混凝土及砂浆课件

混凝土、砂漿

Concreteandmortar混凝土

Concrete

以水泥為膠結材，在現代土木建築工程中最為廣泛應用的一類建築材料混凝土的定義廣義上----凡由膠凝材料、骨料按適當比例配合，拌合製成的混合物，經一定時間硬化而成的人造石材統稱之為混凝土。目前工程上使用最多的是以水泥為膠結材料，以砂、石為骨料，加水及摻入適量外加劑和摻和料拌制的普通水泥混凝土（簡稱普通混凝土）美國——SunshineSkywayBridgeinFlorida混凝土橋預製混凝土結構混凝土的組份水泥(Cement)：顆粒尺寸1-50μm

密度3.1g/cm3骨料(Aggregate):粗骨料（粒徑大於5mm）細骨料（粒徑小於5mm）密度2.7g/cm3水(water)：密度1g/cm3化學外加劑(admixture)和礦物摻合料水泥混凝土的主要組份混凝土的分類按表觀密度分類重混凝土——其表觀密度大於2600kg/m3，用重骨料和鋇水泥、鍶水泥等重水泥配製而成。具有防射線的性能，又稱防輻射混凝土，主要用作核能工程的遮罩結構材料。普通混凝土——表觀密度2100kg/m3～2500kg/m3，用普通的天然砂石為骨料配製而成，為建築工程中常用的混凝土。輕混凝土——表觀密度小於1900kg/m3，是採用陶粒等輕質多孔的骨料，或者不採用骨料而摻入加氣劑或泡沫劑，形成多孔結構的混凝土。主要用作輕質結構材料和絕熱材料。按用途分類結構混凝土防水混凝土道路混凝土防輻射混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土大體積混凝土膨脹混凝土等。按生產和施工方法分類

泵送混凝土

噴射混凝土

滑模混凝土

碾壓混凝土

自密實混凝土

離心混凝土壓力灌漿混凝土、預拌混凝土（商品混凝土）混凝土的特點地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。凝結前具有良好的可塑性，可以按工程結構的要求澆築成各種形狀和任意尺寸的結構或預製構件。硬化後有高的力學強度（抗壓強度可達120MPa)和良好的耐久性。與鋼筋有牢固的粘結力，複合成鋼筋混凝土能大大擴展了混凝土的應用範圍。可根據不同要求，通過調整配比配製出不同性質的混凝土。可充分利於工業廢料作骨料或摻和料，有利於環境保護。混凝土的缺點如自重大，比強度小；抗拉強度低，一般只有其抗壓強度的1/10-1/20；硬化速度慢，生產週期長，強度波動因素多等。改性：——採用輕質骨料可顯著降低混凝土的自重，提高比強度；——摻入纖維或聚合物，可提高抗拉強度，大大降低混凝土的脆性；——摻入減水劑、早強劑等外加劑，可顯著縮短硬化週期，改善力學性能。混凝土結構圖水泥混凝土的主要組份一、水泥的品質要求水泥品種的選擇—依據工程性質、工程環境、施工條件等合理選擇。水泥標號的選擇—與配製的混凝土強度等級相適應。當混凝土強度：

≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu

＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu二、骨料對骨料要求主要有：有害雜質含量少具有良好的顆粒形狀，適宜的顆粒級配和細度；表面粗糙，與水泥粘結牢固性能穩定、堅固耐久等。1、細骨料定義：粒徑在0.16—5mm之間的岩石顆粒稱為細骨料。分類：天然砂——天然砂是由天然岩石經長期風化等自然條件作用而形成的。河砂湖砂海砂山砂天然砂按其技術要求分為優等品、一等品、合格品三個等級人工砂——人工砂是將天然岩石軋碎而成，其顆粒棱角多，較潔淨，但片狀顆粒及細粉含量較多，且成本較高，一般只在當地缺乏天然砂源時才採用人工砂。品質要求：對細骨料的品質要求：

a、有害雜質含量

b、顆粒形狀及表面特徵

c、砂的粗細程度－細度模數

d砂的級配－級配曲線a、有害雜質含量砂中有害雜質有：泥塊、草根、樹葉、樹枝、塑膠、煤渣等雜物，以及雲母、硫化物、硫酸鹽、氯鹽和有機質等砂中有害雜質含量限值項目質量指標含泥量（按品質計％）≥C30＜C30泥快含量(按品質計％)≤3.0≤5.0雲母含量(按品質計％)≤1.0≤2.0輕物質含量(按品質計％)≤2.0硫化物和硫酸鹽含量≤2.0有機物含量(比色法試驗)應不深於標準色有害雜質的危害雲母——表面光滑的層、片狀物質，與水泥粘結性差，影響混凝土的強度和耐久性；硫化物及硫酸鹽——對水泥有侵蝕作用；有機質——影響水泥的水化硬化；粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨礙水泥與砂的粘結，增大用水量，降低混凝土的強度和耐久性，並增大混凝土的幹縮；海砂——含的氯化鈉等氯化物對鋼筋有銹蝕作用，因此對使用海砂配製混凝土時，其氯鹽含量（折算成NaCl）不應大於0.1%,對預應力鋼筋混凝土結構，不宜採用海砂。砂中有機雜質的處理當砂中有害雜質含量多，但有無合適砂源時，可過篩和用清水或石灰水（有機質含量多時）沖洗後使用，以符合就地取材原則。b、砂的顆粒形狀及表面特徵河砂、湖砂和海砂→由於長期受水流的沖刷作用，顆粒表面比較圓滑，比較潔淨，且產源較廣，但海砂中常含有貝殼碎片及可容鹽等有害雜質。山砂→顆粒多具棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有機質等有害雜質較多。c、細骨料的粗細程度和顆粒級配砂的粗細程度砂的粗細程度——是指不同粒徑的砂粒，混合在一起後的總體的粗細程度。砂子通常分為——粗砂、中砂、細砂和特細砂等幾種。在相同用砂量條件下，細砂的總表面積較大，粗砂的總表面積較小。在混凝土中砂子表面需用水泥槳包裹，賦予流動性和粘結強度，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥槳就愈多。一般用粗砂配製混凝土比用細砂所用水泥為省。砂的顆粒級配定義：是指不同大小顆粒和數量比例的砂子的組合或搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥槳所填充，為達到節約水泥和提高強度的目的，就應儘量減小砂粒之間的空隙。砂的顆粒級配圖從圖可看出：同樣粒徑的砂，空隙率最大;兩種粒徑的砂搭配起來，空隙率就減小；三種粒徑的砂搭配，空隙就更小。因此，要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。骨料的顆粒級配圖理想的顆粒級配在拌制混凝土時，砂的粗細和顆粒級配應同時考慮。當砂中含有較多的粗顆粒，並以適量的中粗顆粒及少量的細顆粒填充其空隙，則可達到空隙率及總表面積均較小，這種砂是比較理想的，不僅水泥用量少，而且還提高混凝土的密實性與強度。顆粒級配和粗細程度的定量表示砂的顆粒級配和粗細程度，常用篩分析的方法進行測定。用級配區表示砂的級配；用細度模數表示沙的粗細。累計篩餘與分計篩餘百分率關係篩孔尺寸（mm）分計篩餘（％）累計篩餘（％）5a1A1=a12.5a2A2=a1+a21.25a3A3=a1+a2+a30.63a4A4=a1+a2+a3+a40.315a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.16a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6篩分析的方法是用一套孔徑（淨尺寸）為5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm的6個標準篩，將500g幹砂試樣由粗到細依次過篩，然後稱量餘留在各篩上的砂重，並計算出個篩上的分計篩餘百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6、（各篩上的篩餘量占砂樣總重的百分率）及累計篩餘百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6（各篩和比該篩粗的所有分計篩餘百分率之和）。累計篩餘百分率與分計篩餘百分率的關係見下表。砂的粗細－細度模數（Mx）砂的粗細程度用表示細度模數（μf

），其計算公式為Mx=A1+A2+A3+A4+A5+A6

100-A1細度模數（Mx

）愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的細度模數範圍一般為3.7－0.7，其中Mx在3.7－3.1為粗砂，Mx

在3.0－2.3為中砂，Mx在2.2－1.6為細砂，

Mx

在1.5－0.7為特細砂d、砂的顆粒級配－級配曲線砂的顆粒級配用級配區表示；以級配區或篩分曲線判定砂級配的合格性；對細度模數為3.7－1.6的普通混凝土用砂，根據0.63mm孔徑篩（控制粒級）的累計篩餘百分率，劃分成為Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區三個級配區，見下表。普通混凝土用砂的顆粒級配，應處於下表中的任何一個級配區中，才符合級配要求。除5mm及0.63mm篩外，允許有部分超出分區界限，但其總量不應大於5％。

孔徑（mm）累計篩餘（％）Ⅰ區Ⅱ區Ⅲ區10.00005.0010~010~010~02.5035~525~515~01.2565~3550~1025~00.6385~7570~4140~16031595~8092~7085~550.16100~90100~90100~90篩分曲線圖篩分曲線以累計篩餘百分率為縱坐標，以篩孔尺寸為橫坐標，根據上表的數值可以畫出砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級配區的篩分曲線，如下圖。通過觀察所計算的砂的篩分曲線是否完全落在三個級配區的任一區內，即可判定該砂級配的合格性。同時也可根據篩分曲線偏區情況大致判斷砂的粗細程度，當篩分曲線偏向右下方時，表示砂較粗，篩分曲線偏向左上方時，表示砂較細。砂的選擇配製混凝土時宜優先選用Ⅱ區砂。當採用Ⅰ區砂時，應適當提高砂率，並保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當採用Ⅲ區砂時，宜適當降低砂率，以滿足混凝土強度。砂級配的調整在實際工程中，若砂的級配不合適，可採用人工摻配的方法來改善，即將粗、細砂按適當的比例進行摻合使用；或將砂過篩，篩除過粗或過細顆粒。3、粗骨料粗骨料的定義：粗骨料----粒徑＞5mm的岩石顆粒分類：卵石——是由天然岩石經自然條件長期作用而形成的粒徑大於5mm的顆粒，按其產源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應用較多。碎石——由天然岩石經破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。a、要害雜質含量的限值

粘土物質、石粉（<0.15mm）、硫化物、硫酸鹽、氯化物、有機質、針片狀顆粒、雲母、風化顆粒、泥岩、活性骨料等碎石或卵石中有害雜質含量限值（JGJ52-92）項目品質指標≥C30混凝土＜C30混凝土含泥量（以重量計，％）≤1.0≤2.0硫化物及硫酸鹽含量（以SO3重量計，％≤1.0有機質含量（用比色法試驗）不深於標準色氯化物含量（以NaCl重量計，％）≤1.0≤1.5b、骨料顆粒形狀及表面特徵理想的顆粒形狀——三維長度相等或相近的球形或立方體形顆粒；而三維長度相差較大的針、片狀顆粒粒形較差。粗骨料中針、片狀顆粒不僅本身受力時容易折斷，影響混凝土的強度，而且會增大骨料的空隙率。針、片狀顆粒含量要求混凝土強度等級≥C30＜C30針、片狀顆粒含量≤15≤25

骨料表面特徵骨料表面特徵——主要是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特徵等。影響骨料與水泥石之間的粘結性能，進而影響混凝土的強度。碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥槳的孔隙特徵，所以它與水泥石的粘結能力強；卵石→表面光滑且少棱角，與水泥石的粘結能力較差，但混凝土拌合物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強度高10％左右。C、粗骨料的顆粒級配和最大粒徑粗骨料與細骨料一樣，也要求有良好的顆粒級配，以減少空隙率，增強密實性，從而可以節約水泥，保證混凝土的和易性及混凝土的強度。粗骨料的級配也是通過篩分試驗來確定，其標準篩的孔徑為：

2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100mm等十二個篩。分計篩餘百分率及累計篩餘百分率的計算與砂相同。碎石或卵石的顆粒級配範圍圖連續級配和間斷級配連續級配——是按顆粒尺寸大小由小到大連續分級（5mm—Dmax）,每一級骨料都佔有一定比例。連續級配顆粒級差小（D/d≈2）,配製的混凝土拌和物和易性好，不易發生離析；間斷級配——是人為剔除某些中間粒級顆粒，大顆粒的空隙直接由比它小得多的顆粒去填充，顆粒級差大（D/d≈6）,空隙率的降低比連續級配快得多，可最大限度地發揮骨料的骨架，減小水泥用量。但混凝土拌和物易產生離析現象；單粒級宜用於組合成具有所要求級配的連續粒級，也可與連續粒級配合使用，以改善骨料級配或配成較大粒度的連續粒級。工程中不宜採用單一的單粒級配製混凝土。混凝土類型Dmax（mm)大壩混凝土150普通混凝土40高強混凝土25（碎石）

15（卵石）活性粉末混凝土0.6粗骨料的最大粒徑

(Dmax

)定義——公稱粒級的上限（如20~40mm）最大粒徑限值《混凝土結構工程施工及驗收規範》（GBJ50204—92）規定:混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大於結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大於鋼筋最小淨距的3/4；對於混凝土實心板，可允許採用最大粒徑達1/2板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm；對泵送混凝土，碎石最大粒徑與輸送管內徑之比，宜小於或等於1：3，卵石宜小於或等於1：2.5。三、混凝土拌和及養護用水對混凝土用水的品質要求是:

不影響混凝土的凝結硬化無損於混凝土強度發展及耐久性不加快鋼筋銹蝕不引起預應力鋼筋脆斷不污染混凝土表面拌和及養護用水的選擇依《混凝土拌和用水標準》（JGJ63－89）飲用水——可以直接使用；地表水和地下水——按標準規定檢驗合格後可使用。海水——可以拌制素混凝土；不得拌制鋼筋混凝土和預應力混凝土結構，有飾面要求的混凝土，也不得採用海水拌制；工業廢水——經檢驗合格後可用於拌制混凝土。生活污水——水質比較複雜，不能用於拌制混凝土。6.2混凝土拌合物的和易性研究：新拌混凝土（FreshConcrete）的施工性、施工前後如何保持勻質性

包括：和易性的定義和易性的評定方法影響和易性的因素實際工程調整和易性的方法新拌混凝土——混凝土的各組成材料按一定比例攪拌而製成的尚末凝固的混凝土拌和物。1、和易性的概念和易性——指混凝土拌和物易於各施工工序施工操作（攪拌、運輸、澆注、搗實）並能獲得品質均勻，成型密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合性的技術指標，包括：流動性粘聚性保水性不同的施工方式，所要求的和易性不同。骨料水可見泌水內泌水泌水與塑性沉降粘聚性粘聚性——是指混凝土拌和物內部組分之間具有一定的凝聚力，在運輸和澆注過程中不致發生分層離析現象，使混凝土保持整體均勻的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，在施工過程中易出現分層、離析現象。離析——指混凝土拌合物各組分分離，造成不均勻和失去連續性的現象。常有兩種形式：粗骨料從混合料中分離；稀水泥漿從混合料中淌出。分層——指混凝土澆注後由於重力沉降產生的不均勻分佈現象。流動性流動性——是指混凝土拌和物在自重或機械振搗作用下，能產生流動，並均勻密實地填滿範本的性能。流動性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影響著澆搗施工的難易和混凝土的品質。保水性保水性——是指混凝土拌和物具有一定的保持內部水份的能力，在施工過程中不致產生嚴重的泌水現象。保水性差的混凝土拌和物，在施工過程中，一部分水易從內部析出至表面，在混凝土內部形成泌水通道，使混凝土的密實性變差，降低混凝土的強度和耐久性。它反映混凝土拌和物的穩定性。矛盾的統一混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性，三者之間互相關聯又互相矛盾。如粘聚性好則保水性往往也好，但當流動性增大時，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌和物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達到均為良好，亦即使矛盾得到統一。和易性良好的混凝土2、和易性的評定方法根據《普通混凝土拌和物性能試驗方法》（GBJ80－85），用坍落度和維勃稠度來測定混凝土拌和物的流動性，並輔以直觀經驗來評定粘聚性和保水性。坍落度（Slump）測定方法：

將混凝土拌和物按規定的試驗方法裝入標準坍落度筒（圓臺形筒）內，裝搗刮平後，將筒垂直向上提起，這時錐形混凝土拌和物因自重而產生坍落，量測筒高與坍落後混凝土試體最高點之間的高度差，以mm計，即為該混凝土拌和物的坍落度值。坍落度越大，表示混凝土拌和物的流動性越大。

圖3-43單點工作度試驗方法(a)坍落度(b)VB儀坍落度試驗示意圖維勃稠度法現場坍落度試驗坍落度試驗2坍落度試驗3其他性能的評價

在測定坍落度的同時，用目測的方法評定粘聚性和保水性：粘聚性的檢查方法——是用搗棒在已坍落的混凝土拌和物錐體一側輕輕敲打，如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好；如果錐體突然倒塌，部分崩裂或出現離析現象，則表示粘聚性不好。保水性的檢查——則是觀察混凝土拌和物中稀漿的析出程度，如有較多的稀漿從錐體底部流出，錐體部分也因失漿而骨料外露，則表明混凝土拌和物的保水性不好；如坍落筒提起後無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示混凝土拌和物保水性良好。混凝土拌和物的分級

根據《混凝土品質控制標準》（GB50164—92），依坍落度的不同，將混凝土拌和物分為四級：

T1級—低塑性混凝土（坍落度10～40mm）；

T2級—塑性混凝土（坍落度50～90mm）;T3級—流動性混凝土（坍落度100～150mm）；

T4級—大流動性混凝土（坍落度≥160mm）。坍落度試驗法的適用範圍坍落度試驗只適用：

骨料最大粒徑不大於40mm，坍落度值不小於10mm的塑性和流動性混凝土對幹硬性混凝土：採用維勃稠度法維勃稠度法－擊震力下的坍落度法方法：按規定的方法在坍落度筒內裝滿混凝土拌和物，提起坍落度筒，在混凝土拌和物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時以碼錶計時，到透明圓盤表面完全為水泥漿所佈滿時，記錄碼錶時間，即為該混凝土拌和物的維勃稠度值，常用Vt（秒）表示。Vt值越大，表示混凝土拌和物越幹稠。維勃稠度法的適用範圍適用於：

骨料最大粒徑不大於40mm，

Vt值在5～30秒之間的幹硬性混凝土拌和物幹硬性混凝土拌和物的分級

依據維勃稠度值的大小，幹硬性混凝土拌和物可分為四級：V0級—超幹硬性混凝土（Vt≥31秒）；V1級—特幹硬性混凝土（Vt值30～21秒）；V2級—幹硬性混凝土（Vt值20～11秒）；V3級—半幹硬性混凝土（Vt值10～5秒）。流動性（坍落度）的選擇需考慮的因素：

結構類型構件截面大小配筋疏密攪拌方式——機械、人工輸送方式澆注方法——是否泵送搗實方法等原則：在不妨礙施工操作並能保證振搗密實的條件下，盡可能採用較小的坍落度，以節約水泥並獲得品質高的混凝土。坍落度選擇表結構種類坍落度（mm）基礎或地面等的墊層、無筋的厚大結構或配筋稀疏的結構構件10~30板、梁和大型及中型截面的柱子等30~50配筋密列的結構（薄壁、筒倉、細柱等50~70配筋特密的結構70~90注：採用常規的施工方法摻高效減水劑後的坍落度普通混凝土高強混凝土普通/高強混凝土坍落度對比3、影響和易性的因素水泥漿的數量水泥漿的稠度砂率組成材料性質的影響外加劑時間和溫度a、水泥漿的數量水泥漿的作用——賦予混凝土拌和物以一定的流動性。在水灰比不變的情況下，單位體積拌和物內，如果水泥漿愈多，則拌和物的流動性愈大。但若水泥漿過多，將會出現流漿現象，使拌和物的粘聚性變差，同時對混凝土的強度與耐久性也會產生一定的影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，不能填滿骨料間空隙或不能很好包裹骨料表面時，就會產生崩塌現象，粘聚性變差。因此，混凝土拌和物中水泥漿的數量應以滿足流動性要求為度，不宜過量。b、水泥漿的稠度－W/C在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小，水泥漿就愈稠，混凝土拌和物的流動性就愈小。當水灰比過小時，水泥漿幹稠，混凝土拌和物的流動性過低，會使施工困難，不能保證混凝土的密實性。水灰比過大，又會造成混凝土拌和物的粘聚性和保水性不良，而產生流漿、離析現象，並嚴重影響混凝土的強度。水灰比不能過大或過小，依據混凝土強度和耐久性要求合理地選用。單位體積用水量（kg/m3）

無論是水泥漿的多少還是水泥漿的稀稠，實際上對混凝土拌和物流動性起決定作用的是用水量的多少。

對混凝土拌和物流動性的調整，應在保證水灰比不變的條件下，用調整水泥漿量的方法來調整。單位體積用水量的選用依據：骨料種類和粒徑要求的坍落度值單位體積用水量表C、砂率砂率定義——指混凝土中砂的重量占砂石總重量的百分率。砂的作用——填充石子間空隙，並以砂漿包裹在石子外表面減少粗骨料顆粒間的摩擦阻力，賦予混凝土拌和物一定的流動性。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著改變，因而對混凝土拌和物的和易性產生顯著的影響。砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大，在水泥漿含量不變的情況下，相對地水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，導致混凝土拌和物流動性降低。如果砂率過小，又不能保證粗骨料之間有足夠的砂漿層，也會降低混凝土拌和物的流動性，而且會嚴重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿。合理（最佳）砂率

當砂率適宜時，砂不但填滿石子間的空隙，而且還能保證粗骨料間有一定厚度的砂漿層以減小粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土拌和物有較好的流動性，這個適宜的砂率稱為合理砂率。砂率對混凝土坍落度的影響d、組成材料性質的影響骨料的性質：骨料的級配骨料的種類——碎石卵石砂的粗細水泥：對和易性的影響主要表現在水泥的需水性上。不同的水泥品種，需水量不同。Ⅴ外加劑在拌制混凝土時，加入少量的外加劑能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的條件下，獲得良好的和易性，不僅流動性顯著增加，而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性。e、時間和溫度

攪拌完的混凝土拌和物，隨著時間的延長而逐漸變得幹稠，和易性變差，其原因是一部分水供水泥水化、一部分水被骨料吸收、一部分水蒸發以及凝聚結構的逐漸形成，致使混凝土拌和物的流動性變差。拌和物的和易性也受溫度的影響。因為環境溫度的升高，水分蒸發及水化反應加快，坍落度損失也變快。因此施工中為保證一定的和易性，必須注意環境溫度的變化，採取相應的措施。重慶綦江彩虹橋鋼筋混凝土柱的破壞狀態預存缺陷的存在

對硬化後的水泥混凝土結構，在未受荷載之前，由於各種原因，在混凝土結構內部已存在孔縫系統。混凝土結構受荷下的破壞，主要是原有孔縫系統的延伸、聯生和擴大。

混凝土內多餘水分的泌水、蒸發形成的毛細孔；溫度的變化引起的溫度裂縫；濕度變化引起的幹縮裂縫；砂漿和粗骨料之間的不一致變化產生的介面裂縫等。一、混凝土強度的分類包括：抗壓強度抗拉強度抗彎強度抗剪強度與鋼筋的粘結強度等。1、砼的抗壓強度與強度等級定義：混凝土的抗壓強度是指標准試件在壓力作用下直到破壞的單位面積所能承受的最大應力（亦稱極限強度）。混凝土結構物常以抗壓強度為主要參數進行設計，而且抗壓強度與其它強度及變形有良好的相關性，因此，抗壓強度常作為評定混凝土品質的指標，並作為確定強度等級的依據。立方體標準試件依據國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（GBJ87－85）：

150mm×150mm×150mm的標準立方體試件，在標準條件（溫度20±3℃，相對濕度90％以上）下，養護到28d齡期，所測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度，以fcu表示。a2aaa圓柱體（美、法、日）立方體（英、德、中）試件形狀示意圖砼強度等級依據混凝土立方體抗壓強度標準值（以fcu.k表示），將混凝土劃分為十二個強度等級：

C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60混凝土立方體抗壓強度標準值系指對按標準方法製作和養護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標準試驗方法測得的抗壓強度總體分佈中的一個值，強度低於該值的百分率不超過5％。普通混凝土二、影響混凝土強度的因素砼結構連續性的喪失：硬化後的混凝土在未受到外力作用之前，由於水泥水化造成的化學收縮和物理收縮引起砂漿體積的變化，在粗骨料與砂漿介面上產生了分佈極不均勻的拉應力，從而導致介面上形成了許多微細的裂縫。另外還因為混凝土成型後的泌水作用，某些上升的水分為粗骨料顆粒所阻止，因而聚集於粗骨料的下緣，混凝土硬化後就成為介面裂縫。當混凝土受力時，這些預存的介面裂縫會逐漸擴大、延長並匯合連通起來，形成可見的裂縫，致使混凝土結構喪失連續性而遭到完全破壞。破壞斷面圖1、水泥標號與水灰比水泥標號和水灰比是決定混凝土強度最主要的因素。水灰比不變時，水泥標號越高，則硬化水泥石強度越大，對骨料的膠結力也就越強，配製成的混凝土強度也就愈高。水泥標號相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強度愈高，與骨料粘結力愈大，混凝土強度愈高。但水灰比過小，拌和物過於幹稠，在一定的施工振搗條件下，混凝土不能被振搗密實，出現較多的蜂窩、孔洞，反將導致混凝土強度嚴重下降。

W/C理論=0.223W/C實際=0.4~0.6

圖3-6齡期與水灰比對混凝土強度的影響強度與水灰比的關係示意圖砼強度與W/C、水泥強度等的經驗公式

fcu=Afce（C/W—B）

式中fcu———混凝土28d齡期的抗壓強度（Mpa）；

C————每立方米混凝土中水泥用量（Kg）；

W————每立方米混凝土中水的用量（Kg）；

C/W———混凝土的灰水比；

fce———水泥的實際強度（Mpa）。在無法取得水泥實際強度時，可用式

fce=γ.fce.k代入，其中fce.k為水泥標號，γ為水泥標號值的富餘係數（一般為1.13）。A、B——經驗係數，與骨料品種及水泥品種等因素有關，其數值通過試驗求得。若無試驗統計資料，則可按《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55－96）提供的A、B經驗係數取用：採用碎石A＝0.49B＝0.52

採用卵石A＝0.50B＝0.61公式的適用範圍：只適用於流動性混凝土及低流動性混凝土，對於幹硬性混凝土則不適用。混凝土強度公式的應用：可根據所用的水泥標號和水灰比來估計所配製混凝土的強度，也可根據水泥標號和要求的混凝土強度等級來計算應採用的水灰比。2、骨料的影響影響因素：骨料的強度骨料的種類、表面狀態、粒形骨料的級配骨料的有害雜質和弱顆粒含量3、養護溫度及濕度的影響混凝土強度是一個漸進發展的過程，其發展的程度和速度取決於水泥的水化，而混凝土成型後的溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土澆搗成型後，必須在一定時間內保持適當的溫度和足夠的濕度以使水泥充分水化，保證混凝土強度不斷增長，以獲得品質良好的混凝土。溫度影響

養護溫度高，水泥水化速度加快，混凝土強度的發展也快；在低溫下混凝土強度發展遲緩。當溫度降至冰點以下時，則由於混凝土中水分大部分結冰，不但水泥停止水化，混凝土強度停止發展，而且由於混凝土孔隙中的水結冰產生體積膨脹（約9％），而對孔壁產生相當大的壓應力（可達100MPa），從而使硬化中的混凝土結構遭受破壞，導致混凝土已獲得的強度受到損失。冬季施工時，要特別注意保溫養護，以免混凝土早期受凍破壞。濕度影響

周圍環境的濕度對水泥的水化能否正常進行有顯著影響。濕度適當，水泥水化反應順利進行，使混凝土強度得到充分發展，因為水是水泥水化反應的必要成份。如果濕度不夠，水泥水化反應不能正常進行，甚至停止水化，嚴重降低砼強度，而且使砼結構疏鬆，形成幹縮裂縫，增大了滲水性，從而影響混凝土的耐久性。施工規範規定：在混凝土澆築完畢後，應在12h內進行覆蓋，以防止水分蒸發過快。在夏季施工混凝土進行自然養護時，使用矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥和礦渣水泥時，澆水保濕應不少於7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求時，應不少於14d。砼強度與保濕時間的關係圖覆蓋養護噴養護液養護野外公路的遮陽保濕養護野外公路的遮陽保濕4、齡期定義：齡期——是指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間。在正常養護的條件下，混凝土的強度將隨齡期的增長而不斷發展，最初7～14天內強度發展較快，以後逐漸變緩，28天達到設計強度。28天後強度仍在發展，其增長過程可延續數十年之久。砼強度與齡期的關係圖齡期與強度經驗公式在標準養護條件下，混凝土強度的發展，大致與其齡期的常用對數成正比關係（齡期不小於3d）。

式中fn———nd齡期混凝土的抗壓強度（MPa）；

f28———28d齡期混凝土的抗壓強度（MPa）；

n———養護齡期（d），n≥3。齡期與強度經驗公式的應用

可以由所測混凝土早期強度，估算其28d齡期的強度。或者可由混凝土的28d強度，推算28d前混凝土達到某一強度需要養護的天數，如確定混凝土拆模、構件起吊、放鬆預應力鋼筋、製品養護、出廠等日期。DurabilityofConcreteStructure存在只有只有二十年！拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructureDurabilityofConcreteStructure耐久性破壞的大壩DurabilityofConcreteStructure耐久性破壞的大壩細部DurabilityofConcreteStructure一、混凝土耐久性的定義定義——混凝土抵抗環境介質作用並長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。混凝土的劣化——在環境介質的長期作用下造成混凝土使用使用性能的降低，稱為混凝土的劣化。Construction

MaterialsDurabilityofConcreteStructure二、砼在侵蝕介質作用下的破壞原因混凝土的親水性與內部非穩定成分的存在；混凝土非勻質性與孔縫系統的存在；混凝土的滲透性和水作用下的侵蝕性傳輸；混凝土內部提供介質反應空間和產物重分佈；外界侵蝕介質的存在。DurabilityofConcreteStructurea、混凝土的抗滲性定義——混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗有壓介質（水、油、溶液等）滲透作用的能力。抗滲性是決定混凝土耐久性最主要的因素，若混凝土的抗滲性差，不僅周圍水等液體物質易滲入內部，而且當遇有負溫或環境水中含有侵蝕性介質時，混凝土就易遭受冰凍或侵蝕作用而破壞，對鋼筋混凝土還將引起其內部鋼筋銹蝕並導致表面混凝土保護層開裂與剝落。因此，對地下建築、水壩、水池、港工、海工等工程，必須要求混凝土具有一定的抗滲性。DurabilityofConcreteStructure混凝土的抗滲性的評價——抗滲等級：抗滲等級是以28d齡期的標準試件，在標準試驗方法下所能承受的最大靜水壓來確定的。抗滲等級有P4、P6、P8、P10、P12等五個等級，表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓力而不滲透。DurabilityofConcreteStructure混凝土滲水的主要原因內部的孔隙形成連通的滲水通道。產生於:

施工振搗不密實水泥漿中多餘水分的蒸發而留下的氣孔水泥漿泌水所形成的毛細孔粗骨料下部介面水富集所形成的孔穴。這些滲水通道的多少，主要與水灰比大小有關，隨著水灰比的增大，抗滲性逐漸變差，當水灰比大於0.6時，抗滲性急劇下降。DurabilityofConcreteStructure提高混凝土抗滲性的主要措施提高混凝土的密實度;改善混凝土中的孔隙結構，減少連通孔隙;可通過低的水灰比、好的骨料級配、充分的振搗和養護、摻入引氣劑等方法來實現。DurabilityofConcreteStructureb、混凝土的抗凍性定義——是指混凝土在飽水狀態下，能經受多次凍融迴圈而不破壞，同時也不嚴重降低確定的性能。在寒冷地區，特別是在接觸水又受凍的環境下的混凝土要求具有較高的抗凍性。DurabilityofConcreteStructure混凝土受凍融破壞的原因

由於混凝土內部孔隙中的水在負溫下結冰後體積膨脹形成的靜水壓力；當這種壓力產生的內應力超過混凝土的抗拉強度，混凝土就會產生裂縫；多次凍融迴圈使裂縫不斷擴展直至破壞；混凝土的密實度、孔隙率和孔隙構造、孔隙的充水程度是影響抗凍性的主要因素；密實的混凝土和具有封閉孔隙的混凝土（如引氣混凝土），抗凍性較高。摻入引氣劑、減水劑和防凍劑可有效提高混凝土的抗凍性。DurabilityofConcreteStructure混凝土的抗凍性的評價——抗凍等級來表示。抗凍等級是以28d齡期的混凝土標準試件，在飽水後承受反復凍融迴圈，以抗壓強度損失不超過25％，且品質損失不超過5％時所能承受的最大循環次數來確定。混凝土的抗凍等級有F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等九個等級，分別表示混凝土能承受凍融迴圈的最大次數不小於10、15、25、50、100、150、200、250和300次。DurabilityofConcreteStructure引氣與抗凍融迴圈性能的關係示意DurabilityofConcreteStructure摻引氣劑對抗凍性的改善DurabilityofConcreteStructureC、硫酸鹽與海水的腐蝕硫酸鹽侵蝕引起混凝土劣化的機理，是它與硬化水泥漿體中的水化鋁酸鹽反應，生成有破壞性的膨脹產物鈣礬石。Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O—CaSO4·2H2O+2NaOH3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)—CaO·Al2O3·CaSO4·31H2ODurabilityofConcreteStructured、酸腐蝕主要是對水泥石的腐蝕，其機理水泥部分。而混凝土中硬化水泥漿體呈高鹼性，沒有任何矽酸鹽水泥混凝土可以耐酸腐蝕。但如果注意降低滲透性並且養護良好，也能夠生產出在弱酸環境中足夠耐久的混凝土。DurabilityofConcreteStructuree、混凝土的碳化定義——是指混凝土內水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度相宜時發生化學反應，生成碳酸鈣和水，也稱中性化。混凝土的碳化是二氧化碳由表及裏逐漸向混凝土內部擴散的過程。碳化引起水泥石化學組成及組織結構的變化，對混凝土的鹼度、強度和收縮產生影響。DurabilityofConcreteStructure碳化對混凝土性能的影響。碳化作用引起的鹼度降低減弱了對鋼筋的保護作用。因鋼筋處在鹼性環境中而在表面生成一層鈍化膜，保護鋼筋不易腐蝕；當碳化深度穿透混凝土保護層而達鋼筋表面時，鋼筋鈍化膜被破壞而發生銹蝕，此時產生體積膨脹，致使混凝土保護層產生開裂；開裂後的混凝土有利於二氧化碳、水、氧等有害介質的進入，更加劇了碳化的進行和鋼筋的銹蝕，最後導致混凝土產生順筋開裂而破壞。DurabilityofConcreteStructure影響碳化速度的主要因素環境中二氧化碳的濃度——二氧化碳濃度高（如鑄造車間），碳化速度快水泥品種——摻混合材的水泥鹼度較低，碳化速度隨混合材料摻量的增多而加快。水灰比——水灰比愈小，混凝土愈密實，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度就慢。環境濕度——當環境中的相對濕度在50～75％時，碳化速度最快，當相對濕度小於25％或大於100％時，碳化將停止。CementConcretef、幹濕變形定義——由於混凝土周圍環境濕度的變化，會引起混凝土的幹濕變形，表現為幹縮濕脹。機理：混凝土在乾燥過程中，由於毛細孔水的蒸發，使毛細孔中形成負壓，隨著空氣濕度的降低負壓逐漸增大，產生收縮力，導致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發生部分蒸發，凝膠體因失水而產生緊縮。CementConcrete幹濕變形的特點可恢復性－吸水膨脹；混凝土的濕脹變形量很小，一般無破壞作用。但幹縮收縮（DryShrinkage）能使混凝土表面出現拉應力而導致開裂，嚴重影響混凝土的耐久性。一般條件下混凝土的極限收縮值為(50～90)×10－5mm/mm左右，在工程設計時，混凝土的線收縮採用(15～20)×10-5mm/mm，即每m收縮0.15～0.20mCementConcrete乾燥環境幹縮示意圖CementConcrete泌水速率<蒸發速率開裂混凝土表面幹縮示意圖一、砼外加劑的定義與分類

依據《混凝土外加劑分類、命名與定義》（GB8075）:

混凝土外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質，摻量一般不超過水泥品質的5％。外加劑的分類按其主要功能分為四類：（1）改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。（2）調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。（3）改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻鏽劑等。（4）改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑等。使用外加劑的主要目的Ⅰ、改善新拌混凝土、砂漿、水泥漿的性能如：不增加用水量而提高和易性、或和易性相同減少用水量；縮短或延長除凝時間；減少泌水和離析；大幅度提高可泵性；使用外加劑的主要目的Ⅱ、改善硬化混凝土、砂漿、水泥漿的性能，如：延緩或減少水化熱；加速早期強度增長率；提高混凝土強度（壓、拉、彎）；提高耐久性，特別是抵抗嚴酷的暴露環境；阻止或減緩混凝土中鋼筋的銹蝕；控制與減緩堿骨料反應造成的膨脹破壞。二、常用外加劑的性能與選用工程上常用的混凝土外加劑主要有：各類減水劑早強劑、防凍劑引氣劑緩凝劑等1、減水劑定義——減水劑是指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能顯著減少其拌和水量的外加劑。分類——普通減水劑和高效減水劑兩大類。減水劑的主要作用：

1、降低水灰比（水膠比），提高混凝土強度；

2、增大工作度，使混凝土易於澆注、成型密實；

3、不改變混凝土強度和工作度，在減少用水量的同時降低水泥用量。

4、改善混凝土拌合物的可泵性2、減水劑的作用原理常用減水劑均屬表面活性劑，是由親水基團和憎水基團兩個部分組成。當水泥加水拌和後，由於水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮凝結構，包裹了一定的拌和水（游離水），從而降低了混凝土拌和物的和易性。如在水泥漿中加入適量的減水劑，由於減水劑的表面活性作用，致使憎水基團定向吸附於水泥顆粒表面，親水基團指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷。在電斥力作用下，使水泥顆粒互相分開，絮凝結構解體，包裹的游離水被釋放出來，從而有效地增加了混凝土拌和物的流動性。減水劑的作用原理當水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑後，使水泥顆粒表面形成一層穩定的溶劑化膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，並在顆粒間起潤滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。此外，由於水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤濕，增大了水泥顆粒的水化面積，使水化比較充分，從而也提高了混凝土的強度水泥漿的絮凝結構沒加減水劑的水泥漿加減水劑後的水泥漿減水劑分散水泥的機理示意圖3、減水劑的技術經濟效果效果：1）、增加流動性。W,W/C=定值，坍落度可增大100～200mm，且不影響混凝土的強度。2）、提高混凝土強度。C,Slump=定值，可減少拌和水量10％～15％，從而降低水灰比，使混凝土強度提高15％～20％，特別是早期強度提高更為顯著。3）、節約水泥。Slump,W/C=定值，可以在減少拌和水量的同時，相應減少水泥用量，即在保持混凝土強度不變時，可節約水泥用量10％～15％。減水劑的技術經濟效果4）、改善混凝土的耐久性。由於減水劑的摻入，顯著地改善了混凝土的孔結構，使混凝土的密實度提高，透水性可降低40％～80％，從而可提高抗滲、抗凍、耐化學腐蝕及防銹蝕等能力。5）、可以改善混凝土拌和物的泌水、離析現象，延緩混凝土拌和物的凝結時間，減慢水泥水化放熱速度和配製特種混凝土。（二）、早強劑定義——早強劑是加速混凝土早期強度發展的外加劑。適於在低溫施工時使用。在負溫下使用的早強劑稱為防凍劑或防凍早強劑，用途——在低溫和負溫條件下它能夠降低冰點，使拌合物中的水分不會很快結冰，使水泥繼續水化，達到抵抗冰體膨脹的臨界強度。多用於冬期施工和搶修工程。分類——主要有氯鹽類、硫酸鹽類、有機胺類三種。Ⅰ氯鹽類早強劑主要有——氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應用最廣。其適宜摻量——為水泥品質的0.5%～1.0%，能使混凝土3d強度提高50％～100％，7d強度提高20％～40％，同時能降低混凝土中水的冰點，防止混凝土早期受凍。缺點——含有離子，會使鋼筋銹蝕，並導致混凝土開裂。為了抑制氯化鈣對鋼筋的銹蝕作用，常將氯化鈣與阻鏽劑亞硫酸鈉（NaNO2）複合使用。Ⅲ有機胺類早強劑主要有——三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺等，其中早強效果以三乙醇胺為佳。摻量為水泥品質的0.02%～0.05%，能使混凝土早期強度提高50％左右。與其它外加劑（如氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等）複合使用，早強效果更加顯著。三乙醇胺對混凝土稍有緩凝作用，摻量過多會造成混凝土嚴重緩凝和混凝土強度下降。（三）、引氣劑1、定義——引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分佈均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物泌水離析，改善和易性，並能顯著提高硬化混凝土抗凍融耐久性的外加劑。目前應用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。2、引氣劑的作用機理引氣劑屬憎水性表面活性劑，能顯著降低水的表面張力和介面能，使水溶液在攪拌過程中極易產生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50～250μm。同時引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩定而不破裂。按混凝土含氣量3％～5％計，每立方米混凝土拌和物中含數百億個氣泡。大量微小、封閉並均勻分佈氣泡的存在，使混凝土的某些性能得到明顯改善。3、引氣劑的效果

顯著提高混凝土的抗滲性、抗凍性。改善拌和物的和易性。。降低部分強度。（一般含氣量每增加1％時，其抗壓強度將降低4％～5％，抗折強度降低2％～3％。）混凝土配合比設計的基本要求滿足混凝土結構設計——強度等級；滿足混凝土施工——和易性；滿足工程所處環境——耐久性的要求；符合經濟原則——盡可能採用當地材料。混凝土配合比設計的資料準備

瞭解工程設計要求的混凝土強度等級，以便確定混凝土配製強度。瞭解工程所處環境對混凝土耐久性的要求，以便確定所配製混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。瞭解結構構件斷面尺寸及鋼筋配製情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。瞭解混凝土施工方法及管理水準，以便選擇混凝土拌和物坍落度及混凝土強度的標準差。混凝土配合比設計中的三個參數Ⅰ、水與水泥之間的比例關係——水灰比表示；Ⅱ、砂與石子之間的比關係——砂率表示；Ⅲ、水泥漿與骨料之間的關係——單位體積用水量來表示。確定三個參數的基本原則：

在滿足混凝土強度和耐久性的基礎上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據粗骨料的種類和規格確定混凝土的單位用水量；砂在骨料中的數量應以填充石子空隙後略有富餘的原則來確定砂率。混凝土配合比設計的步驟Ⅰ初步計算配合比Ⅲ實驗室配合比Ⅱ基準配合比Ⅳ施工配合比調整坍落度校核強度、耐久性扣減工地砂石含水量二、初步計算配合比計算步驟：第一步：確定配製混凝土強度第二步：確定水灰比第三步：確定用水量第四步：確定水泥用量第五步：確定砂率第六步：確定砂石用量第一步：混凝土配製強度的確定依據公式：

fcu.0

＝fcu.k

+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配製強度（MPa）

fcu.k——混凝土立方體抗壓強度標準值；

σ——混凝土強度標準差（MPa）。

σ的確定：A、施工單位有強度歷史資料時，依公式計算；B、施工單位無強度歷史資料時，查表6-6取用。第二步、初步確定水灰比（W/C）依混凝土強度公式：fcu,o=Afce(C/W-B)W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)耐久性校核：水灰比還不得大於表6-5中規定的最大水灰比值結果——兩者取最小值。第三步選取1M3混凝土的用水量（W)

根據所用粗骨料的種類、最大粒徑及施工所要求的坍落度值（表6-4），查表6－7，選取1M3混凝土的用水量。第四步計算1M3混凝土的水泥用量（C）計算——根據確定的水灰比（W/C）和選用的單位用水量（W），可計算出水泥用量（C）。

W/C=（W/C）

C=W/(W/C)校核——為保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥用量還應滿足表6－5規定的最小水泥用量的要求；取值——兩者最大值。第五步選取合理砂率值（Sp）方法：Ⅰ、依據填充理論和砂石狀態參數，計算砂率；Ⅱ、根據混凝土拌和物的和易性，通過試驗求出合理砂率——坍落度最大的最小砂率；Ⅲ、如無試驗資料，可根據骨料品種、規格和水灰比，按表6－8選用。水灰比（W/C）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）1020401620400.426－3225－3124－3030－3529－3427－320.530－3529－3428－3333－3832－3730－350.633－3832－3731－3636－4135－4033－380.741－3635－4034－3939－4438－4336－41水灰比（W/C）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）1020401620400.426－3225－3124－3030－3529－3427－320.530－3529－3428－3333－3832－3730－350.633－3832－3731－3636－4135－4033－380.741－3635－4034－3939－4438－4336－41混凝土的砂率（％）

（JGJ/T55-96）表6－5第六步計算粗、細骨料的用量（G）及（S）A品質法：若原材料情況比較穩定，所配製的混凝土拌和物的表觀密度將接近一個固定值。

W+C+S+G=2450Sp=S/(S+G)B

體積法：假定混凝土拌和物的體積等於各組成材料絕對體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。

C/γc+W/1+S/γs+G/γg+0.01α=1Sp=S/(S+G)C:S:G:W=1:S/C:G/C:W/C第六步計算粗、細骨料的用量（G）及（S）三、實驗室（設計）配合比——強度校驗採用三個不同的配合比，其一為基準配合比，另外兩個配合比的W/C較基準配合比分別增加或減少0.05。每種配合比至少製作一組（三塊）試件，標準養護到28d時進行強度（活耐久性）測試。由試驗得出的各灰水比及其對應的混凝土的強度（和耐久性）關係，用作圖法或計算法求出與混凝土配製強度（fcu,o）相對應的灰水比,並確定出設計配合比。設計配合比的確定用水量（mw）──取基準配合比中的用水量，並根據製作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進行適當的調整；水泥用量（mc）──以用水量乘以選定出的灰水比計算確定；粗、細骨料用量（mg、ms）──取基準配合比中的粗、細骨料用量，並按選定的灰水比進行適當的調整。四、施工配合比——現場砂石含水量的扣減

設計配合比是以乾燥材料為基準的，而工地存放的砂、石的水分隨著氣候的變化。所以現場材料的實際稱量應按工地砂、石的含水情況進行修正，修正後的配合比，叫做施工配合比。現假定工地存放砂的含水率為a（%），石子的含水率為b（％），則將設計配合比換算為施工配合比，其材料稱量為：

m/c=mc

（kg）；

m/s=ms(1+a%)（kg）；

m/g=mg(1+b%)（kg）

m/w=mw-a%ms-b%mg

（kg）。普通混凝土配合比設計實例【例題】某框架結構工程現澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設計強度等級為C30，施工要求坍落度為30～50mm（混凝土由機械攪拌，機械振搗），根據施工單位歷史統計資料，混凝土強度標準差σ＝4.8MPa。採用的原材料：525號普通水泥（實測28天強度56.7MPa），密度ρc＝3100kg/m3；中砂，表觀密度ρs=2650kg/m3；碎石，表觀密度ρg＝2700kg/m3，最大粒徑Dmax=20mm；自來水。要求：

1、試設計混凝土配合比（按乾燥材料計算）。

2、施工現場砂含水率3％，碎石含水率1％，求施工配合比。【解】：初步計算配合比的計算⑴、確定配製強度（fcu,o）

fcu,o

＝fcu,k+1.645σ＝30＋1.645×4.8=37.9MPa⑵、確定水灰比（W/C）

碎石A＝0.48B=0.52W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)=0.48×56.7/(37.9+0.48×0.52×56.7)=0.52

由於框架結構梁處於乾燥環境，查表6－5，（W/C）max=0.65，故可取w/c=0.52。⑶、確定單位用水量（W）查表6－7，取W＝195kg⑷、計算水泥用量（C）

C＝W/(W/C)=195/0.52=375(kg)

查表6－5，最小水泥用量為260kg/，故可取C＝375kg。⑸、確定合理砂率值（Sp）根據骨料及水灰比情況，查表6-8，取βs＝35％⑹、計算粗、細骨料用量（mg）及（ms）

A、用品質法計算:W+C+S+G=2450Sp=S/(S+G)假定每立方米混凝土拌和物重mcp=2400kg則

375+S+G+195=2400S/(S+G)=35%

解得：G＝1189kgS=641kgB、

用體積法計算方程略解得：G＝1211kgS＝652kg兩種方法計算結果相近。

配合比的試配、調整1、按初步計算配合比試拌15L，其材料用量為水泥0.015×373=5.63kg

水0.015×195=2.93kg

砂0.015×641=9.62kg

石子0.015×1189=17.84kg

攪拌均勻後做和易性試驗，測得的坍落度為20mm，不符合要求。增加5％的水泥漿，即水泥用量增加到5.91kg，水用量增加到3.08kg，測得坍落度為30mm，粘聚性、保水性均良好。試拌調整後的材料用量為：水泥5.91kg，水3.08kg，砂9.62kg，石子17.84kg，總重量36.45kg。混凝土拌和物的實測表觀密度為2410kg/，則拌制1混凝土的材料用量－檢驗強度

在基準配合比的基礎上，拌制三種不同水灰比的混凝土，並製作三組強度試件。其一是水灰比為0.52的基準配合比，另兩種水灰比分別為0.47及0.57，經試拌檢查和易性均滿足要求。經標準養護28天後，進行強度試驗，得出的強度值分別為：水灰比0.47（灰水比2.13）………45.5MPa

水灰比0.52（灰水比1.92）………39.6MPa

水灰比0.57（灰水比1.75）………34.5MPa確定設計配合比

根據上述三組灰水比與其相對應的強度關係，計算（或作圖）出與混凝土配製強度（37.9MPa）對應的灰水比值為1.86，即水灰比為0.54。則初步定出混凝土的配合比為：水W=204kg

水泥C=204/0.54=378kg

砂S=636kg

石子G=1180kg

裝飾混凝土在我國還屬新型材料，但它已廣泛使用於歐、美、日等許多發達國家，它使水泥地面永久地呈現各種色澤、圖案、質感，逼真地模擬自然的材質和紋理，隨心所欲地勾劃各類圖案，而且久而彌新，使人們輕鬆地實現建築物與人文環境