模块四混凝土

模块四混凝土混凝土正在施工的秦山核电站混凝土三峡工程钢筋混凝土重力坝混凝土教师引导，学生探索单元概述：本模块关于砼的定义、材料组成及技术性能等知识的学习任务：一、了解砼的定义及分类二、掌握普通砼的组成三、掌握砼的性能四、掌握砼配合比转换五、了解其他砼学习目标知识目标：1、能了解普通砼的组成，能掌握其原材料的质量控制2、能掌握普通砼的主要技术性能：和易性、强度、耐久性3、能了解砼外加的应用4、能了解其他砼的特性及应用技能目标：1、能独立完成砼拌合物和易性测定方法2、能独立进行砼拌合物和易性的测定3、能合理选用普通砼的组成材料4、能独立进行配合比的计算5、能检测砼质量学习目标职业素养要求1、养成良好的思想道德品质，热爱祖国，遵纪守法，爱岗敬业，团结协作2、具备积极的工作态度与严谨的工作作风3、具有获取信息、学习新知识的能力任务一了解砼的定义与分类一．砼定义【混凝土】是由胶凝材料、水（或不加水）和粗细骨料（集料）及其它材料按适当的比例配合，经一定时间后硬化而成的人造石材。另外，为了改善砼的某些性能，还常在砼中掺入适量的外加剂和掺和料。

砼的定义普通混凝土由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为2000～2800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。二、混凝土的分类（1）按体积密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。轻混凝土ρ0＜2000kg/m3。（2）按胶凝材料分水泥混凝土、沥青混凝土、装饰混凝土、水玻璃混凝土、石膏混凝土和聚合物水泥混凝土等。（3）按用途分结构混凝土、防水混凝土、装饰混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土、隔热混凝土和耐火混凝土等。混凝土的分类（4）按拌合物的流动性分类：可分为干硬性混凝土、塑性混凝土（5）按强度等级分类：普通混凝土（强度等级为C15~C60)、高强混凝土（强的等级为C65~C100）、超高强混凝土（强度等级为C100以上）。混凝土的优越性1）材料来源广2）性能可调范围大3）硬化前具有良好的可塑性4）施工工艺简易多变5）可用钢筋增强6）有较高的强度和耐久性混凝土的缺点

混凝土的缺点主要有：自重大、养护周期长、导热系数大、不耐高温、拆除废弃物再生利用性较差等。随着混凝土新功能、新品种的不断开发，这些缺点正在不断被克服和改进。任务二掌握混凝土的组成§2普通混凝土的组成材料混凝土组成材料集料（骨料）③粗骨料（石）④细骨料（砂）⑤外加剂（化学外加剂）⑥掺合料（矿物外加剂）外加剂①

水泥②

水混凝土的结构混凝土的结构水泥+水→水泥浆+砂→水泥砂浆+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土组成材料的作用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%。

混凝土的组织结构一、水泥

1．水泥品种的选择依据：工程性质、部位，所处环境等2．水泥强度等级的选择依据：混凝土的设计强度3．技术要求

粒径在0.15~4.75mm之间的骨料称为细骨料（砂）定义

又称骨料。混凝土的主要组成材料之一。主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。有天然集料和人造集料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等。颗集料按颗粒大小分为粗集料和细集料，一般规定粒径大于4.75毫米者为粗集料，如碎石和卵石，粒径自0.15~4.75毫米者为细集料，如天然砂。

(二)

细集料（砂）主要技术性能和质量标准细骨料人工砂天然砂河砂山砂机制砂混合砂分类砂子技术性能含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量表观密度、堆积密度、空隙率坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量1、有害杂质骨料中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物；

有害物质限量工程事故实例：某中学五层教学楼，建筑面积2244m2，砖混结构，使用半年后，发现砖砌体裂缝，墙面抹灰起壳。一年后，建筑物裂缝严重，墙面渗水，屋面漏雨，许多门窗不能开关，并且还在继续，成为危房不能使用。调查原因：所用的砂浆中的砂采用硫铁矿渣代替，其中含硫量较高，有的高达4.6%。有害物质的危害2、颗粒形状及表面特征

细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的黏结及混凝土拌合物的流动性。河砂、海砂的颗粒圆滑，拌制的混凝土流动性好，但海砂中常混有贝壳碎片及可溶性盐类，会影响混凝土强度，所以配制混凝土时多采用河砂。山砂颗粒多棱角、表面粗糙，与水泥石黏结好，故拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差。粗细程度：不同粒径颗粒混在一起的平均粗细程度。级配：不同粒径颗粒的分布情况。细度等级：粗砂、中砂、细砂、特细砂。3、骨料的粗细程度和颗粒级配图4-2

细骨料颗粒级配a-—单一粒径；b—配有部分次大粒径；c—在图b的剩余空隙中再填入小颗粒1）定义

砂的颗粒级配，是表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充的，空隙率越小，混凝土骨架越密实，所需水泥浆越少且有助于混凝土强度和耐久性的提高。从图4-2可以看出：多粒级搭配的砂，空隙率较小。细骨料

砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。细骨料

因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强度。它是评定砂质量的重要指标。砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。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9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、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）。2）测定方法筛分析法：

评定砂的粗细程度和颗粒级配150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm表4-2筛余量、分计筛余百分率、累计筛余百分率的关系Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。细骨料细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在3.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区。普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。某砂作筛分试验，分别称取各筛两次筛余量的平均值如下表所示：课堂练习

计算各号筛的分计筛余率、累计筛余率、细度模数，并评定该砂的颗粒级配和粗细程度。①4.75mm：②2.36mm：③1.18mm：④600μm：解：（1）各号筛的分计筛余率：⑤300μm：⑥150μm：（2）各号筛的累计筛余率为：①4.75mm：②2.36mm：③1.18mm：④600μm：⑤300μm：⑥150μm：（3）该砂的级配根据A4＝61.8％可知，该砂的级配为2区。A1～A5全部在2区规定的范围内，因此级配合格。该砂的细度模数为：因此该砂属于中砂。１Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在３.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。表4-3

砂级配区的规定

为便于应用，可将表4-3中的数据，绘制成砂级配曲线图，即以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，画出砂的“1、2、3”三个区的级配曲线，如下图所示。使用时，将砂子筛分试验测算得到的各累计筛余百分率，点绘到下图中，并连成曲线，然后观察此筛分结果的曲线，只要曲线落在三个区的任何一个区内，判断砂子级配合格。配制混凝土时，应优先选用2区砂；采用1区砂时，在混凝土配合比设计中应提高砂率并保持足够的水泥用量，以满足和易性；采用3区砂时，应适当降低砂率，以保证混凝土强度。配制混凝土时，宜优先选用2区砂，当采用1区砂时应适当提高砂率，并保证足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性，当采用3区砂时，适当降低砂率，以保证混凝土的强度。3区2区1区砂的1、2、3级配区曲线

4.砂的等级评定

1、坚固性的含义：骨料在自然风化和其它外界物理、化学因素作用下抵抗碎裂的能力。

2、骨料坚固性的技术要求41

（三）粗集料——石子

混凝土中的粗骨料是指粒径大于4.75mm的岩石颗粒，常用的有碎石和卵石。卵石又称砾石，它是由天然岩石经自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的，按其产源可分为河卵石、海卵石及山卵石等几种，其中以河卵石应用较多。根据国家标准GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》规定，按卵石、碎石技术要求，石子分为三类，Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。42卵石43碎石44强度及坚固性表观密度、堆积密度、空隙率碱—集料反应针片状颗粒含量含泥量和泥块含量有害物质最大粒径及颗粒级配

粗集料技术要求451.有害杂质

根据国家标准《建筑用卵石、碎石》中规定，粗集料中常含有黏土、淤泥、硫化物和硫酸盐及卵石中的有机质等有害物质，它们的危害作用与在细集料中相同。另外，在石子中常含有针状（颗粒长度大于该颗粒相应粒级平均粒径2.4倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒。针、片状颗粒易折断，其含量较多时，会降低拌合物的流动性和硬化后混凝土的强度。47有害物质含量

为保证混凝土的强度及耐久性，石子中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物，其有害物质含量不得大于表的规定。4.6

碎石或卵石的有害物质含量（GB/T14685-2001）48含泥量和泥块含量含泥量是指石子中粒径小于75μm的颗粒含量；泥块含量是指石子中粒径大于4.75mm，经水洗手捏后变成小于2.36mm的颗粒含量。建筑用卵石、碎石的含泥量和泥块含量应符合表4.5的规定。

表4.5

建筑用卵石、碎石的含泥量和泥块含量（GB/T14685-2001）

1、骨料中泥和泥块的技术要求Ⅰ类骨料:宜用于强度等级＞C60的混凝土Ⅱ类骨料:宜用于强度等级C30～C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土。Ⅲ类骨料：宜用于强度等级＜C30的混凝土和建筑砂浆1、泥和泥块的危害工程事故实例：某工程采用30cm×30cm断面，9m长的方桩，当桩打入土内2.5m时，在桩顶下2m处，桩身出现裂缝，随着锤击次数的增加，混凝土逐渐破碎，直至最后破坏。在桩内混凝土破碎处，发现一块5cm×8cm×4cm椭圆形的粘土块。51

针片状颗粒含量凡石子长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍的为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍的为片状颗粒。平均粒径指该粒级上、下限粒径尺寸的平均值。针片状颗粒不仅本身易折断，影响混凝土的强度，而且还会增加石子的空隙率，并影响混凝土拌和物的和易性，降低混凝土的质量，因此应控制其含量。限制指标见表4.4。表4.4碎石或卵石的针片状颗粒含量（GB/T14685-2001）52针片状颗粒测定方法：规准仪法532、石的最大粒径和颗粒级配

1、最大粒径

粗集料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。粗集料的粗细程度用最大粒径表示。当粗集料最大粒径增大时，在质量相同的条件下，总表面积随之减少。因此，保证一定厚度润滑层所需的水泥浆或砂浆的数量也相应减少，从而节约水泥，所以粗集料的最大粒径应在条件许可下，尽量选用较大的。由试验研究证明，最佳的最大粒径取决于混凝土的水泥用量。当集料最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径的增大而急剧减少；但当最大粒径大于150mm时，对节约水泥并不明显。因此，在大体积混凝土中，条件许可时，应尽量采用较大粒径。在水利、水港等大型工程中最大粒径常采用120mm或150mm；在房屋建筑工程中，由于构件尺寸小，一般最大粒径只用到40mm或60mm。集料最大粒径还受结构型式和配筋疏密限制，石子粒径过大，对搅拌和运输都不方便，因此，要综合考虑集料最大粒径。2、石的最大粒径1）最大粒径（通常5mm<d<40mm）《混凝土结构工程施工及验收规范》对混凝土粗骨料最大粒径（dmax）的规定：柱：dmax<结构最小截面尺寸的1/4板：dmax≤板厚的1/3，且≤40mm

钢筋混凝土：dmax≤钢筋最小间距的3/4

高强混凝土：dmax≤20mm55粗集料最大粒径是指集料100%都能通过的最小的标准筛筛孔尺寸；而“公称最大粒径”则是指集料可能全部通过或允许有少量不通过（一般允许筛余不超过10%）的最小标准筛筛孔尺寸，通常比“最大粒径”小一个粒级

小知识56按供应情况分颗粒级配分类单粒粒级连续粒级2）颗粒级配与最大粒径最大粒径粗骨料中公称粒级的上限定义57粗骨料（2）颗粒级配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、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和9.0ｍｍ等十二种孔径的方孔筛进行筛分。粗集料级配按供应情况可分为连续粒级和单粒粒级两种。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。连续级配集料与天然集料情况比较接近，是工程上最常用的级配。58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。易于保证混凝土的质量，便于大型混凝土搅拌站使用，适合泵送混凝土，但连续级配集料不一定是级配最好的集料。单粒粒级集料配制混凝土会加大水泥用量，对混凝土的收缩等性能造成不利影响，但它可以通过各粒级的不同组合，配制成各种不同要求的级配集料，以保证混凝土的质量和施工要求，也可与连续粒级混合使用，以改善其级配或配成较大粒度的连续粒级。59

另外还有一种间断级配，是人为地剔除某些中间粒级颗粒，大集料空隙由小许多的小粒径颗粒填充，故能降低集料的空隙率，增加密实度，节约水泥。按理论上计算，当分级增大时集料空隙率的降低速率较连续级配大，可较好地发挥集料的骨架作用而减少水泥用量，适用于低流动性或干硬性混凝土。但间断级配集料配制的混凝土拌和物往往易于离析、和易性较差，施工困难，工程中较少采用。60表4.8

碎石或卵石的颗粒级配范围（GB/T14685-2001）613、强度粗集料在混凝土中主要起骨架作用，为保证混凝土的强度要求，粗集料都必须是质地致密、具有足够的强度。碎石或卵石的强度，用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。当混凝土强度等级为C60及以上时，应进行岩石抗压强度检验。在选择采石场或对粗集料强度有严格要求或对质量有争议时，也宜用岩石立方体强度作检验。对经常性的生产质量控制则用压碎指标值检验较为简便。通常卵石的强度用压碎指标表示，碎石的强度即可用压碎指标，又可用抗压强度表示。岩石立方体强度是将岩石制成50mm×50mm×50mm的立方体（或直径与高均为50mm的圆柱体）试件，浸没于水中48h后，从水中取出，擦干表面，放在压力机上进行抗压强度（MPa）试验。火成岩试件的强度应不小于80MPa，变质岩应不小于60MPa，水成岩应不小于30MPa。62

压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，混凝土用碎石或卵石的压碎指标值愈小，表示石子抵抗破碎的能力愈强，可间接推测其相应强度。对不同强度等级的混凝土，压碎指标应符合表4.9的规定。表4.9碎石、卵石压碎指标值（GB/T14685-2001）

混凝土用水的质量要求基本要求：1、不影响混凝土的凝结硬化2、不影响混凝土的强度发展及耐久性3、不加快钢筋锈蚀4、不引起预应力筋脆断5、不污染混凝土表面4、拌合及养护用水

在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。污PH值小于4的酸性水，含硫酸盐超过水重1％的水及会对钢筋造成锈蚀的海水等均不得使用。凡是可以饮用的自来水、清洁的天然水都可用来拌制和养护混凝土。5、外加剂（一）外加剂的定义混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥重量的5%（特殊情况除外）。（二）分类1、按化学成分分无机外加剂有机外加剂有机—无机外加剂①改善混凝土流变性能的外加剂②调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂③改善耐久性的外加剂④改善其它性能的外加剂

2、按主要功能分（三）常用外加剂

1、改善混凝土流变性能的外加剂

1）减水剂①减水剂的定义：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量，从而提高混凝土强度，节约水泥；或在不减水的情况下能提高拌合物流动性的外加剂。木质素系减水剂：

木钙（简称M剂）奈磺酸盐系减水剂：水溶性树脂类减水剂：

磺化三聚氰胺甲醛树脂（密胺树脂）糖蜜类减水剂复合减水剂

②常用减水剂③应用注意事项：施工中要严格控制掺量工程事故实例：四川某工程采用木质素磺酸钙粉作减水剂，规定掺量为水泥用量的0.25%，施工时木钙粉减水剂配成溶液，加入混凝土中进行搅拌，按照配合比要求每罐混凝土中加一桶减水剂液，实际加了两桶，当时施工气温又较低，混凝土浇捣二天后还未硬化，不得不把混凝土全部挖掉，重新浇筑。2）引气剂①引气剂的定义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的外加剂

松香树脂皂类②常用类型烷基苯磺酸盐类脂肪醇磺酸盐类石油磺酸盐类

改善混凝土拌合物的和易性提高混凝土的抗渗性和抗冻性混凝土抗压强度有所下降

⑤掺加注意事项

④应用③引气剂对混凝土性能的影响及作用

2、改善混凝土早期强度的外加剂1）定义：能加速混凝土早期强度发展的外加剂2）常用类型：氯盐、硫酸盐、有机胺等3、调节混凝土凝结硬化时间的外加剂1）速凝剂2）缓凝剂6、混凝土掺合料（一）定义

在混凝土搅拌前或搅拌过程中为改善混凝土的性能、减少混凝土的水泥用量、降低混凝土的成本、而加入的磨细矿物粉料。（二）作用及机理

1、改善新拌混凝土的和易性——形态效应2、改善混凝土的强度——活性效应

微集料效应3、降低水化热4、改善混凝土耐久性§3混凝土的性质

混凝土的性质

二．硬化混凝土的性质一．新拌混凝土的性质一．新拌混凝土的性能

—和易性（工作性）

（一）定义【和易性】是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀、不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。

流动性和易性粘聚性保水性

（二）和易性的测定

坍落度维勃稠度流动性：和易性粘聚性：目测，经验判断保水性：目测，经验判断维勃稠度仪1．坍落度法测定测定混凝土流动性适用条件骨料最大粒径40mmSL>10mm

≥200mm自流平混凝土≥160mm大流动性混凝土SL100-150mm流动性混凝土50-90mm塑性混凝土10-40mm低塑性混凝土<10mm干硬性混凝土2．维勃稠度法测定混凝土流动性适用条件骨料最大粒径40mm

SL<10mmV0≥31S超干硬性混凝土V1=30-21S特干硬性混凝土V2=20-11S干硬性混凝土V3=10-5S半干硬性混凝土

坍落度的选择原则：不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小坍落度，以节约水泥并获得质量较高的混凝土依据：《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204

（三）影响和易性的因素

组成材料质量、性质内因组成材料相对含量外因环境温度存放时间1．混凝土组成材料质量、性质的影响1）水泥——品种、细度、掺加量2）骨料——表面形状、颗粒粗细、级配、品种3）外加剂——品种、掺量4）掺合料——品种、细度、掺量2．混凝土组成材料相对含量的影响1）水灰比（W/C）2）水泥浆数量（浆骨比）注意：施工中为了保证混凝土的强度和耐久性，不准用单纯改变用水量的方法调整拌合物的稠度，应在保持W/C条件下，改变水泥浆量来调整流动性。合理砂率（最佳砂率）：用水量及水泥用量一定、拌合物获得最大流动性，且保持粘聚性及保水性能良好的砂率值；或在拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性和保水性条件下，使水泥用量最少。

3）砂率（SP）砂率：3．环境温度4．拌合物存放时间水泥C水W砂S石G外加剂掺合料水泥浆骨料浆骨比①③W/C②④⑤SP⑥⑦（四）改善和易性的措施1．选择适宜品种的水泥2．采用最佳砂率，以提高混凝土质量及节约水泥3．改善砂、石级配4．在可能条件下尽量采用较粗的砂、石5．当混凝土拌合物坍落度太小时，保持W/C不变，增加适量的水泥浆；当坍落度太大，保持砂率不变，增加适量的砂、石。6．有条件时尽量掺用外加剂

二．硬化混凝土的性质强度耐久性变形性

（一）硬化混凝土的强度

1．抗压强度与强度等级1）混凝土立方体抗压强度抗压强度的标准测定方法：①按标准方法制作的，②边长为150mm的立方体试件，③在标准养护条件下（20±1℃，相对湿度90%以上），④养护至28d，⑤以标准方法测试、⑥计算，得到的抗压强度值。

试件尺寸的选择及抗压强度折算系数

2）强度等级Cn强度等级的划分：

标准方法制作的，150mm×150mm×150mm试件，养护温度、湿度20±1℃，相对湿度90%以上，养护时间28d，批次混凝土的强度保证率≥95%目前我国混凝土划分为：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,14个等级.2．影响混凝土强度的因素内因：外因：水泥石骨料水泥石—骨料界面的强度环境温湿度及养护制度养护龄期施工方法实验条件1）水泥强度2）水灰比3）粗集料

碎石：A=0.53,B=0.20卵石:A=0.49,B=0.13fe=fc•γc适用条件：W/C=0.4～0.8拌合物充分振捣密实

4）养护条件（温度和湿度）5）龄期3．提高混凝土强度的措施

1）采用高强度等级的水泥或早强型水泥2）采用低水灰比的干硬性混凝土3）采用质量合格，级配良好的碎石，合理的砂率4）施工采用机拌机振

5）掺外加剂和掺合料

6）

采用合理的养护条件

（三）硬化混凝土的耐久性1．定义：混凝土在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响的能力。2．混凝土耐久性良好的意义延长结构使用寿命，减少维修保养费用，提高经济效益

3．常见耐久性问题抗渗性抗冻性抗侵蚀性抗碳化性抗碱集料反应

1）抗渗性A．定义：混凝土抵抗压力液体（水、油、溶液等）渗透作用的能力B．表示方法：抗渗标号PnC．测定方法：D．渗透原因：E．提高混凝土抗渗性能措施：——提高混凝土的密实性2）抗冻性A．定义：硬化混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。B．表示方法：抗冻标号FnC．影响因素D．提高措施3）抗侵蚀性4）碳化A．定义：混凝土中的水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳，在湿度相宜时发生化学反应，生成碳酸钙和水，也称混凝土的中性化。B．影响因素：水泥品种

内因水灰比外因水泥浆量CO2浓度环境湿度外加剂施工质量

5）碱——集料反应A．定义B．A—A反应的三个条件C．预防措施采用低碱水泥水泥中掺加火山灰混合材，掺引气剂或引气减水剂4．提高耐久性的措施1）选用适当品种的水泥2）控制W/C比，并保证足够的水泥用量3）选用品质良好，级配合格的骨料4）掺减水剂、引气剂5）改善施工工艺，搅拌均匀、振捣密实、加强养护等6）在混凝土表面涂刷保护层。

§4普通混凝土的配合比设计

混凝土配合比设计的基本要求满足结构设计的强度等级要求；满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本.混凝土配合比设计的资料准备了解工程设计要求的混凝土强度等级、质量稳定性的强度标准差了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况了解混凝土施工方法及管理水平掌握原材料(水泥、砂、石骨料、拌和用水的水质、外加剂等)的性能指标配合比设计中三个基本参数

水灰比（mw/mc）、单位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc与强度、耐久性有关与流动性有关与粘聚性、保水性有关配合比设计的步骤与方法步骤:1首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算,得出‘‘初步计算配合比”2再经过实验室试拌调整,得出‘‘基准配合比”3然后经过强度检验,定出满足设计和施工要求并比较经济的‘‘设计配合比”4最后根据现场砂.石的实际含水率,对实验室配合比进行调整,求出‘‘施工配合比”（二）试配调整，确定设计配合比1.试配按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性、强度。2.调整（１）调整和易性，确定基准配合比

测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能：如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；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）。（二）试配调整，确定设计配合比（2）强度调整一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，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，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。3.设计配合比的确定（1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：①单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；②水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；③粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。（三）计算施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：＝mc＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示为：任务五其他品种混凝土抗渗混凝土高强混凝土大体积混凝土纤维混凝土防辐射混凝土混凝土的装饰手法很多，通常是在混凝土表面做成一定的线形、图案、质感、色彩等获得建筑艺术性，从而满足建筑立面、地面或屋面的不同装饰要求。目前装饰混凝土主要有以下几种。一、彩色混凝土：是用白水泥或彩色水泥、白色或彩色石子、石屑和水等配制而成的混凝土。可对混凝土整体着色，但成本较高，不能广泛使用。也可仅对面层着色，即将彩色饰面材料先铺于模板上，再在其上浇筑混凝土。除此之外，还可在新浇筑的混凝土表面上干撒着色硬化剂显色，或将化学着色剂渗入已硬化混凝土表面毛细孔中，生成难溶且耐磨的有色沉淀物而显示色彩。彩色混凝土目前多用于制作路面砖，可使路面形成多彩美丽的图案和永久性的交通管理标志，具有美化城市的作用。但彩色混凝土在使用时表面易出现白霜，原因是混凝土中的氢氧化钙和少量的硫酸钠随混凝土内水分蒸发而被带向表面并沉积在混凝土表面，以后又与空气中二氧化碳作用变为白色的碳酸钙和碳酸钠晶体，这就是白霜。白霜遮盖了混凝土的色彩，严重降低了装饰效果。防止白霜的常用方法：提高混凝土的密实度，如降低水灰比、机械搅拌和振捣、掺加掺合料和外加剂；采用蒸汽养护可有效防止初期白霜的形成；在硬化混凝土表面喷涂聚烃硅氧系憎水剂、丙烯酸系树脂等处理剂等。二、清水混凝土1、定义：根据《清水混凝土应用技术规程》JGJ169-2009，清水混凝土为表面不做任何外装饰，直接用混凝土的自然表面效果作为饰面效果的混凝土。分普通清水混凝土、饰面清水混凝土和装饰清水混凝土。要求其表面平整，色泽均匀，线条规则分明，棱角分明，表面无蜂窝、麻面及气泡，预埋件、预埋螺栓、对拉螺栓位置排列整齐，模板拼缝有规律，无碰损和污染。普通清水混凝土：表面颜色无明显色差，对饰面效果无特殊要求的清水混凝土。饰面清水混凝土：表面颜色基本一致，由有规律排列的对拉螺栓孔眼、明缝、禅缝、假眼等组合形成的、以自然质感为饰面效果的清水混凝土。装饰清水混凝土：表面形成装饰图案、镶嵌装饰片或彩色的清水混凝土。明缝：凹入混凝土表面的分割线或装饰线。禅缝：模板面板拼缝在混凝土表面留下的细小痕迹。假眼：在没有螺栓孔的位置设置的有饰面效果的孔眼。

2、发展历程：20世纪初时，混凝土因其力学特性开始广泛应用于建筑施工领域。在一段时间里混凝土被人们普遍认为是一种单调乏味、冷漠丑陋、毫无人性化可言的建筑材料。到20世纪中期，建筑家们逐渐把目光从混凝土作为结构材料的利用转移到混凝土材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感等对人的感官及精神的影响和刺激上，开始用混凝土所拥有的与生俱来的装饰性来表达建筑的情感。到20世纪后期，越来越多的清水混凝土出现在欧洲、北美州等发达国家，尤其在日本，一种被认为更接近于东方“无为而为”思想的精神被以安藤忠雄为代表的日本建筑师融入其设计的清水混凝土建筑中，混凝土脱模之后所呈现的自然纹理在禅缝与螺栓孔的划分限定下，