《建筑材料与检测》教学教案-03普通混凝土及其性能检测

单元一水泥混凝土概述一、水泥混凝土定义凡由水泥、骨料(砂、石)、水及外加剂(或掺合料)按适当的比例配合，经搅拌、成型、养护等工艺，经一定时间后硬化而成的人造石材，称为水泥混凝土(砼)。二、混凝土分类1、按表观密度分混凝土种类表观密度组成材料用途重混凝土干表观密度大于2800kg/m3。重晶石、铁矿石、钢渣、重水泥(钡水泥、锶水泥)防辐射工程，又称防辐射混凝土。普通混凝土干表观密度在2000〜2800kg/m3天然砂、石，水泥建筑物的承重结构材料轻混凝土干表观密度小于1950kg/m3轻骨料用作承重结构、保温结构和承重兼保温结构2、按生产和施工方式分「预拌混凝土(商品混凝土)J泵送混凝土喷射混凝土'碾压混凝土3、按用途分l抗渗混凝土Y高性能混凝土〔泵送混凝土4、按抗压强度大小分低强混凝土(fCu<30MPa)、中强混凝土(30MPaW/Cu<60MPa)、高强混凝土(60MPaW/^V100MPa)和超高强混凝土fCu三100MPa)等。5、按流动性分干硬性混凝土(TV10mm)、塑性混凝土(T=10〜90mm)、流动性混凝土(T=100〜150mm)、大流动性混凝土(T三160mm)等。6、按性能分｛抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强高性能混凝土、大体积混凝土等。三、水泥混凝土的特点1、优点原材料资源丰富，造价低廉。

(2)良好的可塑性。(3)可调整性能。(4)抗压强度高。5)与钢筋间有着良好的握裹力。(6)耐久性好。2、缺点自重大，比强度小。抗拉强度低。硬化慢，生产周期长。(4)导热系数大。普通混凝土导热系数为1.4W/m・k，近是红砖的两倍，保温隔热性能差。四、水泥混凝土的发展混凝土发展趋势——高强高性能、多功能、绿色环保三个方向。现代建筑物发展趋势——高层化、大跨化、轻量化方向。单元二水泥混凝土对组成材料的技术要求普通水泥混凝土一一水泥、水、细集料(骨料)、粗集料(骨料)、必要时加入外加剂和掺合料组成。水泥浆体一一在混凝土硬化前起润滑作用，硬化后起胶结作用；粗、细骨料——骨架、支撑和稳定体积(减少水泥在凝结硬化时的体积变化)的作用；外加剂和掺合料——改善混凝土性能、降低混凝土成本的作用。一、水泥1．水泥品种的选择根据工程性质、结构部位、气候条件、环境条件及施工设计的要求根据水泥的特性；水泥价格。常用水泥品种的选用见教材表。2．强度等级的选择配一般混凝土，水泥强度为混凝土设计强度等级的1.5〜2.0倍；配高强度混凝土，为设计强度等级的0.9〜1.5倍。二、集料一)细集料1、定义及分类细集料是指粒径小于4.75mm大于等于0.15mm的颗粒，常称作砂。水泥混凝土用砂分类见下表。

水泥混凝土用砂分类分类方式类别按产源天然砂人工砂河沙、山砂、湖砂、淡化海砂机制砂、混合砂按规格粗砂中砂细砂(细度模数)3.7〜3.13.0〜2.32.2〜1.6按技术要求IIIIII2、技术要求按国家标准《建筑用砂》(GB/T14684—2011)的规定，混凝土用砂的技术要求和技术标准如下:物理常数表观密度砂的表观密度通常在2.5〜2.6g/cm3之间。堆积密度在自然状态下，干砂在松散堆积密度约为1400〜1600kg/m3,振实后的堆积密度可达1600〜1700kg/m3。空隙率带有棱角的砂空隙率较大；一般天然河砂的空隙率为40%〜45%。级配良好的砂，空隙率可小于40%。有害物质有害物质的种类和害处见教材表。天然砂的含泥量和泥块含量、人工砂的石粉含量和泥块含量应该符合规范要求。砂的坚固性级配和粗细程度级配级配一一集料中不同粒径颗粒的分布情况。良好的级配是集料的空隙率和总表面积均较小，保证水泥浆用量少，混凝土的密实度高、强度高。相同粒径的砂搭配起来，空隙率最大；不同粒径的颗粒相互搭配填充时，形成最密集的堆积，空隙率达到最小。(c)三种粒径(a)一种粒径(c)三种粒径(a)一种粒径图4—1级配的确定一一筛分析方法。(b)两种粒径不同粒径的砂搭配结构示意图筛分析一一将预先通过9.5mm孔径的烘干砂，称取500g置于一套孔径分别为4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm(方孔筛)的标准筛上，由粗到细依次过筛，然后分别得到存留在各筛上砂的质量,并按下述方法计算各级配参数：分计筛余百分率；ii.累计筛余百分率；iii•质量通过百分率粗细程度(A+A+A+A+A)—5A宀M=——2.36h+80603&15475(4-4)x100-A4.75M=3.1〜3.7—粗砂；M=2.3〜3.0中砂；M=1.6〜2.2—细砂；XXX理想的组成一一总表面积和空隙率都小，保证水泥浆用量最少。级配区规范将砂分为三个级配区用于水泥混凝土中细度模数为1.6〜3.7的砂，宜优先选用粗细程度适中的2区砂；当采用1区砂时，砂率应较2区提高，(二)粗集料1、定义及分类水泥混凝土用粗集料是指粒径大于4.75mm的岩石颗粒，常称作粗骨料。2、技术要求物理常数表观密度、堆积密度、空隙率表观密度大于2500kg/m3；松散堆积密度大于1350kg/m3；空隙率小于47%。有害杂质含量杂质——粘土、淤泥、硫酸盐、硫化物、有机质等。危害——与细骨料相同。最大粒径及颗粒级配最大粒径最大粒径一一通过率为100%的最小标准筛所对应的筛孔尺寸，通常为公称粒级的上限。规定一一粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4。对于混凝土实心板，粗骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。颗粒级配确定方法——筛分法。标准筛——2.36、4.75、9.50、16．0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90(mm)共十二种孔径的方孔筛。级配分类——连续级配+间断级配。颗粒形状及表面特征强度和坚固性强度压碎值指标可间接表示粗骨料强度，粗骨料的压碎值。

坚固性用硫酸钠坚固法检验，试样经5次循环后，其质量损失应符合现行标准三、拌和及养护用水1、水的类型和应用选择水源的分类及在混凝土工程中的应用要求水源应用备注饮用水符合国家标准的饮用水，可直接用于拌制和养护混凝土地表水或地下水地表水或地下水，首次使用，必须进行适用性检验，合格才能使用。有害物质含量应符合表4-19的规定海水只允许用来拌制素混凝土，不得用于拌制钢筋混凝土、预应力混凝土和有饰面要求的混凝土。工业废水必须经过检验，经处理合格后方可使用。生活污水不能用作拌制混凝土2、水的技术标准有关拌和和养护混凝土的水中有害物质含量的规定，见表3-26。表3-26混凝土拌和用水质量要求项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值不溶物（mg/L）可溶物（mg/L）氯化物（以pH值不溶物（mg/L）可溶物（mg/L）氯化物（以Cl-1计）（mg/L）探〉4<2000<2000<500〉4<2000<5000<1200硫酸盐（以S0.2-计）（mg/L）硫化物（以S2-计）（mg/L）<600<2700<100—〉4<5000<10000<3500<2700四、矿物掺合料混凝土中的矿物掺合料包括——粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉等。也可将上述两种或两种以上的矿物掺合料按一定比例复合使用。一）粉煤灰1、含义——火力发电厂的煤粉燃烧后排放出来的废料。2、分类——1）按照氧化钙含量分——高钙灰、低钙灰、。2）按技术品质划分一一I、II、III三类。3）按煤种划分一一C类和F类。F类粉煤灰是由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰；C粉煤灰是由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其CaO含量大于10%。3、适用范围——一般工业和民用建筑结构和构筑物的混凝土，尤其适用于泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗化学侵蚀混凝土、蒸汽养护混凝土，地下工程和水下工程混凝土等。4、粉煤灰对混凝土的性能影响：改善新拌混凝土的和易性。减少用水量或增大拌合物的流动性；增加拌合物的黏聚性，减少泌水。提高硬化混凝土的强度。减少用水量，从而提高混凝土的强度。提高了混凝土的长久性能。活性二氧化硅二次水化反应，提高了混凝土的后期强度和耐腐蚀性，减少了碱集料反应的危害。降低混凝土的水化升温。减少水泥用量，降低由于大量水泥水化而导致的混凝土温升。二)硅灰铁合金厂在生产金属硅或硅铁时得到的产品，又称硅粉、硅尘。硅灰在混凝土工程中具有以下应用：1、配制高强混凝土二氧化硅含量不小于90%的硅灰，掺量为5%~15%，并掺入高效减水剂时，常规的施工方法，可配制出C100级混凝土。2、配制抗冲耐磨混凝土成倍的提高水工混凝土的抗磨性能。3、配制抗化学腐蚀混凝土掺入硅粉，混凝土结构紧密，能提高混凝土的抗化学侵蚀能力。4、抑制碱—骨料反应减少了混凝土中氢氧化钙的含量，从而抑制了碱—骨料反应。5、配制喷射混凝土加入3%〜5%的硅粉，节约了原材料，加快了施工速度，降低工程成本。6、配制泵送混凝土混凝土中掺入少量硅粉，可使混凝土长距离泵送拌合物增加黏性、减少泌水，容易泵送。7、用于基础灌浆浆液稳定性良好，不易分离，不堵管，且能很密实地填充到岩隙中。五、混凝土外加剂1、定义混凝土拌和物中掺入的不超过水泥质量5%(特殊情况除外)并能使水泥混凝土的使用性能得到一定程度改善的物质。2、外加剂的作用改善混凝土拌和物的和易性，利于机械化施工，保证混凝土的浇筑质量。减少养护时间，加快模板周转。提高混凝土的强度，增加混凝土的密实度、耐久性、抗渗性等。节约水泥，降低混凝土的成本。3、外加剂的分类改变混凝土拌和物流动性的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂等。目前建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂有减水剂、早强剂、引气剂、调凝剂等。4、常用的混凝土外加剂

（1）减水剂减水剂一一在保持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌和用水量的外加剂;或在保持混凝土拌和物用水量不变的情况下，增大混凝土坍落度的外加剂。1）减水剂的分子结构特性减水剂多属于表面活性剂，由亲水（憎油）基团和憎水（亲油）基团两部分组成。IHlIHMlLL!Mil图4-4IHlIHMlLL!Mil图4-4减水剂分子的定向吸附行为图4-3减水剂的分子结构2）减水剂的减水机理水泥加水拌和后，产生许多絮状物，形成的絮凝结构（如图4—5所示）中包裹了许多拌和水,从而降低了混凝土拌和物的流动性。3）减水剂的技术经济效果原配合比不变，可增大拌和物的坍落度（约100〜200mm）,且不影响混凝土的强度。流动性和水泥用量不变，可显著减少拌和用水量（约10%〜20%）；降低水灰比，混凝土的强度提高（约提高15%〜20%）,早期强度提高约30%〜50%。混凝土强度和流动性不变，可节约水泥用量10%〜15%。提高了混凝土的耐久性。显著地改善了混凝土的孔结构，透水性降低，抗渗、抗冻、抗化学腐蚀等能力。改善混凝土拌合物的泌水、离析现象，减慢了水泥水化放热速度，延缓了混凝土拌合物的凝结时间。1（2）速凝剂能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。1）常用速凝剂按重要成分可分为以铝酸钠或铝酸钙和氟铝酸钙或硅酸盐为主要成分的速凝剂。2）速凝机理能消除水泥中石膏的缓凝作用。速凝剂中的碳酸钠与水泥中的石膏发生化学反应，生成硫酸钠及碳酸钙，从而使石膏丧失缓凝作用；速凝剂在水泥浆体中产生大量的铝离子，并生成大量的水化铝酸三钙，使水泥浆体迅速凝固。3）作用效果掺用速凝剂的混凝土，水灰比一般不大于0.4•掺速凝剂后，混凝土的干缩有增加趋势，弹性模量、抗剪强度、粘结力等有所降低。4）应用常用于隧道工程、饮水涵洞、地下工程的岩壁衬砌及喷锚支护等的喷射混凝土和喷射砂浆施工。(3)早强剂能提高混凝土早期强度，对后期强度无显著影响的外加剂。加速水泥水化和硬化，缩短养护周期，提高模板和场地的周转率，加快施工进度。⑸防冻剂在规定温度下，能显著降低混凝土冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度的外加剂。5、外加剂的选择和使用外加剂品种的选择根据——工程需要、现场的材料条件，并参考有关资料，通过试验确定外加剂品种、品牌。外加剂掺量的确定适宜掺量，掺量过小，达不到预期效果；掺量过大，影响混凝土质量，甚至造成质量事故。结论一一通过试验试配确定最佳掺量。外加剂的掺加方法水剂对于可溶于水的外加剂，应先配成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。干掺对不溶于水的外加剂，应与适量水泥或砂混合均匀后再加入搅拌机内。切忌直接加入混凝土搅拌机内。掺入时间可视工程的具体要求，选择同掺、后掺、分次掺入等掺加方法。单元三混凝土的技术性质二、硬化混凝土的强度1、强度立方体抗压强度标准值和强度等级①立方体抗压强度(f)cu标准方法制作、标准试件(边长为150mm的立方体试件)、标准养护条件(温度20°C±2°C,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20C±2C的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护、规定龄期(28d)、标准方法测定其抗压强度值，以f表示。cuf-cuA非标准尺寸试件，强度按照尺寸折算系数见下表②立方体抗压强度标准值(f)cu，k――按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%(即具有95％保证率的抗压强度值)，单位：MPa,以f表示。cu，k强度等级――根据立方体抗压强度标准值来确定的。(GB/T50107—2010)规定：普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等15个等级。⑴C10――用做混凝土垫层。C15――用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构，当前C7.5已很少采用。⑶C20〜C25――用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构。⑷C25〜C30——用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等。C40〜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层高层建筑。⑸C50〜C60——用于30〜60层以上高层建筑。C60〜C80用于高层建筑，采用高强混凝土。⑺C80〜C120——采用超高强混凝土用于高层建筑。(2)(fcf)抗折强度衡量道路路面或机场道面用水泥混凝土的强度，抗压强度为参考强度。以标准操作方法制备成150mmXl50mmX550mm的梁形试件，在标准条件下，经养护28d后，按三分点加荷方式测定的混凝土抗折强度(f)，以MPa计。cff=■FLcfbh2轴心抗压强度(f)cp轴心抗压强度――用于计算钢筋混凝土结构中的轴心受压构件的强度。采用150mmX150mmX300mm的棱柱体作为测定轴心抗压强度的标准试件，轴心抗压强度cp(f)，计算cpcp(4)劈裂抗拉强度(fts)混凝土是一种脆性材料，直接受拉时，很小的变形就会产生脆性破坏。影响混凝土强度的因素材料性质及其组成水泥的强度混凝土的配合比相同，水泥强度越高，水泥石的强度及其与骨料的粘结力越大，混凝土强度越高。结论――混凝土强度与水泥强度成正比例关系。

水灰比水灰比越小，水泥石强度及与骨料的粘结强度愈大，混凝土强度越高。结论一一混凝土的强度与灰水比呈直线关系。-T.*.-.5:':1.-T.*.-.5:':1.:・:1'u,■■-■--i■斗寸-—00.J0.40.50.60.70.80.91.U水图4-15混凝土的抗压强度与水灰比的关系:/◎■1Q蔦1.0I上2.02.5图4-16混凝土的抗压强度与灰水比的关系504£力<4!關同當粗骨料的特征碎石表面粗糙，与水泥石粘结力较大；而卵石表面光滑，与水泥石的粘结力较小。当水灰比小于0.4时，用碎石配制的混凝土比用卵石配制的混凝土强度约高38%。C鲍罗米经验式f=af（-a）cu,28ace|Wb集浆比水灰比一定，水泥浆量增加，拌和物流动性增大，混凝土易于成型，强度提高。但浆体过多,混凝土易产生较大的收缩，形成较多孔隙，混凝土强度降低。⑵施工条件机械搅拌比人工搅拌的拌和物更均匀、更密实；强制式搅拌机又比自由落体式搅拌机效果更好。（3）养护条件温度的影响4°C〜40°C范围内，养护温度提高，水泥溶解、水化和硬化加快，混凝土早期强度提高。0°C以下时，混凝土中水将结冰，水化反应停止，混凝土强度停止增长，且孔隙内水分结冰体积膨胀（约9%），对孔壁产生相当大的膨胀压力，导致混凝土已获得的强度受到损失，严重时会引起混凝土的崩溃。结论一一混凝土冻结时间愈早，强度损失越大，所以在冬季施工时要特别注意保温养护。湿度的影响湿度一一水泥能否正常水化的必要条件。湿度不够，混凝土会失水干燥，甚至停止水化。自然养护（自然条件下养护）一一养护的湿度随气温变化。普通水泥浇水保湿应不少于7d；矿渣水泥和火山灰水泥或在施工中掺用减水剂时不少于14d；矶土水泥一一不得少于3d；有抗渗要求的混凝土一一不少于14d。龄期的影响

龄期一一自加水搅拌开始，混凝土所经历的时间，按天或小时计。在正常条件下养护，混凝土的强度随龄期增长而提高。lg28f28-lgnfn强度增长速度基本规律——矿渣水泥7d的强度约为28d的42%〜54%，普通水泥7d强度约为28d的58%〜65%，但28d以后两种水泥强度的增长基本相同。（4）试验条件的影响试件的形状：高宽比越大，抗压强度越小。试件的尺寸：配合比相同时，试件尺寸越小，混凝土强度越高。试件表面状态：表面光滑平整，压力值较小；当试件表面有油脂类润滑剂时，测得的强度值明显降低。强度测值越大；标准规定混凝土抗压强度的加荷速度为0.3强度测值越大；标准规定混凝土抗压强度的加荷速度为0.30.8MPa/s，且应连续均匀地加荷。1Y■寺■■C「!11Y■寺■■C「!11图4-21压力机压板图4-22试件破坏后图4-23不受压板约束时试件的破坏情况对试件的约束作用残存的棱柱体（6）提高混凝土强度的措施采用高强度等级水泥和早期型水泥采用水灰比较小、用水量较少的干硬性混凝土。采用质量合格、级配良好的碎石及合理砂率。掺加外加剂和掺合料改进施工工艺，提高混凝土的密实度降低水灰比，采用机械振捣的方式，增加混凝土的密实度，提高混凝土强度。采用湿热处理常压蒸汽养护（蒸养）：将浇筑完毕的混凝土构件经1〜3h预养后，在90%以上的相对湿度、60°C以上的饱和水蒸汽中进行的养护。高压蒸汽养护（压蒸）：将浇筑好的混凝土构件静停8〜10h后，放入蒸压釜内，通入高温、高压（175C和8个大气压）饱和蒸汽进行的养护。2、变形（1）非荷载作用下的变形沉降收缩又称塑性收缩一一固体颗粒下沉，表面产生泌水而使混凝土的体积减小，其收缩值约为1%。化学收缩

水化产物的体积比反应前物质的总体积(包括水的体积)减小的收缩。化学收缩一一不能恢复，收缩值随龄期增长而增加，40d以后渐趋稳定，但收缩率一般很小(在4〜100X10-6mm/mm左右)，在限制应力下不会对结构物产生破坏作用，但会在混凝土内部产生微细图4—图4—24混凝土的湿涨干缩变形干湿变形干湿变形一一混凝土最常见的非荷载变形，主要是干缩湿胀。设计中，通常采用混凝土的线收缩值为1.5x10-3〜2.0x10-4。碳化收缩碳化收缩——水化生成物氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生反应，使混凝土体积减小的收缩。碳化收缩会使混凝土表面产生微细裂缝。温度变形混凝土的温度变形表现为热胀冷缩，其温度膨胀系数为(10x10-5mm/mm・°C)。纵长的钢筋混凝土结构，每隔一段距离设置一道长度伸缩缝，或采取在结构物中设置温度钢筋以减少温度变形。荷载作用变形弹一塑性变形与弹性模量混凝土在荷载作用下，其变形模量随应力的增加而减小。混凝土骨料和水泥石的弹性模量关系为：水泥石V混凝土V骨料。骨料含量较多、水泥石的水灰比较小、养护较好、龄期较长时，混凝土的弹性模量就较大。徐变在长期荷载作用下，随时间而增长的塑性变形称为徐变，也称蠕变。混凝土的变形与荷载作用时间的关系如图4-26所示。结论一一混凝土无论是受压、受拉或受弯时，均有徐变现象。且徐变量随着力作用时间的延长会不断增大。三、混凝土的耐久性指混凝土在使用条件下抵抗周围环境各种因素长期作用的能力。耐久性主要包括——抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、耐磨性和抗碱一骨料反应等。1、抗冻性(1)含义一一混凝土在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用仍能保持外观的完整性,强度也不严重降低的性能。表示抗冻标号测定方法快冻实验、慢冻实验法慢冻实验法一一以标准养护28d龄期的混凝土标准试件，饱水后，在-15C〜+20C条件下进行冻融循环(冻4小时，融4小时)，以同时满足强度损失不超过25%、质量损失不超过5%时的最大冻融循环次数来表示。混凝土的抗冻标号有：D20、D25、D50、D100、D150、D200、大于D200等级。抗冻等级等于或大于D50级的混凝土称为抗冻混凝土。（4）影响因素混凝土结构不密实、孔隙率大、连通的开口孔多，抗冻性差。2、抗掺性（1）含义一一混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。（2）表示——抗渗等级。以28天龄期的标准试件，按标准试验方法试验，以试件所能承受的最大静水压力来确定。混凝土的抗渗等级共有P4、P6、P8、PIO、P12五个等级。3、抗侵蚀性当混凝土所处环境中含有酸、碱、盐等侵蚀性介质时，混凝土便会遭受侵蚀。实和孔隙封闭的混凝土，环境水不易侵入，抗侵蚀性较强。4、混凝土的碳化（1）含义——在一定湿度条件下，混凝土内水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应，也称中性化。（2）碳化对混凝土性质的影响降低了混凝土的碱度，减弱了对钢筋的保护作用。增加了混凝土的收缩，使混凝土表面产生微细裂缝，降低混凝土的抗拉、抗折强度及抗渗能力。增加了混凝土的密实度。产生的碳酸钙填充了水泥石的孔隙，提高混凝土的抗压强度。（3）影响碳化速度因素二氧化碳浓度：浓度高（如铸造车间），碳化速度快；环境湿度。当环境中的相对湿度在50%〜75%时，碳化速度最快，当相对湿度小于25%或在水中时碳化将停止；水灰比。水灰比小的混凝土较密实，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度就减慢；掺混合材的水泥碱度较低，碳化速度随混合材料掺量的增多而加快。（4）减少碳化作用的措施在钢筋混凝土结构中采用适当的保护层，使碳化深度在建筑物设计年限内达不到钢筋表面。根据工程所处环境及使用条件，合理选择水泥品种。使用减水剂，改善混凝土的和易性，提高混凝土的密实度。采用水灰比小，单位水泥用量较大的混凝土配合比。加强施工质量控制，加强养护，保证振捣质量，减少或避免混凝土出现蜂窝等质量事故。在混凝土表面涂刷保护层，防上二氧化碳侵入等。5、碱一骨料反应（1）含义在有水的条件下，水泥中过量的碱性氧化物（NaO、KO）与骨料中的活性SiO之间发生反应。222（2）特点可导致高速公路路面或大型桥梁墩台的开裂和破坏。单元三水泥混凝土的技术性质

一、混凝土拌合物的和易性1、和易性的含义（1）含义混凝土拌和物具有的适于施工操作（拌和、运输、浇筑、振捣）且能够形成均匀、密实、稳定的混凝土的性能，又称工作性。和易性流动性和易性粘聚性J保水性流动性：拌合物在自重或机械振捣作用下，易于产生流动并能均匀密实填满模板的性能。粘聚性：拌合物内部材料之间有一定的凝聚力，在自重和一定的外力作用下，能保持整体性和稳定性而不会产生分层和离析现象的性能。保水性：拌合物具有一定的保持内部水分的能力。2、和易性的评价定量测定拌合物流动性，定性评价粘聚性和水性。（1）流动性的测定坍落度法适于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度值不于10mm的塑性和流动性拌和物稠度测定。4/坍落度性。（2）粘聚性、保水性的直观评定测流动性时，辅以直观评定粘聚性和保水图4-7混凝土拌和物坍落度试验14/坍落度性。（2）粘聚性、保水性的直观评定测流动性时，辅以直观评定粘聚性和保水图4-7混凝土拌和物坍落度试验1.坍落度筒；2•拌合物试体；3.木尺；4•钢尺粘聚性的评价：用捣棒在已坍落的拌合物锥体一侧轻轻敲打，若锥体整体渐渐下沉，则粘聚性良好；若锥体突然倒坍、部分崩裂或发生离析，粘聚性不好；保水性的评价：观察法一一提起坍落度筒，如有较多稀浆从底部析出，骨料外露一一保水性不好；提筒后无稀浆或仅有少量稀浆由底部析出——保水性良好。②维勃稠度法适用于骨料最大粒径不大于31.5mm、坍落度小于10mm、维勃稠度在5〜30s之间的混凝土拌和物稠度的测定。按坍落度试验方法，将新拌混凝土装入坍落度筒内，再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台的同时，启动秒表并观察拌和物下落情况。当透明圆盘下面全部布满水泥浆时，按停秒表，记录时间，以S计（精确至1s）,即为拌和物的维勃稠度值。根据混凝土拌和物的维勃稠度值，可将混凝土分为四级，见表4-22。VV。表4-22混凝土按维勃稠度分级级别V1表4-22混凝土按维勃稠度分级级别V1V2名称维勃稠度/S超干硬性混凝土>31特干硬性混凝土30〜21干硬性混凝土20〜11半干硬性混凝土10〜53、混凝土拌合物流动性的选择①按设计图纸选择按工程实际选择4、影响混凝土拌合物和易性的主要因素组成材料性质影响水泥品种普通水泥工作性好；矿渣水泥拌和物的流动性虽大，但粘聚性差，易泌水离析；火山灰水泥流动性小，但粘聚性最好。骨料的种类、粗细程度、颗粒级配河砂和卵石，拌制的混凝土比碎石混凝土流动性好。最大粒径较大、级配良好的砂石，总表面积和空隙率小，水泥浆用量小，拌和物流动性好。(2)组成材料间用量比例的影响水灰比水灰比过小，水泥浆干稠，施工困难，浇筑质量差；水灰比过大，水泥浆过稀，会产生流浆、离析现象。集浆比集浆比——集料(骨料)与水泥浆的用量比。集浆比愈小，流动性愈大。砂率砂率——砂的质量占砂石总质量的百分率。(3)环境条件温度：流动性随着温度的升高而减小，温度升高10°C，坍落度减小20〜40mm。风速和湿度：风速越大、大气的湿度越小，拌合物的坍落度损失越快。(4)搅拌方式和搅拌时间搅拌方式：强制式搅拌机比自落式搅拌机的拌和效果好；高频搅拌机比低频搅拌机拌和的效果好。搅拌时间：最小搅拌时间为1〜3min。搅拌时间增长，坍落度减小一一坍落度损失。(5)外加剂拌制混凝土时，掺用外加剂(减水剂、引气剂)，显著提高流动性，且具有较好的均匀性、稳定性。5、改善新拌混凝土和易性的措施调节混凝土的材料组成①采用适宜的水泥品种和掺合材料。②改善砂、石(特别是石子)的级配，尽量采用较粗的骨料。采用合理砂率，尽可能降低砂率，提高混凝土的质量和节约水泥。当混凝土拌和物坍落度太小时，维持水灰比不变，适当增加水泥浆的用量，加入外加剂；当拌和物坍落度太大，但粘聚性良好时，可保持砂率不变，适当增加砂、石用量。(2)掺加各种外加剂加入少量外加剂(如减水剂、引气剂等)，能使拌和物在不增加水泥浆用量的条件下，有效地改善工作性，增大流动性，改善粘聚性，降低泌水性，提高混凝土的耐久性。改进拌和物的施工工艺采用高效率的搅拌设备和振捣设备，可改善拌和物的和易性，在较小的坍落度情况下获得较高的密实度。单元四混凝土的质量控制与强度评定一、混凝土的质量控制1、生产前的初步控制原材料的质量控制①水泥检查——水泥品种、级别、出厂日期、包装等。复检——水泥强度、安定性及其他必要的性能指标，试验鉴定——过期或受潮的水泥。②骨料堆放——按级分别准放，防止混杂及混入泥土等杂质混入；检查骨料——级配、最大粒径、针片状颗粒含量、含水率；含水率检验、配合比调整——气温变化较大、雨后、储备条件变动时，要增加含水率检验次数，并调整配合比。原材料的计量控制①干料的计量质量法计量——水泥、砂、石子、混合材料干料的计量方法；严禁用容积法代替。②计量仪表要求——灵敏、准确。可选用简易磅秤、电动磅秤、杠杆式连续计量装置和电子秤等计量器具。使用电子秤的注意事项见表4-27。2、生产过程中的质量控制(1)投料时允许的称量误差见表4-28检查拌和物的稠度表4-28投料时允许的称量误差材料名称允许误差(不大于％)水泥、混合材料、外加剂±2

混凝土的搅拌时间应随时检査，最短搅拌时间见表4-29。混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间不宜超过表4-29的规定。表4-29混凝土搅拌的最短时间(s)混凝土的坍落度搅拌机机型搅拌机容量(L)<250250〜500>500自落式90120150强制式6090120>自落式9090120强制式606090表4-30混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间(min)延续时间(min)气温采用搅拌车采用其它运输设备WC30>C30WC30>C30W25C120909075>25C90606045⑸养护养护中控制的三大要素一一温度、湿度、养护时间。养护方法——自然养护、加热养护。自然养护一一适于当地当时气温在5°C以上的现场浇筑整体式结构工程，分有覆盖浇水养护、薄膜布养护、养护剂养护和蓄水养护等具体方法；加热养护一一适用于预制厂生产预制构件和混凝土冬期施工时采用。⑹拆模拆模条件一一表面强度达到1.2MPa以上，方可准许在其上行人或安装模板和支架。否则将损伤构件边角，严重时可能破坏混凝土的内部结构而造成工程质量事故。二、混凝土的强度评定评定方法——数理统计方法。以抗压强度为评定和控制混凝土质量的主要指标。混凝土强度的波动现律一一正态分布随机抽样一一同种混凝土系统抽样；横坐标一一强度纵坐标某一强度出现的概率绘图——正态分布曲线。正态分布曲线的特点:

1、曲线的最高峰一一平均强度处。2、曲线和横坐标之间所包围的面积为概率的总和等于100%。对称轴两边出现的概率相等，各为50%。3、在对称轴两边的曲线上各有一个拐点。（二）混凝土施工水平的评价指标图4-28平均值相同而。值不同的正态分布曲1、平均强度图4-28平均值相同而。值不同的正态分布曲平均强度一一混凝土总体强度的平均值，但不能反映混凝土强度的波动情况。2、混凝土强度标准差（o）Q值一一正态分布曲线上拐点至对称轴的垂直距离，是评定混凝土质量均匀性的一种指标标准差计算:Q值小，强度数据分布集中，质量控制较稳定，生产管理水平较高；Q值大，曲线矮而宽，强度值离散性大，质量控制差。（三）混凝土强度评定方法1、验收批的条件混凝土强度评定要求一一分批进行。同一验收批的混凝土质量状态应满足下列要求：（1）强度等级相同；（2）龄期相同；（3）生产工艺条件（搅拌方式、运输条件、浇筑形式）基本相同；（4）配合比基本相同；2、验收批的批量、样本容量样本容量一一同批混凝土试件组的数量。它所代表的该批混凝土的数量，即为被验收混凝土的批量。对不同的评定方法，混凝土验收的试件组数（样本容量）和混凝土的批量如表4-34所示。3、混凝土的取样取样——在混凝土的浇筑地点随机取样。1）每100盘，但不超过100m3的同配合比混凝土，取样次数不应少于一次；2）每一工作班拌制的同配合比混凝土，不足100盘和100m3时其取样次数不应少于一次；3）当一次连续浇筑的同配合比混凝土超过1000m3时，每200ms取样不应少于一次；

对房屋建筑，每一楼层、同一配合比的混凝土，取样不应少于一次。4、强度评定方法(1)统计方法标准差已知的统计方法验收批的变异性能保持稳定时，一个验收批的样本容量为连续的三组试件，其强度应同时符合下列要求：CX才C20时Vrm>ffcucu，kCX才C20时Vrm>ffcucu，k，min>f，cu，mincu，k+0.7b0-0.7b0”cu,kCX>C20时』fcu：in>fcu,k+0.7b0-0.7b0V>0.85fcu，mincu，kcu，min>0.90fcu，k0.59xmb=0Afcu，(i=1~m)i(4-15)i=1②标准差未知的统计方法对大批量连续生产的混凝土，样本容量应三10组混凝土试件，强度评定方法:验收条件：非统计方法cu>验收条件：非统计方法cu>XS+f1fcu，cu，min2cu，k当试件组数不足10组时，应采用非统计方法评定混凝土强度。混凝土强度应同时满足下列要求：、>xf、>xfcu，min4cu，k1>Xffcu3cu，k(4-18)表4-38混凝土强度的合格性判定系数混凝土强度等级<C60三C60入31.151.100.954、强度的合格性判定检验结果满足合格条件——该批混凝土强度判为合格；否则为不合格。由不合格批混凝土制成的结构或构件，应进行鉴定。对经检验不合格的结构或构件必须及时处理。当对混凝土试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构或构件中钻取试样的方式或采用非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中混凝土强度进行推定。结构或构件拆模、出池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张，以及施工期间需短暂负荷时的混凝土强度，应满足设计要求或现行国家标准的有关规定。单元五混凝土的配合比设计

混凝土配合比一一组成混凝土各种材料的用量比例。混凝土配合比表示方法一一单位用量表示法以每lm$昆凝土中各种材料的用量(Kg)表示；相对用量表示法一一以水泥的质量为1,其它材料的用量与水泥相比较，并按“水泥：细集料：粗集料；水灰比”的顺序表示。一、配合比设计的基本要求1、施工工作性的要求满足拌和、运输、浇筑、捣实等要求。2、设计强度的要求应满足结构设计或施工进度所要求的强度和其它有关力学性能的要求。3、耐久性的要求满足抗冻性、抗渗性等耐久性的要求。4、经济性的要求在满足技术要求的前提下，节约水泥，合理利用原材料，降低混凝土的成本。二、配合比设计方法及步骤1、三个参数及其确定原则①水灰比；②砂率；③单位用水量。原材料情况水泥品种和实际强度、密度。砂、石特征。品种、表观密度、堆积密度、含水率、级配；细度模数、最大粒径、压碎值。拌和水水质及水源。外加剂品种、名称、特性、适宜剂量。混凝土强度等级办满上强塩、制.久杵要求「鹿较人伯嗡足水灰止.水泥|—KE-f嗡足水灰止.水泥|—KE-f在达到掘功性夏求下』取鞍冲怕水据浆-骨料在保止粘聚性姜求职较小他图5-31混凝土配合比三个参数的确定原则工程耐久性要求混凝土所处的环境条件、抗渗、抗冻、耐磨等性能。施工条件及工程性质包括搅拌和振捣方式、要求的坍落度、施工单位的施工及管理水平、构件形状及尺寸、钢筋的最小净距等。三、配合比设计的方法与原理

1、体积法的基本原理TOC\o"1-5"\h\zmmmmco+wo+so+―go+10a=1000(L)(5-21)PPPPcwsg2、质量法的基本原理m+m+m+m=mc0g0s0w0cp混凝土假定湿表观密度参考表表5—34混凝土强度等级WC15C20〜C30三C35假定湿表观密度(Kg/m3)2300〜23502350〜24002450四、混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计分四步进行，此过程共需确定四个配合比。第一步：计算——确定初步配合比。第二步：试配、试验、调整——确定基准配合比。第三步：成型、养护、测定强度——确定实验室配合比第四步：换算——确定施工配合比。计算——确定初步配合比1、确定混凝土的配制强度(f)cu，o5—22)计算配制强度5—22)f三f+1.645。cu，ocu，k混凝土强度标准差。的确定①计算'f'f2cu，i—叩2fcucu,5—23)②查表标准差0值表535强度等级(MPa)<C20C20〜C35〉C35标准差(MPa)4.05.06.02、计算水灰比(W.C)按混凝土要求强度等级计算水灰比cu，oce=a=7ccu，oce=a=7cC

f(C—a)

ceWb•fce，g5—24)(5—25)回归系数a、ab的选用表ab表5-36石子品种系数碎石卵石aa0.460.48ab0.070.33W_a-f

Cf+a-a-fcu，oabce按混凝土要求的耐久性校核水灰比3、选定单位用水量(m)wo(1)水灰比在0.40〜0.80范围时，塑性混凝土的用水量(kg/m3表5-38拌和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)10〜3019017016015020018517516535〜5020018017016021019518517555〜7021019018017022020519518575〜90215195185175230215205195(2)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。4、计算单位水泥用量(m)co5—27)(1)计算5—27)m_m_~wo

coWC(2)按耐久性要求校核5、选定砂率(0)试验——确定合理砂率查表——无使用经验，可根据粗骨料品种、最大粒径和混凝土拌和物的水灰比按下表确定。混凝土的砂率(％)水灰比卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)W/C1016203031.540162031.5400.3023〜2922〜2821〜270.4026〜3225〜3124〜3024〜3030〜3529〜3428〜3327〜320.5030〜3528〜3428〜3328〜3333〜3832〜3731〜3630〜350.6033〜3832〜3731〜3631〜3636〜4135〜4034〜3933〜380.7036〜4135〜4035〜3934〜3939〜4438〜4337〜4236〜416、计算粗、细集料单位用量(m、m)goso粗、细集料的单位用量，可用质量法或体积法求得。(1)质量法：m+m+m+m_m■c0g0s0w0cpmp=so一xloo%sm+mTOC\o"1-5"\h\zsogommmmco+wo+込+—o+10a=1000(L)2）体积法：PPP2）体积法：cwsgmp=s0一x100%sm+ms0g0二、试配、调整，测定和易性，确定基准配合比1、试配的要点混凝土试配应满足《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）的规定，详见表5-40。2、工作性不符的调整3新拌混凝土工作性不符的调整方法表5—41试配混凝土的实测情况调整方法混凝土较稀，实测坍落度大于设计要求保持砂率不变，增加骨料，每减少10mm坍落度，约增加骨料2%〜5%；或保持水灰比不变，减少水和水泥。混凝土较稠，实测坍落度小于设计要求保持水灰比不变，增加水泥浆，每增大10mm坍落度，约需增加水泥浆5%〜8%。由于砂浆过多，引起坍落度过大降低砂率砂浆不足以包裹石子，粘聚性、保水性不良单独加砂，即增大砂率。3、基准配合比的确定计算混凝土的基准配合比（以lm3混凝土各材料用量计，Kg）。CTOC\o"1-5"\h\zC=拌xp基C+S+G+Wct拌拌拌拌SS=拌xp基C+S+G+Wct拌拌拌拌GG=拌xp基C+S+G+Wct拌拌拌拌WW=—拌xp（5-30）基C+S+G+Wct拌拌拌拌基准配合比——和易性合格后各材料之间的用量比例。可作为检验混凝土强度的依据三、强度的检验与调整1、强度的测试及调整混凝土强度的测试及调整要点序号项目要点1试块制作以符合工作性要求的配合比为标准，制作三组试块：一组按基准配合比；另两组水灰比分别增加和减少0.05（或0.10），用水量不变，砂率可增加或减少1%。2养护标准养护28d可用强度早期推定法推定3调整满足要求选择符合要求的一组的配比为试验室配比

强度较低强度过高绘制（C/W—fJ的关系曲线（应为一直线）；或通过计算，求出与要求的混凝土配制强度（f"）相对应的灰水比（C/W）。强度较低强度过高cu,o其中用水量W'J基准配合比中的用水量；基水泥用量（C'丿二用⑷盘乘以选定的灰水比；基基粗、细骨料用量（G'基、S'基）=取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按选定的灰水比做适当的调整。2、表观密度的调整当经试配确定配合比后，四种材料的体积之和不一定等于1m3，还应进行校正：计算混凝土的湿表观密度（P）c，cPc，c=C基+G基+S基+W基计算混凝土的校正系数5'5=Pc，c试验室配合比的确定以lm3混凝土的材料用量计为：C=5C‘基；S=5S'基；G=5G，基；W=5W1基实基实基实基实基四、换算——确定施工配合比设施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比的各种材料单位用量（以lm3混凝土计）:C=C施实S=S.（l+a%）施实G=G.（l+b%）施实W=W-S.a%-G.b%（5—32）施实实实【配合比设计例题】［题目1］试设计钢筋混凝土结构用混凝土配合比。［原始资料］（1）已知混凝土设计强度等级为C30。无强度历史统计资料，要求混凝土拌和物坍落度为30〜50mm。结构所在地区属寒冷地区。（2）组成材料：可供应硅酸盐水泥，强度等级为42.5级；密度P=3.10g/cm3，强度富裕系数c丫=1.1；砂为中砂，表观密度P=2.65g/cm3；碎石最大粒径为31.5mm,表观密度csP=2.70g/cm3。g［设计要求］（1）按题给资料计算出初步配合比。（2）按初步配合比在实验室进行材料调整得出实验室配合比。［设计步骤］1、计算初步配合比1）确定混凝土配制强度（f）cu，o无历史统计资料，查表，取标准差◎=5.OMPa。f=f+1.645◎=30+1.645X5.0=38.2MPacu，ocu，k2）计算水灰比（W：）①计算水泥实际强度f=Y・f=1.1X42.5=46.75MPacecce，k②计算水灰比0.54Waf0.46X46.80.54=a——ce==Cf+aaf38.2+0.46x0.07x46.8cu，oabce（2）按耐久性校核水灰比3）确定单位用水量（m）wo拌和物坍落度30〜50mm，碎石最大粒径为31.5mm。查表m=185kg/m3。wo4）计算单位水泥用量（m）co（1）按强度计算单位用灰量-mco=-185=343kg/m3W0.54C（2）按耐久性校核单位用灰量5）选定砂率（0）s按碎石、最大粒径31.5mm，水灰比W/C=0.54。查表砂率取33%。6）计算砂石用量（m、m）sogo（1）采用质量法{-m+m+m+m=mc0g0s0w0cpm0=s0—x100%'sm+ms0g0343+m+m+185=2400g0s0m35%=s0—x100%m+mTOC\o"1-5"\h\zs0g0m=343Kg/m3；m=185Kg/m3；m=616Kg/m3；m=1256Kg/m3cowosogo按比例法表示为：水泥：砂：石：水=1：1.80：3.66：0.54。（2）按体积法计算：（mmmm+-^*0++-^0+10a=1000PPPPcwsg0=—m*0一x100%sm+ms0g0解得：m=613kg/m3；m=1251kg/m3。sogo用体积法解得的混凝土初步配合比以质量法表示为：m=343Kg/m3；m=185Kg/m3；m=613Kg/m3；m=1251Kg/m3cowosogo以比例法表示为：水泥：砂：石：水=1：1.79：3.65：0.54。2、调整工作性，提出基准配合比

（1）计算试拌材料用量合比计算试拌15L拌和物各种材料的用量。水泥水砂碎石（2）调整工作性测定坍落度为10mm，保持水灰比不变,实际用量为：合比计算试拌15L拌和物各种材料的用量。水泥水砂碎石（2）调整工作性测定坍落度为10mm，保持水灰比不变,实际用量为：水泥水砂碎石185X0.015=2.78kg；613X0.015=9.20kg；1251X0.015=18.77kg；增加5%的水泥浆。满足施工和易性要求。各组成材料5.15X（1+5%）=5.41kg；2.78X（1+5%）=2.92kg；=9.20kg；=18.77kg；（3）提出基准配合比根据调整工作性后，混凝土拌和物的基准配合比为：C其：S基：G其=5.41：9.20：18.77=1：1.70：3.47；=0.54。3、检验强度、确定实验室配合比（1）检验强度采用水灰比分别为0.49、0.54、0.59的三组配合比，分别拌制凝土。标准条件下养护28d后,按规定方法测定其立方体抗压强度值，列于下表。不同水灰比的混凝土强度值组别水灰比（W/C）灰水比（C/W）28d立方体抗压强度fj一（MPa）A0.492.04cu,2845.3B0.541.8539.5C0.591.6934.22）确定实验室配合比计算湿表观密度p=353+194+603+1230=2380Kg/m3；c，c实测湿表观密度p=2450Kg/m3；c，tpc,cX100%=2450-pc,cX100%=2450-23802380X100%=2.1%>2%；故需按实测湿表观密度校正各种材料用量：水泥用量C=§c其=353X1.02=360Kg/m3。实基水用量W=§W‘基=194X1.02=198Kg/m3。实基砂用量S宀=§S基=603X1.02=615Kg/m3。实

碎石用量G心=G，基=1230X1.02=1255Kg/m3。=0.55实验室配合比为C:S:G=360：615:1255；=0.55实实实-fs-M15W图5-32混凝土28天强度与灰水比的关系含水率-fs-M15W图5-32混凝土28天强度与灰水比的关系含水率5%,碎石的含水4、换算施工配合比根据工地实测，砂的率1%,各种材料的用量为：水泥用量C=C施实砂用量S=S.(1+a%)=615X(1+5%)=646Kg/m3；施实碎石用量G=G.(1+b%)=1255X(1+1%)=1268Kg/m3；施实水用量W=W-S.a%-G.b%=198-(615X5%+1255X1%)=154Kg/m3；施实实实施工配合比为C:S:G:W=1：1.79：3.52：0.43。施施施施单元六其它混凝土一、泵送混凝土（一）定义泵送混凝土一一坍落度不小于80mm，在混凝土泵的推动下沿输送管道进行输送并在管道出口处直接浇注的混凝土。特点一一能一次完成垂直运输和水平运输，生产效率高、节省劳动力，是国内外建筑施工广泛采用的一种混凝土。适用范围——适于狭窄的施工场地、大体积混凝土结构物、高层建筑的施工。（二）对组成材料的要求1、水泥宜选用普通水泥、矿渣水泥或粉煤灰水泥，而不宜采用火山灰质水泥。2、粗骨料采用连续级配，针、片状颗粒含量不宜大于10％；最大粒径与输送管径之比宜符合下表的规定。粗骨料最大粒径与输送管径之比粗骨料品种泵送高度（m）粗骨料最大粒径与输送管径之比<50W1：3.1碎石50〜100W1：4.0>100W1：5.0<50W1：2.5卵石50〜100W1：3.0>100W1：4.03、细骨料宜选中砂，小于0.315mm的颗粒应大于15％，小于0.16mm的颗粒应大于等于5％。4、外加剂及掺合料应掺入适量的泵送剂或减水剂，并要掺入一定比例的粉煤灰或其它活性的外掺剂，外加剂或外掺剂的具体掺量由试验确定。（二）泵送混凝土的配合比设计1、坍落度的确定（1）拌合物入泵坍落度不宜小于100mm。泵送混凝土入泵坍落度泵送高度（m）<3030〜6060〜100>100坍落度（mm）100〜140140〜160160〜180180〜200（2）试配时的坍落度值T=T+ATtp2、配合比设计的基本步骤——与普通水泥混凝土的配合比设计基本相同。3、配合比设计的注意事项（1）用水量/（水泥+矿物掺合料）不宜大于0.60。（2）（水泥+矿物掺合料）不宜小于300Kg/m3。。（3）砂率值应高于普通混凝土，每增加20mm的坍落度，砂率值提高1%,—般为35%〜45%。（4）掺引气型外加剂，其含气量不宜大于4%。二、抗渗混凝土1、定义一一抗渗等级不低于P6、兼有防水和承重两种功能的不透水性混凝土。2、原材料要求1）水泥须满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定，要满足抗水性好、泌水性小、水化热低，并具有一定的抗侵蚀性的要求。2）粗集料一一连续级配，最大公称粒径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。3）细集料——宜用中砂，含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。4）水——同普通水泥混凝土对水的要求。5）其他材料可根据工程需要掺入引气剂、减水剂等外加剂，其掺量和品种应经试验确定；掺引气剂的含气量宜控制在3.0%〜5.0%。可掺入一定数量的磨细粉煤灰，粉煤灰等级应为I级或II级。3、抗渗混凝土的配合比要求1）抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa。2）混凝土中的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于320kg/m3。3）宜采用级配良好的中砂，砂率不宜小于35％〜45%，对于厚度较小、钢筋稠密、埋设件较多等不易浇捣施工的工程可提高到40%。4）粗骨料最大公称粒径不宜大于40mm。5）抗渗混凝土的最大水胶比见表3-59。表3-59抗渗混凝土的最大水胶比最大水灰比C20〜C30混凝土1C30以上混凝土_P60.6010.55P8〜P120.5510.50P12以上0.500.45三、高性能混凝土以耐久性和混凝土材料的可持续发展为基本要求，并适合工业化生产和施工的混凝土，用符号HPC表示。（一）高性能混凝土的技术要求硬化混凝土高的抗渗、抗冻和抗腐蚀性；混凝土使用的长久性能，良好的高体积稳定性。（二）高性能混凝土的原材料1、水泥以42.5或42.5R硅酸盐水泥为主，也可选用某些特种水泥。但应控制水泥的用量及细度，避免出现混凝土硬化后期的微裂缝。2、集料集料宜选择必须符合国家标准，要求坚洁，粒径、粒形、级配和强度与工作性有关，宜先经过试验。工地必须改变不重视集料的坏习惯。3、活性细掺料掺加优质活性细掺料如硅灰或粉煤灰、沸石粉以及磨细矿渣粉等材料，复合掺加效果更好。4、外加剂高性能混凝土通常使用复合外加剂。5、应用——桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性。四、预拌混凝土又称商品混凝土——指水泥、集料、水以及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，在搅拌站经计量、拌制后出售的、并采用运输车在规定时间内，运送至使用地点的混凝土拌合物。（一）预拌混凝土的特点1、材料计量较精确，混凝土质量波动小。2、集中生产，集中供应，加快了施工进度。3、减少建筑材料贮运损耗和生产工艺损耗；比分散生产可节约10％以上；减少了工地用工和各种管理费用。4、减少了噪音污染、粉尘污染和道路污染问题，综合社会效益较高。（二）预拌混凝土的技术要求1、强度与普通混凝土相同，预拌混凝土的强度可以是中强混凝土，亦可以是高强混凝土。2、和易性预拌混凝土的和易性包含较高的流动性及良好的粘聚性和保水性，以保证混凝土在运输、浇筑、捣固及停放时不出现离析、泌水现象；同时还要保证混凝土具有良好的可泵性坍落度实测值和合同规定的坍落度值之差应符合表3-60的规定：3、含气量混凝土的含气量与购销合同规定值之差不应超过±1.5%4、其他要求氯离子总含量、放射性核素等的有关要求，按相关的规范执行。（三）预拌混凝土的分类根据其组成和性能要求——通用品、特质品。1、通用品——同时满足下列规定且无其他特殊要求的预拌混凝土。1）强度等级：不大于C50。2）坍落度（mm）：25、50、80、100、120、150、180。3）粗骨料最大公称粒径（mm）：20、25、31.5、40。2、特质品——任一项指标超出通用品规定范围或有特殊要求的预拌混凝土。混凝土强度等级、坍落度、粗集料最大公称粒径除通用品规定的范围外，还可在下列范围内选取。1）强度等级：C55、C60、C65、C70、C75、C80。2）坍落度（mm）：大于180mm。3）粗骨料最大公称粒径（mm）：小于20mm、大于40mm。（四）产品符号标记1、符号含义（1）通用品用A表示，特质品用B表示（2）混凝土强度等级用C和强度等级值表示（3）坍落度以毫米为单位的混凝土坍落度值表示（4）粗集料最大公称粒径用GD和粗集料最大公称粒径值表示（5）水泥品种用其代号表示（6）当有抗冻、抗渗及抗折强度要求时，应分别用F及抗冻强度值、P及抗渗强度值、Z及抗折强度等级值表示。抗冻、抗渗及抗折强度直接标记在强度等级之后。2、标记表达形式XCXXX-XXX-GDXXX-P・X——水泥品种粗集料最大公称粒径坍落度强度等级、抗冻、抗渗或抗折强度等级值预拌混凝土类别如产品1标记释义：AC30-150-GD31.5-P・S标记含义：通用品预拌混凝土，强度等级为C30，坍落度为150m,粗骨料最大公称粒径为31.5m，采用矿渣水泥，无其他特殊要求。如产品2标记释义：BC35F50P8-180-GD31.5-P・0标记含义：特制品预拌混凝土，强度等级为C35，抗冻等级为F50，抗渗等级为P8,坍落度为180mm,粗骨料最大公称粒径为31.5mm,采用普通硅酸盐水泥五、轻骨料混凝土轻骨料混凝土一一用轻粗骨料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。（一）轻骨料的种类及技术要求1、轻骨料的种类轻骨料一一轻粗骨料+轻细骨料。轻粗骨料粒径大于4.75mm，堆积密度小于1000kg/m3的轻质骨料；轻细骨料（或轻砂）粒径小于4.75mm，堆积密度小于1200kg/m3的轻质骨料。（1）按性能分堆积密度不大于500kg/m3的保温用或结构保温用超轻骨料；堆积密度大于510kg/m3的轻骨料；强度等级不小于25Mpa的结构高强轻骨料。（2）按来源分天然轻骨料在火山喷发等天然因素作用下形成的多孔岩石，经破碎、筛分而得到的轻骨料，如浮石、火山渣等。人造轻骨料以天然矿物为主要原料经加工制粒、烧胀而成的轻骨料，如页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩及其轻砂。工业废料轻骨料以粉煤灰、煤渣、煤矸石等工业废料为原料加工制得的轻骨料，如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石、煤渣及其轻砂；轻骨料按其粒形可分为圆球型，如粉煤灰陶粒；普通型，如页岩陶粒、膨胀珍珠岩；碎石型,如自燃煤矸石、浮石等。2、轻骨料的技术要求（1）堆积密度轻骨料按其堆积密度划分密度等级。轻粗骨料分为200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100十个密度等级；轻细骨料分为500、600、700、800、900、1000、1100、1200八个密度等级。密度等级与堆积密度范围见表3-61轻骨料堆积密度的大小，将影响轻骨料混凝土的表观密度和性能。（2）粗细程度与颗粒级配粗细程度——视不同结构确定。保温及结构保温轻骨料混凝土用的轻粗骨料，其最大粒径不宜大于40mm；结构轻骨料混凝土用的轻粗骨料，其最大粒径不宜大于20mm。轻砂的细度模数——不宜大于2.3〜4.0；其大于4.75mm的累计筛余量不宜大于10%。轻骨料的颗粒级配应符合有关规范的规定。轻粗骨料的自然级配的空隙率不应大于50%。（3）强度筒压强度一一采用筒压法测定轻粗骨料的强度，称筒压强度。（《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ51-2002）规定）测定方法一一将轻骨料装入一带底圆筒内，上面加冲压模（如图3-23），取冲压模压入深度为20mm时的压力值，除以承压面积，即为轻粗骨料的筒压强度值。图图3-23筒压强度测定方法示意图：单位(mm)强度等级——某种轻粗骨料配制混凝土的合理强度值，所配制的混凝土的强度不宜超过此值。轻粗骨料的强度越高，其强度等级也越高，适用于配制较高强度的轻骨料混凝土。吸水率规程规定，轻砂和天然轻粗骨料的吸水率不作规定；其它轻粗骨料的吸水率不应大于22％。有害物质含量及其它性能轻骨料中严禁混入煅烧过的石灰石、白云石及硫化铁等不稳定的物质。轻骨料的有害物质含量和其它性能指标应不大于表3-62所列的规定值。轻集料混凝土的分级分类及技术性能1、分级分类轻骨料混凝土按其立方体抗压强度标准值划分为^一个强度等级：CL5.0、CL7.5、CLIO、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45、CL50。轻骨料混凝土按其用途可分为三大类。见教材表3-63。轻骨料混凝土按表观密度范围分级见表3-64.表3-64轻集料混凝土的密度等级(JGJ51-2OO2)密度等级60080090010001200干表观密度的变化范围(吨/m3)560〜650760〜850860〜950960〜10501060〜11501160〜1250密度等级60080090010001200干表观密度的变化范围(吨/m3)560〜650760〜850860〜950960〜10501060〜11501160〜1250密度等级130015001600170018001900干表观密度的变化范围(吨/m3)1260〜13501460〜15501560〜16501660〜17501760〜18501860〜19502、轻骨料混凝土的技术性质(1)和易性拌合物的粘聚性和保水性较好但流动性差。强度轻骨料混凝土的强度——主要取决于轻骨料的强度和水泥石的强度。弹性模量与变形轻骨料混凝土的弹性模量小，一般为同强度等级普通混凝土的50%〜70%。。轻骨料混凝土的收缩和徐变，约比普通混凝土相应大20%〜50%和30%〜60%,热膨胀系数比普通混凝土小20%左右。热工性轻骨料导热系数较小，可有效提高混凝土的保温隔热性能，对建筑物的节能有重要意义。轻集料混凝土的导热系数见表3-65。表3-65轻集料混凝土的导热系数轻骨科混凝土的配合比设计及施工要点配合比应满足强度、和易性、耐久性、经济等方面要外，满足表观密度的要求。轻骨料混凝土的水灰比——净水灰比。净水灰比——指不包括轻骨料lh吸水量在内的净用水量与水泥用量之比。总水灰比一一指包括轻骨料lh吸水量在内的总用水量与水泥用量之比。(配制全轻混凝土时，以总水灰比表示)搅拌——用强制式搅拌机，且搅拌时间要比普通混凝土略长一些。缩短运距——减少坍落度损失和离析。拌合物从搅拌机卸料起到浇筑入模的延续时间，不宜超过45min。加压振捣——减少轻骨料上浮，且振捣时间以捣实为准，不宜过长。成型后养护——应及时覆盖并洒水养护，以防止表面失水太快而产生网状裂缝。养护时间视水泥品种而不同，应不少于7〜14d。气温5°C以上的季节施工时，需要对轻粗骨料进行预湿处理，这样拌制的拌合物和易性和水灰比比较稳定。预湿时间可根据外界气温和骨料的自然含水状态确定，一般应提前半天或一天对骨料进行淋水预湿，然后滤干水分进行投料。轻骨料混凝土的应用1、改善建筑物的隔热性能轻骨料混凝土的表观密度比普通混凝土减少1/4〜1/3；2、减小建筑结构尺寸，增加建筑物使用面积，降低基础工程费用和材料运输费用，其综合效益良好。3、主要适用于高层和多层建筑、软土地基、大跨度结构、抗震结构、要求节能的建筑和旧建筑的加层等。工作单元任务一砂的含泥量及泥块含量测定一、含泥量测定一）试验仪具1、天平：感量不大于o.lg；2、烘箱：能控温在105°C±5°C；3、标准筛：孔径0.075mm及1.18mm的方孔筛各一只；4、容器：深度大于250mm。5、其它：搪瓷盘、毛刷等。（二）试样制备将所取试样用四分法缩分至约1100g，置于温度为（105±5）C的烘箱内烘干至恒重，冷却至室温后分成大致相等的两份备用。（三）试验方法步骤1、称取试样500g，倒入容器并注入洁净的水，充分搅和均匀，浸泡2h。2、用手在水中淘洗试样，滤去小于0.075mm的颗粒。3、再向容器中注入清水，重复上述操作，直至容器内的水目测清澈为止。4、用水淋洗存留在筛上的细粒，并将0.075mm筛放在水中，使水面略高出筛中砂粒的上表面来回摇动，以充分洗掉小于0.075mm的颗粒；然后将两筛上筛余的颗粒和清洗容器中已经洗净的试样一并装入搪瓷盘，置于温度为105C±5°C的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，称取试样的质量（叫）。（四）结果计算及要求1、砂的含泥量按式3-28计算，精确至0.1%。Q二叫—mix100（3-28）式中Qn——砂的含泥量（%）；nm0m0——试验前的烘干试样质量（g）；叫试验后的烘干试样质量（g）。2、以两个试样试验结果的算术平均值作为测定值。两次结果的差值超过0.5%时，应重新取样进行试验。试验数据记录及结果处理见表3-66。二、泥块含量测定（一）试验仪具1、天平：称量1kg（感量不大于0.1g）；2、烘箱：控温在105°C±5°C；3、标准筛：孔径0.6mm及1.18mm的方孔筛各一只；4、容器：深度大于250mm。5、其它：搪瓷盘、毛刷等（二）试样制备将试样用四分法缩分至约5000g，并置于箱内烘干至恒重，冷却至室温，筛除小于1.18m的颗粒，相等的两份备用。（三）试验方法步骤1、称取试样200g，倒入淘洗容器中，注入洁净的水，浸泡24h，用水淘洗，直至容器内的水目测清澈为止。2、保留下来的试样小心地从筛中取出，装入浅盘后，置于温度为105°C±5°C的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，称取试样的质量（m/。（四）结果计算及要求1、砂的泥块含量按式3-29计算，精确至0.1%。式中QnQ=Mx100砂的泥块含量（%）；”m0m0—试样在1.18mm筛的筛余质量，单位g；m】一试验后试样的烘干质量，单位g。2、以两个试样试验结果的算术平均值作为测定值，精确0.1%。试验数据记录及结果处理见表3-67。(3-29)任务二水泥混凝土用砂石的颗粒级配试验一、细集料的筛分析试验（一）试验仪具与材料1、方孔筛：规格为0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.50mm的标准筛各一只，并附有盘和筛盖。天平烘箱其它2、3、4、称量1Kg，感量1g。能控温在105°C±5°C。搪瓷浅盘和软硬毛刷等。底：3-68砂的公称粒径、砂筛筛孔的公称直径和方孔筛筛孔边长尺寸间关系砂的公称粒径砂筛筛孔的公称直径方孔筛筛孔边长5.0mm5.0mm4.75mm2.50mm2.50mm2.36mm1.25mm1.25mm1.18mm0.63mm0.63mm0.60mm0.315mm0.315mm0.30mm0.16mm0.16mm0.15mm0.08mm0.08mm0.075mm（二）试样准备1、按模块一工作单元任务一的有关要求取样。筛除大于9.5mm的颗粒，并算出其筛余百分率。2、将试样缩分至约1100g,置于105C±5°C的烘箱中烘至恒重，冷却至室温后，分为大致相等的两份备用。试验次数试验前的烘干试样质量m（g）0试验后的烘干试样质量m（g）112砂的含泥量Qn（%）个别值平均值（三）试验步骤1、组装标准筛。2、准确称取烘干试样约500g，倒入套筛上，盖好筛盖。3、取下套筛，逐个用手筛，直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%时为止，直至各号筛全部筛完为止。4、称取各筛筛余质量，准确至lg。试样在各号筛上的筛余量不得超过按下式3-1计算出的量Axd1/2G=—200（3-30）式中G在一个筛上的筛余量，goA筛面面积，mm2D筛孑L尺寸，mm。（四）筛分结果有效性判断、试验数据计算和评价1、单次筛分结果有效性判断计算筛分后所有各筛和筛底盘上剩余量之和（Ym），与筛分前砂样总质量（M）相比较:i总|工m-M|工m-Mi总x100%|M总|工m-Mi总x100%M

总21%,<1%,单次筛分无效单次筛分有效需要重新取样筛分；接续计算以下各筛分参数m※分计筛余百分率（"广万x100%）、TOC\o"1-5"\h\z※累计筛余百分率（A二ai+a2+a++a）P二1一A※通过量百分率(pi)2)计算细度摸数：精确至0.01：(A+A+A+A+A)-5A

M=015030617.182364753-31)x100-3-31)4.752、砂样平行两次有效筛分后，最终筛分结果有效性判断（1）计算两次筛分结果的细度模数差（M一M），若差值小于0.2，则砂样筛分结果的细度模数X1X2取两次试验结果的算术平均值（|m-M），精确至0.1;如两次试验的细度模数之差超过0.20X1X22时，需增加试验次数，重新取样继续筛分。1、用计算的Mx平均值判断砂的粗细；按两次有效筛分在0.6mm筛上的累计筛余百分率的平均值判断砂所属级配区；按对应级配区各筛上的通过率规定范围值，分析判断砂样是否满足规范要求。试验数据纪录及结果评价见表3-69。二、粗集料的筛分析试验（一）试验仪具1、方孔筛：2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm、90mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖。2、天平或台秤：称量10Kg，感量1go3、烘箱：能使温度控制在105°C±5°C。4、其它：浅盘、铲子、毛刷等。（二）试验准备将从施工现场取来的试样充分拌匀，用分料器或四分法缩分至表3-70要求的试样所需量两份,烘干或风干后备用。表3-70粗集料不同粒径下的最少取样量（Kg）最大粒径（mm）75.063.037.531.526.519.016.09.5最少试样质量（Kg）16.012.67.56.35.03.83.21.9（三）试验步骤1、称取规定数量的试样一份，倒入套筛（附筛底）上，然后进行筛分。2、先手摇筛分，然后逐个用手筛分，筛至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止。【注】当筛余