土木工程材料第五章

第5章.混凝土5.2

普通混凝土的基本组成材料及技术要求5.6

混凝土的耐久性5.3

新拌混凝土的和易性5.5混凝土的变形性5.4

混凝土的强度5.1

混凝土概述5.7

混凝土质量控制与强度评定5.8

普通混凝土的配合比设计5.9

其它种类混凝土什么是混凝土？胶凝材料水粗、细集料外加剂

适当比例水泥、沥青等砂、石有一定强度的人造石材5.1混凝土概述混凝土：由胶凝材料和骨料加水拌合，经一定时间硬化而成的人造石材。“混凝土”简写“砼”，意为“人工石”。3

按表观密度：重混凝土、普通混凝土和轻混凝土。按胶结材料：水泥混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土等。按强度等级：普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土按用途：防水混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土等。按施工工艺：泵送混凝土、喷射混凝土、离心混凝土等。按水泥用量：贫混凝土（水泥用量<200kg/m3）

、富混凝土（水泥用量>450kg/m3）、普通混凝土（水泥用量280kg/m3～450kg/m3）

一、混凝土的分类可根据不同要求配制不同性质的混凝土；凝结前塑性好，可浇制成各种形状和尺寸；与钢筋有较高的握裹力，混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，两者复合后能较好的共同工作。硬化后抗压强度高，耐久性良好；就地取材、经济。

二、混凝土的优点三、普通混凝土的不足抗拉强度低，一般为抗压强度的十分之一到二十分之一，易产生裂缝，受拉易产生脆性破坏；受拉时变形能力小、容易开裂；自重大，比强度小，不利于建筑物向高层、大跨度方向发展；一旦破坏修复困难；耐久性不够，硬化慢，生产周期长。。

按规定配合比设计各组成材料均匀搅拌运送到工作平面浇注振捣养护四、混凝土的的工艺过程8模板9喷射混凝土10水下浇注混凝土11振捣125.2普通混凝土的基本组成材料及技术要求

水泥细骨料外加剂水掺合料粗骨料普通混凝土的组成材料：水泥，砂，石、水、外加剂、掺合料。水泥浆：赋予混凝土流动性（润湿）、粘结、填充。砂石：骨架作用（阻止水泥石的干缩，减少水化热）。称为骨料或集料。外加剂：改善混凝土的性能，量微作用大。掺合料：改善混凝土的性能。

一、水泥水泥品种选择。由混凝土工程特点和所处环境条件而定。水泥强度等级选择。

通常，配制一般混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的1.5—2.0倍；配制高强度泥凝土时，为混凝土抗压强度的1.0－1.5倍

随着混凝土强度等级不断提高，以及采用了新的工艺和外加剂，高强度和高性能混凝土并不受此比例的约束若水泥标号过低时,为满足强度要求必然使水泥用量过大,不够经济;若水泥标号过高时,较少的水泥用量就可以满足混凝土强度的要求.,但往往不能满足混凝土拌和物和易性和混凝土耐久性的要求,为保证这些性质,还必须再增加水泥,因而也不经济二、混凝土用水产品标准：《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）。混凝土拌合用水水质要求项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土PH值≥5.0≥4.5≥4.5不溶物（mg/L）≤2000≤2000≤5000可溶物（mg/L）≤2000≤5000≤10000Cl－（mg/L）≤500≤1000≤3500SO42－（mg/L）≤600≤2000≤2700碱含量(rag/L）≤1500≤1500≤15001.混凝土拌合用水

饮用水和清洁的天然水可用工业废水处理后可用与饮用水样进行水泥凝结时间对比试验。与饮用水样进行水泥胶砂强度对比试验。不应有明显的油脂、泡沫、颜色和异味。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成腐蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土工程，可拌制素混凝土，但不得用于拌制有饰面要求的混凝土。可不检验不溶物、可溶物、水泥凝结时间和水泥胶砂强度。2.混凝土养护用水

工程实例：

某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。由于养护水淋于曾装食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。一般说来，糖是有机物，有机表面活性剂都能吸附于水泥矿物表面，起到阻止水泥矿物的水化作用，延缓了水泥水化速度，只要严格控制其含量，可以起缓凝剂的作用。分析：181、定义:

粒径在4.75mm以下的岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂。三、细骨料GB/T14684-2001根据砂的技术要求，将砂分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。天然砂由天然岩石经自然条件作用而形成。（1）河砂和湖砂：长期受流水和波浪冲洗，颗粒较圆，比较洁净，且分布较广，为一般工程用砂。（2）海砂：受海流冲刷，颗粒圆滑，比较洁净且粒度整齐，但混有贝壳及盐类有害杂质，配制钢筋混凝土时应控制氯离子含量不应大于0.06%；预应力混凝土，则不宜采用海砂。（3）山砂：从山谷或旧河床采运得到，颗粒多带棱角，表面粗糙，含泥量和有机杂质较多，使用时应加以限制。机制砂：天然岩石轧碎而成，颗粒富有棱角，洁净，当片状颗粒和细粉含量大，成本高，只有在缺乏天然砂时才常使用。混合砂：由机制砂和天然砂混合而成，性能取决于原料砂质量及其配制情况。Ⅰ类砂宜用于配制强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类砂宜用于配制强度等级C30~C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类砂宜用于配制强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。河砂的生产

2、有害杂质:砂中的有害物质包括黏土淤泥、云母、轻物质（表观密度小于2000千克/m³的物质）、硫化物及硫酸盐、氯盐等。1)泥会包裹在砂子表面，隔断了水泥石与砂子之间的粘结，影响混凝土的强度。含泥量过多，会降低混凝土强度和耐久性，并增加混凝土的干缩。2）云母是表面光滑的小薄片，会降低混凝土拌合物和易性，也会降低混凝土的强度和耐久性。3）硫化物及硫酸盐主要有硫铁矿（FeS2）和石膏（CaSO4）等杂物。会与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，引起膨胀开裂。4）有机物主要来自于动植物的腐殖质、腐殖土、泥煤和废机油等，会延缓水泥的水化，降低混凝土的强度，尤其是早期强度。5）CL离子是强氧化剂，会导致钢筋混凝土中的钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后体积膨胀和受力面积减小，从而引起混凝土开裂。3、砂的粗细程度及颗粒级配

在混凝土中，砂子表面由水泥浆包裹，砂子之间的空隙由水泥浆填充。为节约水泥，提高混凝土密实度和强度，应尽可能减小砂子的总表面积，同时减少砂子的空隙率。

1）砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。分粗砂、中砂、细砂和特细砂。当混凝土拌合物和易性要求一定时，粗砂较细砂的水泥用量为省。砂子过粗，易使混凝土拌合物产生离析、泌水等现象。故混凝土用砂不宜过细，也不宜过粗。2）砂的颗粒级配是指粒径大小不同的砂粒的搭配情况。粒径相同的砂粒堆积在一起，会产生很大的空隙率，当两粒径的砂搭配到一起，空隙率就减小了。因此要想减小砂粒间的空隙，必须将大小不同的颗粒搭配使用。（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15㎜的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi筛孔尺寸分计筛余（%）累计筛余（%）4.75mma1A1=a12.36mma2A2=a1+a21.18mma3A3=a1+a2+a30.60mma4A4=a1+a2+a3+a40.30mma5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15mma6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6表5-5分计筛余量个累计筛余的关系

砂的粗细程度由细度模数表示：细度模数的计算Mx为3.7~3.1为粗砂，3.0~2.3为中砂，2.2~1.6为细砂。Mx=1.5~0.7为特细砂；Mx＜0.7为特粉砂。

砂的细度模数不能反映砂的级配优劣。细度模数相同的砂，其级配可以很不相同。因此在配置混凝土时，必须同时考虑砂的级配和细度模数。

GB/T14648-2001规定，根据600μm筛孔的累计筛余，把Mx在3.7~1.6之间的常用砂的颗粒级配分为三个级配区：表5-6建筑用砂颗粒级配筛孔尺寸I区II区III区9.50mm0004.75mm10-010-010-02.36mm35-525-015-01.18mm65-3550-1025-00.60mm85-7170-4140-160.30mm95-8092-7085-550.15mm100-90100-90100-90注：累计筛余（%）砂的筛分曲线判定砂级配是否合格的方法：（1）各筛上的累计筛余百分率原则上应完全处于表5-6所规定的任何一个级配区；（2）允许有少量超出，但超出总量应小于5%；（3）4.75mm和600μm筛号上不允许有任何超出；（4）Ⅰ区人工砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~85，Ⅱ区人工砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~80，Ⅲ区人工砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~75。配置混凝土时宜优先选用2区砂。当采用1区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性。当采用3区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。例5-1．某干砂500g的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配。4、坚固性

砂的坚固性是指砂在气候、环境或其他物理因素作用下抵抗破碎的能力。天然砂的坚固性根据砂在硫酸钠溶液中经五次浸泡循环后质量损失的大小来判定。BG/T14684-2001规定，Ⅰ类和Ⅱ类砂浸泡试验后质量损失小于8%，Ⅲ类砂浸泡试验后的质量损失小于10%。人工砂采用压碎指标法进行检验。BG/T14684-2001规定，Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类砂单级最大压碎指标分别小于20%、25%和30%。坚固性指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失（%，小于）8810压碎指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类单级最大压碎指标(%，小于)2025305、表观密度、堆积密度、空隙率表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3，松散堆积密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。四、粗骨料

根据国家标准《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）的规定，粒径在4.75mm~90mm之间的骨料称为粗骨料。建设部行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-1992）将粒径5mm~100mm之间的骨料称为粗骨料。1、粗骨料种类及其特性（1）粗骨料有卵石和碎石两类；

卵石是天然岩石经自然条件作用而成，表面光滑，有机杂质含量较多，与水泥石胶结能力差；碎石是天然岩石破碎、筛分而成，也可将大卵石扎碎、筛分而成，表面粗糙，较洁净，与水泥石粘结牢固。相同条件下，卵石混凝土强度较碎石混凝土低，在单位用水量相同的情况下，卵石混凝土的流动性较碎石混凝土大。（2）按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类；Ⅰ类粗骨料宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类粗骨料宜用于强度等级C30~C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；

Ⅲ类粗骨料宜用于强度等级小于C30的混凝土。2、有害杂质项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（按质量计，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥块含量（按质量计，%）0＜0.5＜0.73、粗骨料颗粒形态和表面特征粗骨料中的针状颗粒：长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的2.4倍粗骨料中的片状颗粒：厚度小于平均粒径的0.4倍。【分析】图中A、B、C三种石子的形状有何差别，分析其对拌制混凝土性能会有哪些影响。A、B、CA针片状颗粒含量较多。此针片状的碎石过多，表面积大，不仅会影响混凝土和易性，还会影响强度。

B表面较粗糙，多棱角，比表面积较A小，拌制混凝土时的性能优于A。

C为卵石，表面光滑、少棱角，空隙率及表面积较小。故拌制混凝土时所需水泥量较小。混凝土拌和物和易性较好。但卵石与水泥石粘结力会较差。在相同条件下，混凝土强度较低504、颗粒级配和最大粒径为节约水泥用量，提高混凝土密实度和强度，混凝土粗骨料总表面积应尽可能减少，空隙率应尽可能降低。对于贫混凝土（1m³混凝土水泥用量≤170kg），大粒径骨料是有利的，对于结构常用混凝土，骨料粒径大于150mm，并无多大好处，甚至可能造成混凝土的强度下降。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002规定：混凝土粗骨料最大粒径不得超过截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋最小净距的3/4；对于混凝土实心板，骨料最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不得超过50mm。

粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、75.0、90.0等十二种孔径的方孔筛进行筛分。然后将累计筛余百分率结果与表5-3对照，来判断试件级配是否合格。

按粒径尺寸分为连续粒级和单粒级两种规格；连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。单粒级不宜单独配置混凝土，主要用于组合连续级配或间断级配。5、强度

粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。(1)岩石抗压强度:

将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。碎石强度一般是在混凝土强度等级大于或等于C60时才检验，如有怀疑时也可进行抗压强度检验。(2)压碎指标值:

压碎指标是将一定重量气干状态下9.5～19ｍｍ的石子装入标准桶内，在试验机上均匀施加荷载到200ｋＮ，卸荷后称取试样质量G0，再用孔径为2.36ｍｍ的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量G1，用下式计算压碎指标：压碎指标值越小，骨料的强度越高。碎石强度可用抗压强度和压碎指标值表示，卵石强度只用压碎指标值表示。项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类碎石压碎指标，＜102030卵石压碎指标，＜121616表5-10粗骨料压碎指标（%）（GB/T14685-2001）6、坚固性坚固性是指骨料在自然风化和其它外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力

自然因素包括温度变化、干湿变化和冻融循环等常以抗冻性作为坚固性的衡量指标。一般采用直接冻融法和硫酸盐浸泡法测定集料的坚固性。由于硫酸盐浸泡法简易、快捷，通常采用硫酸钠溶液法检验集料的坚固性597、表观密度、堆积密度、空隙率

GB/T14685-2001规定，粗骨料的表观密度大于2500kg/m³，松散堆积密度大于1350kg/m³，空隙率小于47%.五、外加剂显著改善混凝土性能，掺量一般不大于水泥质量的5％。（注：不包括生产水泥时加入的混合材料、石膏和助磨剂，也不同于在混凝土拌制时掺入的掺合料。）按其主要功能分为四类：改善流变性能（和易性）：减水剂、引气剂、泵送剂等。

调节凝结时间、硬化性能：缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

改善耐久性：防水剂、阻锈剂和防冻剂等。

改善其他性能：加气剂、膨胀剂、着色剂等。

按化学成分可分：无机化合物、有机化合物、有机和无机的复合物。

1、减水剂

减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减少其拌和用水量的外加剂。

1）减水剂的减水及其作用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，当两种物质接触时（如水－水泥，水一油，水一气），表面活性剂的亲水基团指向水，憎水基团朝向水泥颗粒（油或气）。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混凝土强度的原因，是由于其表面活性物质间的吸附一分散作用，及其润滑、湿润作用所致。2）减水剂的作用机理及效果

水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，产生许多絮状物而形成絮凝结构，使10％～30％的拌合水（游离水）被包裹在其中，从而降低了混凝土拌合物的流动性。当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离作用，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，致使水泥颗粒相互分散，导致絮凝结构解体，释放出游离水，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。

阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极性很强，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜（图5.5），这层水是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的改善。

图5.5减水剂的作用示意图水泥浆结构1—水泥颗粒；2—游离水(a)未掺减水剂时的水泥浆体中絮状结构；(b)掺减水剂的水泥浆结构

掺减水剂的混凝土与未掺减水剂基准混凝土相比，具有如下效果：

①在拌合物用水量不变时，混凝土流动性显著增大，混凝土拌合物坍落度可增大100~200mm。②在保持坍落度和水泥用量不变的条件下，可减少用水量5%~30%，强度可提高5%~25%，特别是早期强度会显著提高。③保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量5%~25%。3）常用的减水剂

（1）按化学成分分为：

木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸系；（2）根据减水效果分：普通减水剂、高效减水剂；（3）根据对凝结时间的影响分：标准型、早强型、缓凝型；（4）是否在混凝土中引入空气：引气型和非引气型；（5）根据外形：粉体型和液体型。先掺法：减水剂与水泥混合后再与骨料和水一起搅拌。同掺法：减水剂溶于水后再加入拌合物中一起搅拌。后掺法：混凝土运送到浇筑地点后，加入减水剂再次搅拌。滞水法：在搅拌过程中减水剂滞后1～3min加入。

4）减水剂的掺入方法

2、早强剂能加速混凝土早期强度发展；作用：改善和易性、抗冻性、抗渗性、保水性和粘聚性，主要产品：氯盐类、硫酸盐类和有机胺类和复合等；Cl-会腐蚀钢筋，K+、Na+可能引起碱-骨料反应。

氯化钙的早强作用主要是因为它能与Ｃ3Ａ和Ｃa（ＯＨ）2反应，生成不溶性复盐水化氯铝酸钙和氧氯化钙，增加水泥浆体中固相比例，提高早期强度；同时液相中Ca（OH)2浓度降低，也使C3S、C2S加速水化，使早期强度提高。

1）氯盐类早强剂氯化钙早强剂因其能产生氯离子，易促使钢筋产生锈蚀，故施工中必须严格控制掺量。我国规范中规定：在钢筋混凝土中氯化钙的掺量不得超过水泥质量的１％；在无筋混凝土中掺量不得超过３％。

2）硫酸盐类早强剂包括硫酸钠、硫酸钙、硫代硫酸钠。硫酸盐的早强作用主要是与水泥的水化产物Ca(OH)2反应，生成高分散性的化学石膏，它与Ｃ３Ａ的化学反应比外掺石膏的作用快得多，能迅速生成水化硫铝酸钙，增加固相体积，提高早期结构的密实度，同时也会加快水泥的水化速度，因而提高混凝土的早期强度。硫酸钠的适宜掺量为0.5％～2％，常以复合使用效果更佳。使用时应防止引起碱集料反应。

3）三乙醇胺

三乙醇胺是一种非离子型表面活性剂，它不改变水化生成物，但能在水泥的水化过程中起着“催化作用”，与其他早强剂复合效果更好。一般掺量为水泥重量的0.02%~0.05%，能使水泥的凝结时间延缓1~3h，早期强度提高50%左右，28d强度不变或略有提高。

早强剂在低温和负温条件下它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨胀的临界强度，多用于冬期施工和抢修工程。3.引气剂搅拌混凝土时，能引入大量均匀、稳定而封闭的微小气泡；作用：改善和易性、抗冻性、抗渗性、保水性和粘聚性主要产品：松香热聚物、松脂皂和烷基磺酸盐等；不适宜用于预应力混凝土。适用于港口、地下防水混凝土等工程。

4.缓凝剂能延缓凝结时间而不影响后期强度；作用：由于缓凝剂在水泥及其水化物表面上的吸附作用，或与水泥反应生成不溶层而达到缓凝的效果。缓凝剂同时还具有减水、增强、降低水化热等功能。主要产品：木钙、糖蜜等；能改善混凝土泵送性能的外加剂，一般由减水剂、缓凝剂、引气剂等单独使用或复合使用而成。适用于工业与民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土、滑膜施工、水下灌注桩混凝土等工程，特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高层建筑等工程。5、泵送剂

能降低混凝土水中的冰点，使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂称为防冻剂。特点：在负温度条件下施工的混凝土工程须掺入防冻剂，一般防冻剂除能降低冰点外，还有促凝、早强、减水等作用，所以多为复合防冻剂。

6、防冻剂

7、速凝剂

速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。掺入混凝土后，能使掺在水泥中的石膏丧失缓凝作用。速凝剂的掺量为2.5％～４％，可使混凝土在３min内初凝，7～10min终凝，一天后强度提高300％，28天后强度下降20％～30％。速凝剂主要用于喷射混凝土。8、膨胀剂

能使混凝土产生补偿性收缩或者微膨胀的外加剂称为膨胀剂。常用品种为明矾石膨胀剂，掺量为10％～15％，可以改善抗裂性。能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂，主要包括以下四类：1）无机化合物类：氯化铁、硅灰粉末、锆化合物等。2）有机化合物类：脂肪酸及其盐类、有机硅表面活性剂、石蜡、地沥青、橡胶和水溶性树脂乳液。3）混合物类：无机类混合物、有机类混合物、无机与有机类混合物。4）复合类：上述各类与引气剂、减水剂、调凝剂等外加剂复合的复合型防水剂。9、防水剂防水剂可用于工业与民用建筑的屋面、地下室、隧道、港道、给排水池、水泵站等有防水抗渗要求的混凝土工程。外加剂的相关标准《混凝土外加剂》GB8076-1997;《公路工程混凝土外加剂》JT/T523-2004;《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003；《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002。

六、掺合料混凝土掺合料是指在混凝土搅拌前或在搅拌过程中，与混凝土其他组分一起，直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废料，掺量一般大于水泥重量的5%，其目的是为了改善混凝土的性能、调节混凝土强度等级和节约水泥用量等。主要有粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉、磨细自然煤矸石一起其他工业废渣。粉煤灰是目前用量最大、使用范围最广的掺合料。产品标准：《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2000等。

粉煤灰由于其本身的化学成分、结构和颗粒形状等特征，掺入混凝土中可产生以下三种效应，总称为”粉煤灰效应”。

(1)活性效应粉煤灰中所含的SiO2和Al2O3具有化学活性，在水泥水化产生的Ca(OH)2和水泥中所掺石膏的激发下，能水化生产水化硅酸钙和水化铝酸钙等产物，可作为胶凝材料的一部分起增强作用。

(2)形态效应粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃微珠，在混凝土拌合物中起“滚珠轴承”的作用，能减小内摩阻力，使掺有粉煤灰的混凝土拌合物比基准混凝土流动性好，便于施工，具有减水作用。1、粉煤灰

(3)微骨料效应粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆中，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构和增大了混凝土的密实度。

粉煤灰掺入混凝土中，可以改善混凝土拌合物的和易性、可泵性和可塑性，能降低混凝土的水化热，使混凝土的弹性模量提高，提高混凝土抗化学侵蚀性、抗渗、抑制碱-骨料反应等耐久性。粉煤灰取代混凝土中部分水泥后，早期强度有所降低，但后期强度可以赶上甚至超过未掺加粉煤灰的混凝土。2、磨细矿渣粉磨细矿渣粉是将粒化高炉矿渣经磨细而成的粉状掺合料。主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3，三者总量占90%以上，活性较粉煤灰高，掺量较粉煤灰大。磨细矿渣粉可以等量取代水泥，大幅度提高混凝土强度，耐久性和降低水化热。

根据《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2000）规定，矿渣粉根据28d活性指数（%）为S105、S95、S75三个级别，相应技术要求见表5-21所示。3、硅灰

硅灰活性极高，火山灰活性指标高达110%，硅灰取代水泥后，可改善混凝土拌合物的和易性，降低水化热，提高混凝土抗化学侵蚀性、抗冻、抗渗、抑制碱-骨料反应，且效果比粉煤灰好的很多，同时，可提高混凝土的早期强度。硅灰需水量比为134%左右，若掺量过大，将会使水泥浆变得十分粘稠，在土建工程中，硅灰取代水泥的用量常为5%~15%，且必须同时掺入高效减水剂。4、沸石粉沸石粉是由沸石岩经粉磨加工制成的含水化硅铝酸盐为主的矿物火山灰质活性掺合材料。沸石粉掺入混凝土中，可取代10%~20%的水泥，改善混凝土拌合物的粘聚性，减少泌水，宜用于泵送混凝土，可减少混凝土离析及堵泵。沸石粉应用于轻骨料混凝土，可较大改善轻骨料混凝土拌合物的粘聚性，减少轻骨料的上浮。粉煤灰库

5.3新拌混凝土的和易性

和易性的概念和易性的测定方法影响和易性的主要因素流动性的选择一、和易性的概念水泥混凝上在尚未凝结硬化以前称混凝土拌合物混凝土拌合物易于施工操作，能够质量均匀、成型密实。新拌混凝土的和易性（工作性）：在一定的施工工艺及设备下，新拌水泥混凝土易于搅拌、运输、浇捣成型，并能够形成质量均匀、密实、稳定的混凝土的性能。既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。包括三个方面：流动性、粘聚性（不分层和离析）、保水性（不严重泌水）。

1、流动性混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质（1）拌合物太稠，砼难以振捣，易造成内部孔隙；（2）拌合物过稀，会分层离析，影响砼的均匀性892、粘聚性混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性好可保证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部结构均匀

离析，通常指砂浆和粗骨料产生分离，一般有两种类型：

较重的混凝土颗粒沉到新拌混凝土底部；不适当的成形和振捣形成的903、保水性混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌合物在输送、成型及凝结过程中，不发生大的或严重的泌水，既可避免由于泌水产生的大量的连通毛细孔隙，又可避免由于泌水，使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的界面粘结缺陷。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影响泌水：在混凝土体积已经固定，但还没有凝结之前，水分的向上运动。泌水是混凝土离析的一种特殊形式。最常见的泌水现象是混凝土表面产生大量的水。少量的泌水是正常的。91

混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差反之亦然和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性

不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好也不能认为流动性减小，和易性变差92二、和易性的测定方法（稠度试验）1.坍落度法

以坍落度确定流动性，以直观经验评定粘聚性和保水性。试验方法：《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2002）。适用范围：骨料最大粒径≤40mm，坍落度值≥10mm。坍落度愈大，流动性愈大。

粘聚性的评定方法：若锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好若锥体倒塌，部分崩裂或有离析现象，则粘聚性不好保水性评定方法：如有较多稀水泥浆从底部析出，锥体部分混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物的保水性能不好如坍落度筒提起后无稀水泥浆或仅有少量稀水泥浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好94坍落度值大小将混凝土分为四类：大流动性混凝土：坍落度≥160mm流动性混凝土：坍落度100～150mm塑性混凝土：坍落度50～90mm；低塑：10~40mm95

坍落度的选择原则构件截面尺寸大小：截面尺寸大，易于振捣成型，坍落度适当选小些钢筋疏密：钢筋较密，则坍落度选大些捣实方式：人工捣实，则坍落度选大些。机械振捣则选小些运输距离：从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时，应考虑途中坍落度损失，坍落度宜适当选大些，特别是商品混凝土气候条件：气温高、空气相对湿度小时，因水泥水化速度加快及水份挥发加速，坍落度损失大，坍落度宜选大些962.维勃稠度法适用干硬性混凝土（坍落度值小于10mm，维勃稠度在5~30s的混凝土拌合物）。试验方法：《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2002）。

维勃稠度法则是在坍落度筒提起后，施加一个振动外力，测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时间时间越短，流动性越好；时间越长，流动性越差根据《混凝土质量控制标准》（GB50164-92），

混凝土拌合物按其维勃稠度大小，可分为4级。级别名称维勃稠度（s）V1超干硬性混凝土≥31V2特干硬性混凝土30～21V3干硬性混凝土20～11V4半干硬性混凝土10～5981.根据建筑施工手册，混凝土灌筑时的坍落度可参考下表。项次结构种类坍落度（mm）1基础或地面等的垫层无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构10～302梁、板和大型及中型截面的柱子等30～503配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）50～704配筋特密的结构70～90三、流动性（坍落度）的选择

2.不同施工工艺与拌合物的工作度。施工工艺坍落度(mm)碾压混凝土0滑模摊铺混凝土30～50泵送混凝土100～200自密实混凝土>240

碾压混凝土流动性合适流动性过大

用振动碾分层压实。滑模摊铺混凝土基层路面正常摊铺后的路面发生塌边后的路面

商品混凝土

自密实混凝土

自密实混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。1、水泥：水泥品种及细度

水泥品种不同时，达到相同流动性的需水量往往不同，从而影响混凝土流动性。水泥的需水量大，则拌合物的流动性小。同品种水泥越细，流动性越差，但粘聚性和保水性越好水灰比相同时，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥拌制的混凝土流动性性较火山灰水泥好；矿渣水泥拌制的混凝土保水性差；粉煤灰水泥拌制的混凝土流动性最好，同时保水性和黏聚性也较好。四、影响和易性的主要因素1052、水泥浆数量

在混凝土凝结硬化之前，水泥浆主要赋予流动性；在混凝土凝结硬化以后，主要赋予粘结强度在水灰比不变的情况下，如果水泥浆越多，则拌合物的流动性越大；但若水泥浆过多，易产生流浆现象，使粘聚性下降；但若水泥浆过少，骨料间缺少粘结体，拌合物易发生崩塌现象，黏聚性变差；调整水泥浆的用量，既可以满足流动性要求，又能保证良好的粘聚性和保水性1063、水灰比－单位混凝土水用量与水泥用量之比（稠度）水泥用量和骨料用量不变的情况下

水灰比增大，水泥浆很稀，拌合物流动性也随之增大，会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象水灰比也不宜太小，否则因流动性过低影响混凝土振捣密实，易产生麻面和空洞取值范围为0.40～0.75之间1074、单位用水量－单位用水量是混凝土流动性的决定因素

用水量大，保水性和粘聚性变差，易产生泌水分层离析，从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久性单位用水量一旦选定，单位水泥用量增减50～100kg/m3，混凝土的流动性基本保持不变，这一规律称为固定用水量定则可通过固定用水量保证混凝土坍落度的同时，调整水泥用量，即调整水灰比，来满足强度和耐久性要求108———《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）

干硬性混凝土的用水量（㎏/m3）塑性混凝土的用水量（㎏/m3）5、砂率－砂子占砂石总重量的百分率在混合料中，砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增大，混凝土混合物就显得干稠，流动性小。如要保持一定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，同时会使粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。因此，砂率既不能过大，也不能过小，应通过试验找出最佳（合理）砂率。也可参照下表选用。110合理砂率应由试验和经验确定，也可参考下表。混凝土的砂率（中砂%）水灰比（W/C）卵石最大粒径（㎜）碎石最大粒径（㎜）

1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4035～4034～3939～4438～4336～41———《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）

合理砂率是指砂子填满石子空隙并有一定的富余量，能在石子间形成一定厚度的砂浆层，以减少粗骨料间的摩擦阻力，使混凝土流动性达最大值；或者在保持流动性不变的情况下，使水泥浆用量达最小值①在用水量及水泥用量一定的条件下，合理砂率能使混凝土的拌合物获得最大的流动性；

②在保证坍落度级别相同的条件下，合理砂率能是水泥浆数量减少，从而节约水泥。6、骨料的品种和粗细程度

表面光滑的粗骨料配制的混凝土流动性较好，但粘聚性和保水性则相对较差粗骨料粒径越大，砂子的细度模数越大，则流动性越大，但粘聚性和保水性有所下降1137、外加剂改善混凝土和易性的外加剂主要有减水剂和引气剂。它们能使混凝土在不增加用水量的条件下增加流动性，并具有良好的粘聚性和保水性1148、时间、气候条件随着水泥水化和水分蒸发，混凝土的流动性将随着时间的延长而下降。气温高、湿度小、风速大将加速流动性的损失；在较暖和的天气里要用更多的水维持相同的和易性；同样，要使混凝土坍落度有所提高，温度越高的时候所需要的水越多。115坍落度经时损失

【分析】某混凝土搅拌站原使用砂的细度模数为2.5，后改用细度模数为2.1的砂。改砂后原混凝土配方不变，发觉混凝土坍落度明显变小。请分析原因。因砂粒径变细后，砂的总表面积增大，当水泥浆量不变，包裹砂表面的水泥浆层变薄，流动性就变差，即坍落度变小1171)调节混凝土的材料组成:

①采用合理砂率,并尽可能使用较低的砂率；②改善砂、石的级配；③在可能的条件下，尽量采用较粗的砂、石；④当拌和物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当拌和物坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石。

9、改善新拌混凝土和易性的措施2）掺加各种外加剂（如减水剂、引气剂等）。3）提高振捣机械的效能1185.4混凝土的强度

混凝土的结构和受压破坏过程混凝土的其它强度影响混凝土抗压强度的主要因素混凝土的抗压强度与强度等级提高混凝土强度的措施混凝土是高度不均质的材料，它的强度不仅取决于各组成材料的强度，而且也取决于这些组成材料的相互作用。粗骨料：一种脆性材料，其强度远远超过混凝土的强度。水泥浆体：抗压强度要高于砂浆和混凝土，但弹性模量较低。水泥砂浆：水泥浆加入砂，弹性模量增加，但强度降低。混凝土：水泥砂浆加入石，弹性模量几乎不变，但强度降低。一、混凝土的结构和受压破坏过程1.混凝土的结构说明：多相材料具有与其原始组分不同的性质。宏观层次上：砂浆粗骨料稍细层次上：水泥浆细骨料混凝土砂浆微观层次上：水化物氢氧化钙未水化水泥水泥浆包含广泛的毛细孔网格，可以被水和空气填充亚微观层次上：各种形状、各种化学成分的结晶体水化物连续的胶孔系统，也可以被水和空气填充水灰比决定了水泥浆的强度亚微观层次上：骨料过渡区密度较低，强度较小受力时，较易开裂水泥浆体薄弱环节性质取决于水灰比混凝土结构特征：（1）在宏观上为堆聚分层结构，沿浇灌方向的下部混凝土强度大于顶部，表层混凝土为最疏松和最软弱的部分。（2）粗骨料到水泥石之间存在10μm~50μm界面过渡区，存在许多细微裂缝，结构疏松，缺陷多，强度低，为薄弱环节。混凝土强度：取决于水泥浆强度和粘结强度（过渡区强度）两者又由水灰比决定2、混凝土的破坏过程以单轴为例，典型的静力受压时荷载-变形曲线如图：混凝土受压破坏的过程主要分为4个阶段：（1）Ⅰ阶段：当荷载达到“比例极限”（极限荷载的30%）以前，界面裂缝无明显变化，荷载-变形近似呈直线关系，OA段；（2）Ⅱ阶段：荷载超过“比例极限”后，界面裂缝数量、长度、宽度不断增大，界面借摩阻力继续承担荷载，但无明显砂浆裂缝，荷载-变形不再是线性关系，AB段；（3）Ⅲ阶段：荷载超过“临界荷载”（约为极限荷载的70%~90%）以后，界面裂缝继续发展，砂浆中出现裂缝，并将临近界面裂缝连成连续裂缝，变形增大速度加快，荷载-变形曲线明显弯向变形坐标轴，BC段；（4）Ⅳ阶段：荷载超过极限荷载后，连续裂缝急速发展，混凝土承载能力下降，荷载减小而变形迅速增大，以致完全破坏,CD段。二、混凝土的抗压强度与强度等级1.混凝土立方抗压强度：GB/T50081－2002规定，按标准方法制作的试件，在标准条件养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示。标准方法制作。试块标准尺寸。150mm×150mm×150mm。非标准尺寸要乘以换算系数。边长100mm：0.95；边长200mm：1.05。

标准养护条件：温度20±2℃。相对湿度95%。养护28d：是从搅拌加水开始计时。试验方法：《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）采用标准试验方法是为了使试验具有可比性。

混凝土试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向膨胀。而钢制压板的横向膨胀较混凝土小，因而在压板与混凝土试件受压面形成磨擦力，对试件的横向膨胀起着约束作用，这种约束作用称为“环箍效应”。“环箍效应”对混凝土抗压强度有提高作用。离压板越远，“环箍效应”小，在距离试件受压面约0.866α（α为试件边长）范围外这种效应消失。混凝土受压破坏在进行强度试验时，试件尺寸越大，测得的强度值越低。随着试件尺寸增大，存在缺陷的机率也增大，故较大尺寸的试件测得的抗压强度偏低。试件尺寸愈小，测得的抗压强度值愈大。2.混凝土的强度等级根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）混凝土划分为下列14个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值指是具有95%保证率的抗压强度，用fcu,k或fck表示。标准值不是平均值。

轴心抗压强度fcp，又称棱柱体抗压强度；抗拉强度。有抗压强度的1/10～1/20；

混凝土的抗折（弯曲抗拉）强度(fcf)；抗剪强度；冲击强度；粘接强度；疲劳强度。三、混凝土的其它强度

1.轴心抗压强度（fcp）

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。

我国现行标准规定，测定轴心抗压强度采用１５０×１５０×３００ｍｍ棱柱体作为标准试件。轴心抗压强度比同截面面积的立方体抗压强度要小，当标准立方体抗压强度在10MPa～50MPa范围内时，棱柱体强度与立方体强度的比值为0.7～0.8。

轴心抗压强度试验示意图2.混凝土抗拉强度（ff）混凝土是脆性材料，抗拉强度很低，拉压比为1/10~1/20，拉压比随着混凝土强度等级的提高而降低。一般结构设计中不考虑混凝土承受拉力，但抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标，也可间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度。目前我国采用劈裂抗拉试验来测定混凝土的抗拉强度。原理：在试件两个相对的表面轴线上，作用着均匀分布的压力，使得在此外力作用下的试件竖向平面内，产生均布拉应力。１５０×１５０×150ｍｍ立方体作为标准试件。fts—混凝土劈裂抗拉强度（MPa）；P—破坏荷载（N）;A—试件劈裂面积（mm²）

混凝土劈裂抗拉强度较轴心抗拉强度低，试验证明两者比值在0.9左右。3.混凝土抗折强度（fcf）混凝土道路工程和桥梁工程的结构设计、质量控制与验收等环节，须要检测混凝土的抗折强度。GB/T50081-2002规定，混凝土抗折强度是指按标准方法制作的，标准尺寸为150mmx150mmx600mm（或550mm）的长方体试件，在标准养护条件下养护28d龄期，以标准试验方法测得的抗折强度值。PPdfs受拉弯曲抗拉劈裂抗拉直接拉力强度＜劈裂抗拉强度＜弯曲抗拉强度（抗折强度）

1.水泥强度等级和水灰比水泥强度等级和水灰比是影响混凝土强度决定性因素。一般来说，水泥强度等级越高，水灰比越小，混凝土强度也高。

四、影响混凝土抗压强度的主要因素水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土的强度主要取决于水灰比。水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。为了使混凝土拌合物获得必要的流动性，常需用较多的水（水灰比0.35～0.75），超过理论需水量（水灰比0.23～0.25）。水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小；水灰比越大，多余的水，形成水泡，削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。水灰比过小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。

大量试验结果表明，混凝土28d龄期抗压强度（fcu）与水泥实际强度（fce）和水灰比之间有如下经验公式：

式中：C/W——灰水比；

fcu——混凝土28d抗压强度；

fce——水泥28d抗压强度实测值。αaαb——回归系数；2.骨料影响骨料本身强度一般大于水泥石强度，对混凝土强度影响很小，但是骨料中的有害杂质含量较多、级配不良均不利于混凝土强度的提高。骨料表面粗糙，则与水泥石粘结力较大，但达到同样流动时需水量也大，随着水灰比变大，强度降低。试验表明，当水灰比小于0.4时，碎石混凝土比卵石混凝土强度约高30%~40%，但随水灰比增大，差异减小。相同的水灰比和坍落度下，强度随骨灰比（骨料与胶凝材料质量之比）增大而提高。骨料最大粒径与抗压强度之间的关系混凝土类型Dmax（mm）大坝混凝土150普通混凝土40高强混凝土25（碎石）15（卵石）活性粉末混凝土0.6骨料最大粒径(Dmax)

3.养护的温度、湿度混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。

温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。当养护温度超过40℃以上时，虽然能提高混凝土的早期强度，但28天以后的强度通常比20℃标准养护的低。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0°Ｃ以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。4℃38℃21℃13℃龄期抗压强度031421287

养护温度对混凝土强度的影响湿度的影响

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)规定，在混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖并保湿养护。水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，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。相对湿度低，空气干燥，混凝土中的水分挥发加快，致使混凝土缺水而停止水化，混凝土强度发展受阻，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。增长10d后冻结增长3d后冻结增长1d后冻结增长5d后冻结没有冻结龄期抗压强度砼相对强度的增长与冻结时间的关系

受冻越早，强度损失越大，常见的混凝土养护方式：1）自然养护混凝土在自然条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态的养护。包括洒水养护和喷涂薄膜养护两种。2）标准养护将混凝土放在（20±2）℃，相对湿度为95%以上的标准养护室或（20±2）℃不流动的Ca(OH)2饱和溶液中进行养护。测定混凝土强度时，一般采用标准养护。3）蒸汽养护将混凝土放在近100℃的常压蒸汽中进行的养护。4）蒸压养护将混凝土放在175℃及8个大气压的压蒸釜中进行的养护。5）同条件养护将用于检查混凝土实体强度的试件，置于混凝土实体旁，试件和混凝土实体在同一温度和湿度条件下进行养护。柱子拆模后用塑料布包裹并浇水养护。顶板混凝土12小时内覆盖并浇水养护。普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。混凝土养护维持硬化混凝土周围环境一定的温度和湿度；早期精心护理，对今后“茁壮成长”非常重要；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）规定的养护措施：浇筑完12h内覆盖并保湿养护；浇水养护时间：通常不得小于7d；若掺外加剂或有抗渗要求，不得少于14d。浇水次数能够保证混凝土湿润；覆盖严密，保持塑料布内有凝结水。强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板或支架。

4.龄期龄期指混凝土在正常养护条件下所经历的时间，最初的7—14d发展较快，28d以后增长缓慢。随养护龄期增长，水泥水化程度提高，凝胶体增多，自由水和孔隙率减少，密实度提高，混凝土强度也随之提高。

n——养护龄期，n≥3d，该公式仅适用于在标准条件下养护，中等强度C20~C30的混凝土。1428抗压强度龄期/d5.施工条件－指搅拌和振捣成型

机械搅拌比人工搅拌均匀，强度也相对较高搅拌时间越长，混凝土强度越高投料方式对强度也有一定影响，先投入粗骨料、水泥和适量水搅拌一定时间，再加入砂和其余水，能比一次全部投料搅拌提高强度10%左右1576.试验条件对测试结果的影响－指试件的尺寸、形状、表面状态和加载速度1）试件尺寸和形状

试件的形状相同，试件的尺寸越小，测得的强度相对越高。当试件受压面积(a×a)相同，而高度(h)不同时，高宽比(h/a)越大，抗压强度越小。158压力机压板对试块的约束作用试块破坏后残存的凌锥体环箍效应

压板表面约束试验破坏后残存的棱锥体不受压板约束时试件破坏情况涂油摩擦力

2）表面状态

表面平整，则受力均匀，强度较高表面粗糙或凹凸不平，则受力不均匀，强度偏低试件表面涂润滑剂及其他油脂物质时，“环箍效应”减弱，强度较低

混凝土含水率较高时，由于软化作用，强度较低混凝土干燥时，则强度较高混凝土强度等级越低，差异越大1613）加载速度

加载速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加速度，故破坏时的强度值偏高当加载速度很慢，混凝土将产生徐变，使强度偏低162加载速度

综上所述，混凝土的试验条件，将在一定程度上影响混凝土强度测试结果，因此，试验时必须严格执行有关标准规定，熟练掌握试验操作技能7.外加剂与掺合料。由于混凝土技术的发展，在20多年里水灰比（水胶比）从>0.5降低到0.15～0.30；混凝土抗压强度从30MPa左右提高到200～800MPa。

掺入减水剂，可在保证相同流动性前提下，减少用水量，降低水灰比，从而提高混凝土的强度掺入早强剂，则可有效加速水泥水化速度，提高混凝土早期强度，但对28天强度不一定有利，后期强度还有可能下降

采用高标号水泥尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土采用优质砂石骨料，选择合理砂率采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理改善养护条件，保证一定的温度和湿度条件，必要时可采用湿热处理，提高早期强度掺入减水剂或早强剂，提高混凝土的强度五、提高混凝土强度的主要因素1665.5混凝土的变形性

化学收缩温度变形荷载作用下的变形干湿变形其它变形一、化学收缩由于水泥水化产物的体积小于反应前水泥和水的总体积，从而使混凝土出现体积收缩。这种由水泥水化和凝结硬化而产生的自身体积减缩，称为化学收缩。混凝土的化学收缩不可恢复，收缩量随混凝土的硬化龄期的延长而增加，一般在40d内逐渐趋向稳定。化学收缩值很小（小于1％），但是不可恢复，对混凝土结构没有破坏作用，但在混凝土内部可能产生微细裂缝。

化学收缩+水泥水=水泥浆水泥+水水泥浆体=水泥浆体大水灰比小水灰比化学收缩示意图二、干湿变形膨胀干缩龄期水中养护空气中养护

定义：由于混凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝土的干湿变形，表现为干缩湿胀。混凝土的湿胀变形量很小，一般无破坏作用。但干燥收缩（DryShrinkage）能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂原因：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的降低负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。同时，凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。混凝土的干缩变形在重新吸水后大部分可以恢复，但不能完全恢复。干燥环境干缩示意图泌水速率<蒸发速率开裂混凝土表面干缩示意图混凝土中水泥石是引起干缩的主要组分，骨料起限制收缩的作用，孔隙存在会加大收缩。影响混凝土干缩的因素有：水泥用量、水灰比、水泥品种及细度、骨料种类和养护条件等。水泥品种：火山灰质硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥干缩大；水泥细度：水泥细度越大，干燥收缩越大；水泥用量：用量越大，干燥收缩越大；水灰(胶）比：w/corw/B越大，干缩大；骨料质量：级配好，杂质含量，针片状颗粒含量少，干缩小。养护条件：湿度越高，湿养时间越长，干缩小。

定义：混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变形。指标：混凝土的温度线膨胀系数为（0.7～1.4）×10-5/℃。一般取1.0×10-5/℃，即温度每1℃改变，1m混凝土将产生0.01mm膨胀或收缩变形。危害：温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利，易使这些混凝土造成温度裂缝。

三、温度变形热裂缝出现的机理在混凝土硬化初期，水泥水化放出较多热量，而混凝土又是热的不良导体，散热很慢，因此造成混凝土内外温差很大，有时可达50～70℃.这将使混凝土产生内胀外缩，结果在外表混凝土中将产生很大的拉应力，严重时使混凝土产生裂缝。

大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。对大体积混凝土工程，应设法降低混凝土的内外温差，防止混凝土温度裂缝：（1）采用低热水泥，减少水泥用量，以减少水泥水化热；（2）在混凝土拌合物中掺入混凝剂、减水剂和掺合料，降低水泥水化速度，使水泥水化热不至于在早期过分集中放出；（3）预先冷原材料，用冰块代替水，以抵消部分水化热；（4）在混凝土中预埋冷却水管，从管子一端注入冷水，冷水流经埋在混凝土内部的管道后，带出水化热；（5）在建筑结构安全允许的条件下，将大体积化整为零施工，减轻约束和扩大散热面积；（6）表面绝热，调节混凝土表面温度下降速率。对纵向长度较大的混凝土及钢筋混凝土结构，应考虑混凝土温度变形所产生的危害，每隔一段长度应设置温度伸缩缝或留设后浇带来防止混凝土温度缝。尽量减少用水量，提高混凝土的强度；选用热膨胀系数低的骨料，减小热变形；分层分块浇筑；测温装置，加强观测。大体积混凝土的内部降温管大体积墩台（用大掺量粉煤灰混凝土浇筑）

1）混凝土弹塑性变形混凝土是弹塑性体，静力受压时，既产生弹性变形，又产生塑性变形，其应力和应变的关系是一条曲线。四、荷载作用下的变形1.短期荷载作用下的变形—混凝土的弹塑性变形。2）混凝土的弹性模量材料的弹性模量是指应力-应变曲线上任一点的应力与应变之比。由于混凝土是弹塑性体，随荷载不同，应力与应变之间的比值成为一个变量，也就是说混凝土的弹性模量不是定值。初始切线模量。切线模量。割线模量。原点与0.4fcp的点连线的斜率。它反映混凝土所受应力与所产生应变之间的关系。在计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展及大体积混凝土的温度应力时，均需知道混凝土的变形模量。

测定：按我国GBJ81一85的规定，混凝上弹性模量的测定，是采用150ｍｍ×150ｍｍ×300mm的棱柱体试件，取其轴心抗压强度值的40%作为试验控制应力荷载值，经3次以上反复加荷和卸荷后，测得应力与应变的比值，即为混凝土的弹性模量。影响弹性模量的因素：在匀质材料里，弹性模量和密度直接相关；而多相材料，例如混凝土中，主要组分所占体积及其密度和弹性模量，以及过渡区的特性决定弹性性质①混凝土的强度等级越高，弹性模量越高。C10~C60的混凝土弹性模量在1.75~6.60×104MPa。水泥用量少，水灰比小，粗细骨料用量较多，弹性模量大。②骨料弹性模量大，混凝土弹性模量也大。③潮湿状态下混凝土的弹性模量比干燥状态下高；混凝土中水泥浆含量较少时，混凝土弹性模量大。④蒸汽养护的混凝土比潮湿养护的混凝土的弹性模量低10％。

2、混凝在长期荷载重要下的变形定义：混凝土在恒定荷载长期作用下，随时间增长的变形，称为徐变。原因：水泥石中的凝胶体在长期荷载作用下产生粘性流动，并向毛细孔内迁移的结果。在混凝土的较早龄期加荷，水泥尚未充分水化，所含凝胶体较多，且水泥石中毛细孔较多，凝胶体易流动，所以徐变发展较快；在晚龄期，水泥继续硬化，凝胶体含量相对减少，毛细孔亦少，徐变发展愈慢。影响混凝土徐变的因素水灰比——混凝土的水灰比较小或在水中养护时，徐变较小；水泥用量——水灰比相同的混凝土，其水泥用量愈多，徐变愈大；骨料的性质——混凝土所用骨料的弹性模量较大时，徐变较小；荷载——所受应力越大，徐变越大。环境温湿度加荷瞬时应变恒定荷载作用时间(d)应变X10－6卸荷徐变恢复瞬时恢复残余徐变混凝土徐变的种类(1)恢复性徐变:瞬时恢复徐变恢复(2)非恢复性徐变残余变形混凝土徐变对混凝土及钢筋混凝土结构物影响：有利面：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重新分布，从而使局部应力集中得到缓解；对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。不利面：

降低混凝土的承载力,增大了钢筋的应力.

在预应力钢筋混凝土中，混凝土的徐变将使钢筋的预加应力受到损失。西太平洋Caroline群岛上的一座桥梁（主跨为241m）由于徐变使跨中向下挠曲，加铺的桥面板进一步加剧徐变，使该桥在建成不到20年后坍塌（1996年）。

碳化收缩

定义：混凝土内水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2，在适宜的条件下发生化学反应，生产CaCO3和H2O的过程，称为混凝土的碳化，碳化引气的收缩，称为碳化收缩。原因：在干燥收缩引起的压应力下，因Ca(OH)2晶体应力释放和在无应力空间CaCO3的沉淀所引起。危害：碳化收缩会在混凝土表面产生拉应力，导致混凝土表面产生微细裂纹。五、其它变形

定义:混凝土成型后尚未凝结硬化时属塑性阶段，在此阶段往往由于表面失水而产生收缩，称为塑性收缩。原因：表面失水速率大于内部水向表面迁移的速率。造成毛细管内产生负压，使浆体中固体颗粒间产生一定的引力，当引力不均匀作用于混凝土表面，则在表面产生裂纹。处理方法：防风、降温、洒水、覆盖及喷养护剂等。塑性收缩（沉缩）5.6混凝土的耐久性

抗渗性抗冻性碳化抗侵蚀性提高混凝土耐久性的措施碱骨料反应耐久性定义：混凝土抵抗