普通混凝土的組成材料

1、會計學1普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料(0=20002800kg/m3)、輕混凝土(02000kg/m3)；本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容5.1 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料5.2 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3 混凝土外加劑混凝土外加劑5.4 普通混凝土配合比設(shè)計普通混凝土配合比設(shè)計5.5 輕混凝土輕混凝土5.6 其他品種混凝土其他品種混凝土化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅固的整體。其結(jié)構(gòu)如圖5.1。圖5.1 普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖 1石子；2砂子；3水泥漿；4氣孔 5.1.1.1 水泥品種的選擇水泥品種的選擇配制混凝土時，一般可采用五大品種水泥，必要時也可采用快硬水

2、泥、鋁酸鹽水泥等。詳見第4章及表4.7。 5.1.1 水泥水泥水泥強度等級應與混凝土強度等級相適應。一般以水泥強度(以MPa為單位)為混凝土強度等級的1.52.0倍較適宜，水泥強度等級過高或過低，會導致水泥用量過少或過多，對混凝土的技術(shù)性能及經(jīng)濟效果都不利。 5.1.1.2 水泥強度等級的選擇水泥強度等級的選擇普通混凝土的細骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風化巖石的顆粒。按產(chǎn)源不同，天然砂分為山砂、河砂和海砂。 人工砂是經(jīng)除土處理的機制砂、混合砂的統(tǒng)稱。 5.1.2 細骨料砂子細骨料砂子為了節(jié)約水泥，并

3、使混凝土結(jié)構(gòu)達到較高密實度，選擇骨料時，應盡可能選用總表面積較小、空隙率較小的骨料，而砂子的總表面積與粗細程度有關(guān)，空隙率則與顆粒級配有關(guān)。 (1)粗細程度砂的粗細程度是指不同粒徑的砂粒混合在一起的總體粗細程度。 5.1.2.1 砂的粗細程度及顆粒級配砂的粗細程度及顆粒級配砂的粗細程度用細度模數(shù)Mx表示，其計算式如下：建筑用砂按細度模數(shù)分為粗、中、細三種規(guī)格，其細度模數(shù)分別為：粗砂：3.73.1；中砂：3.02.3；細砂：2.21.6。 12345611()5100 xAAAAAAAMA砂的顆粒級配用級配區(qū)表示，以級配區(qū)或級配曲線判定砂級配的合格性。對細度模數(shù)為3.7 1.6的建筑用砂，根據(jù)6

4、00m篩的累計篩余百分率分成3個級配區(qū)，見表5.2。為了更直觀地反映砂的顆粒級配，以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據(jù)表5.2的數(shù)值可以畫出砂子3個級配區(qū)的級配曲線，如圖5.3所示。 【例題】用500g烘干砂進行篩分試驗，其結(jié)果如表5.3所求。試分析該砂的粗細程度與顆粒級配?！窘狻坑嬎慵毝饶?shù)Mx 評定結(jié)果：將累計篩余百分率與表5.2作對照，或繪出級配曲線，此砂處于2區(qū)，級配良好；細度模數(shù)為2.66，屬中砂。 12345611()5100(13.923.361.682.1 98.5)5 5.52.661005.5xAAAAAAAMA 圖5.2 骨料顆粒級配示意圖 (a)單一粒徑；(

5、b)兩種粒徑；(c)多種粒徑 表表5.1 累計篩余率與分計篩余率計算關(guān)系累計篩余率與分計篩余率計算關(guān)系 篩孔尺寸篩余量(g)分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)4.75mmm1a1=(m1/500)100% A1=a12.36mmm2a2=(m2/500)100%A2=a1+a21.18mmm3a3=(m3/500)100%A3=a1+a2+a3600m m4a4=(m4/500)100%A4=a1+a2+a3+a4300mm5a5=(m5/500)100%A5=a1+a2+a3+a4+a5150mm6a6=(m6/500)100%A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6表表5.2 建筑用

6、砂的顆粒級配建筑用砂的顆粒級配(GB/T 146842001) 篩孔尺寸1區(qū)2區(qū)3區(qū)累計篩余百分率(%) 9.50mm0004.75mm100 100 100 2.36mm3552501501.18mm65355010250600m 857170414016300m958092708555150m100901009010090圖5.3 砂的級配曲線 篩孔尺寸篩余量(g)分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)4.75mm27.55.55.52.36mm428.413.91.18mm479.423.3600m 191.538.361.6300m102.520.582.1150m8216.498.

7、5 150m7.51.5100表表5.3 砂樣篩分結(jié)果砂樣篩分結(jié)果 含泥量是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于600m的顆粒含量。 天然砂的含泥量應符合表5.4的規(guī)定。 人工砂的石粉含量應符合表5.5的規(guī)定。 砂中泥塊含量應符合表5.4和表5.5的規(guī)定。 5.1.2.2 含泥量、石粉含量和泥塊含量含泥量、石粉含量和泥塊含量表表5.4 天然砂的含泥量和泥塊含量天然砂的含泥量和泥塊含量(GB/T 146842001) 項目 指標類類類 含泥量（按質(zhì)量計）（%） 1.03.05.0泥塊含量（按

8、質(zhì)量計）（%） 01.02.0表表5.5 人工砂的石粉含量和泥塊含量人工砂的石粉含量和泥塊含量(GB/T 146842001) 項目 指標類類類 1亞甲藍試驗 MB值1.40或合格 石粉含量(按質(zhì)量計)(%) 3.05.07.02泥塊含量(按質(zhì)量計)(%) 01.02.03MB值1.40或不合格 石粉含量(按質(zhì)量計)(%) 1.03.05.04泥塊含量(按質(zhì)量計)(%)01.02.0國家標準規(guī)定砂中不應混有草根、樹葉、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應符合表5.6的規(guī)定。 5.1.2.3 有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)含量項目 指標類類類 云母(按質(zhì)

9、量計)(%，小于） 1.02.02.0輕物質(zhì)(按質(zhì)量計)(%，小于） 1.01.01.0有機物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(SO3質(zhì)量計)（%）0.50.50.5氯化物(以氯離子質(zhì)量計)(%，小于) 0.010.020.06表表5.6 砂中有害物質(zhì)含量（砂中有害物質(zhì)含量（GB/T 146842001） 砂的堅固性是指砂在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破裂的能力。天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應符合表5.7的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標法進行試驗，壓碎指標值應符合表5.8的規(guī)定。 5.1.2.4 堅固性堅固性表表5.7 堅固性指標堅固性指標(GB/

10、T 146842001) 項目 指標類類類 質(zhì)量損失（%，小于） 8810表表5.8 壓碎指標壓碎指標(GB/T 146842001) 項目 指標類類類 單級最大壓碎指標(%，小于) 202530砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。 5.1.2.5 表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度、堆積密度、空隙率堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。經(jīng)堿集料反應試驗后，由砂制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗齡期

11、膨脹率應小于0.10%。 5.1.2.6 堿集料反應堿集料反應普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石兩類。卵石是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。碎石是天然巖石或卵石經(jīng)機械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。 5.1.3 粗骨料石子粗骨料石子(1)最大粒徑Dmax粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗骨料的最大粒徑增大，則其總表面積相應減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就減少，可節(jié)約水泥；或者在一定和易性和水泥用量條件下，能減少用水量而提高混凝土強度。 5.1.3.1 最大粒徑和顆粒級配最大粒徑和顆粒

12、級配表表5.9建筑用卵石、碎石的顆粒級配建筑用卵石、碎石的顆粒級配(GB/T 146852001) 粗骨料中含泥量是指粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于4.75mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。粗骨料中含泥量和泥塊含量應符合表5.10的規(guī)定。 5.1.3.2 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量表表5.10 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量(GB/T 146852001) 項目 指標類類類 含泥量（按質(zhì)量計）（%） 0.51.01.5泥塊含量（按質(zhì)量計）（%） 00.50.7卵石和碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬相應粒級的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.

13、4倍者為片狀顆粒(平均粒徑指該粒級上、下限粒徑的平均值)。針片狀顆粒易折斷，且會增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強度、耐久性降低。其含量應符合表5.11的規(guī)定。 5.1.3.3 針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量表表5.11 針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量(GB/T 146852001) 項目 指標類類類 針、片狀顆粒(按質(zhì)量計)(%，小于) 51525卵石和碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。卵石和碎石中如含有有機物、硫化物及硫酸鹽，其含量應符合表5.12的規(guī)定。 5.1.3.4 有害物質(zhì)有害物質(zhì)項目 指標類類類 有機物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(

14、SO3質(zhì)量計)（%）0.51.01.0表表5.12 有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)含量(GB/T 146852001) 堅固性是指卵石、碎石在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。采用硫酸鈉溶液法進行試驗，卵石和碎石經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應符合表5.13的規(guī)定。 5.1.3.5 堅固性堅固性表表5.13 堅固性指標堅固性指標(GB/T 146852001) 項目 指標類類類 質(zhì)量損失(%，小于) 5812(1)巖石抗壓強度巖石抗壓強度是將母巖制成50mm50mm50mm的立方體試件或50mm50mm的圓柱體試件，測得的其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度值。國家標準規(guī)定，巖石抗壓強度：火成巖應不小

15、于80MPa，變質(zhì)巖應不小于60MPa，水成巖應不小于30MPa。 5.1.3.6 強度強度項目 指標類類類 碎石壓碎指標（%，小于） 102030卵石壓碎指標（%，小于） 121616表表5.14 壓碎指標壓碎指標(GB/T 146852001) 碎石和卵石的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。 5.1.3.7 表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度、堆積密度、空隙率經(jīng)堿集料反應試驗后，由卵石、碎石制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗齡期的膨脹率應小于0.10%。 5.1.3.8 堿集料反

16、應堿集料反應對混凝土用水的質(zhì)量要求：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強度的發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性，加快鋼筋銹蝕及導致預應力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面?；炷涟韬陀盟畼藴?JGJ 631989)對混凝土用水提出了具體的質(zhì)量要求。 5.1.4 混凝土用水混凝土用水5.2.1.1 和易性概念和易性概念和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術(shù)指標，包括流動性(稠度)、粘聚性和保水性三個主要方面。 5.2.1 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性普通混凝土拌合物性能試驗方法(GB/T 5

17、00802002)規(guī)定采用坍落度及坍落擴展度試驗和維勃稠度試驗進行評定。(1)坍落度及坍落擴展度試驗 將混凝土拌合物分3次按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，刮平表面后，垂直向上提起坍落度筒。拌合物因自重而坍落，測量坍落的值(mm)，即為該拌合物的坍落度(如圖5.4)。 5.2.1.2 和易性測定和易性測定圖5.4 坍落度測定 表表5.15 混凝土拌合物按坍落度分級混凝土拌合物按坍落度分級 級別名稱坍落度(mm)允許偏差(mm)T1T2T3T4 低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土 10405090100150160 10203030表表5.16 混凝土澆筑時的坍落度混凝土澆筑時的坍落度 項

18、次結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)1基礎(chǔ)或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(gòu)(擋土墻、基礎(chǔ)或厚大的塊體等)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu) 10302板、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的結(jié)構(gòu)(薄壁、斗倉、筒倉、細柱等)50704配筋特密的結(jié)構(gòu)7090圖5.5 維勃稠度儀 級別名稱坍落度(mm)允許偏差(mm)V0V1V2V3 低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土 3131212011105 6643表表5.17 混凝土按維勃稠度的分級混凝土按維勃稠度的分級 (1)水泥漿的數(shù)量在水灰比不變的條件下，增加混凝土單位體積中的水泥漿數(shù)量，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤滑性能，從而使混凝土拌

19、合物的流動性提高。但水泥漿數(shù)量不宜過多，否則會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費水泥，同時影響混凝土強度。5.2.1.3 影響混凝土和易性的主要因素影響混凝土和易性的主要因素具備試驗的條件下，可參考表5.18選取。圖5.6 砂率與坍落度關(guān)系 (水及水泥用量不變) 圖5.7 砂率與水泥用量關(guān)系 (坍落度不變) 表表5.18 混凝土砂率混凝土砂率(%) 水灰比(W/C) 卵石最大粒徑(mm) 碎石最大粒徑(mm) 1020401020400.400.500.600.70 2632303533383641 2531293432373540 2430283331363439 303533383641394

20、4 2934323735403843 27323035333836415.2.2.1 混凝土立方體抗壓強度混凝土立方體抗壓強度普通混凝土力學性能試驗方法(GB/T 500812002)規(guī)定，制作150mm150mm150 mm的標準立方體試件(在特殊情況下，可采用150mm300mm的圓柱體標準試件)，在標準條件(溫度202，相對濕度95%以上)下或在溫度為202的不流動的Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護到28d，所測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度，以fcu表示。 5.2.2 混凝土強度混凝土強度表表5.19 強度換算系數(shù)強度換算系數(shù)(GB/T 500812002) 試件尺寸(mm )骨料最

21、大粒徑(mm)強度換算系數(shù) 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05普通混凝土力學性能試驗方法(GB/T 500812002)規(guī)定，采用150mm150mm300mm的棱柱體作為標準試件，測得的抗壓強度為軸心抗壓強度fcp。 混凝土的軸心抗壓強度fcp與立方體抗壓強度fcu之間具有一定的關(guān)系，通過大量試驗表明：在立方體抗壓強度fcu為1055MPa的范圍內(nèi)，fcp=(0.70.8)fcu。 5.2.2.2 混凝土軸心抗壓強度混凝土軸心抗壓強度混凝土強度主要取決于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥強度等

22、級、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。同時，齡期及養(yǎng)護條件等因素對混凝土強度也有較大影響。 5.2.2.3 影響混凝土強度的主要因素影響混凝土強度的主要因素()cuacebCffW時，碎石混凝土強度比卵石混凝土的高些。(4)齡期 混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度隨齡期增長而提高。在最初37d內(nèi)，強度增長較快，28d后強度增長緩慢(見圖5.10)。混凝土強度的發(fā)展大致與齡期的對數(shù)成正比關(guān)系： 28lglg28ccuffn圖5.8 混凝土強度與水灰比及灰水比關(guān)系 (a)強度與水灰比關(guān)系；(b)強度與灰水比關(guān)系 圖5.9 混凝土強度與保持潮濕時間的關(guān)系 1長期保持潮濕；2保持潮濕14d；3保持潮濕7d；4

23、保持潮濕3d；5保持潮濕1d 圖5.10 溫度、齡期對混凝土強度影響參考曲線 圖5.11 混凝土試件的破壞狀態(tài) (a)立方體試件；(b)棱柱體試件；(c)試件破壞后的棱錐體；(d)不受承壓板約束時試件的破壞情況 (1) 采用高強度等級水泥(2) 采用干硬性混凝土(3) 采用蒸汽或蒸壓養(yǎng)護 (4) 采用機械攪拌和振搗 圖5.12 (5) 摻入減水劑或早強劑 5.2.2.4 提高混凝土強度的措施提高混凝土強度的措施圖5.12 搗實方法對混凝土強度的影響 5.2.3.1 非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形有化學收縮、干濕變形及溫度變形等。 (1)化學收縮是指由于水泥水化生成物的體

24、積比反應前物質(zhì)的總體積小，致使混凝土產(chǎn)生收縮。水泥用量過多，在混凝土的內(nèi)部易產(chǎn)生化學收縮而引起微細裂縫。5.2.3 混凝土變形混凝土變形荷載作用下的變形主要是徐變，所謂徐變是指在長期不變的荷載作用下，隨時間而增長的變形。圖5.13表示混凝土徐變的曲線。混凝土徐變大小與許多因素有關(guān)。如水灰比、養(yǎng)護條件、水泥用量等均對徐變有影響。 徐變的產(chǎn)生，有利也有弊。 5.2.3.2 載荷作用下的變形載荷作用下的變形圖5.13 混凝土徐變曲線 5.2.4.1 混凝土耐久性概念混凝土耐久性概念混凝土耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、

25、抗蝕性及抗碳化能力等等。 5.2.4 混凝土耐久性混凝土耐久性n混凝土的密實度、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素(1) 根據(jù)工程所處環(huán)境及要求，合理選擇水泥品種。(2) 控制水灰比及保證足夠的水泥用量(表5.20)(3) 改善粗細骨料的顆粒級配。(4) 摻加外加劑，以改善抗凍、抗?jié)B性能。(5) 加強澆搗和養(yǎng)護，以提高混凝土強度及密實度，避免出現(xiàn)裂縫、蜂窩等現(xiàn)象。(6) 采用浸漬處理或用有機材料作防護涂層。 5.2.4.2 提高混凝土耐久性措施提高混凝土耐久性措施表表5.20 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ 552000) 5.3.1 外加劑的分類外

26、加劑的分類5.3.2.1 減水劑減水劑減水劑是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著減少其拌和用水量的外加劑。 (1)減水劑的減水作用水泥加水拌和后，水泥顆粒間會相互吸引，形成許多絮狀物圖5.14(a)。當加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結(jié)構(gòu)，把包裹的游離水釋放出來圖5.14(b)。5.3.2 常用的外加劑常用的外加劑n提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性，使混凝土的耐久性得到提高。圖5.14 水泥漿結(jié)構(gòu) 1水泥顆粒；2游離水 (a)未摻減水劑時的水泥漿體中絮狀結(jié)構(gòu)；(b)摻減水劑的水泥漿結(jié)構(gòu) 加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑稱為早強劑。這類外加劑能加速水泥的水化過程，提高混凝土的早期強度并對后期強度無顯著

27、影響。目前常用的早強劑有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺三大類及以它們?yōu)榛A(chǔ)的復合早強劑。 5.3.2.2 早強劑早強劑在攪拌混凝土的過程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑稱為引氣劑。引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.051.25mm的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性，適用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。常用的產(chǎn)品有松香熱聚物、松香皂等，此外還有烷基磺酸鈉及烷基苯磺酸鈉等。 5.3.2.3 引氣劑引氣劑延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑稱為緩凝劑。 常用的緩凝劑有無機鹽類，如硼砂(Na2B4O710H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%0.2%；磷酸三鈉(Na

28、3PO412H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%1.0%等。還有有機物羥基羥酸鹽類，如酒石酸，摻量為0.2%0.3%；檸檬酸，其摻量為0.05%0.1%；以及使用較多的糖蜜類緩凝劑，其摻量為0.1%0.5%。 5.3.2.4 緩凝劑緩凝劑能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑稱為防凍劑。在負溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍劑。一般，防凍劑除能降低冰點外，還有促凝、早強、減水等作用，所以多為復合防凍劑。常用的復合防凍劑有NON-F型、NC-3型、MN-F型、FW2、FW3、AN-4等。 5.3.2.5 防凍劑防凍劑5.3.3 外加劑施工和保管注意事項外加劑施工和保管注意

29、事項5.4.1.1 混凝土配合比設(shè)計的基本要求混凝土配合比設(shè)計的基本要求(1)滿足設(shè)計要求的強度；(2)滿足施工要求的和易性；(3)滿足與環(huán)境相適應的耐久性；(4)在保證質(zhì)量的前提下，應盡量節(jié)約水泥，降低成本。 5.4.1 混凝土配合比設(shè)計的基本要求和主要參數(shù)混凝土配合比設(shè)計的基本要求和主要參數(shù)在混凝土配合比中，水灰比、單位用水量及砂率值直接影響混凝土的技術(shù)性質(zhì)和經(jīng)濟效益，是混凝土配合比的3個重要參數(shù)?；炷僚浜媳仍O(shè)計就是要正確地確定這3個參數(shù)。 5.4.1.2 混凝土配合比設(shè)計的主要參數(shù)混凝土配合比設(shè)計的主要參數(shù)n根據(jù)現(xiàn)場砂、石的實際含水率，對試驗室配合比進行調(diào)整，求出“施工配合比”。5.4

30、.2 混凝土配合比設(shè)計的方法、步驟及實例混凝土配合比設(shè)計的方法、步驟及實例(1)確定配制強度(fcu,o) 配制強度按下式計算：(2)初步確定水灰比(W/C) 采用碎石時： 采用卵石時： 5.4.2.1 計算初步配合比計算初步配合比,1.645cu vcu kff,0.46(0.07)cu vceCffW,0.48(0.33)cu vceCffW流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟進行a. 以表5.22中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計算出未摻外加劑時的混凝土的用水量；b. 摻外加劑時的混凝土的用水量可按下式計算： (1)wwomm(4)計算單位水

31、泥用量(mC0) 根據(jù)已選定的單位用水量(mW0)及初步確定的水灰比(W/C)，可計算出單位水泥用量(mC0)： (5)選取合理砂率值(S)一般應通過試驗找出合理砂率，也可按骨料種類、規(guī)格及混凝土水灰比，參考表5.18選取。 /wocommW C(6)計算砂、石用量(mS0、mG0) 體積法 即將混凝土拌合物的體積，看成是各組成材料絕對體積，加上拌合物中所含空氣的體積。據(jù)此可列關(guān)系式(5.1)： 再根據(jù)已選取的砂率值列出關(guān)系式(5.2)： 101000coGoSoWocoGoSWmmmmSoSSoGommm質(zhì)量法 即假定混凝土拌合物在振搗密實狀態(tài)下每立方米的質(zhì)量mCP為一固定值，再根據(jù)已知砂率

32、，列出關(guān)系式(5.3)及式(5.4)： coGoSoWoCPmmmmmSoSSoGommm表表5.22 塑性和干硬性混凝土的單位用水量塑性和干硬性混凝土的單位用水量(JGJ 552000) 調(diào)整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性滿足施工需要；二是使水灰比符合混凝土強度及耐久性要求。(1)和易性調(diào)整按初步配合比稱取表5.24規(guī)定的體積時各組成材料的用量，攪拌均勻后測定其坍落度，同時觀察其粘聚性和保水性。 5.4.2.2 確定試驗室配合比確定試驗室配合比當試樣調(diào)整工作完成后，應測出混凝土拌合物的實際表觀密度mCP(kg/m3)，并按下式重新計算每立方米混凝土的各項材料用量： WccpCmmC拌拌拌

33、拌拌+S +GWwcpCmmC拌拌拌拌拌+S +GWscpCmmC拌拌拌拌拌+S +GWGcpCmmC拌拌拌拌拌+S +G表表5.24 混凝土試配時最小拌和量混凝土試配時最小拌和量 骨料最大粒徑(mm)拌合物體積(L)31.5以下154025(2)強度復核 方法是采用調(diào)整后的配合比制成3組不同水灰比的混凝土試塊：一組采用基準配合比，另外兩組配合比的水灰比，宜較基準配合比的水灰比分別增加和減少0.05，用水量應與基準配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。 分別將3組試件標準養(yǎng)護28d，根據(jù)測得的強度值與相對應的灰水比(C/W)關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度fcu,o相對應的灰水比，并

34、應按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量： 用水量(mW)在基準配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定；水泥用量(mC) 以用水量乘選定的灰水比計算確定；粗、細骨料用量(mG、mS)應在基準配合比的粗、細骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的灰水比調(diào)整后確定。 由強度復核之后的配合比，還應根據(jù)混凝土拌合物表觀密度實測值(c,t)和混凝土拌合物表觀密度計算值(c,c)進行校正。校正系數(shù)為： ,mc tc tc cmcsGW+m +m假定工地上測出砂的含水率為a%、石子含水率為b%，則將上述試驗室配合比換算為施工配合比，其材料稱量為： 水泥 砂子 石子水 5.4.2.3 計

35、算施工配合比計算施工配合比(1%)()ssmmakg ()CCmmkg (1%)()GGmmbkg %()wwsGmmm ambkg (1)確定配制強度。該施工單位無歷史統(tǒng)計資料，查表5.21取=5.0MPa。fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa)(2)確定水灰比(W/C) 利用強度經(jīng)驗公式計算水灰比： 復核耐久性 查表5.20規(guī)定最大水灰比為0.65，因此W/C=0.49滿足耐久性要求。 ,0.48(0.33)cu vceCffW0.49WC(3)確定用水量(mW0) 此題要求施工坍落度為3550mm，卵石最大粒徑為20mm，查表5.22得每立方米混凝土用水

36、量：mW0=180kg(4)計算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg)查表5.20規(guī)定最小水泥用量為260kg，故滿足耐久性要求。(5)確定砂率根據(jù)上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒徑20mm，查表5.18，選砂率S=32%。 (6)計算砂、石用量mS0、mG0按體積法列方程組 解得 mSO=599kg mGO=1273kg101000coGoSoWocoGoSWmmmmSoSSoGommm 按質(zhì)量法：強度等級C20的混凝土查表5.23，取混凝土拌合物計算表觀密度mCP=2400kg/m3，列方程組解得 mSO=594kg mGO=1262kgcoGoSoW

37、oCPmmmmmSoSSoGommm(7)計算初步配合比體積法mC0 mS0 mG0=364 599 1273=1 1.65 3.50W/C=0.49質(zhì)量法mC0 mS0 mG0=364 594 1262=1 1.63 3.47W/C=0.49兩種方法計算結(jié)果相近。 (8)配合比調(diào)整按初步配合比稱取15L混凝土拌合物的材料：水泥 36415/1000=5.46kg砂子 59915/1000=8.99kg石子 127315/1000=19.10kg水 18015/1000=2.70kg和易性調(diào)整 將稱好的材料均勻拌和后，進行坍落度試驗。假設(shè)測得坍落度為25mm，小于施工要求的3550mm，應保持

38、原水灰比不變，增加5%水泥漿。再經(jīng)拌和后，坍落度為45mm，粘聚性、保水性均良好，已滿足施工要求。 此時各材料實際用量為：水泥5.46+5.465%=5.73kg砂8.99kg石19.10kg水2.70+2.705%=2.84kg并測得每立方米拌合物質(zhì)量為mCP=2380kg/m3強度調(diào)整方法如前所述，此題假定W/C=0.49時，強度符合設(shè)計要求，故不需調(diào)整。 (9)試驗室配合比上述基準配合比為：水泥 砂 石=5.73 8.99 19.10=1 1.57 3.33W/C=0.49則調(diào)整后1m3混凝土拌合物的各種材料用量為：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=3

39、72kgmS=1.57372=584kgmG=3.33372=1239kgmW=0.49372=182kg材料名稱水泥砂卵石水1m3混凝土拌合物各材料用量(kg) 3725841239182質(zhì)量配合比 11.573.330.49(10)施工配合比1m3拌合物的實際材料用量(kg)：mC=mC=375kgmS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kgmG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kgmW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg 5.5.1 輕骨料混凝土輕骨料混凝土5.5.1.1 輕骨料的分類及技術(shù)性能輕骨料的分類及技術(shù)性能表表5.25輕骨

40、料密度等級輕骨料密度等級 密度等級 堆積密度范圍(kg/m3) 輕粗骨料輕砂004005006007008009001000 500600700800900100011001200 21030031040041050051060061070071080081090091010001010110011101200 表表5.26 輕粗骨料筒壓強度及強度等級輕粗骨料筒壓強度及強度等級 密度等級 筒壓強度fa(MPa)強度等級fak(MPa)碎石型普通型和圓球型普通型圓球型3004005006007008009001000 0.2/0.30.4/0.50.6/1.00.8/1.51.0/2.01.2/

41、2.51.5/3.01.8/4.0 0.30.51.02.03.04.05.06.5 3.55.07.51015202530 3.55.07.51520253040表表5.27 輕粗骨料級配輕粗骨料級配 篩孔尺寸 dmin1/2dmaxdmax2dmax圓球型及單一粒級普通型混合級配碎石型混合級配 累計篩余(按質(zhì)量計，%) 909090 不規(guī)定30704060 101010 000 表表5.28 輕骨料有害物質(zhì)含量及其他性能指標輕骨料有害物質(zhì)含量及其他性能指標 項目名稱指標抗凍性(F15，質(zhì)量損失，%)安定性(煮沸法，質(zhì)量損失，%)燒失量，輕粗骨料 (質(zhì)量損失，%)輕砂(質(zhì)量損失，%)硫酸鹽含

42、量(按SO3計，%)氯鹽含量(以Cl2計，%)含泥量(質(zhì)量，%)有機雜質(zhì)(用比色法檢驗) 55450.50.023不深于標準色(1)輕骨料混凝土的技術(shù)性能 和易性 強度與強度等級 輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 512002)規(guī)定，根據(jù)立方體抗壓強度標準值，可將輕骨料混凝土劃分為13個強度等級：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60，其中結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的強度標準值按表5.29采用。 5.5.1.2 輕骨料混凝土的技術(shù)性能與分類輕骨料混凝土的技術(shù)性能與分類0.87W/(m.K)。表表5.29 結(jié)構(gòu)輕骨料

43、混凝土的強度標準值結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的強度標準值(JGJ 512002) 強度種類軸心抗壓軸心抗拉符號fck(MPa)ftk(MPa)混凝土強度等級 LC15LC20LC25LC30LC35LC40LC45LC50LC55LC60 10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.5 1.271.541.782.012.202.392.512.642.742.85表表5.30 輕骨料混凝土的密度等級輕骨料混凝土的密度等級(JGJ 512002) 密度等級干表觀密度的變化范圍(kg/m3)密度等級干表觀密度的變化范圍(kg/m3)600700800900100011001200 56065066075076085086095096010501060115011601250 1300140015001600170018001900 12601350136014501460155015601650166017501760185018601950(1)應對輕粗骨料的含水率及堆積密度進行測定(2)必須采用強制式攪拌機攪拌，防止輕骨料上浮或攪拌不均。(3)拌合物在運輸中應采取措施減少坍落度損失和防止離析。(4)輕骨料混凝土拌合物應采用機械振搗成型。 (5)輕骨料混凝土澆筑成型后應