建筑材料(水工)第五章水泥混凝土

第5章水泥混凝土5.1概述

混凝土是由胶凝材料、骨料、水及其它材料按适当比例配制并经硬化而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材。通常使用最普通的是以水泥为胶凝材料的水泥混凝土。11.混凝土分类1）混凝土按照表观密度分类

(1)特重混凝土：容重大于2800kg／m3，采用重晶石、重的集料制成，具有防御X等射线的性能。

(2)普通混凝土简称混凝土。容重在2000一2800kg／m3之间。一般在2400kg／m3左右。用于建筑物承重结构材料。

(3)轻混凝土容重小于1950kg／m3

，可用作结构材料和保温绝热材料。22）按用途分类结构、装饰、防水、道路、防辐射、耐热、大体积、膨胀混凝土等。32.混凝土的特点优点:(1)占材料用量80％以上的砂、石集料资源丰富，易于就地取材。(2)混合料具有可塑性，可以按工程结构要求浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或预制构件。(3)匹配性好。与钢筋、钢纤维等，与钢材有基本相同的线膨胀系数，相互粘结牢固，工作整体性强。(4)可调整性强。改变组分品种和数量时可以制得不同物理力学性质的混凝土。(5)节省钢材、木材。(6)强度高，耐久性较好，在一般环境中使用时维护费用低。4缺点:自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差、易开裂。53.普通混凝土的组成及组成材料作用基本组成材料：水泥、水、天然砂和石子、外加剂和掺合料。水、水泥形成水泥浆包裹在砂粒表面，填充砂粒间的空隙再形成水泥砂浆包裹住石子，填充石子间空隙砂和石起骨架作用性质取决于原材料的性质和材料的相对含量普通混凝土结构示意图64.对混凝土的基本要求（1）适应的和易性（2）设计的强度（3）适应的耐久性（4）经济合理，降低成本75.对混凝土的应用高性能混凝土（高强度、良好的工作、稳定、耐久性）发展方向：集中、工业化生产和管理（商品混凝土）85.2混凝土的主要技术性质5.2.1混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物（新拌混凝土）：砼的各组成材料按一定的比例配合搅拌而成的尚未凝固的材料。提出和易性的概念主要是为了便于施工获得均匀而密实的混凝土以保证砼的强度和耐久性91、和易性的概念

定义：指混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实）并能获得得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。和易性包括三个部分流动性：在自重、振捣下，能流动并能均匀密实地填满模板的性能。粘聚性：砼拌和物的组分之间有一定的凝聚力。运输浇注不分层离析。保水性：保持水分的能力。不泌水。（保水性差会降低砼的强度和耐久性）10流动性、粘聚性、保水性三者之间相互关联又互相矛盾：粘聚性好，保水性一般也好，但流动性可能差。增大流动性，粘聚性、保水往往变差。三方面统一即和易性好。112、和易性的指标及测定办法评定和易性方法：流动性的检测方法：坍落度（T）

维勃稠度（s）粘聚性的检测方法：采用直观经验目测。保水性的检测方法：采用直观经验目测。

1、坍落度定义：见下图12坍落度的

测定方法1314测量坍落度值15按坍落度值将砼流动性大小分为：塑性砼T＜10mm（1）大流动性砼：T≥160mm（2）流动性砼：T=100-150mm（3）塑性砼：T=50-90mm（4）低塑性砼：T=10-40mm干硬性砼：当T＜10mm时，为干硬性砼。用维勃稠度（s）来表示。16维勃稠度测定T＜10mm的干硬性砼的流动性。

定义、方法见下图17维勃稠度用时间秒（s）来表示，稠度值一般为5—30s，适用于石子最大粒径DM≤40mm的砼。按维勃稠度可分为四个等级半干硬性砼（10~5s）

干硬性砼（20~11s）

特干硬性砼（30~21s）

超干硬性砼（≥31s）183.影响砼和易性的主要因素（1）水泥浆的含量的影响（用水量及水灰比）在水灰比（W/C）不变的情况下，水泥浆越多，拌合物流动性越大。但太多会造成流浆、泌水、离析、分层（粘聚性差），影响砼的强度和耐久性。所以，水泥浆用量以满足砼流动性和强度为宜。不易过量。19（2）含砂率的影响砂率定义：混凝土中砂的质量占砂石总重量的百分比。砂率改变，由于改变了骨料的空隙率、骨料的总表面积较大，对和易性有显著影响。a、砂率过大空隙率、比表面积增大，水泥浆相对少了，降低了流动性。20b、砂率过小一般,比表面积减小，水泥浆相对多了，增加了流动性在不能保证粗细骨料之间有足够的砂浆层时，也会降低流动性。

合理砂率：在水灰比和水泥用量一定的条件下，使砼拌和物保持良好的粘聚性和保水性并获得最大流动性的砂率。合理砂率有最大的流动性而水泥用量最小21合理砂率具有最大的流动性且水泥用量最小砂率变化与坍落度（T）和水泥用量关系砂率过大流动性降低砂率过大水泥用量增加22（3）水泥浆的稀稠的影响

a、水泥用量不变，减小水灰比水泥浆变稠，流动性变小，太稠会造成施工困难，影响砼的密实。

b、水泥用量不变，增大水灰比流动性增大，但过大会使粘聚性、保水性不良，产生流浆离析，影响砼的强度。23（4）其他因素的影响1）砼组成材料的性质影响：A、水泥对和易性的影响水泥品种不同，需水量不同。普通水泥——流动、保水性好矿渣水泥——流动性大，粘聚性差，易泌水火山灰水泥——流动性显著降低，粘聚性、保水性好。24B、骨料对和易性的影响骨料性质对和易性影响较大

a、级配良好的骨料。空隙率小，和易性好。

b、表面越粗糙，和易性越差。（碎石比卵石和易性差。）

c、细度越细，比表面积越大，流动性变小。（细砂比粗砂流动性小。）252）外加剂的影响

在不增加水泥用量的情况下，可改善砼拌和物和和易性。不仅可增加流动性，而且改善粘聚、保水性。3）掺合料的影响掺合料的品质和掺量对拌和物的影响很大。264）时间、温度的影响

a、随时间延长——拌和物变得干稠——和易性差

b、温度升高——水分蒸发快——流动性降低27调整砼拌和物和易性的方法有：（1）采用合理砂率，尽可能用较低砂率。（2）改善砂、石级配（尤其石）（3）尽可能采用较粗大砂石。28选择坍落度，应根据结构类型构件截面大小配筋疏密输送方式施工捣实方法等因素来确定。一般板、梁、柱，T=30—50mm

泵送砼，T=80—180mm4、砼拌和物流动性指标的选择：29砼拌和物的调整方法：坍落度（T）过小，保持水灰比（W/C）不变，增加水泥浆的用量。

——T每增加10mm。水和水泥约增加原用量的1~2%。坍落度（T）过大，保持砂率（Sp）不变，增加砂和石的用量

——T每减少10mm。砂和石子约增加原用量的1~2%。305.2.2混凝土拌和物的凝结时间影响混凝土凝结时间的因素:

水泥的凝结时间水灰比

掺合料

外加剂

温度,湿度等测定方法:贯入阻力法

初凝时间:贯入阻力3.5MPa——施工时间的极限

终凝时间:贯入阻力28Mpa——混凝土力学性质开始快速发展315.2.3混凝土的强度砼的强度抗压强度抗弯强度抗剪强度钢筋的粘结强度一般来说，砼的强度越高，其刚性、不透水性、抗风化和某些介质的能力越高。我们通常用砼的强度来评定和控制砼的质量。321、砼的抗压强度抗压强度：标准试件在压力作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大应力。砼的强度一般指抗压强度。33（1）砼立方体抗压强度及强度等级立方体抗压强度标准值（fcu·k）：按标准方法制作的标准立方体试件（尺寸150×150×150mm），在标准条件下养护至28天龄期，具有强度保证率为95%的混凝土立方体抗压强度。标准方法：温度20℃±3℃。相对湿度90%以上。34砼按此分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75共十六个强度等级。C20即表示混凝土立方体抗压强度标准值fcu·k=20MP。35（2）砼的轴心抗压强度（fcp）

在实际中，砼构件一般是棱柱体型和圆柱体型，此时接近构件实际受力情况。故采用轴心抗压强度fcp作为受力依据。轴心抗压强度：采用尺寸150×150×300mm棱柱体作为试件。高宽比（h/a）与强度关系：h/a越大，强度越小。所以：fcp≈（0.70~0.80）fcu·k

一般取fcp=0.76fcu·k36（3）影响砼强度的主要因素在骨料与砂浆界面由于化学、物理收缩产生许多微细裂缝。砼成型后的泌水作用形成界面裂缝，砼受力时，会在界面裂缝扩大，最后汇合连通而破坏。因此，砼的强度取决于水泥石的强度即：水泥的强度等级水灰比骨料的性质其与骨料的粘结强度施工质量、养护方法、龄期影响有关371）水泥强度与水灰比

决定砼最主要的因素水泥强度和水灰比水灰比不变时，水泥强度越高，则砼强度愈高。水泥强度等级相同，水灰比越小，则水泥强度愈高。38砼强度与水灰比、水泥强度之间的线型经验公式：

fcu＝αafce(C/W－αb)

fcu——砼的抗压强度（MP）

fce——水泥的实际强度（MP）

fce=γc×fce.k

，fce

可取实际测定的水泥强度，如未测定，一般γc

取1.13。

αa、αb——回归系数，由经验求得。一般碎石αa=0.46αb=0.07

卵石αa=0.48αb=0.33C/W——灰水比C——1M3砼中水泥用量（kg）

W——1M3砼中水用量（kg）公式适用范围：流动性砼和低流动性砼不适用于干硬性砼392）骨料的种类与级配骨料的强度越高，砼强度越高。表面越粗糙，粘结力越高，强度越高。骨料中有害杂质多，会降低砼的强度。级配良好，砂率适当，有利于砼强度的提高。403）养护条件与龄期养护的温度和湿度是影响水泥水化程度的速度和重要因素。湿度足够加上适当的的温度，水泥的水化速度加快，砼强度发展也快。当温度小于0度时，水分结冰，水化停止，强度也停止发展，同时体积膨胀造成砼破坏。41养护方法：增加和保持湿度：砼浇完后，12小时内覆盖草袋和薄膜。夏季施工，砼在硬化后要及时浇水保湿。改变温度的方法：冬期施工，可提高材料和环境温度，以快速提高砼早期强度。大体积砼，用埋设水管用水流不降低温度，防止砼开裂。42龄期定义：砼在正常养护条件下所经历的时间。

7~14天强度发展较快。施工期间一般以28天的龄期的抗压强度为依据。434）施工因素的影响混凝土施工过程中若搅拌不均匀，振捣不密实或养护不良，会降低砼的强度。机械搅拌与人工搅拌应优先选用机械搅拌。机械振捣与人工振捣应优先选用机械振捣。442.砼的抗拉强度（fts）抗拉强度一般为抗压强度的1/10~1/20。在砼中不考虑砼的抗拉强度，只用于抗裂计算。45采用砼的劈裂抗拉强度（fts）fts=2P/πA=0.637P/AP—破坏荷载(N)A—试件劈裂面积（mm2）劈裂强度与砼标准立方体抗压强度之间的关系

fts=0.23（

fcu）2/3劈裂抗拉1、4、压力机上下压板2、垫条3、执层5、试件465.2.4混凝土的变形与抗裂性1.混凝土物理及化学变形（1）湿胀干缩混凝土在水中硬化时，会产生微小膨胀，在空气中硬化时会产生干燥收缩。用干缩率表示。影响的主要因素：单位用水量、水泥的品种及细度。47（2）温度变形热胀冷缩。用温度变形系数表示。温度变形系数随骨料种类与配合比不同而变化。（3）自生体积变形定义：由于水泥水化而引起的体积变化。混凝土多为收缩型。48

2、砼在荷载作用下的变形（1）应力-应变关系

砼是弹塑性体4950（2）变形模量砼的弹性模量弹性模量Ec

513、徐变与松弛（1）徐变定义：在长期荷载作用下，除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外，还会随时间增长的非弹性变形。在荷载初期徐变增长较快，以后逐渐稳定。产生原因：水泥石中凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动。使凝胶孔水向毛细孔内迁移的结果。52徐变影响因素：

W/C——小，则徐变小骨料——弹性模量大，则徐变大应力——越大，徐变越大徐变作用：有利一面：减少应力集中，使应力重分布不利一面：会造成预应力损失。53（2）应力松弛加荷使混凝土产生一定的变形后，若维持此变形不变，随着时间的延长，混凝土内的应力逐渐降低的现象。产生的原因与徐变相同。543、混凝土的抗裂性（1）混凝土的裂缝主要由于拉应力超过了抗拉强度。混凝土的干缩、降温冷缩以及自生体积收缩等收缩变形受到基础和环境和约束，在混凝土内引起拉应力而开裂。大体积混凝土因为干缩和温度应力而开裂。55（2）混凝土抗裂性的指标（1）混凝土的极限拉伸εp。越大抗裂性越强。（2）抗裂度D。

D=εp

/αα温度变形系数越大抗裂性越强。（3）热强比H/R。单位体积发热量与抗拉强度之比。（4）抗裂性系数CR。止裂作用的极限拉伸与起裂作用的热变形值之比。越小抗裂性越强。56（3）提高抗裂性的主要措施1）选择适当的水泥品种2）适当的水灰比3）采用流动性较少的骨料4）掺用适量的优质粉煤灰或硅粉。5）加外加剂（减水剂或引气剂）6）加强质量控制，提高混凝土的均匀性。7）加强养护。575.2.5砼的耐久性1、混凝土耐久性的概念耐久性：砼抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持砼结构的安全、正常使用的能力。包括：抗渗、抗冻、抗磨、抗侵蚀性抗碳化、抗碱骨料反应砼中钢筋耐锈蚀的能力581、砼的抗渗性定义：砼抵抗有介质渗透作用的能力。砼的抗渗强度等级分为W2、W4、W6、W8、W10、W12等五个等级。影响因素：水灰比是影响抗渗性的主要因素。大,抗渗性越差。

>0.6，抗渗性急剧下降。592、砼的抗冻性定义：砼在饱和水作用下，经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低所具有性能的能力。以砼的强度损失≤25%，质量损失≤5%所能承受的最多冻融循环次数来表示。－15℃~20℃的空气中冻结、融化作为一次循环。60砼抗冻强度等级用FN表示。共分为九个等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300

如F50表示材料能抵抗冻融循环50次。试验方法评定：慢冻法：循环周期8~12小时快冻法：循环周期2~4小时——用于强度较高的砼。613、混凝土的及抗气蚀性抗磨性受磨损磨耗的混凝土要有较高的抗磨性。与混凝土的强度、材料特征和配合比有关。气蚀作用高速水流经过凹凸不平，断面突变或水道急骤转弯的混凝土表面时，会使混凝土产生气蚀现象。气蚀作用在表面产生高频、局部、冲击性的应力而剥蚀混凝土。采用C50以上混凝土可提高抗气蚀能力。624、砼的抗侵蚀性侵蚀的种类：软水、盐类、酸类、强碱的侵蚀。提高抗侵蚀性的措施：选择合适的水泥品种降低水灰比提高砼的密实度、改善砼的孔隙结构。635、碱骨料反应定义：碱与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应。在骨料表面生成复杂的碱—硅酸凝胶，吸水后体积膨胀3倍以上，导致砼开裂破坏。反应必具的条件（1）碱含量高（Na2O、K2O）（2）有活性二氧化硅成份。（3）有水。采取的措施：（1）减小碱含量（2）用非活性混合材料。（3）减少水泥用量（4）掺火山灰混合材料，减少膨胀值。（5）防止水分侵入。646、抗碳化性定义：也叫中性化。空气中CO2的与水泥石中Ca(OH)2反应生成Ca(CO3)和水，使砼中性化，破坏了钢筋保护膜，造成钢筋锈蚀。作用：不利的方面：钝化膜破坏，钢筋锈蚀，产生体积膨胀破坏。有利的方面：生成填充孔隙。生成的水有助于水泥水化，提高砼密实度。652、提高砼耐久性的措施主要措施：（1）严格控制水灰比，保证水泥用量，以保证密实度。（2）合理选择水泥品种和砂石品质。（3）选用级配好的砂石骨料。（4）加减水剂、引气剂。（5）保证施工质量。665.3水泥混凝土的骨料

及拌和养护用水

5.3.1细骨料（砂）细骨料：粒径在160μm—5mm之间的岩石颗粒。技术性能要求：有害杂质含量少具有良好的颗粒形状适宜的颗粒级配和细度表面粗糙，与水泥粘结牢固性能稳定，坚固耐久671.砂的种类及特性天然砂：自然风化、水流搬运形成。有海砂、山砂、河砂。人工砂：由岩石机械破碎而成。国标规定砂按细度分为粗、中、细按技术要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类682.有害杂质（1）含泥量石粉含量和泥块含量（2）有害杂质含量砂中有害杂质的含量目69（3）碱活性骨料碱与骨料中碱活性物质在潮湿的环境下会发生导致砼开裂的膨胀反应。膨胀率＜0.1%。

（4

）海砂中含有氯盐，氯离子对钢筋有锈蚀作用，所以混凝土中不宜用海砂。703、砂的粗细程度和颗粒级配定义：指砂的粗细程度。不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体砂的粗细程度。分为粗砂、中砂、细砂等几种一般粗砂的比表面积小，其外包裹水泥浆少，用水泥量最省。颗粒级配：不同粒径砂颗粒的分布情况。 711)级配的粗细程度用细度模数来表示

常用筛分析的方法测定方法：用一套方孔孔径（净尺寸）为9.5，4.75，2.36，1.18，0.6，0.3，0.15（对应公称直径为10、5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm）的七个标准筛。将500克干砂试样由粗到细依次过筛，称筛余百分率进行计算。72分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用a1~a6表示。累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用A1~A6表示。73砂样分析结果分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用a1~a6表示。累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用A1~A6表示。74细度模数：F.M在3.7~1.6之间粗砂3.7~3.1

中砂3.0~2.3

细砂2.2~1.6

特细砂1.5~0.7

75水工混凝土用砂Mx在2.4~3.0为宜。对细度模数3.7~1.6的普通混凝土用砂，根据4.75mm和600μm孔径筛（控制粒级）累计筛余百分率划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级配区。（见后图）4.75mm0~10Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区600μm85~71Ⅰ区

70~41Ⅱ区

40~16Ⅲ区允许其它档略有超出，但超出总量应小于5%。76砂样分析结果分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用a1~a6表示。累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用A1~A6表示。细度模数：属于中砂600μm累计百分率为52，属于Ⅱ区（70~41）77砂子1、2、3级配区曲线判断砂级配合格和依据：4.75mm0~10600μm16~85

以上两项必须满足要求，允许其它档略有超出，但超出总量应小于5%。（按表5-6）砂有细度模数相同，颗粒级配可以不同如级配不满足要求，可通过下面方法改善：人工掺配过筛偏向右下方，表示砂较粗偏向左下方，表示砂较细78级配良好的砂，空隙率小，水泥用量少，可以提高混凝土的密实度和强度。二种就减小三种就更小同粒径的砂空隙最大2)颗粒级配79（4）砂的物理性质1）表观密度、堆积密度、空隙率

表观密度＞2500

堆积密度＞1350

空隙率＜47%802）骨料的含水状态干燥状态：含水率等于或接近于0。气干状态：含水率与大气湿度相平衡。（未饱和）饱和面干状态：内部孔隙含水达到饱和，而其表面干燥。湿润状态：内部孔隙含水达到饱和，表面还附有自由水。81建筑工程中：普通混凝土配合比计算以干燥状态骨料为准。大型水利工程中：普通混凝土配合比计算以饱和面干状态骨料为基准。823）砂的坚固性定义：砂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。方法：硫酸钠溶液法

——浸泡取出5次循环，质量损失符合规定要求。压碎指标法（对于人工砂）分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类

835.3.2粗骨料粒径大于4.75ｍｍ的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石两种。841.颗粒形状和表面特征卵石——天然岩石以自然风化，水流搬运与分选，形成小于4.75的颗粒。碎石——天然岩石以破碎、筛分制成。都分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类别。针片状骨料852、有害物质含泥量粒径＜75μ颗粒含量泥块含量＞4.75mm的，经水洗、手提后小于2.36mm的颗粒含量。有机物硫化物86（1）石子最大粒径（Dmax）

石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。3、最大粒径、颗粒级配87然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的１／４；不得大于钢筋最小净距的３／４。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。88（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90ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。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。89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。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见表90914.物理力学性质1）视密度、堆积密度、空隙率

视密度平均2.68g/cm3

堆积密度＞1350

空隙率＜47%2）吸水率一般要求不大于2.5%.92（3）粗骨料的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。岩石立方强度试验，是用母岩制成5×5×5㎝立方体，或直径与高度均为5㎝的圆柱体试样，浸泡水中４８ｈ，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。93压碎指标是将一定重量气干状态下10～20ｍｍ的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到200ｋＮ，卸荷后称取试样质量（ｍ0），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（m1），用下式计算压碎指标：94式中δa---------压碎指标值，%；ｍ0--------试样质量，g；

m1--------压碎试验后试样的筛余量，g。

压碎指标值越小，骨料的强度越高。95（4）骨料的坚固性骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。965.3.3混凝土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与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、PH值小于４的酸性水、含硫酸盐（按ＳＯ3计）超过水重１％的水均不得使用。97在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。985.4砼外加剂一、外加剂的分类按主要功能分为四类：（1）改变砼拌和物的流变性能——减水剂、引气剂、泵送剂（2）调节砼的硬化性能、凝结时间——缓凝剂、早强剂、速凝剂（3）调节砼含气量的——引气剂、消泡剂（4）改善耐久性——引气剂、防水剂、阻锈剂（5）改善砼的其它性能——加气剂、膨胀剂、防冻剂、防水剂、着色剂995.4.1外加剂的物理化学基础1.有机化合物:多为各种表面活性剂.

表面活性剂分子结构

亲水基团:以羟基,羧酸盐基,磺酸盐基及胺基为代表的原子团,易溶于水,极性.对水等极性分子具有较强的亲和力.

憎水基团:以脂肪烃及芳香烃等为代表的原子团,难溶于水,非极性.对空气,油等非极性分子具有较强的亲和力.

当分子中亲水基团的亲水性较强而憎水基团的憎水性较弱时,表面活性剂呈亲水性的,反之呈憎水性的.100分类:

按离子类型分类,分为离子型和非离子型.

其中离子型分为三种:

阴离子型

阳离子型

两性离子型

101对水泥混凝土的作用:

表面活性剂主要起物理化学作用,改变水泥浆体的物理化学性质.

根据表面活性剂的不同,可起到:

分散;

稳定;

引气;

调凝等多种作用.

1022.无机化合物

加气剂:铝粉

早强剂:氯化钙,氯化钠,硫酸钠等;

速凝剂:铝酸钠,硅酸钠,碳酸钠等;

缓凝剂:氧化锌,硼砂,氟硅酸钠等.

1035.4.2减水剂定义：在砼坍落度基本相同的条件下，能显著减少砼拌合用水量的外加剂。分为：普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂1、减水剂的作用机理表面活性物质：亲水基团、憎水基团。见下页图：

表面活性物质亲水基团带负电，水泥颗粒间产生相互排斥力，而使水泥絮凝结构解体，释放出游离水，增加流动性。104减水剂机理图105经济效果（作用）（1）在配合比不变的条件下,可增大混凝土拌和物的流动性,且不致降低混凝土的强度.（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,以节约水泥.（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,从而降低水灰比,使混凝土的强度与耐久性得到提高.

1062、常用的减水剂

①

木质素系减水剂

木质素系减水剂主要有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）和木质素磺酸镁（木镁）之分，其中以木钙使用最多，并简称Ｍ剂，它属于阴离子表面活性剂。

107Ｍ剂是以生产纸浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成，为棕黄色粉状物。Ｍ剂因原料丰富，价格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用十分普遍。

Ｍ剂为普通减水剂，其适宜掺量为0.2～0.3％，减水率10％左右。Ｍ剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝１～３ｈ。108②萘系减水剂．萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末，其主要成分为β一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。

109这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有ＮＮＯ、ＮＦ、ＦＤＮ、ＵＮＦ、MF、建Ｉ型、ＳＮ—２、ＡＦ等。萘系减水剂适宜掺量为０．５％～１．０％，其减水率较大，为１０％～２５%增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温０℃以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。110③树脂类减水剂此类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂。它是由三聚氰胺、甲醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而成，为阴离子表面活性剂。111我国产品有ＳＭ树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。ＳＭ适宜掺量为0．5％～２.０％，减水率达２０％～２７％。对混凝土早强与增强效果显著，能使混凝土1d强度提高一倍以上，７ｄ强度即可达空白混凝土２８d的强度，长期强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹性模量。

112④糖蜜类减水剂糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。

糖蜜减水剂适宜掺量为０．２％～０．３％，减水率10％左右，故属缓凝减水剂。113⑤复合减水剂可与引气剂,早强剂或消泡剂复合,不同减水剂也可复合,可获得两种外加剂的双重效果.

1143．减水剂的使用混凝土减水剂的掺入方法有同掺法、后渗法、分掺法等三种方法。a.同掺法，为减水剂在混凝土搅拌时一起掺人；b.后掺法，是搅拌好混凝土后间隔一定时间，然后再掺入：c.滞水掺法，是在混凝土加水搅拌1—3min后，再掺人减水剂。而实践证明，后掺法最好，能充分发挥减水剂的功能。115减水剂表1165.4.3缓凝剂

定义：缓凝剂是延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝剂还具有减水、增强、降低水化热等功能，对钢筋无腐蚀作用，多用于高温季节施工、大体积混凝土施工、滑模施工、泵送混凝土及较长时间停放或远距离运送的商品混凝土等。

117缓凝剂的分类、品种及掺量见下表：1185.4.4引气剂

定义：引气剂是在搅拌混凝土过程中能引人大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气剂多属憎水性表面活性剂。主要品种有松香皂、松香热聚物、烷基苯磺酸盐等。作用：1．改善和易性

2．提高耐久性

3．混凝土的强度及耐磨性降低。目1195.4.5早强剂

定义：早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂，常用于要求拆模早的工程、抢修工程及冬季施工。常用早强剂有：氯盐系：NaCl、KCl、AlCl3、FeCl3

硫酸盐系：CaSO4、Na2SO4、Al2(SO4)3

有机胺系复合早强剂等1205.4.5速凝剂能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂.多用于喷射混凝土及紧急抢修工程.

主要产品:红星一型,711型,782型及ZC-2等.

主要成分:铝氧熟料(烧结铝酸钠)

1215.4.7其他外加剂1、防水剂定义：防水剂是一种能减少孔隙和堵塞毛细通道，用以降低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。防水剂分为：无机防水剂，如三氯化铁、水玻璃等。有机防水剂如有机硅、沥青、橡胶液利树脂乳液等。1222防冻剂

定义：防冻剂是在规定温度下，能显著降低冰点，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂。防冻剂中能降低混凝土冰点的品种有：氯化钠、亚硝酸钠及尿素等；能直接参与水泥水化反应，加速混凝土凝结硬化，提高混凝土强度的品种有：碳酸钾、氯什钙、硝酸钙等。冬季使用的防冻剂通常由减水剂、引气剂、早强剂和防冻刑等复合而成，其效果要比单独使用好。1233、膨胀剂膨胀剂是与水泥,水拌和后,经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙,使混凝土产生膨胀的外加剂.混凝土膨胀剂按化学成分可以分为五类：硫铝酸钙类；氧化钙类；氧化镁类；氧化铁类。我国主要生产和使用硫铝酸钙类膨胀剂。1245.5混凝土的掺合料为了节约水泥,改善混凝土的性能,在混凝土拌制时掺入的掺量大于水泥质量5%的矿物质粉末,称为混凝土掺合料.

5.5.1粉煤灰

从煤粉炉排出的烟气中收集的颗粒粉末.

按排放方式不同:

湿排灰

干排灰:静电收尘灰,机械收尘灰

再加工:磨细灰,风选灰125(一)粉煤灰质量要求

化学成分:

SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3

般混凝土对粉煤灰的品质指标要求:

烧失量;

细度;

SO3含量

需水量比等.

按(GB1596—2005)规定,用于混凝土中的粉煤灰分为I,II,III三个等级,其相应的技术要求列于P97表5-10.126（二）粉煤灰掺用方法：等量取代水泥法

粉煤灰代砂法

超量取代水泥法

双掺技术

1275.5.2硅粉从冶炼硅铁及其他硅金属工厂的废烟气中回收的副产品,其主要成分为无定形二氧化硅.特点:

细(0.1～1微米,比表面积20000～25000m2/kg);活性高.作用效果:

改善混凝土拌和物的和易性.

配制高强混凝土.

改善混凝土的孔隙结构，提高耐久性.1285.5.3矿渣粉超细粉磨的粒化高炉矿渣,具有高活性合高表面能，替代硅灰配制高强及超高强混凝土。

作用效果:

配制高强及超高强混凝土;

配制的混凝土干缩小,抗冻,抗渗性能高,耐久性改善;

和易性改善,可配制出大流动性切不离析的泵送混凝土.

成本低,经济效益明显。1295.5.4其他掺合料天然火山灰质材料和某些工业副产品.

品种有:

火山灰;

凝灰岩;

钢渣;

凝矿渣等.

1305.6混凝土的配合比设计

5.6.1普通混凝土的配合比设计

混凝土的配合比是指混凝土中四种材料水泥、水、砂及石子用量之间的比例关系，有时还注明外加剂的用量。131配合比表示方法：（1）以每M3混凝土所用水泥重量C、水重量W、砂子重量S、石子重量G表示（一般情况下多采用此法）如：C＝300kg、W＝180kg、S＝720kg、G＝1200kg（2）以水泥重量为1时，各种材料用量间相对关系来表示：如：水泥：砂：石子＝1:2.40:4.00，水灰比＝0.601321.普通混凝土配合比参数确定的原则及方法组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子用量之间有三个对比关系，即：

1水灰比（）：用水量与水泥用量之间的对比关系。水灰比是确定混凝土强度和耐久性的重要参数，也是影响混凝土和易性的重要因素。

1332、单位用水量（W）混凝土中水泥浆用量与骨料用量之间的对比关系，可用每立方米混凝土的用水量表示。用水量主要影响混凝土和易性，对混凝土的强度也有影响。见P102，表5-121343、砂率（Sp）：砂的用量与石子用量之间的对比关系。通常以砂用量占砂、石总量的百分数表示(即砂率)。砂率是影响混凝土和易性的重要参数。见表5-13.确定的原则：（1）在满足强度、耐久性要求上，确定砼的W/C。（2）在满足和易性的基础上，确定粗骨料、单位体积用水量、砂的用量。1352.混凝土配合比设计方法步骤先确定“初步配合比”---

“基准配合比”（实验室试拌）----

强度、和易性检验----

“设计配合比”----

施工配合比1361、初步计算配合比的确定（1）配制强度（fcu.o

）的确定配制强度与设计强度的关系，要求配制强度＞设计强度

fcu.o

＝fcu.k＋1.645σ

fcu.o——配制强度

fcu.k——设计强度

σ——砼强度的标准差137A、标准差

C20、C25砼σ值最小取2.5MPC30砼σ值最小取3.0MPB、无统计资料

C、下列情况提高配制强度

a、现场条件与试验室条件有差异。

b、C30及以上等级砼，采用非统计方法评定时。138(2)初步确定水灰比

满足强度要求的水灰比还要满足耐久性要求。目139(3)选取1M3砼的用水量（mwo）塑性砼用水量确定W/C为0.40~0.80，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的稠度查表5-12决定。140（4）计算砼的水泥用量

计算出来的水泥用量还要满足耐久性的最小水泥用量要求。（5）选择合理的砂率砂率按坍落度、骨料的规格、品种、水灰比查表5-13。141（6）计算粗细骨料的用量

（mgo

、

mso）1）质量法假定1M3混凝土拌合物的质量为一定值。

mcp——1M3砼拌和物的假定质量，一般取2400kg/M3由以上两式可解出砂和石的用量。1422）体积法α——含气率，不掺引气剂时取1（即1%）

假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和所含空气体积之总和。

由上两式可解出砂和石的用量。最后得出初步配合比为：1432、配合比试配、调整、确定（1）配合比试配、调整检验拌和量：

DM≤31.5mm时，取15LDM为40mm时，取25L

先检验和易性，不满足进行调整后得到基准配合比，供强度检验用。144（2）设计配合比的确定a、由试验得出的各灰水比及其对应的砼强度关系，用作图法或计算法求出砼配制强度相对应的灰水比。

b、按基准配合比制作试件满足和易性确定用水量，再确定水泥用量。

c、粗细骨料取基准配合比的用量，按灰水比进行适当调整。145

（3）表观密度的校正当≤2%时，不调整。当＞2%时，各项材料×δ。其设计配合比：1463、施工配合比考虑骨料的含水率，对单位用水量进行调整。假定砂含水率为a（%），石含水率为b（%）施工配合比为：147例1．某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为Ｃ20，施工要求混凝土坍落度为50-70㎜，施工单位无历史统计资料，所用原材料情况如下：水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm３，

砂：中砂，Mx=2.70,级配合格，

石：卵石，Dmax=40mm,级配合格，试设计Ｃ20混凝土配合比。解:1.初步配合比计算：148(1)确定混凝土配制强度（fcu,0），由表5-22，σ＝5MPafcu,0=fcu,k+1.645σ=20+1.645×5=28.2MPa(2)计算水灰比（W/C）

因水泥无实测强度，也可取γc=1.0

fce

=γc×fce,k=1.0×32.5=32.5MPa149（3）确定用水量（mw0）

查表5-12，对于最大粒径为40㎜的卵石混凝土，当所需坍落度为50～70㎜时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。(4)计算水泥用量（mc0）按附表1-3对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260㎏，故可取mc0＝362㎏／ｍ3。150（5）确定砂率（βs）

查表5-13，对于采用最大粒径为40㎜的卵石配制的混凝土，当水灰比为0.47时，其砂率值可选取26.8%~32.1%，（采用插入法选定）现取βs=30％。（６）计算砂、石用量（ｍs0、ｍg0）假定表观密度法计算，将mc0=362㎏；mw0=170㎏代入方程组151152153计算配合比：C:362kg,W:170kg,S:561kg,G:1307Kg,W/C=0.4715升用量：C:4.34kg,W:2.04kg,S:6.73kg,G:15.68kg第二组：W/C=0.47+0.05=0.52:W:170kgmc0=170/0.52=327kg

砂率：31%，mg0=2.23ms0

解得：S=589kg,G=1314kg,W=170kg,C=327kg154第三组：W/C=0.47－0.05=0.42:W:170kgmc0=170/0.42=405kg

砂率：28%，mg0=2.57ms0

解得：S=511kg,G=1314kg,W=170kg,C=405kg每种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。155156例．某水工结构工程现浇钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为Ｃ30，抗渗等级P14,施工要求混凝土坍落度为３０～５０㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm３，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρos=2.60ｇ/cm

石：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρog=2.65ｇ/cm3；试求：混凝土计算配合比解：(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k

+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa(2)确定水灰比（W/C）fce

=γc×fce,k=1.08×42.5=45.9MPa157对于水工结构混凝土，由表7.1.2,抗渗混凝土容许最大水灰比为0.50，故可确定水灰比应取0.50。（3）确定用水量（mw0）

查表4.0.1.2，对于最大粒径为30㎜的碎石混凝土，当所需坍落度为３０～５０㎜时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量（mc0）郁郁158对于抗渗混凝土要求：水泥+掺合料≮320kg故取水泥用量为：370kg5）确定砂率（βs）

查表4.0.2，对于采用最大粒径为40㎜的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.50时，其砂率值可选取30%~35%，抗渗混凝土要求砂率=35%~45%,现取βs=３５％。（６）计算砂、石用量（ｍs0、ｍg0）用体积法计算，将mc0=370㎏；mw0=185㎏代入方程组解此联立方程，则得：ｍs0=635㎏，ｍg0=1181㎏(W/C=0.50)159抗冻混凝土的配合比设计一、设计规程要求:1.抗冻混凝土最大水灰比：满足表7.2.2表7.2.22.最小水泥用量应满足表4.0.4要求3.进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性能试验。抗冻等级无引气剂时掺引气剂时F500.550.60F100-0.55F150及以上-0.50160161粉煤灰混凝土的配合比设计（JGJ28-86)一、设计方法:1.按JGJ55-2000进行普通混凝土基准配合比设计；2.按表4.2.1选择粉煤灰取代水泥率（

c）表4.2.1粉煤灰取代水泥率（

c）注：1.采用42.5水泥取上限，32.5水泥取下限2.C20以上混凝土宜用I、II级粉煤灰，C15以下混凝土可用III级粉煤灰。混凝土等级普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥C1515~2510~20C2010~1510C25~C3015~2010~151623.按所选用的粉煤灰取代水泥率（

c），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);mc=mc0(1－

c)mc0为每立方米基准混凝土的水泥用量4.按表4.3.2选择粉煤灰超量系数（

c）表4.3.2粉煤灰超量系数（

c）5.按超量系数（

c）

，求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量(mf);mf=

c(mc0－

mc) 6.计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和细骨料的绝对体积，或采用重量法计算砂石重量。粉煤灰级别超量系数（

c）I1.0~1.4II1.2~1.7III1.5~2.01637.按粉煤灰超出水泥的体积，扣除同体积的细骨料用量。8.粉煤灰混凝土的用水量，按基准配合比的用水量取用。9.试配调整，满足和易性及强度的要求。例．粉煤灰混凝土设计强度等级为Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为180㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝3MPa。所用原材料情况如下：水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm３，水泥强度等级标准值的富余系数为1.35；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρos=2.60ｇ/cm5～31.5mm卵石，级配合格，石子表观密度ρog=2.65ｇ/cm3；HSP高效减水剂：1%掺量，减水率：20%,I级粉煤灰试求：粉煤灰混凝土计算配合比解：(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k

+1.645σ=30+1.645×3=34.9MPa(2)确定水灰比（W/C）fce

=γc×fce,k=1.35×32.5=34.9MPa164查用水量表4.0.1-2选用mw0=210kg高效减水剂减水率为20%用水量：mw0=210×(1-20%)=168kg水泥用量：mc0=168/0.50=336kg查表4.2.1选用粉煤灰取代水泥率（

c=20%），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);mc=mc0(1－

c)=336×(1－20%)=269kg

由表4.3.2对于I级粉煤灰，选用粉煤灰超量系数

c=1.2，求出每立方米粉煤灰混凝土的粉煤灰掺量(mf)mf=1.2×(336－269)=1.2×67=80kg;mc+mf=269+80=349>300kg,由表4.0.4，合格采用重量法计算砂石重量：设粉煤灰混凝土的

=2450kg/m3165假定表观密度法计算，将mc=269㎏；mf=80kgmw=168㎏代入方程组ms=716kg,mg=1217kg,每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：mc=269㎏；mf=80kg；mw=168㎏，ms=716kg；mg=1217kg166因试配得粉煤灰混凝土的实测表观密度为2410kg/m3,故得校正系数：由此得每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：mc=265㎏；mf=79kg；mw=165㎏，ms=704kg；mg=1197kg高效减水剂：3.44kg1675.7混凝土的质量控制

混凝土在生产与施工中，由于原材料性能波动的影响，施工操作的误差，试验条件的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，因此一定要进行质量管理，

由于混凝土的抗压强度与混凝土其他性能有着紧密的相关性，能较好地反映混凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土抗压强度作为重要的质量控制指标，并以此作为评定混凝土生产质量水平的依据。1685.7.1混凝土强度的波动规律——正态分布

在一定施工条件下，对同一种混凝土进行随机取样，制作ｎ组试件（ｎ≥25），测得其28ｄ龄期的抗压强度，然后以混凝土强度为横坐标，以混凝土强度出现的概率为纵坐标，绘制出混凝土强度概率分布曲线。实践证明，混凝土的强度分布曲线一般为正态分布曲线。169170二.混凝土质量评定的数理统计方法

（１）混凝土强度平均值（）

混凝土强度平均值可按下式计算：

式中ｎ——混凝土强度试件组数；

fcu，i—混凝土第ｉ组的抗压强度值。

171（２）混凝土强度标准差（σ）

混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为

标准差σ是正态分布曲线上拐点至对称轴的垂直距离，可用以作为评定混凝土质量均匀性的一种指标。172（３）变异系数（Ｃv）

变异系数又称离差系数，其计算式如下

由于混凝土强度的标准差（σ）随强度等级的提高而增大，故可采用变异系数（Ｃv）作为评定混凝土质量均匀性的指标。Ｃv值愈小，表示混凝土质量愈稳定；Ｃv值大，则表示混凝土质量稳定性差。

173（４）混凝土的强度保证率（Ｐ）

混凝土的强度保证率P（％）是指混凝土强度总体中，大于等于设计强度等级的概率，在混凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示，见图4-9所示。低于设计强度等级（fcu.k）的强度所出现的概率为不合格率。图4-9混凝土强度保证率174混凝土强度保证率Ｐ（％）的计算方法为：首先根据混凝土设计等级（fcu.k）、混凝土强度平均值（）、标准差（σ）或变异系数（Ｃv），计算出概率度（ｔ），即

则强度保证率Ｐ（％）就可由正态分布曲线方程积分求得，即

175但实际上当已知ｔ值时，可从数理统计书中的表内查到Ｐ值。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的组数N0与试件总组数Ｎ（Ｎ≥２５）之比求得，即

176三.混凝土配制强度

在施工中配制混凝土时，如果所配制混凝土的强度平均值（）等于设计强度（fcu.k），则由图6—19可知，这时混凝土强度保证率只有50％。因此，为了保证工程混凝土具有设计所要求的95％强度保证率，在进行混凝土配合比设计时，必须使混凝土的配制强度大于设计强度（fcu.k）。177混凝土配制强度可按下式计算（JGJ55-2000）：

式中fcu,0——混凝土配制强度（MPa）；fcu,k——设计的混凝土强度标准值（MPa）；σ——混凝土强度标准差（MPa）．178当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，σ值可按表取值。1795.7.3混凝土质量控制1.原材料质量检验2.混凝土质量控制图3.施工过程控制1805.8轻集料混凝土

以轻粗集料、轻细集料（或普通细集料）、水泥和水配制而成的，干表观密度不大于1950㎏/ｍ3的水泥混凝土为轻集料混凝土。

轻集料混凝土根据其抗压强度可分为：CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45和CL50共11个强度等级。不同强度等级的轻集料混凝土应满足相应抗压强度要求。181影响轻集料混凝土强度的主要因素有集料性质、水泥浆强度及施工质量等。轻集料颗粒本身的强度（或筒压强度）、集料的颗料级配、水泥浆的用量等是决定轻集料混凝土强度的主要因素。

轻集料混凝土配合比设计应满足强度等级和密度等级的要求，满足施工和易性的要求，还应满足耐久性和经济性方面的要求，同时应考虑集料吸水率的影响。182习题（四）183例4-1.普通混凝土中使用卵石或碎石，对混凝土性能的影响有何差异？解碎石表面粗糙且多棱角，而卵石多为椭球形，表面光滑。碎石的内摩擦力大。在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的混凝土由于自身的内摩擦力大，拌合物的流动性降低，但碎石与水泥石的粘结较好，因而混凝土的强度较高。在流动性和强度相同的情况下，采用碎石配制的混凝土水泥用量较大。而采用卵石拌制的混凝土的流动性较好，但强度较低。当水灰比大于0.65时，二者配制的混凝土的强度基本上没有什么差异，然而当水灰比较小时强度相差较大。184[评注]碎石与水泥石的粘结性好，这对配制高强混凝土特别有利。Ｗ／Ｃ越小，碎石同卵石的界面粘结程度的差异越大，对混凝土强度的影响也越大。此外一般情况下，碎石的强度高于卵石的强度，这对提高混凝土的强度也是有利的。

185例4-2．为什么不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土？为什么不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土？解采用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，只需少量的水泥或较大的水灰比就可满足强度要求，但却满足不了施工要求的良好的和易性，使施工困难，并且硬化后的耐久性较差。因而不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土。186用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水灰比或者说水泥用量很大，因而硬化后混凝土的干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，易于干裂。同时由于水泥用量大，水化放热量也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。此外经济上也不合理。所以不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土。187[评注]若用低强度水泥来配制高强度混凝土，为满足强度要求必然使水泥用量过多。这不仅不经济，而且使混凝土收缩和水化热增大还将因必须采用很小的水灰比而造成混凝土太干，施工困难，不易捣实，使混凝土质量不能保证。如果用高强度水泥来配制低强度混凝土，单从强度考虑只须用少量水泥就可满足要求，但为了又要满足混凝土拌合物和易性及混凝土耐久性要求，就必须再增加一些水泥用量。这样往往产生超强现象，也不经济。当在实际工程中因受供应条件限制而发生这种情况时，可在高强度水泥中掺入一定量的掺合料（如粉煤灰）即能使问题得到较好解决。188例4-3.为什么不宜用海水拌制混凝土？解：用海水拌制混凝土时，由于海水中含有较多硫酸盐（SO42－约2400ｍg／Ｌ），混凝土的凝结速度加快，早期强度提高，但２８天及后期强度下降（28ｄ强度约降低10％），同时抗渗性和抗冻性也下降。当硫酸盐的含量较高时，还可能对水泥石造成腐蚀。同时，海水中含有大量氯盐（CＩ－约15000ｍg／L），对混凝土中钢筋有加速锈蚀作用，因此对于钢筋混凝土和预应力混凝土结构，不得采用海水拌制混凝土。[评注]对有饰面要求的混凝土，也不得采用海水拌制，因为海水中含有大量的氯盐、镁盐和硫酸盐，混凝土表面会产生盐析而影响装饰效果。189例4-4．什么是混凝土的和易性？它包括有几方面涵义？解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。和易性包括流动性、粘聚性和保水性三方面的涵义。190

流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的性能。粘聚性是指混凝土拌合物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使混凝土能保持整体均匀的性能。保水性是指混凝土拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象的性能。191[评注]混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者是互相关联又互相矛盾的，当流动性很大时，则往往粘聚性和保水性差，反之亦然。因此，所谓拌合物和易性良好，就是要使这三方面的性质在某种具体条