第四章混凝土和砂浆上课用

第4章混凝土与砂浆混凝土概述一、混凝土的定义二、混凝土的分类三、混凝土的特点四、工程要求一、混凝土的定义由胶凝材料、细骨料、粗骨料加水拌和后，经一定的时间硬化而成的人造石材。砼二、混凝土的分类(一)混凝土按照体积密度大小分为三类：1.重混凝土(>2600kg/m3）

2.普通混凝土(1950-2500kg/m3)3.轻混凝土(<1950kg/m3)

（1）轻骨料混凝土

（2）多孔混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土)

（3）大孔混凝土(二)按强度分：普通混凝土＜C60。高强混凝土≥C60。超高强混凝≥100MPa（三）按掺合料分为：粉煤灰混凝土硅灰混凝土磨细高炉矿渣混凝土纤维混凝土等。(四)按施工工艺分为：泵送混凝土喷射混凝土碾压混凝土压力灌浆混凝土热拌混凝土太阳能养护混凝土等（五）按功能或材料分类防水混凝土耐热混凝土耐酸混凝土纤维混凝土聚合物混凝土喷射混凝土泵送混凝土钢纤维混凝土碾压混凝土三、混凝土的特点优点：原材料丰富、成本低；抗压强度高、耐久性好、维护费用低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；可调整配合比使其具有不同的性质。缺点：抗拉强度低；受拉变形性能差，易开裂；自重大（约为2400kg/m3左右）四、工程要求（一）满足与施工条件适应的施工和易性（二）满足结构设计的强度要求（三）满足环境要求的耐久性（四）经济合理，降低造价。第4章混凝土与砂浆§4.1普通混凝土的组成材料§4.2混凝土拌合物的性能§4.3硬化后混凝土的性能§4.4普通混凝土配合比设计及质量控制§4.5其他种类混凝土及其新进展§4.6砂浆§4.7本章总结§4.1普通混凝土的组成材料普通混凝土：由水泥、砂、石子、水，经过水泥凝结硬化后形成的具有一定强度和耐久性的人造石材。现代混凝土品种：水泥、集料(砂、石)、水、外加剂、掺合料(矿物外加剂)。混凝土断面1.混凝土的结构：水泥+水+砂+石子→混凝土拌合物（未硬化）→硬化混凝土2.混凝土体积构成：水泥石—25％左右；砂和石子—70％以上；孔隙和自由水—1%～5%3.组成材料的作用：4.水泥的技术要求5.骨料的主要技术性质6.用水要求组成材料硬化前硬化后水泥+水润滑作用胶结作用砂+石子-骨架作用

§4.1普通混凝土的组成材料一、水泥二、集料三、拌和与养护用水四、混凝土外加剂五、混凝土掺合料一、水泥（一）水泥作用与水形成水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。硬化前，水泥浆起润滑作用，赋于拌合物和易性，便于施工。硬化后，将骨料胶结成具有一定强度的整体（二）水泥选择1.品种选择根据砼所要求的性能指标及所处的环境条件、砼工程特点而选择水泥。2.强度等级的选择一般强度混凝土，水泥强度等级一般为混凝土强度等级的1.5-2倍。对高强度混凝土，水泥强度等级一般为混凝土强度等级的1.0-1.5倍。二、集料（一）集料的定义及分类1.砂：指粒径在0.15-4.75mm的岩石颗粒。按产源分：2.石：指粒径大于4.75mm的岩石颗粒。

按产源分：卵石和碎石砂天然砂人工砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂等（二）集料的技术性质对砼性能的影响1.颗粒级配与粗细程度2.颗粒形态和表面特征3.强度4.坚固性5.含泥量、泥块含量6.有害杂质7.碱集料反应8.集料含水状态（三）建筑用砂的技术要求GB/T14684-2001《建筑用砂》规定：1.颗粒级配2.含泥量、石粉含量及泥块含量，表4-2、4-33.有害物质，见表4-44.坚固性5.表观密度、堆积密度和空隙率6.碱集料反应（四）建筑用卵石、碎石的技术要求GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》规定：1.颗粒级配，符合表4-52.含泥量及泥块含量，表4-63.针片状颗粒含量，表4-74.有害物质，见表4-85.坚固性6.强度7.表观密度、堆积密度和空隙率8.碱集料反应1.颗粒级配与粗细程度（1）颗粒级配：指不同粒径颗粒的搭配情况。

良好的级配且颗粒较大，不但减少水泥用量，而且提高混凝土的密实度、强度等性能。粗集料颗粒级配有连续级配、间断级配两种：连续级配：按颗粒粒径由大到小连续分级，每一粒级都占适当比例。应用较多。间断级配：指各级石子不连续的级配。可节约水泥，易产生离析，应用较少。定义：指不同粒径的颗粒混合在一起后的平均粗细程度。对砂的分类：粗砂、中砂、细砂。意义：控制集料的总表面积大小。粗细程度砂的粗细程度判断标准普通混凝土优先使用中砂粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；细砂：2.2-1.6砂的粗细程度用细度模数表示：2.颗粒形态及表面特征颗粒形状：浑圆状、多棱角状、针状和片状四类。表面特征又称表面结构，是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。意义：主要影响砼的和易性、强度等性能。例如：河砂颗粒呈圆形、表面光滑，拌制的砼强度较低，但拌合物的流动性好。山砂颗粒多棱角，粗糙，则砼强度高，流动性差。3.强度粗集料在砼中起骨架作用，应具有一定强度采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验。4.坚固性集料在自然风化或其它外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。通常采用硫酸钠溶液检验。5.含泥量、泥块含量（1）定义（2）影响妨碍水泥石与集料的粘结。降低砼强度，增加拌和水量，加大砼的干缩，影响砼的耐久性。6.有害杂质集料中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，对一些有害物质做限制。有害物质主要：云母、粉砂、粘土等，降低砼强度与耐久性；有机物、硫化物及硫酸盐，有腐蚀作用；海砂中氯化物，对钢筋有锈蚀作用等。7.碱骨料反应当水泥中含碱量(K2O，Na2O)较高，又使用了活性骨料(主要指活性SiO2)，水泥中的碱便可能与骨料中的活性二氧化硅发生反应，在骨料表面生成复杂的碱-硅酸凝胶。这种凝胶体吸水体积无限膨胀，会把水泥石胀裂。引起碱骨料反应的必要条件是：①水泥超过安全含碱量；②使用活性骨料；③水8.含水状态

干燥（建筑工程砼配合比设计）、气干、饱和面干（水利、道路工程）、湿润四种状态；意义：影响混凝土用水量和骨料用量。1.颗粒级配评定和粗细程度砂的颗粒级配和粗细程度用筛分析法测定。具体操作方法：将500g干砂，依次通过一套孔径为4.75、2.36、1.18、0.60、0.30和0.15的六个标准筛，称得各筛筛余量的质量mi，计算出各筛的分计筛余百分率和累计筛余百分率。进而得到砂的细度模数和级配曲线。分计筛余量：砂子通过六个标准筛时各筛上的筛余量，即mi(其中i=1,2,3,4,5,6)；分计筛余率：各筛上的分计筛余量占砂样总质量（500g）的百分率，即：累计筛余率：各筛与比该筛粗的所有分计筛余率之和，即：筛孔/mm分计筛余量/g分计筛余率%

累计筛余率%4.75m12.36m21.18m30.60m40.30m50.15m6砂的粗细程度判断标准普通混凝土优先使用中砂粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；细砂：2.2-1.6砂的粗细程度用细度模数表示：砂的颗粒级配评定标准标准规定，按0.60mm的筛孔的累计筛余百分率分为三个级配区：I区砂：=（71-85）%；判定为粗砂II区砂：=（41-70）%；判定为中砂III区砂：=（16-40）%；判定为细砂颗粒级配用级配区表示：P89表4-1。根据级配区表4-1得到砂的筛分曲线。

级配区分计筛余百分率%筛孔尺寸ⅠⅡⅢ9.50mm0004.75mm10～010～010～02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~00.60mm85~7170~4140~160.30mm95~8092~7085~550.15mm100～90100～90100～90表4-1级配区砂的级配曲线040

ⅢⅡ

Ⅰ2060801000.150.300.601.182.364.759.50筛孔尺寸/mm累计筛余百分率\%Ⅱ区Ⅰ区

Ⅲ区级配的选择：宜优先选择级配在II区的砂；当采用I区砂（粗砂）时，应适当提高砂率、水泥用量当采用III区砂（细砂）时，应适当降低砂率。例题：评定该砂级配情况和粗细程度筛孔尺寸/mm分计筛余累计筛余百分率（%）分计筛余量/g分计筛余百分率（%）4.7515

2.36701.181050.601200.30900.15853142124181731738628097经上面的计算可知：砂为中砂，位于II级配区，级配良好。三、拌和与养护用水符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》规定。混凝土拌和与养护用水按水源不同分为：饮用水、地表水、地下水、海水和经适当处理的工业用水。质量要求：不得影响砼的和易性及凝结、有损砼强度的发展、降低砼耐久性、导致钢筋腐蚀及预应力钢筋脆断、污染砼表面。拌制和养护混凝土宜采用可饮用水；如在拌和水中存在过量的海藻、油、盐、糖等会影响混凝土的凝结、强度等。海水能否用来拌制钢筋混凝土？为什么？四、混凝土外加剂外加剂在拌制混凝土过程中掺入的不超过水泥质量的5%（膨胀剂例外，掺量>10%），用以改善混凝土性质的物质。——混凝土第五组分。主要内容：一、混凝土外加剂概述二、常用混凝土外加剂三、外加剂应用注意事项一、混凝土外加剂概述（一）分类按功能分为四类：

1.改善混凝土拌合物流变性能。2.调节混凝土凝结时间，硬化性能。3.改善混凝土耐久性能。如引气剂、防水剂和阻锈剂等。

4.改善混凝土其他性能。如膨胀剂、防冻剂、碱骨料反应抑制剂、隔离剂、养护剂等。

按化学成分可分成三类：

1.无机化合物，多为电解质盐类，影响砼凝结时间。2.有机化合物，多为表面活性剂。

3.有机无机复合物---外加剂的发展方向之一。（二）掺入方法先掺法、后掺法、同掺法二、常用混凝土外加剂（一）减水剂（二）引气剂（三）早强剂（四）膨胀剂（五）缓凝剂（六）防冻剂（七）其它外加剂（一）减水剂1.定义：在保证混凝土工作性不变的情况下，显著减少拌和水用量的外加剂。常见分类：按效能:普通减水剂(减水率为＜10%)高效减水剂(＞10%),又称超塑化剂或流化剂按对凝结时间的影响:标准型、缓凝型、促凝型按对含气量的影响:引气型、非引气型2.常用减水剂均属表面活性剂，定向排列于界面上，显著降低表面张力的物质。分子结构特点：双亲基团1.亲水基团（极性，如：－OH、－COOH、－CO等，指向水或溶剂）2.亲油或憎水基团（非极性，长链烷基,指向空气、固体、油滴等）水泥絮凝结构示意图：

3.减水剂的作用机理减水剂的作用简图：减水剂的作用：①电性斥力作用：吸附、分散水泥颗粒；②润滑塑化作用：形成溶剂化水膜。③分散作用：增大水泥水化面积。4.技术经济效果组别水泥用量（Kg／m3）

W/C坍落度

（mm）

fcu,k(MPa)基准混凝土（不掺减水剂）

3000.625037提高流动性

3000.6210038提高强度

3000.565046节约水泥

2700.625037.5减水剂的技术经济效果表4.技术经济效果（1）在配合比不变的条件下，可增大砼拌合物的流动性，且不降低强度。（2）在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，节约水泥。（3）在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，降低水灰比，使混凝土的强度及耐久性得到提高。（4）改善孔结构，提高密实度，提高耐久性。5.用途用于配制高强混凝土、高流动性混凝土、防水（防腐）混凝土等，用途最广，最常用。6.常用的减水剂（1）普通减水剂：（减水率5-10%）木质素系（木钙）：应用广泛，提高强度兼缓凝糖蜜系（糖化钙、低聚糖）：兼缓凝适于大体积混凝土及夏季混凝土施工（2）高效减水剂：(减水率15%-25%）萘系（萘磺酸盐甲醛缩合物，FDN）树脂系（三聚氰胺甲醛）适于高强、流态、泵送砼工程。（3）复合减水剂：应做掺配试验木质素系减水剂由木桨废液，经磺化、干燥制成。最常用木质素磺酸钙－木钙性能用量：0.2-0.3%效果：减水率为10%，或使坍落度提高10cm左右；强度增加10-20%性能特点：缓凝作用：掺0.25%的M剂，凝结时间延迟1-3h引气作用：使混凝土的含气量由2%增加为3.6%，故使强度下降，但耐久性提高。应用：适用于大模板、滑模施工；大体积混凝土、泵送混凝土及夏季施工等。生产萘系减水剂由煤焦油中分馏出萘及其同系物，经磺化缩合而成，主要成分为芳香属磺酸盐甲醛浓缩物。目前国产萘系减水剂常用的品种：NF、NNO、FDN、UNF、MF、AF和建1等。生产性能掺量0.5-1.0%由于具有高分散性，属于高效减水剂减水率>15%增强率>20%节省水泥10-20%有微缓凝作用大部分为非引气型，不影响强度。萘系减水剂适宜配制高强混凝土高性能混凝土流态混凝土泵送混凝土冬季施工混凝土等应用萘系减水剂掺量0.5%-2%，减水率为20%-30%分散、减水和增强的效果比萘系好早强型7天强度可达到28天的强度28天强度增加20%-30%。优点缺点价格贵树脂系减水剂树脂系减水剂属于高效减水剂。我国产品主要是蜜胺树脂（SM），减水效果最佳应用：早强、高强、蒸养、流态混凝土等7.减水剂的使用技术（1）掺量：0.2%-1%不等；（2）掺法：先掺：与水泥混合，不易分散；同掺：形成溶液加入，常用；后掺：商品砼；（3）与水泥的相容性：试配试验。表面活性剂表面活性剂能降低水的表面张力或两相间界面张力，且有定向吸附作用，起到润湿、乳化、分散、润滑、洗涤等作用。（二）引气剂1.定义指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。2.作用机理引气剂属表面活性物质，显著降低表面张力，在搅拌过程中极易产生大量气泡。同时引气剂分子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。水泥浆中的氢氧化钙与引气剂作用的产物钙皂沉积在泡膜壁上，提高了稳定性。3.作用（1）改善砼和易性—滚珠作用；（2）提高抗渗、抗冻性、抗裂性好（一定引气量范围内）。（3）强度、耐磨性一般降低。4.用途常用于有冻融循环的环境中，防水（抗渗）砼、抗冻砼、泵送砼等。掺引气剂前掺引气剂后5.常用引气剂品种:松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。6.使用技术：适宜掺量为水泥质量的0.005-0.02%；最好配制成液体再加入；与减水剂复配，可减少强度降低。

引气剂掺量过多会导致砼疏松多孔，强度下降（三）早强剂1.定义：能加速砼早期强度发展且对后期强度无显著影响的外加剂。2.增强机理早强剂能在水化初期较快生成钙矾石，或与C3A作用生成难溶的复盐，促进早期强度的提高。3.分类主要有：氯盐类、硫酸盐类、有机胺类氯盐类早强剂CaCl2是应用最广的品种效果好价格低使用方便掺加0.5-1%氯盐类早强剂2-3d强度能够提高50-100%7d强度提高20-40%

性能-提高早强典型类型硫酸钠是应用最广泛的品种。当硫酸盐掺量为1－1.5％时，混凝土强度达到设计强度70％的时间缩短50％硫酸盐类早强剂典型类型性能－提高早期强度TEA（三乙醇胺）是有机胺类减水剂最主要的类型，它是浅色油状液体掺量为0.02－0.05%有机胺类早强剂典型类型早期强度提高50％。28d强度基本不变。有一定的缓凝作用。性能－提高早期强度4.用途：加快施工进度、提高模板周转、紧急抢修、冬季施工、早强防冻要求的砼等。5.使用注意（1）氯盐类早强剂易使钢筋锈蚀；（2）硫酸盐早强剂掺量过多，影响砼后期性能且表面易出现“白霜”。（3）三乙醇胺单独使用时稍有缓凝性，早强效果不明显，当与无机盐复合使用，早强效果才明显发挥。（4）单掺效果不如复合，因此多用复合型早强剂。（四）膨胀剂1.定义：使砼产生一定体积膨胀的外加剂。2.常用品种：硫铝酸钙类---UEA氧化钙类硫铝酸钙-氧化钙复合3.机理钙矾石，或氢氧化钙晶体导致体积膨胀。4.用途防渗抗裂、修补、灌浆、补偿收缩砼等。（五）缓凝剂1.定义：指能延缓砼凝结时间，并对砼后期强度发展无不利影响的外加剂。2.缓凝剂主要有四类：木质素磺酸盐类，如木钙、木钠；糖类，如糖蜜；羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸；无机盐类，如硼酸盐等。3.机理缓凝剂吸附于水泥颗粒表面，阻碍水泥的正常水化而获得缓凝性。4.用途适于大体积混凝土、夏季施工、商品混凝土、泵送及滑膜施工等。不宜于5℃以下砼工程。5.注意保证与水泥、其他外加剂、气温的适应性；严格控制掺量，计量准确，配成溶液加入水中。（六）防冻剂1.定义：指能砼在相应负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。2.由防冻组分（降低冰点）、减水组分（减少成冰量）、引气组分（减缓冻胀应力）和早强组分（增强抵抗冰冻能力）复合而成。3.常用防冻剂有：无机盐类；有机化合物类；有机与无机复合类；复合型等。4.注意事项：掺量经试验确定；注意其毒性。（七）其它外加剂泵送剂----由高效减水剂、缓凝剂、引气剂和增稠剂等复合制成。速凝剂----指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。阻锈剂----加入混凝土中能阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。三、外加剂应用注意事项无论何种外加剂，其对砼性能，特别是强度和耐久性不产生危害。1.品种选择及与水泥适应性；2.掺量确定及掺量控制；3.掺加方法；4.相互间适应性；5.有害离子。符合《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003中规定。五、混凝土掺合料（一）掺合料定义：在砼拌合物制备时，为节约水泥改善砼性能、调节砼强度等级而掺入数量超过水泥质量5%的天然或人造的矿物材料。（二）分类：1.活性掺合料—具有火山灰活性掺合料2.非活性掺合料1.节约水泥（经济性、环保）2.改善砼性能（施工性能、强度、耐久性）①因其主要化学成分为SiO2、CaO和Al2O3等。--“活性效应”②掺合料比重小于水泥，在等量置换水泥时可获得更多的浆体体积，提高砼拌合物的流动性。--“比重效应”（三）效果③颗粒呈球形，表面光滑且颗粒坚硬致密的掺合料形貌，可起到“滚珠”的作用，增加砼拌合物的流动性。--“形态效应”④掺合料微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善混凝土孔结构和增大密实度的特性。--“微集料效应”四大效应提高水泥水化产物堆积密实度，降低砼的孔隙率，改变孔结构，减少连通毛细孔，提高砼强度和耐久性。称为砼第六组分

粉煤灰、硅粉、沸石粉、高炉矿渣天然火山灰、硅藻土、黏土与页岩、稻壳灰（四）种类1.粉煤灰粉煤灰主要为硅铝玻璃体，实心或空心微细球形颗粒。在砼中具有活性效应、比重效应、形态效应、微集料效应，可配置泵送砼、大体积砼、有耐久性要求的砼。（1）质量要求和等级细度是评定粉煤灰质量的重要指标。按指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰；应用于不同要求的砼工程中。（2）应用技术①掺量：一般取代水泥用量30%②注意问题掺量及外加剂品种须经试验确定；粉煤灰砼早期强度发展较慢；粉煤灰使砼抗冻融性能降低。故根据工程及施工条件的要求，选用适当外加剂（减水剂、引气剂、早强剂、防冻剂等）与粉煤灰配合使用。2.硅粉（硅灰）（1）化学成分中二氧化硅含量为85％-97％，颗粒极细，火山灰活性最高。（2）应用技术①掺用方式及适宜掺量：a.须与减水剂同时使用b.掺量需试配②对混凝土性能的影响a.能防止砼拌合物的离析，提高其可泵性b.提高砼的抗压强度c.提高砼密实性、抗渗性、抗冻性及耐久性d.抑制碱—骨料反应③应用配制高流动性砼、高性能砼、泵送砼、防水砼等。3.沸石粉（1）天然沸石岩磨细而成的一种火山灰质铝硅酸矿物掺合料。含有二氧化硅和三氧化铝成分。（2）应用可以改善砼和易性、提高强度、耐久性，用于配置高强砼、流态砼及泵送砼等。4.粒化高炉矿渣（1）玻璃体结构，主要化学成分为CaO、SiO2和Al2O3，具有潜在水硬性，活性较高。（2）按28d活性指数分为三个级别：S105、S95、S75（3）应用技术掺量：取代水泥量30-50%效果较好，用于高性能砼、商品砼等工程。§4.2混凝土拌合物的性能4.2.1砼拌合物的和易性4.2.2新拌混凝土的凝结时间4.2.1砼拌合物的和易性

一、和易性的概念

二、和易性的测定与选择

三、影响和易性的因素

四、和易性的调整与改善一、和易性的概念（一）和易性的概念又称工作度，指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、运输、浇灌、捣实)并能获得质量均匀，成型密实的砼性能。包括1.流动性、2.粘聚性、3.保水性三方面的含义。

混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，即使矛盾得到统一。1.流动性（1）指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。（2）流动性好，则砼易成型密实。2.粘聚性（1）指混凝土拌合物具有一定的粘聚力，在施工、运输及浇筑过程中，不致出现分层离析，使混凝土保持整体均匀的性能。（2）粘聚性不好，易产生离析现象。离析1.定义：混凝土拌合物内某些组分分离,造成不均匀和失去连续性的现象。2.产生蜂窝、空洞，影响砼的施工性能、强度、耐久性。3.产生的因素：（1）粗、细骨料粒径相差过大（2）砂率过小（3）水灰比过大。4.加入引气剂和掺合料、提高砂率、降低水灰比，可避免离析。3.保水性（1）指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象。（2）泌水使混凝土的密实性变差，降低其的强度和耐久性。泌水1.砼拌合物中部分水从其混和料中分离出来。2.危害：（1）泌水发生后，水分会形成连通孔隙，影响混凝土密实性。（2）泌水发生在钢筋底部或骨料下部，形成泌水区域，水分蒸发后留下孔隙，使钢筋与混凝土粘结强度下降，钢筋也容易被锈蚀；（3）泌水层出现在混凝土表面，使表面水灰比过大形成浮浆，表面疏松出现裂缝。3.降低泌水的措施：（1）超细掺和料（2）提高水泥细度（3）降低水灰比二、和易性的测定定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验定性判断粘聚性和保水性。（一）坍落度试验和坍落扩展度（二）维勃稠度试验（一）坍落度试验适用范围：骨料最大粒径不大于40mm；坍落度值大于10mm的低塑性砼、塑性砼。当坍落度大于220mm时，用混凝土扩展后的平均直径即坍落扩展度，作为流动性指标。坍落度试验坍落扩展度（二）维勃稠度试验适用范围：坍落度小于10mm，维勃稠度在5s～30s之间的干硬性混凝土。

维勃稠度试验坍落度（㎜）崩溃型剪切型正常情况粘聚性和保水性均不好粘聚性较差粘聚性和保水性的评定方法：粘聚性差：轻敲锥体侧面，锥体倒塌、崩溃或出现离析现象。保水性差：较多的稀浆析出，混凝土因失浆而骨料外露。在不影响施工操作和保证密实成型的前提下,应尽量选择较小的流动性。总原则选择根据构件截面的大小、捣实方法和钢筋疏密等条件确定（三）坍落度的选择与分类举例当构件截面尺寸较小、人工捣实、钢筋较密时,坍落度选大些;反之,选小些。表4-13砼拌合物分类及应用坍落度(mm)拌合物类型应用范围>160大流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构100-150流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构50-90塑性普通结构,最常用10-40低塑性(低流动性)强力振捣、预制构件及基础、无配筋的厚大结构等结构种类坍落度，mm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10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）50～70配筋特密的结构70～90应根据构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定坍落度值，见下表。三、影响和易性的因素（一）水泥浆量（浆骨比）（二）水泥浆稠度（水灰比）（三）砂率（四）水泥品种及骨料性质（五）外加剂（六）时间、温度和搅拌工艺水泥浆数量(浆/骨比)——W/C一定，水泥浆多→流动性大；过多→流浆→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆少→流动性小→不密实；过少崩溃→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量适量→满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性←根据施工要求坍落度选择（一）水泥浆量-浆骨比当水泥用量一定时，水灰比小→混凝土干→坍落度小→不易密实成型水灰比过小→崩溃→粘聚性差→硬化后混凝土的强度及耐久性降低，施工困难水灰比大→混凝土稀→坍落度大→易离析、分层、泌水→硬化后强度及耐久性降低水灰比合适（0.4-0.7）→拌合物均匀且密实成型必须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择W/C（二）水泥浆稠度(水灰比)只加水即可调整砼的流动性？保持水灰比不变，增加水泥浆量调整砼流动性？（三）砂率1.砂率指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。2.影响：当W和C一定时，βs决定了骨料的空隙率和总表面积。砂率过小→砂浆数量不足→对骨料的润滑作用差→流动性差且易离析砂率过大→总表面积大→水泥浆多用于包裹砂子及填空→润滑作用小→流动性小3.合理砂率在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物获得最大流动性，且能保持良好的粘聚性和保水性时的砂率。采用合理砂率时，能使拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性，而水泥用量为最小。在保证拌合物不离析,又能捣实的条件下,βs应尽可能小些。①石子级配好、最大粒径较大、表面光滑时，可采用较小βs；②砂的细度模数较小，可用较小βs；③W/C较小、水泥浆较稠，可用较小βs；④使用了外加剂，可适当降低βs；⑤要求大流动度时，需采用较大的βs。4.影响砂率的因素及选用原则（四）水泥品种、骨料的性质等（五）外加剂如减水剂，增大砼流动性等（六）时间、温度和搅拌工艺时间延长→水化作用+水分蒸发+骨料吸水→流动性↓时间与坍落度的关系如下图。测坍落度时在混凝土拌合物拌好15分钟内进行。SlumpTime温度升高→流动性↓温度与坍落度的关系如下图：

施工中为了保证一定的工作性，必须注意环境温度的影响。夏季混凝土拌合物用水量>冬季用水量机械搅拌比人工搅拌和易性好。SlumpTemperature四、和易性的调整与改善（1）当坍落度偏小时，保持W/C不变，增加水泥浆的数量（2）当坍落度偏大时，保持βs不变，增加砂石的数量（3）改善骨料级配（4）掺用外加剂（5）选择合理βs，粘聚性差时可增大砂率4.2.2新拌混凝土的凝结时间1.混凝土凝结时间与水泥凝结时间不一致2.贯入阻力仪测定混凝土拌合物凝结时间贯入阻力达到3.5MPa，28.0MPa的时间分别为其初凝和终凝时间。思考题1.在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可

拌合物的流动性；2.在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可

拌合物的流动性。3.采用合理砂率的意义？增大减小获得良好的和易性、节约水泥。§4.3硬化后混凝土的性能4.3.1混凝土的强度4.3.2混凝土的变形性能4.3.3混凝土的耐久性4.3.1混凝土的强度（一）砼抗压强度、抗拉强度、抗折强度（二）影响砼强度的因素（三）提高砼强度的措施强度包括抗压、抗拉、抗折和抗剪强度。1.抗压强度和强度等级（1）砼立方体抗压强度fcu的测试:（三个试件为一组）标准养护：20±2℃,95%，28天同条件养护：同工程相同条件。计算公式：fcu=P/(150*150)P:砼试件受压破坏荷载如果实验使用的为非标准试件，则计算结果应乘换算系数：试件尺寸换算系数立方体强度值边长150mm的立方体1fcu=P/(150*150）边长100mm的立方体0.95fcu=0.95*P/(100*100)边长200mm的立方体1.05fcu=1.05*P/(200*200)

尺寸为100mm×100mm×100mm的某组混凝土试件，龄期为28d,测定破坏荷载分别为392kN,379kN,384kN试计算该组试件的混凝土立方体抗压强度？解：计算公式为fcu=0.95×P/(100×100)Fcu1=0.95×392/(100×100)=37.24MPaFcu2=0.95×379/(100×100)=36.01MPaFcu3=0.95×384/(100×100)=36.48MPa所求的混凝土立方体抗压强度为：Fcu=(Fcu1+Fcu2+Fcu3)/3=36.58MPa2.砼立方体抗压强度标准值fcu，k（1）定义指具有95％强度保证率的标准立方体抗压强度值，即在混凝土立方体抗压强度测定值的总体分布中，低于该值的百分率不超过5％。（2）强度等级以砼立方体抗压强度标准值为划分标准。（3）按立方体抗压强度标准值划分为14级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。我国目前建筑中采用的强度等级应用为：①C10～C15—用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。②C20～C25—用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构；③C25～C30—用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等；④C40～C45—用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于25～30层；⑤C50～C60—用于30层至60层以上高层建筑；⑥C60～C80—用于高层建筑，采用高性能砼；⑦C80～C120—采用超高强混凝土于高层建筑。3.砼轴心抗压强度（1）为符合工程实际，采用150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件。（2）在立方体抗压强度为10～55MPa范围内fc=（0.7～0.8）fcu。在结构设计计算时，一般取fc＝0.67fcu。

4.抗拉强度（1）抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。（2）劈裂抗拉试验测定及计算：5.抗折强度（1）采用150mm×150mm×600mm的梁为标准试件，按三点加荷测得抗折强度。（2）路面、桥面用砼以抗折强度作为设计指标。（3）计算公式：1.原材料因素2.生产工艺因素3.试验因素（二）影响砼强度的因素1.原材料因素混凝土的三种破坏形式：1.骨料与水泥石界面的粘结破坏；2.水泥石本身的破坏；3.骨料本身发生劈裂破坏。从混凝土的破坏形式，试分析影响混凝土强度的主要因素有哪些？（1）水泥强度等级和水灰比的影响水泥强度等级对混凝土强度是很重要的一个因素。配合比相同时，水泥强度等级提高，水泥石本身的强度及与骨料的粘结强度高，混凝土的强度高。水泥强度等级过高，水泥用量过低，过大的孔隙率，强度降低。

人工振捣f28W/C机械振捣(a)f28与W/C关系水灰比同一种水泥，砼强度决定于水灰比，随水灰比增大而降低，呈曲线关系；与灰水比成直线关系；f28与W/C关系如图所示。

保罗米公式：fcu—混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa；fce—水泥28d抗压强度的实测值，MPa；也可根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)规定取富余系数γc=1.13，按fce=1.13×fce,g计算;C/W—混凝土灰水比，即水灰比的倒数；、—经验系数，与骨料品种、水泥品种和施工方法有关，当原材料与工艺措施相同时，A、B可视为常数值。碎石：=0.46，=0.07；卵石：=0.48，=0.33。当材料的品种和质量不同时，应尽可能结合工程实际通过试验求得数据。利用保罗米公式可求：配置混凝土强度、水灰比（2）骨料种类及级配的影响①在水泥强度等级和水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度较卵石混凝土高。②级配良好，砂率适当时，砼强度高。（3）外加剂和掺合料

2.生产工艺因素（1）施工条件——搅拌与振捣机械搅拌或振捣比人工操作的砼强度高改进的施工工艺可提高砼强度（2）养护条件的影响①养护环境温度高、湿度大，水泥水化速度加快，混凝土早期强度高；②为提高砼的早期强度，常采用湿热养护的方法，即蒸汽养护或蒸压养护。③一般在混凝土浇筑完毕后12h内开始对混凝土加以覆盖或浇水，养护不少于7天。A．自然养护自然温度和湿度条件下养护P.Ⅰ、P.Ⅱ、P.O、P.S养护7d

P.P及P.F养护14d；高铝水泥养护3d。B．蒸汽养护蒸汽养护：压力=1个标压、温度>100℃蒸汽养护可使掺混合材料水泥的28d提高10～40%.P.Ⅰ、P.Ⅱ及P.O降低10～15%.压力≮8个标压,温度>174.5℃,场所:高压釜中C.蒸压养护（3）龄期的影响在标准养护条件下，普通砼的抗压强度与其龄期的对数成正比。fn、f28—分别为n、28天龄期的抗压强度值。正常养护下，强度随龄期增加而增长。3.试验因素混凝土强度影响因素试验操作试件表面状态及含水率形状尺寸试验设备环箍效应混凝土试件受轴向压力作用压力机压板横向变形小于混凝土横向变形故混凝土试件在与压板的接触面上受到向内的约束力此力在范围内有效使混凝土强度提高。试件被破坏后上、下部各呈一个较完整的棱锥体。试块破坏后呈棱锥体骨料Dmax（mm）试件尺寸（mm）环箍效应及缺陷强度换算系数≤60≤40≤31.5200150100弱、缺陷多强、缺陷少偏低偏高1.00尺寸效应

表4-18试件尺寸对混凝土强度的影响混凝土强度的尺寸效应如表4-18所示。1.05

0.95

表面状态及含水率、试验操作、实验设备的影响混凝土表面光滑，含水率高，加荷速度快，试验机刚度小，会使测得混凝土抗压强度值

。偏低（三）提高强度的措施1.选用高强度水泥和低水灰比2.采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的骨料；3.掺用混凝土外加剂或掺和料4.改进施工工艺，采用机械搅拌和振动成型5.采用合理的温湿度，最好采用湿热养护4.3.2混凝土的变形性能（一）化学收缩1.产生原因：是由水泥水化反应引起的，收缩量随龄期延长而增加。2.化学收缩不可恢复，使混凝土内部产生微细裂缝。（二）干湿变形1.产生原因：由混凝土内水分变化引起的，主要取决于周围环境湿度变化。随毛细水蒸发，毛细管内负压增大产生收缩力，导致混凝土产生收缩。2.表现为干缩湿胀，部分干缩变形可以恢复。3.湿胀变形量小，一般无破坏作用。但干缩变形对砼危害较大，严重影响砼的耐久性。

4.干缩变形用干缩率表示。每米砼收缩一般取（1.5-2）*10-4mm。5.影响混凝土干缩的因素有：水泥品种和细度、水泥用量和用水量；骨料的用量及其弹性模量、洁净程度；养护条件。（三）温度变形1.产生原因：（1）砼本身的热胀冷缩；（2）水泥水化放热。2.砼温度膨胀系数约为1×10-5/℃，即温度升高1℃，每m砼膨胀0.01ｍｍ。3.温度变形对大体积砼或大面积砼工程极为不利，为什么？

4.采取措施：（1）设法降低混凝土的发热量；（2）对纵向长度较大的混凝土及钢筋混凝土结构，每隔一段长度应设置温度伸缩缝，以及在结构物内设置温度钢筋等。

（四）在短期荷载下的变形1.混凝土单轴受压时荷载-变形曲线与破坏特征第一阶段：弹性变形阶段特点：原生界面裂缝基本保持稳定，没有扩展趋势。荷载与变形呈直线变化。第二阶段：弹塑性阶段特点：微裂缝在长度、宽度和数量上均随荷载的提高而增加。呈曲线关系。

第三阶段：临界应力阶段特点：界面裂缝继续发展，同时水泥石也形成裂缝，并与界面裂缝连贯，产生不稳定扩展。变形显著增大。第四阶段：破坏阶段特点：连续裂缝急速扩展，变形迅速增大，导致砼破坏。荷载与变形的关系，是内部微裂缝发展规律的体现。混凝土在外力作用下的变形和破坏过程，也是内部裂缝的发生和发展过程，它是一个从量变发展到质变的过程。

2.混凝土的

变形模量（1）定义:Ec（104MPa）（2）用途：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。（3）影响因素：骨料的含量多、水灰比小、养护好和龄期长时，砼弹性模量高。

（五）长期荷载作用下变形—徐变1.定义：混凝土在长期恒定荷载作用下，沿着作用力方向随时间的延长而增加的变形称为徐变。2.产生的原因：由于水泥石中凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动，和凝胶粒子上的吸附水因荷载应力而向毛细孔迁移渗透的结果。混凝土的变形与荷载作用时间关系3.影响因素：水灰比越大，水泥用量越多，都会使混凝土的徐变

；另外混凝土弹性模量大，会

徐变，混凝土养护条件越好，龄期长，水泥水化越充分，徐变

。增大减小减小4.利弊能消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀地重新分布。对大体积混凝土，能消除一部分由于温度变形所产生的应力。但在预应力混凝土结构中，混凝上的徐变，将使钢筋的预应力受到损失。4.3.3混凝土的耐久性1.定义砼在使用条件下抵抗周围环境中各种因素长期作用而不破坏的能力。2.意义对于延长结构寿命，减少维修工作量，提高经济效益具有重要的意义。3.内容抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及砼中的钢筋锈蚀等性能。4.提高砼耐久性的措施抗渗性：定义、指标、影响因素、改善措施抗冻性：定义、指标、影响因素、改善措施抗侵蚀性：定义、影响因素、改善措施抗渗性抗渗性：混凝土抵抗水、油等液体的压力作用下渗透的性能。是混凝土最重要的耐久性质之一，它直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。抗渗等级：按标准试验方法进行试验，以所能承受的最大水压力（MPa）来表示的。如P6、P8、P10，相应表示能抵抗0.6、08、1.0MPa的水压力而不渗漏。影响因素：混凝土的抗渗性主要与其内部孔隙和微裂缝的大小、连通情况等有关，主要影响因素有水灰比、水泥品种、骨料的最大粒径、养护方法、龄期、外加剂及掺合料等。改善措施：严格控制水灰比，掺入减水剂、引气剂、粉煤灰、硅灰等外加剂和掺和料，控制骨料最大粒径和加强养护。抗冻性：混凝土在使用环境中，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。抗冻等级：采用慢冻法确定，以龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，用抗压强度下降不超过25％，且重量损失不超过5％时，所能承受的最大冻融循环次数确定。混凝土的抗冻等级分为9个等级。如F50，表示混凝土能够承受的反复冻融循环次数不少于50次。抗冻性影响因素：混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度等。改善措施：提高混凝土抗冻性的方法有掺入减水剂、引气剂，防冻剂、水灰比小、原材料好、加强养护等，最有效的方法是掺入引气剂。因此，我国有关标准规定：抗冻等级为F100及以上的混凝土应掺入引气剂。抗侵蚀性抗侵蚀性：当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时，混凝土会遭受侵蚀。影响因素：与水泥品种、混凝土密实度和孔隙特征有关。改善措施：合理选择水泥品种、降低水灰比、提高混凝土密实度和改善孔结构。（1）混凝土的碳化环境中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。（2）碳化对砼性能的影响①减弱对钢筋的保护作用，可能导致钢筋锈蚀；②引起碳化收缩，并产生微细裂缝。引起抗拉、抗折强度和其他耐久性下降。③碳化放水有助水化作用，使砼抗压强度增大。碳化（中性化）（3）影响因素碳化取决于砼本身的碱度、密实度和环境条件。如：水泥品种及用量、水灰比、环境湿度等。测试方法：混凝土表面凿洞，喷淋酚酞指示剂，观察指示剂颜色由无色变红色，以判断其碳化深度。碱骨料反应（1）机理（2）原因①水泥超过安全含碱量；②使用了活性骨料；③水。（3）措施①选用低碱水泥；降低水泥用量或控制外加剂含碱量②使用非活性骨料③使砼致密，阻止水的渗入④掺用活性混合材4.提高砼耐久性的措施（1）合理选择原材料：水泥品种、砂石骨料（2）严格控制砼的水灰比及水泥用量。

符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000对所用砼的最大水灰比及最小水泥用量的规定。（3）掺入外加剂和掺合料（4）表面涂覆保护材料§4.4普通混凝土配合比设计

及质量控制一、配合比的定义

指的是混凝土中各组成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之间的比例关系。二、配合比的表示方法通常用1m3混凝土各材料的质量来表示，如1m3混凝土中，水泥：300kg,水：180kg,砂子:720kg,石子:2400kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：

水泥：砂：石=1：2.4：4，其中水灰比=0.6。三、普通混凝土设计的基本要求：（一）满足混凝土拌合物和易性的要求；（二）满足结构要求的强度等级；（三）满足与使用环境相适应的耐久性要求（四）节约水泥，降低成本四、配合比设计的三个重要参数：

（一）水灰比W/C：表示水与水泥的用量之比；

（二）单位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量

（三）砂率：配合比设计的三个重要参数意义：水灰比W/C与强度、耐久性有关砂率与粘聚性、保水性有关单位用水量与流动性有关五、普通混凝土配合比设计的方法与步骤一般分四步：（一）初步配合比的设计：利用经验公式或经验资料而获得的初步配合比；（二）基准配合比：由初步配合比经过实验调整，满足砼和易性要求的配合比；（三）实验室配合比的设计：由初步配合比经过实验调整，得出满足强度要求的配合比；（四）施工配合比的设计：考虑砂、石的含水率，计算出满足施工要求的配合比。计算配制强度fcu,0依照普通混凝土配合比设计规范(JGJ55-2000)（一）初步配合比的设计：

（1）满足强度要求的水灰比：砼的配置强度与水灰比（W/C）的关系为：2.确定水灰比由1、2式求得满足强度要求的水灰比（W/C）1水灰比大小也直接影响到砼的耐久性，如何确保？

主要是根据结构的类型及使用环境，查P123表4-19，可求得该环境下结构的最大水灰比（W/C）2，即为满足耐久性要求的水灰比；（3）确定最终水灰比：既满足强度要求、又满足耐久性要求的水灰比为：（2）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）23.确定单位用水量mwo单位用水量定义：

指1m3混凝土中水的用量；单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流动性主要以坍落度来表示；单位用水量的确定：

应根据混凝土施工要求的坍落度和已知的粗骨料的种类以及最大粒径Dmax查P129表4-21，4-22可得。例：要求设计一混凝土梁坍落度T=35，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径Dmax=20mm,试求单位用水量？解：（1）查P129表4-22,可得单位用水mW0=180kg/m3.思考：如果改为碎石，则单位用水量为多少？

mW0=195kg/m3.4.确定混凝土的单位水泥用量mC0:（1）首先根据水灰比的定义：（2）再根据结构类型和使用环境，查P123，表4-19可得混凝土的最小水泥用量；(3)比较两者大小，取二者的最大值作为单位水泥用量mC0。例：要求设计一室内钢筋混凝土梁坍落度T=35，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径Dmax=20mm,水灰比W/C=0.6，试确定单位水泥用量？解：（1）确定单位用水量：根据混凝土施工要求的坍落度和已知的粗颗粒的种类以及最大粒径Dmax查表可得:mW0=180kg/m3。

（2）根据定义确定单位水泥用量：（3）再根据结构的类型和使用的环境，查P123，表4-19,可得最小水泥用量为260kg/m3（4）取（2）、（3）计算结果的较大值确定单位水泥用量mco=300kg/m35.确定混凝土的砂率（1）查表法：主要根据水灰比、骨料的类型以及最大粒径通过查P130表4-23混凝土砂率选用表确定；（2）理论值计算：

例：要求设计一室内钢筋混凝土梁坍落度T=35，已知粗颗粒为卵石，且最大粒Dmax=20mm,水灰比W/C=0.6，试确定混凝土的砂率？解：查表4-23可得：砂率=（32~37）%，计算时我们可以取β=35%6.确定1m3砼中砂、石的用量mso、mgo:两种方法：质量法和体积法（1）质量法

也称表观密度法，先假定所配置的混凝土的表观密度为一定值，然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于假定表观密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质量。

混凝土强度等级C7.5-C10C15-C35C40-C60>C60表观密度kg/m32350240024502480（2）体积法假定混凝土拌合物的总体积（1m3)等于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的体积之和。c,w—水泥、水的密度；s,g—砂和石的表观密度(近似密度)；—混凝土的含气量、不使用外加剂时为1。通过上述6步，求出了单位体积（1m3)砼中水泥、水、砂和石的用量,砼的初步配合比为：水泥：水：砂：石=mco：mwo：mso：mgo，水灰比W/C=mwo：mco总结：从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是通过查表或经验公式求得；因此，混凝土拌合物可能达不到和易性和强度的要求；故必须进一步调整和确定配合比—即进行基准配合比设计。

（二）基准配合比目的：由初步配合比经过实验调整，满足砼和易性要求的配合比。1.调整的方法及步骤：按初步配合比计算出各组成材料用量，试制15L（或25L）混凝土拌合物，测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察拌合物的粘聚性和保水性，如不满足要求，则进行调整配合比。2.调整如下：（1）实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；（2）出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率。

通过实验室反复调整，使混凝土拌合物达到和易性的要求后，测量出拌合物的实际表观密度。求调整后的1m3中各组成材料的用量：（1）测拌合物的实际表观密度（2）计算基准配合比1m3混凝土中各材料的用量(如求解水泥用量如下）：同理，调整后，1m3砼中水的用量mwo:1m3砼中砂的用量mso:1m3砼中石的用量mgo:显然，在实验室中配制1m3混凝土并不实用。所以，配合比仍然需要根据下式进行表观密度校正。—混凝土拌合物的测试密度

—混凝土拌合物的计算密度.

If

ρc.t–ρc,c≯2%ρc,c

不需要校正，上述方法确定的配合比即为试验室配合比；If

ρc.t

–ρc,c>2%ρcc

各材料用量均乘以δ，换算为1m3混凝土各材料用量。例：某混凝土试样试拌调整后，各种材料的用量分别为：水泥3.1kg,水1.86kg,砂6.20kg,石子12.85kg,实测其表观密度为2450kg/m3,求1m3混凝土中各种材料的实际用量？解：1m3混凝土中水泥的实际用量为：1.分别用三个水灰比，每个水灰比拌制三个砼试件，测量28d抗压强度。根据试验得出的砼强度与其相应的灰水比关系，用作图法求出与砼配制强度相对应的灰水比，确定1m3砼中各组成材料的用量。（三）实验室配合比的设计（四）施工配合比的设计

主要考虑到砂、石中含水影响各组分的质量，设砂的含水率为a%,石的含水率为b%,则施工配合比为：水泥：C’=mc;砂：S’=ms（1+a%);石：G’=mg（1+b%);水：W’=mw-ms

×a%-mg×b%；施工配合比：水泥：水：砂：石子=C’：W’：S’：G’。总结：砼配合比设计的基本步骤：一、基本设计资料的收集；1）混凝土的设计强度；2）混凝土的耐久性设计要求；3）原材料的品种以及物理性质：水泥：水泥品种，实测强度，密度；砂子：级配和粗细情况，表观密度；石子：品种（卵石或碎石）、最大粒径、表观密度；水：来源（自然水或天然水）二、初步配合比的设计：（1）配置强度的确定：σ确定。（2）水灰比的确定：用耐久性复核。（3）单位用水量的确定：查表法。（4）确定单位水泥用量；用耐久性复核。（5）确定砂率：查表法。（6）确定砂石用量：工程中一般用质量法。三、基准配合比和易性的调整：取15L/25L混凝土拌合物；按实测砼表观密度计算1m3砼中材料用量。四、实验室配合比的设计取三个水灰比试配后进行强度校核；五、施工配合比的设计考虑砂、石的含水率；普通混凝土配合比设计实例某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为（35~50）mm，（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。原材料情况如下：水泥：实测强度45MPa，密度

砂子：II区中砂，表观密度碎石：最大粒径40mm、表观密度水：自来水、试求：

（1）混凝土的初步配合比；（2）调整后，加入5%的水泥浆，实测表观密度为2432kg/m3，求此时配合比？（3）砂子含水率a%=4%,石子含水率b%=1%,求混凝土的施工配合比？一、求初步的配合比1确定配制强度2.水灰比（W/C）

（a）求满足强度要求的水灰比（W/C）1：（b）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）2：根据结构的类型以及使用环境，可求:室内钢筋混凝土梁的最大水灰比（W/C）=0.65，即为满足耐久性要求的水灰比；（c）确定水灰比：取W/C=0.60既满足强度要求、又满足耐久性要求.3单位用水量mwo的确定：单位用水量的确定：应根据混凝土施工要求的坍落度和已知的粗颗粒的种类以及最大粒径Dmax查表可得。本题坍落度：（35~50）mm、碎石Dmax=40mm,

查表可得:mwo=175kg/m34确定混凝土的单位水泥用量mC0:（a）首先根据水灰比的定义：（b）再根据结构的类型(钢筋混凝土梁）和使用的环境（室内），查表可得混凝土的最小水泥用量为260kg/m3(c)

比较两者大小，取二者的最大值作为单位用水量:mC0=292kg/m35确定混凝土的砂率根据水灰比(0.60)、骨料的类型（碎石）以及最大粒径(40mm),查表确定混凝土选用砂率。解：查表可得：砂率为（33~38）%，计算取βs=35%6.确定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo:本题中，混凝土的设计强度为C25，则可以假定1m3混凝土的表观密度为：已求得砂率=35%，另外也可通过体积法确定砂、石单位体积用量；用体积法确定砂、石的单位体积用量：混凝土的初步配合比为：用1m3混凝土各组成材料的质量来表示，本题中，水泥：292kg,水：175kg,砂子:677kg,石子:1256kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：

水泥：砂：石=1：2.32：4.30，水灰比为0.60，其中水泥为292kg问题二、调整后，加入5%的水泥浆，实测表观密度为2432kg/m3，求配合比？1.计算出25L砼拌合物需要各组分材料的用量：水泥：mco=292×25/1000，得水泥用量：7.3kg;水：mwo=175×25/1000，得水用量：4.38kg;砂：mso=677×25/1000，得砂用量：16.92kg;石：mgo=1256×25/1000，得石用量：31.4kg;调整：保持水灰比不变，加入5%的水泥浆后各材料用量如下：水泥mcb：7.3（1+5%）=7.67kg;水mwb：4.38（1+5%）=4.6kg;砂msb：16.92kg;石mgb：31.4kg;2.计算实验室调整后配合比：1m3混凝土中水泥的用量：3.强度校核：

分别用0.55、0.60、0.65三个水灰比，各拌制三个混凝土试样，测量其28d的抗压强度值，实验可得：

W/C=0.60满足强度要求。所以，调整后配合比为：

水泥C：308kg,水W：185kg,

砂子S:679kg,石子G:1260kg;由以上定出的配合比，还需根据混凝土的实测表观密度和计算表观密度进行校正。按调整后的配合比实测的表观密度为2440kg，计算表观密度为2432kg；校正系数δ为：由于实测的表观密度与计算表观密度的差值为8，小于的2%，所以，调整后的配合比即为设计配合比。问题三、施工配合比的设计：主要考虑到砂、石中含水，已知砂的含水率为4%,石的含水率为1%,则施工配合比为：水泥：C’=C=308kg;砂：S’=S（1+4%)=706kg;石：G’=G（1+1%)=1273kg;水：W’=W-S×a%-G

×b%=143kg；施工配合比为：水泥：水：砂：石子=308：143：706：1273。作业：1.干燥环境，某工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C25，要求强度保证率95%，施工要求坍落度为（35~50）mm，σ=5.0，（混凝土由机械搅拌，机械振捣）。采用材料为：普通水泥：强度等级为42.5，实测强度28天强度45MPa，密度3.1g/cm3,砂子：II区中砂，表观密度2.65g/cm3;碎石：最大粒径20mm、表观密度2.7g/cm3;水：自来水求：确定该砼的初步配合比。2.已知混凝土经试拌调整后，各项材料的拌合用量为：水泥4.5kg，水2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg。实测混凝土拌合物的表观密度为2400kg/m3。如果施工现场砂的含水率4％，石子的含水率1％，求施工配合比。1解：1确定配制强度：2.水灰比（W/C）满足强度要求的水灰比（W/C）1：并满足耐久性要求的水灰比。3.单位用水量mwo的确定：mwo=195kg/m34.确定混凝土的单位水泥用量mC0并满足耐久性要求的水灰比。5确定混凝土的砂率查表可得：砂率为（35~40）%，计算取βs=37.5%6.确定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo:用体积法确定砂、石的单位体积用量：初步配合比为：用1m3混凝土各组成材料的质量来表示：水泥：325kg,水：195kg,砂子:705kg,石子:1175kg。或以各种组成材料用量的比例来表示：

水泥：砂：石：水=1：2.17：3.62：0.6，其中水泥为325kg。2.解：由求得1m3混凝土中各材料用量：C=300kg；W=180kg；S=660kg；G=1260kg施工配合比为：水泥：C=300kg;砂：S’=S（1+4%)=686.4kg;石：G’=G（1+1%)=1272.6kg;水：W’=W-S×4%-G×1%=141kg；施工配合比为：水泥：水：砂：石子=300：141：686.4：1272.6。4.4.1混凝土的质量控制质量控制方面：1.施工前：人员、设备、原材料等2.施工过程：称量、搅拌、运输、浇注、振捣等3.砼合格性控制：批量、取样数、检验及验收等综合评定砼质量用数理统计方法进行。一、砼强度的波动规律混凝土强度分布近似正态分布：1.曲线窄而高，说明强度较集中，波动小，砼均匀性好，施工水平较高。2.曲线矮而宽，表示强度数据离散程度大，说明施工控制水平差。统计参数：(1)混凝土强度平均值：反映总体平均值(2)标准差σ(又称均方差)：评定均匀性(3)变异系数Cv：评定均匀性σ越小，Cv越小，混凝土质量越均匀。§4.5其他种类混凝土及其

新进展一、高性能混凝土二、高强混凝土三、抗渗混凝土四、纤维增强混凝土五、聚合物混凝土六、粉煤灰混凝土七、泵送混凝土一、高性能混凝土（HPC）

(HighPerformanceConcrele)

1.特点使用寿命长、高体积稳定性、良好的施工性能、一定的强度和密实度2.配制技术外加剂、超细矿物掺合料、低水灰比等。《高性能混凝土》吴中伟，廉慧珍著丁大钧、姚燕、缪昌文等专家相关著作二、高强混凝土1.定义强度等级在C60及其以上的混凝土。2.配制技术高强度水泥、优质骨料、低水灰比、高效外加剂和掺合料，强振动密实等方法。《超高强高性能混凝土》原理·配制·结构·性能·应用／蒲心诚著三、抗渗混凝土1.定义抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。2.配制技术提高混凝土内部密实度或堵塞内部毛细管通路等方法。四、纤维增强混凝土1.定义：以混凝土为基体，外掺各种纤维材料而成。2.目的：提高砼的抗拉强度，降低脆性。3.常用材料分类高弹性模量的纤维玻璃纤维、钢纤维和碳纤维等，可抑制裂缝的形成、提高抗拉和抗弯强度、增加韧性；低弹性模量的纤维尼龙、聚丙烯、植物纤维等，可提高早期抗裂性、抗冲击强度和抗疲劳强度。钢纤维纤维增强材料作为桥面板配筋（四）应用纤