纪60年代，日本、德国分别研制成功了减水率达20％的高效减水剂，混凝土的性质和功能得到了很大的改善和提高，混凝土技术获得了第三次突破，一些工业发达国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量应用于混凝土工程。为了提高混凝土的耐久性，又普遍使用混凝土矿物外加剂，矿物外加剂成为混凝土的第六种组分。目前，全世界的混凝土用量大约在70~80亿m3，我国混凝土的总用量也在30亿m3。自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以

凡由胶凝材料、骨料和水(或不加水)按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材，称为混凝土(简写为“砼”)。重混凝土

普通混凝土

轻混凝土按表观密度普通混凝土

高强混凝土

超高强混凝土

按强度

混凝土凡由胶凝材料、骨料和水(或不加水)按适当的比

重混凝土：其表观密度大于2600kg/m3。它是采用了密度很大的重骨料——重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥一钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。普通混凝土：其表观密度为2100～2500kg/m3，一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。轻混凝土：其表观密度小于1950kg/m3。它是采用轻质多孔的骨料，或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等，造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。

混凝土作为一种建筑材料，具有许多优点，如：１.抗压强度高．２.可根据不同要求配制各种不同性质的混凝土，在一定范围内，通过调整混凝土的配合比，可以很方便地配制出具有不同强度、流动性、抗渗性等性能的混凝土。３.在凝结前具有良好的可塑性，可以浇注成各种形状和尺寸的构件或结构物，与现代施工机械及施工工艺具有较好的适应性。４.由于水泥混凝土与钢筋有牢固的粘结力，能制成坚固耐久的钢筋混凝土构件和预应力钢筋棍凝土构件，进一步扩大了水泥混凝土的使用范围。５.水泥混凝土组成材科中，砂、石等地方材料占80％左右，符合就地取树和经济性原则。

但是混凝土也存在—些缺点，如：１.抗拉强度小，属于一种脆性材料，很多情况下．必须配制钢筋才能使用。２.自重大，不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难。３.需要较长时间的养护，从而延长了施工期。混凝土作为一种建筑材料，具有许多优点，如：普通混凝土的基本组成材料水泥水砂石子普通混凝土的基本组成材料水泥水砂石子水泥与及水泥混凝土课件混凝土组成材料的作用在混凝土组成材料中，水泥和水组成水泥浆，它包裹在所有骨料的表面并填充在骨料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋于混凝土拌合物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把砂、石骨料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材砂、石是骨料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的骨料填充大颗粒的空隙。粗、细骨料的总体积要占混凝土体积的70％～80％，因此骨料质量的优劣，对混凝土各项性质的影响很大。混凝土原材料的选择原则：在保证原材料质量的前提下，尽可能节省水泥，提高混凝土的强度和耐久性。方法：减小骨料间空隙，则填充骨料空隙的水泥浆量减少；减小骨料的总表面积，则包裹骨料表面的水泥浆量减少。混凝土组成材料的作用第一节

水泥材料的技术性质和技术标准

水泥——即能在水中凝结，又能在空气中凝结的胶凝材料。第一节

水泥材料的技术性质和技术标准水泥——即能在水中一、水泥分类硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫酸盐水泥铁铝酸盐水泥(2)按性能和用途分类通用水泥专用水泥特性水泥⑴按化学成分∆∆一、水泥分类硅酸盐水泥(2)按性能和用途分类通用水泥⑴

1.硅酸盐水泥的生产工艺概述

（1）生产工艺

两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程（2）生产原料石灰石质原料——石灰石、白垩等粘土质原料——粘土、页岩等校正原料（少量）——铁粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O31.硅酸盐水泥的生产工艺概述石灰石质原料——石灰石、白2.硅酸盐水泥的组成材料（1）硅酸盐水泥熟料（2）石膏（3）混合材料2.硅酸盐水泥的组成材料（1）硅酸盐水泥熟料（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙主要矿物组成分子式分子简式

3CaO·SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙名称（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：影响水泥体积安定性石灰石质原料富含潜在危害非常严重注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成

硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙

铁铝酸四钙

C3SC2SC3AC4AF含量/%

37～60

最多15～37次之

7～15少

10～18少

水化速度

较快慢快中水化热

中低高中强度

高早期低后期高低中（抗折强度）耐化学侵蚀

中良差优干缩性

中小大小2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成硅酸三钙硅酸实例快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。

适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。

C4AF、C2S含量高。

适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥低热矿渣水泥：加入矿渣适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高，

C3A含量低实例大坝水泥：简称中热水泥适用于大坝工程、大型构筑物

（2）石膏作用：缓凝剂水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。（2）石膏作用：缓凝剂（3）混合材料1）活性混合材料2）非活性混合材料（3）混合材料1）活性混合材料1）活性混合材料

——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。粒化高炉矿渣山灰质混合材料粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的SiO2、Al2O3和少量的CaO具有较高的活性。天然的人工的主要成分：Al2O3、SiO2。本身不硬化，+石灰+水起胶凝作用。1）活性混合材料——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。2）非活性混合材料

定义：在水泥中主要起填充作用，本身不具有（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。

目的：调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。

常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等。2）非活性混合材料定义：在水泥中主要起填充作用，本五大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥

不掺混合材+少量混合材（≤水泥量5%）

硅酸盐水泥熟料+适量石膏+多量混合材

P·Ⅰ

P·Ⅱ

+少量混合材（水泥量6%～15%）

P·O

粒化高炉矿渣

P·P

P·F

P·S

火山灰

粉煤灰五大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥不掺混合材+少量混合材（≤水3.硅酸盐水泥的水化硬化

（1）水化

①②③

水化速度快

④

长纤维状

短纤维状六方板结晶缓凝机理：同上针状结晶

立方板状结晶

3.硅酸盐水泥的水化硬化①②③水化速度快④长纤第一阶段：大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：大约从初凝起至24h止，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。（2）水泥的硬化第一阶段：（2）水泥的硬化水泥硬化研究理论

水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。水泥硬化研究理论二、硅酸盐水泥的技术性质

（1）化学性质

①不溶物——主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会影响水泥的粘结质量。

②烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。

③氧化镁水化慢、体积膨胀,影响安定性

④三氧化硫

⑤碱——限制发生碱-集料反应，按（Na2O+0.658K2O）值计。二、硅酸盐水泥的技术性质水化慢、体积膨胀,④三氧化硫⑤碱含量：

在水泥中含是引起混凝土产生碱-骨料反应的条件，为了避免碱-骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按氧化钠+0.658氧化钾计算）不得大于0.60%。国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。

废品水泥在工程中严禁使用。

碱含量：（2）物理力学性质

①细度

0.08mm（0.08mμm方孔筛筛余量:%——负压筛法（适用于其它水泥）比表面积：m2/kg，cm2/g——勃氏法（适用于硅酸盐水泥）a.指标▲（2）物理力学性质0.08mm（0.08mμm方孔筛筛余量:

b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至4000～6000Pa范围内。2.称取试样m0=25g，置于负压筛，筛析2min。3.筛毕，称量筛余物m1。4.结果计算(1)水泥试样筛余百分数：b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至

②凝结时间

a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间,称为凝结时间。初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性所需的时间——初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性

所需的时间——终凝时间。c.凝结时间的测定：b.两种状态（1）采用凝结时间测定仪（维卡仪）；（2）采用水泥标准稠度净浆。②凝结时间初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性d.水泥标准稠度净浆1.目的：试验结果具有可比性，用于测定凝结时间和安定性。

2.测定：试验仪器：维卡仪试验方法：标准法/调整水量法3.标准稠度净浆标准:

试杆距底板距离为6mm±1mm。4.标准稠度用水量:达到标准稠度净浆时的用水量。d.水泥标准稠度净浆1.目的：试验结果具有可比性，3.标准稠

初凝时间：

试杆距底板距离为4mm±1mm。终凝时间：

当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。e.凝结时间测定初凝时间：e.凝结时间测定③安定性

a.定义:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。b.安定性不良的因素：（1）MgO过量；（2）石膏掺量过多；（3）水泥中游离过多CaO。c.试验方法:试饼法雷氏法▲——发生争议以雷氏法为主③安定性（1）MgO过量；c.试验方法:试饼法雷氏法▲d.雷氏法（1）雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。（2）测量A取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A。（3）沸煮（4）测量C沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C。（5）结果判定当两个试件煮后增加距离C-A平均值≯5.0mm时，安定性合格；当两个试件C-A值相差超过4.0mm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。雷氏夹d.雷氏法（1）雷氏夹试件的成型：雷氏夹

（3）力学性质①强度

a.检验方法（ISO法）水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试件,标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。

b.强度等级fce,k(1)以水泥28d抗压强度确定(2)为强度范围的下限(3)水泥实际强度fce=γc·fce,kγc——水泥富裕系数，1.0～1.5c.分类：普通型、早强型（3）力学性质b.强度等级fce,kc.分类：普通型、早强试验过程中要注意的问题：1、龄期（路基：P235）2、养护条件和方式3、加载速度4、加载量程试验过程中要注意的问题：1、龄期（路基：P235）5.硅酸盐水泥的技术标准（1）技术标准5.硅酸盐水泥的技术标准（1）技术标准（2）废品水泥和不合格水泥

GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》规定：

凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合本标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。（2）废品水泥和不合格水泥6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止（1）腐蚀

1）软水侵蚀

溶出Ca(OH)2降低碱度

2）硫酸盐腐蚀3）镁盐腐蚀4）一般的腐蚀

中和反应5）碳酸腐蚀6）强碱腐蚀

6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止3）镁盐腐蚀4）一般的腐蚀

（2）防止1）根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种2）提高水泥石的密实度3）敷设耐蚀保护层

当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀不透水的保护层。通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。（2）防止2.技术标准（1）普通水泥的技术标准2.技术标准（1）普通水泥的技术标准2.技术标准（1）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准2.技术标准（1）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准3.五大品种硅酸盐水泥的特性及应用3.五大品种硅酸盐水泥的特性及应用第三节水泥混凝土的技术性质

混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。第三节水泥混凝土的技术性质混凝土是由胶凝材料，水和一、新拌混凝土的工作性混凝土拌和物的性能混凝土拌合物——混凝土在未凝结硬化以前，称作新拌混凝土，或混凝土拌合物。混凝土拌合物必须具有良好的和易性，以便于施工，保证能获得良好的浇灌质量。一、新拌混凝土的工作性混凝土拌和物的性能1.和易性的概念

——和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。

和易性是一项综合的技术性质，包括三方面的含义。（书上P235：四个方面，即：流动性、可塑性、稳定性、易密性）流动性粘聚性保水性和易性的三个方面1.和易性的概念——和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（2.和易性测定方法

目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。主要的试验方法有：（１）坍落度与坍落扩展度法（２）维勃稠度法2.和易性测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合（1）坍落度如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒；坍落度：筒高与坍落后试体最高点之间的高差。单位：mm(精确至5mm)。观察：粘聚性、保水性。全面地评价混凝土拌和物的工作性。

（1）坍落度如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒；水泥与及水泥混凝土课件注意：1.当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。2.适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土。注意：1.当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时混凝土按坍落度的分类根据坍落度不同，可将混凝土分为：1.大流动性混凝土：坍落度大于160mm；2.流动性混凝土：坍落度为100～150mm；3.塑性混凝土：坍落度为10～90mm；4.干硬性混凝土：坍落度小于10mm。混凝土按坍落度的分类根据坍落度不同，可将混凝土分为：（2）维勃稠度试验如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间。维勃稠度值：从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间。单位：以s计，(精确至1s)注意：适用于骨料D不大于40mm，维勃稠度在5～30s之间。（2）维勃稠度试验如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍3.影响和易性的因素（1）水泥品种（2）集料的性质（3）水泥浆的数量（4）水泥浆的稠度（5）砂率（6）外加剂（7）时间和温度（外因）3.影响和易性的因素（1）水泥品种二、硬化后混凝土的性能（一）混凝土的强度1.混凝土立方体抗压强度和强度等级（1）立方体抗压强度（fcu）

按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度20士2℃，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。二、硬化后混凝土的性能（一）混凝土的强度（2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k）

立方体抗压强度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是按数理统计方法确定，具有不低于95％保证率的立方体抗压强度。（2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k）

立方（3）强度等级

凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。

如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。

我国现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》规定,

普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。

（3）强度等级

凝土的“强度等级”是根据“立方体抗水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土课件水泥与及水泥混凝土课件2.轴心抗压强度

为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。

测定其轴心抗压强度，采用150mm×150m×300mm棱柱体作为标准试件，轴心抗压强度以fcp表示，以MPa计。2.轴心抗压强度为了使测得的混凝土强度接近于混凝土3.劈裂抗拉强度我国现行标准规定，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