第四章混凝土(2012.10)

第四章混凝土

了解：混凝土的特点及分类；混凝土各组成材料在混凝土中作用。掌握：混凝土的主要技术性质及其意义和影响因素；普通混凝土配合比设计。熟悉：混凝土对各组成材料的要求，各技术指标的测试方法的特点及分类。教学目标概述一、混凝土的定义由胶凝材料、骨料、水按适当比例配合拌制而成的混合物，经一定的时间硬化而成的人造石材。二、混凝土的分类

（一）按干表观密度分（二）按胶凝材料分（三）按用途分（四）按生产工艺和施工方法分（五）按强度等级分（六）按每立方米水泥用量分三、普通混凝土的组成与结构水泥水砂石子适量的外加剂、掺合料水泥浆水泥砂浆混凝土混凝土中各组分的作用1.骨料：骨架作用混凝土生产的基本工艺过程按规定的配合比称量各组成材料2.水+水泥水泥浆：硬化前：润滑、填充作用硬化后：胶结作用把组成材料混合搅拌均匀运输到现场进行浇注、振捣养护混凝土的结构从宏观上看：混凝土是由骨料和水泥石组成的二相复合材料。混凝土是一种非均质多相复合材料从亚微观上看：混凝土是由粗、细骨料；水泥的水化产物；毛细孔；气孔；微裂纹；界面微裂纹及界面过渡层等组成。四、混凝土的基本要求1、混凝土拌合物的和易性2、强度3、耐久性4、经济性混凝土的优缺点？砂子水泥浆石子普通混凝土的四种基本组成材料：一、水泥二、砂子三、石子四、水第一节普通混凝土组成材料品种

根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。强度等级

高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。一、水泥二、骨料按粒径大小分粗骨料：粒径大于5mm细骨料：粒径小于5mm1.混凝土用细骨料天然砂：是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径小于5mm的岩石颗粒。人工砂：是由天然岩石破碎而成，其表面粗糙、棱角多、较为清洁，但砂中含有较多的片状颗粒及细砂，且成本较高，一般仅在缺乏天然砂时才使用。

卵石：是由天然岩石经自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于5mm的颗粒。

碎石：大多由天然岩石经破碎、筛分制成。按技术要求，卵石、碎石可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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、抗渗或其它要求的混凝土；

Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。

2.普通混凝土常用粗骨料粗细骨料的技术质量要求1.含泥量与泥块含量含泥量：指骨料中粒径小于80μm的颗粒含量泥块含量：在细骨料中指粒径大于1.25mm经水洗、手捏后小于0.630mm的泥颗粒含量。在粗骨料中指粒径大于5mm经水洗、手捏后小于2.5mm的泥颗粒含量泥与泥块对混凝土性质的影响？2.有害物质含量普通混凝土粗细骨料中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物。有害物质粗骨料：硫化物、硫酸盐和有机物细骨料：硫化物、硫酸盐、有机物、云母、轻物质、氯盐

3.坚固性坚固性是骨料在自然风化和其它外界物理、化学因素作用下抵抗破坏的能力。检验方法：坚固性用硫酸钠饱和溶液法检验，即将集料试样在硫酸钠饱和溶液中浸泡至饱和，然后取出试样烘干，经5次循环后，测定因硫酸钠结晶膨胀引起的质量损失。坚固性指标见表4.34.碱活性骨料中若含有活性氧化硅，会与水泥中的碱发生碱-骨料反应，产生膨胀并导致混凝土开裂。可采用化学法或长度法对骨料进行碱活性检验。

混凝土用砂、石为何对颗粒级配有要求？5.级配和粗细程度骨料的级配是指大小不同颗粒的搭配程度。

级配良好的骨料能使骨料的空隙率较小，可减少混凝土拌合物的水泥浆用量，节约水泥，提高混凝土拌合物的流动性和粘聚性，并可提高混凝土的密实度和混凝土的强度和耐久性。

混凝土用骨料的选用原则：空隙率小，比表面积小，即应选用较粗大的、级配良好的骨料。骨料的粗细程度指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。评定方法：筛分析试验150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm（1）砂的粗细程度和颗粒级配分计筛余百分率累计筛余百分率筛分曲线（累计筛余）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砂的筛分曲线

细度模数的计算砂的粗细程度用细度模数来表示。MX越大，表示砂越粗。

MX=3.7~3.1粗砂

MX=3.0~2.3中砂

MX=2.2~1.6细砂（2）石子的颗粒级配和最大粒径粗集料的级配分连续级配和间断级配两种。

连续级配是指颗粒由小到大，每一级粗集料都占有一定的比例，且相邻两级粒径相差较小。间断级配是指粒径不连续，即中间缺少1~2级的颗粒，且相邻两级粒径相差较大。单粒级是主要由一个粒级组成，空隙率最大，一般不宜单独使用。

粗集料的级配也用筛分析试验来测定。粗集料的粒径对混凝土性质的影响与细集料相同，但影响更大。用较大粒径的粗集料配制混凝土，可减少用水量，节约水泥用量，降低混凝土的水化热及混凝土的干缩与徐变，并可提高混凝土的强度与耐久性。粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。

最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实工程实例分析6.骨料的形状和表面特征针、片状颗粒含量颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者称为针状集料。颗粒厚度小于该颗粒所属粒级的平均粒径的0.4倍者称为片状集料。

针、片状集料的比表面积与空隙率较大，且内摩擦力大，受力时易折断，含量高时会增加混凝土的用水量、水泥用量及混凝土的干缩与徐变，降低混凝土拌合物的流动性及混凝土的强度与耐久性。粗集料中针、片状集料的含量须满足规范的要求。7.强度碎石的强度用岩石的抗压强度和碎石的压碎指标值来表示；卵石的强度用压碎指标值来表示。石子强度指标(1)岩石抗压强度:(2)压碎指标值:

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。三、混凝土拌和及养护用水混凝土拌和及养护用水应是清洁的水，可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理过的工业废水。水中不得含有损于混凝土拌合物和易性、凝结、强度、耐久性，或不得含有促进钢筋锈蚀及污染混凝土表面的酸类、盐类及其它有害物质。四、混凝土的外加剂

混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料；被称为混凝土的第五组分。

国家标准GB8075—87中按外加剂的主要功能将混凝土外加剂分为四类：

(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，其中包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。

(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，其中包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。一、外加剂的分类四、混凝土的外加剂

(3)改善混凝土耐久性的外加剂，其中包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

(4)改善混凝土其他性能的外加剂，其中包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。常用的混凝土外加剂土木工程常用的外加剂有：普通减水剂及高效减水剂引气剂及引气减水剂缓凝剂及缓凝（高效）减水剂早强剂及早强减水剂膨胀剂泵送剂聚羧酸系高性能减水剂二、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。

(一)

减水剂的作用机理

1、吸附-分散作用

2、润滑作用

3、湿润作用(二)使用减水剂的技术经济效果

混凝土中掺入减水剂，

1.在不改变混凝土拌和用水量时，可大幅度提高新拌混凝土的流动性；

2.当减水但不减少水泥用量时，可提高混凝土强度；

3.若减水，同时适当减少水泥用量，则可节约水泥；

4.同时混凝土的耐久性也能得到显著改善。(三)常用的减水剂

目前，减水剂主要有木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸等几类。按主要功能分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、高性能减水剂等几种。

加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。这类外加剂能加速水泥的水化过程，提高混凝土的早期强度，缩短养护周期，并对后期强度无显著影响。

目前常用的早强剂有氯盐、硫酸盐、三乙醇胺三大类及以它们为基础的复合早强剂。

三、早强剂

在搅拌混凝土的过程中，能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂称为引气剂。引气剂对混凝土性能的影响：

1.能改善混凝土的和易性；

2.提高混凝土的抗冻性、抗渗性等耐久性；

3.强度降低。注意问题：含气量应控制在3%~6%为宜。含气量太小时，对混凝土耐久性改善不大；含气量过大时，使混凝土强度下降过多。

四、引气剂

延长混凝土凝结时间的外加剂称为缓凝剂。

五、缓凝剂适用于：1.要求延缓混凝土凝结时间的施工中；2.大体积混凝土；3.分层浇筑的混凝土。混凝土工程中可采用的缓凝剂主要有：糖类：糖钙、葡萄糖酸盐等;木质素磺酸盐类：木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等；羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸钾钠等；无机盐：锌盐、磷酸盐、硼酸盐等；其他：胺盐及其衍生物、纤维素醚等。

能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。

六、防冻剂

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。

定义特点

在拌制混凝土过程中掺入的、具有一定细度和水硬性的、用以改善混凝土拌合物和硬化混凝土性能（特别是耐久性）的某些矿物类产品，称为矿物掺合料或矿物外加剂。被誉为混凝土的第六组份。

主要来源：工业固体废渣主要成分：SiO2和Al2O3五、掺合料化学作用：水泥水化析出的氢氧化钙和掺入的石膏将与掺合料中的活性氧化硅、活性氧化铝发生二次水化反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙或水化硫铁酸钙等水化产物；减少了水化产物中的氢氧化钙，增加水化硅酸钙等胶结力较强的水化产物。常用的矿物掺合料矿物掺合料能显著改善混凝土的和易性，提高混凝土的密实度、抗渗性、耐腐蚀性和强度等，应用十分普遍。土木工程中常用的矿物掺合料有：粉煤灰或磨细粉煤灰磨细矿渣硅灰磨细天然沸石

复合矿物掺合料第二节混凝土拌合物的性能一、和易性：是指混凝土拌合物易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实），并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。混凝土拌合物（新拌混凝土）是指将水泥、砂、石子和水拌合均匀，尚未凝固时的拌合物。混凝土和易性的测试方法用坍落度和维勃稠度来测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直观经验来评定粘聚性和保水性，以评定和易性。(一)流动性的测定1.坍落度法：适用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒径不大于40mm坍落度坍落度试验坍落扩展度试验2.维勃稠度法：适用于坍落度小于10mm，维勃稠度在5~30s的混凝土拌合物。维勃稠度仪

b)严重露石d)严重离析和泌水c)严重发散和泌水a)理想

流动性的选择

混凝土拌合物的流动性大，则易于施工，但水泥用量大，且混凝土拌合物易产生离析、分层。因此，选择流动性的原则是在满足施工条件及保证密实成型的前提下，应尽可能选择较小的流动性。(二)影响混凝土和易性的因素

1.水泥浆的数量和水胶比恒定用水量定则2.砂率

SP=S/(S+G)*100%3.组成材料性质的影响水泥骨料外加剂4.时间和温度砂率对混凝土坍落度的影响观察与讨论试比较石子表面状态不同对混凝土和易性的影响：卵石碎石改善和易性的措施改善粘聚性和保水性的措施1.选用级配良好的粗、细集料，并选用连续级配；2.限制粗集料的最大粒径，避免过粗的细集料；3.适当增大砂率或掺加粉煤灰等掺合料；4.掺加减水剂和引气剂。改善混凝土流动性的措施1.尽可能选用较粗大的粗、细集料；2.采用泥及泥块等杂质含量少，级配好的集料；3.尽量降低砂率；4.在上述基础上，保持水灰比不变，增加水泥用量和用水量，如流动性太大，则保持砂率不变，适当增加砂、石用量；5.掺加减水剂。二、凝结时间水泥水化反应是混凝土产生凝结的主要原因，但是混凝土的凝结时间与配制该混凝土所用的水泥的凝结时间并不一致。影响因素：水胶比环境条件外加剂一、混凝土的强度混凝土立方体抗压强度及强度等级混凝土轴心抗压强度混凝土的抗拉强度第三节硬化后混凝土的性能抗压试验(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级

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。1.立方体抗压强度标准试件2.混凝土强度等级

立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu,k表示。如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。混凝土的抗压强度等级是根据混凝土的立方体抗压强度标准值划分的。我国现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。fcuPμfcUfcu,k95%强度—概率分布曲线混凝土立方体抗压强度标准值示意图测定混凝土立方体抗压强度时，也可以采用非标准尺寸的试件，其尺寸应根据混凝土中粗骨料的最大粒径而定，但其测定结果应乘以相应的尺寸换算系数见表强度换算系数(GB/T50081—2002)试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05混凝土的强度等级只是评价混凝土力学性能的依据，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（如柱子）时都采用棱柱体作为标准试件，测定其标养28天的抗压强度值。

采用150

150

300mm棱柱体作为标准试件，也可用非标准试件，但高宽比应在2∽3的范围里。

fcp

：fcu=0.70∽0.80(二)轴心抗压强度CementConcrete轴心抗压强度试验示意图(三)轴心抗拉强度混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/20~1/10(四)混凝土的抗折强度路面混凝土常以抗折强度作为主要设计指标(二)影响混凝土强度的因素

1.水泥强度等级和水胶比混凝土强度经验公式：式中：B/W——胶水比；

fcu——混凝土28d抗压强度；

fce——水泥28d抗压强度实测值。

（γc

＝1.13）

αa、αb——经验系数；

碎石αa=0.53;αb=0.20

卵石αa=0.49;αb=0.13

2、骨料骨料本身的强度一般比水泥石和过渡区强度高（轻骨料除外），所以不直接影响混凝土强度。但骨料表面的状态会影响骨料与水泥石的粘接力。3.养护的温、湿度4℃38℃21℃13℃龄期抗压强度031421287

养护温度对混凝土强度的影响增长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，湿度的影响试验表明，保持足够湿度时，温度升高，水泥水化速度加快，强度增长也快。

《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。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。

n——养护龄期，n≥3d。1428抗压强度龄期/d5.其它因素施工条件，如搅拌、振捣方式。试验条件，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水程度及加荷速度等。外加剂和掺合料的掺入。试验条件对混凝土强度的影响1.

①试件尺寸相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。

②试件的形状当试件受压面积(a×a)相同，而高度(h)不同时，高宽比(h/a)越大，抗压强度越小。

③表面状态：试件表面无润滑剂时，试件受环箍效应的影响，破坏后呈棱锥体，所测强度值偏大。④加荷速度：加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高。试块破坏后呈棱锥体提高混凝土强度的措施1、高强度的水泥和快硬早强水泥2、干硬性混凝土3、采用级配好、质量高、粒径适宜的骨料4、采用机械搅拌和振捣5、加强养护6、掺外加剂、掺合料(一)非荷载作用下的变形化学收缩混凝土的干缩湿胀温度变形(二)荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形—徐变三、硬化混凝土的变形性化学收缩定义：在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引起混凝土的收缩，称为化学收缩。发展规律：其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40天左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。影响：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。干湿变形定义：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。

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。龄期应变水中养护空气中养护膨胀收缩混凝土的干湿变形示意图温度变形定义：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（1～1.5）×10-5/℃。

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。短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形—徐变(一)混凝土的抗渗性（P4、P6、P8）(二)混凝土的抗冻性（F10、F15、F25）(三)混凝土的抗碳化性(四)碱骨料反应(五)抗化学侵蚀四、硬化混凝土的耐久性混凝土抗渗仪

是指混凝土抵抗水、油等压力液体渗透的能力。抗渗性好坏用抗渗等级来表示。抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12等5个等级。混凝土水胶比对抗渗性起决定性作用。提高混凝土抗渗性的根本措施在于增强混凝土的密实度，改善混凝土内部的孔隙结构。混凝土的抗渗性

抗冻性是指混凝土在使用环境中，能经受多次冻融循环作用而保持强度和外观完整性的能力。是评定混凝土耐久性的主要指标。抗冻等级根据混凝土所能承受的反复冻融循环的次数，划分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9个等级。混凝土的密实度、孔隙的构造特征是影响抗冻性的重要因素混凝土的抗冻性一、混凝土的碳化：指空气中的CO2在湿度适宜的条件下与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程，碳化也称中性化。二、混凝土碳化对混凝土性能的影响：利少弊多利：提高密实度，提高强度和硬度

弊：对钢筋失去保护作用；增加混凝土收缩混凝土的碳化三、影响碳化的因素：

1、水泥品种2、水灰比3、环境条件：

CO2浓度影响：越高，碳化速度越快。

湿度影响：相对湿度为50%-70%，碳化速度最快。低于25%碳化为0，高于100%，碳化速度也基本为0。一、混凝土的碱骨料反应：是指水泥中的碱(Na2O和K2O)含量较高时与骨料中的活性SiO2发生反应，在骨料表面生成碱—硅酸凝胶，这种凝胶具有吸水膨胀特性，会使包裹骨料的水泥石胀裂，这种现象称为碱—骨料反应。二、碱骨料反应发生的条件：

1、胶凝材料提供碱的含量大于6%.

2、骨料具有活性.

3、在有水的情况下或潮湿的状态下。三、检验方法：

含有活性的骨料与高碱水泥制成1：2.25胶砂试块，恒温、恒湿养护，定期测量其膨胀值，如果6个月膨胀值不超过0.05%，12个月不超过0.1%。则合格。

混凝土的碱骨料反应提高混凝土耐久性的措施1、合理选择水泥品种2、采用较小的水胶比和保证水泥用量3、选择质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率。4、掺用适量的引气剂和减水剂5、加强混凝土质量的生产控制。第四节普通混凝土的质量控制及配合比设计一、混凝土的质量控制

1.混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。

2.混凝土生产过程中的控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。

3.混凝土生产后的合格性控制。包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。

二、混凝土质量评定的数理统计方法(一)混凝土强度概率的正态分布特点:曲线以平均强度为对称轴,曲线与横轴之间的面积和为100%.(二)强度平均值、标准差、变异系数1.强度平均值注意:平均值只反应混凝土强度总体强度水平,不能说明强度波动的大小.2.标准差注意:标准差σ小,正态分布曲线窄而高,说明强度分布集中，混凝土质量均匀性好；反之，混凝土的施工控制质量较差。3.变异系数

由于σ随强度等级的提高而增大，当混凝土强度不同时,可采用Ｃv作为评定混凝土质量均匀性的指标。Ｃv↓，表示混凝土质量↑；Ｃv↑，则表示混凝土质量↓。其计算式如下:4、混凝土配制强度施工中，由于各种因素的影响，混凝土强度总会产生波动，为使混凝土具有要求的保证率，必须使混凝土的配制强度fcu,o高于混凝土设计强度等级的立方体抗压强度标准值fcu,k。当σ无资料时混凝土强度等级≤C20C25~C45C50~C55σ4.0MPa5.0MPa6.0MPa三、普通混凝土配合比设计混凝土的配合比是指混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。

配合比设计的目的就是根据混凝土的技术要求、原材料的技术性能及施工条件，合理选择混凝土组成材料，并确定出具有满足设计要求的强度等级、便于施工的和易性、与使用环境相适用的耐久性和经济便宜的配合比。

1.满足强度等级要求；2.满足所要求的和易性；3.满足工程耐久性的要求；4.符合经济原则.混凝土配合比设计的四项基本要求：混凝土配合比设计中的基本参数

混凝土配合比的三个重要参数：水胶比对混凝土的强度和耐久性的起决定作用砂率新拌混凝土的粘聚性和保水性有很大影响单位用水量影响新拌混凝土流动性的最主要因素

混凝土配合比的表示方法1.以1m3混凝土中各材料的用量（kg）来表示；2.以胶凝材料的质量为1，用各材料间的质量比表示。注：计算时，骨料以干燥状态质量为基准。计算配合比基准配合比实验室配合比施工配合比普通混凝土配合比设计步骤1.确定配制强度(fcu,0)一、计算配合比的确定2.确定水胶比值(W/B)碎石αa=0.53;αb=0.20卵石αa=0.49;αb=0.13fb

—胶凝材料28d胶砂抗压强度3.确定用水量(mw0)

根据施工要求的坍落度值和已知的粗骨料种类及最大粒径，通过查表选取单位用水量。流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行

a.以上表中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；

b.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：

4.计算胶凝材料（mb0）、矿物掺合料（mf0）和水泥用量(mC0)(1)胶凝材料用量:

(2)矿物掺合料用量（mf0）（3）水泥用量(mC0)

:5.确定砂率

6.确定1m3混凝土的粗细骨料用量体积法：

质量法：二、基准配合比和实验室配合比的确定在计算配合比基础上,进行和易性和强度调整。1、和易性调整得基准配合比：按计算配合比称取一定体积混凝土所需的各种原材料，按规定的方法拌和、进行坍落度或工作度试验。

b)严重露石d)严重离析和泌水c)严重发散和泌水a)理想

调整砂率：如粘聚性、保水性不良，则增大砂率。调整单位用水量：流动性过小，则保持W/B不变，增大水和胶凝材料的用量。流动性过大，则保持砂率不变，适当增加砂石的用量。2、强度校正得实验室配合比：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胶比值，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，砂率可分别增加和减少1%。各种配比至少制作一组试件，标准养护28d天进行强度测定。

绘制抗压强度－胶水比关系图，求出混凝土配制强度fcu,0相对应的水胶比确定1m3混凝土中各材料用量

mw=mw基

mb=ms基(B/W)

mSmg校正系数＆＝ρc,t/ρc,c实验室配合比：

mbh=mb.＆

mwh=mw.＆

msh=ms.＆

msh=mg.＆要根据实测的混凝土表观密度校正配合比假设工地砂、石含水率分别为a%和b%，则施工配合比为：三、施工配合比的确定

mb′=mbhms′=msh

(1+a%)mg′=mgh(1+b%)mw′=msh-msh·a%-mgh·b%

例：某混凝土构件最小截面尺寸为300×150mm，钢筋最小间距40mm。混凝土设计强度等级为C50，坍落度要求75～90mm。该混凝土粉煤灰用量为20%、矿渣粉为10%、减水剂掺量=1%（减水率=22%），混凝土的表观密度2500kg/m3。所用原材料情况如下：水泥：P·I52.5R实测强度58.2MPa密度3.10g/cm3

碎石：连续级配表观密度2700kg/m3

砂子：中砂表观密度2650kg/m3粉煤灰、矿渣粉均为I级试求：1m3混凝土各材料用量（按JGJ55-2011计算)轻混凝土高强混凝土防水混凝土大体积混凝土高性能混凝土耐热混凝土纤维混凝土聚合物混凝土第九节其他品种混凝土

凡表观密度小于1950kg/m3的混凝土统称为轻混凝土。

定义分类

按其组成成分可分为轻骨料混凝土、多孔混凝土(如加气混凝土)和大孔混凝土(如无砂大孔混凝土)三种类型。

一、轻混凝土

轻骨料混凝土是一种轻质、高强、多功能的新型建筑材料，具有表观密度小、保湿性好、抗震性强等优点。

1、轻骨料混凝土定义

用轻质粗骨料、轻质细骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的，其干表观密度不大于1950

kg/m3的混凝土叫轻骨料混凝土。

特点

普通骨料混凝土轻骨料混凝土

轻混凝土——界面显著加强轻骨料界面砂浆

轻骨料混凝土的技术性质

（1）表观密度：800—1900Kg/m3,12个等级（2）强度轻骨料混凝土的强度等级与普通混凝土的强度等级相应，按立方体抗压强度标准值划分为CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45、CL50。（4）应变性能与普通混凝土相比，轻骨料混凝土弹性模量低，极限应变较大；轻骨料混凝土的收缩和徐变较大

（5）热工性能

（3）和易性

（二）多孔混凝土

多孔混凝土是指内部均匀分布着大量微小封闭的气泡而无骨料或无粗骨料的轻质混凝土。根据成孔方式的不同（化学反应加气法和泡沫剂机械混合法），多孔混凝土可分为加气混凝土和泡沫混凝土两大类。多孔混凝土的孔隙率极高，达52％～85％，其表观密度一般在300～1200㎏/m3之间，导热系数低，是一种轻质多孔材料，兼有结构、保温、隔热等功能，同时容易切割且可订性好。

（三）大孔混凝土

大孔混凝土是由粒径相近的粗骨料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土，又称无砂混凝土。表观密度为1000～1500㎏/m3，抗压强度在3.5～10MPa之间。

大孔混凝土中因无细骨料，水泥浆仅将粗骨料粘结在一起，所以是一种大孔材料。它具有导热系数小，保温性好、吸湿性较小、透水性好等特点。因此，大孔混凝土可用于现浇墙板，用于制作小型空心砌块和各种板材，也可制成滤水管、滤水板等，广泛用于市政工程。

C60～C90的混凝土称为高强混凝土，C100以上的混凝土称为超高强混凝土。

二、高强、超高强混凝土定义

高强、超高强混凝土的特点是强度高、耐久性好、变形小，能适应现代工程结构向大