建筑材料-《.普通砼》課件

1、 第3章 普通混凝土 杭州灣跨海大橋第3章 普通混凝土 主要內容掌握:1、水泥砼的組成材料 技術性質2、水泥砼的主要技術性質3、水泥砼的配合比設計水 泥砂 子石 子 水外加劑摻和料 和易性強 度耐久性重點難點：砼 耐 久 性 砼配比設計3.1 混 凝 土 概 述混凝土的定義：混凝土是由膠凝材料膠結料、集料骨料和水以及必要時參加的外加劑、摻合料等材料，按適當比例配制并硬化而成的具有堆聚結構的復合材料稱為混凝土。 普通混凝土的定義：以水泥為膠凝材料，以砂、石為骨料和水按適當比例配制并硬化而成的具有堆聚結構的復合材料稱為普通混凝土。 又稱為混凝土人造石砼。 普通混凝土結構組成 砼 結 構： 宏觀均質

2、、微觀非均質的堆聚結構。 界面過渡層界面相： 由于泌水等原因，在骨料外表形成的水泥石薄層，結構疏松，常有微裂紋。 它對砼的強度和耐久性 有很大影響，特別是粗 骨料與水泥石的界面。 砼 結 構一、水泥砼的開展概況 砼的開展歷程大致如下：波特蘭水泥1824y 砂漿砼 鋼筋砼1850y 鋼筋砼設計方法發(fā)表1880y 水灰比理論問世1918y 預應力鋼筋砼1929y 外加劑砼1935y 聚合物水泥砼1955y 高強砼1975y 高性能砼(1995y) 智能砼(21世紀初) 20世紀90年代以前，砼的開展只重視砼強度的提高，而無視砼的耐久性。 HPC:高強和良好的工作性、體積穩(wěn)定性和耐久性。 世界上的最

3、高建筑迪拜塔世界上跨徑最大的懸索橋日本明石海峽大橋,主跨1991米世界跨徑最大斜拉橋 蘇通長江大橋，主跨 1088米世界最大水電工程長江三峽水利樞紐工程 二、混凝土的分類 1.按表觀密度大小分： 重 混凝土:干表觀密度 2600 Kg/m3 普通混凝土:干表觀密度 = 20002600 輕 混凝土:干表觀密度 20002.按膠凝材料不同分： 水泥砼、瀝青砼、聚合物砼 。3.按用途不同分： 道路砼、水工砼、裝飾砼、特種砼防水砼、耐熱砼、耐酸砼、防輻射砼 。 5.按生產和施工方法分：預拌砼商品砼、泵送砼、自密實砼、噴射砼、碾壓砼、真空吸水砼、水下不分散砼 低 強 砼 fc 30MPa 中 強 砼

4、fc= 3055MPa 高 強 砼 fc 60MPa 超高強砼 fc 100MPa 4.按強度等級分：三、普通砼的特點 主要優(yōu)點： 就地取材、本錢較低。 施工方便。 性能可根據需要設計調整。 抗壓強度高、匹配性好，與鋼筋及鋼纖維等有牢固的粘結力。 耐久性好。 耐火性好，維修費少。 主要缺點： 自重大，比強度低。 抗拉強度低，抗裂性差。受拉時變形能力小，容易開裂。 四、對普通砼的根本要求 和易性：滿足施工和易性；強 度：滿足設計要求的強度；耐久性：滿足工程所處環(huán)境條件所必須的耐久性。經濟性：在滿足各項技術指標的前提下，盡可能降 低砼生產本錢。3.2 普通混凝土的主要技術性質一、混凝土拌和物的性能

5、一和易性的概念 和易性是指砼拌合物能保持其組成成分均勻，不發(fā)生分層、離析、泌水等現象，便于施工操作拌和、運輸、澆灌、搗實，并能獲得質量均勻、成型密實的砼的性能。和易性是一項綜合的技術性質，包括流動性、粘聚性、保水性等三方面的性能。 流動性：是指砼拌合物在本身自重或機械振搗力的作用下，能產生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。 粘聚性：是指砼拌合物組成材料之間具有一定的粘聚力，在施工過程中不致產生分層和離析的現象，而使砼保持整體均勻的性能。 保水性：是指砼拌合物具有一定的保持水分的能力，在施工過程中不致產生嚴重的泌水現象。和易性良好就是指即具有滿足施工要求的流動性，又具有良好的粘聚性、保水性。 二

6、和易性的檢測和評定 通常是以測定拌合物的稠度流動性為主，輔以觀察的方法評定粘聚性和保水性。 根據砼拌和物的流動性不同，檢測方法分2種： 塌落度與塌落擴展度法 維勃稠度法 1.塌落度與塌落擴展度法 適用范圍：集料最大粒徑40mm，塌落度10mm的砼拌和物。塌落度試驗方法： 將砼拌合物按規(guī)定方法裝入標準園錐塌落度筒無底內，裝滿刮平后，垂直向上將筒提起，移到一旁，砼拌合物由于自重將會產生塌落現象。然后量出向下塌落的尺寸mm就叫做塌落度，作為流動性指標。 塌落度愈大表示流動性愈大。 塌 落 度 試 驗 在做坍落度試驗的同時，應觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性等情況，以更全面地評定混凝土拌合物的和易性：

7、粘聚性評定：用搗棒輕輕敲擊已塌落的砼拌合物錐體，假設錐體逐漸下沉，那么表示粘聚性良好；如果錐體突然崩塌或出現石子離析現象，那么說明粘聚性不好。保水性評定：是以砼拌和物中的稀水泥漿析出的程度來評定。塌落度筒提起后，觀察混凝土拌合物的底部，如有較多的稀水泥漿或水析出，或因失漿而使骨料外露，那么說明保水性差，如錐體底部沒有或僅有少量的水泥漿析出，那么說明保水性良好。 根據塌落度的不同，可將砼拌合物分為4級： 級別名 稱塌落度(mm)T1低塑性砼1040T2塑 性 砼5090T3流動性砼100150T4大流動性砼160砼按塌落度的分級 注：T10的砼拌合物稱為干硬性混凝土。塌落擴展度法：流動性評定：當

8、T220mm時，用塌落擴展度，作為流動性指標。將砼拌合物按規(guī)定方法裝入標準園錐塌落度筒內，裝滿刮平后，垂直向上將筒提起。用鋼尺測量砼拌和物擴展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直徑之差50mm的條件下，用其算術平均值作為塌落擴展度值，否那么試驗無效，須重做。粘聚性評定：對于T220mm的砼拌和物，如果發(fā)現粗骨料在中央集堆或邊緣有水泥漿析出，表示此砼拌和物粘聚性較差。保水性評定：與上同。 2.維勃稠度法 適用范圍:適用于Dm40mm，維勃稠度在530s之間的砼拌合物稠度測定。維勃稠度法：試驗時，將塌落度筒放在直徑400mm、高200mm的圓筒中，圓筒固定在專用振動臺上。按塌落度試驗方法將砼拌和

9、物裝入塌落度筒內后，提起塌落度筒，并在拌合物錐體頂面放一透明園盤，然后開啟振動臺，同時用秒表計時，到透明園盤的底面完全為水泥漿所布滿時，停止秒表，關閉振動臺。此時可認為砼拌合物已密實。所經歷的時間以秒計，稱為維勃稠度值(VC值)，精確到1s。維勃稠度值愈大，砼拌和物愈干稠。 增實因素法： 當T5mm干硬性砼和維勃稠度30s的特干硬性砼拌合物的稠度可采用增實因素法來測定。 該法是引用跳桌增實法。電 動 跳 桌根據維勃稠度的大小，砼拌和物也分四級： 砼按維勃稠度的分級 級 別 名 稱 維勃稠度（s）V0超干硬性砼 31 V1 特干硬性砼3021 V2干 硬 性 砼 2011 V3半干硬性砼 105

10、 三流動性塌落度的選擇： 構件截面尺寸：截面尺寸較大時，選用較小塌落度。 配筋疏密：構件配筋較疏時，選用較小塌落度。 。搗實方式：機械振搗時，選用較小塌落度。人工振搗時，選用較大塌落度。運輸距離：運距較遠時，應考慮運輸過程中塌落度的經時損失，塌落度宜選大些，特別是商品砼。氣候條件：氣溫高、空氣相對濕度小時，因水泥水化速度加快及水分揮發(fā)加速，塌落度損失大，塌落度宜選大些。泵送砼選擇塌落度除考慮振搗方式外，還要考慮其可泵性。泵送砼的塌落度，可按國家現行?砼結構工程施工及驗收標準?和行業(yè)標準?砼泵送技術規(guī)程?的規(guī)定選用。 從技術、經濟方面綜合考慮，流動性塌落度的選擇原那么是：在便于施工操作并能保證砼

11、振搗密實的條件下，應盡可能選用較小的塌落度，以便節(jié)約水泥并獲得質量較高的砼。四影響和易性的主要因素 1.水泥漿的數量；2.水泥漿的稠度；3.砂率；4.原材料性質：水泥品種、骨料性質、外加劑、摻合料；5.時間和溫度；6.施工工藝。 1.水泥漿的數量單位用水量W在水灰比不變時：水泥漿愈多，那么拌和物的流動性愈大。水泥漿過多，將會出現流漿現象，使拌和物的粘聚性變差，同時對砼的強度與耐久性也會產生一定影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，致使其不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料外表時，就會產生崩塌現象，粘聚性變差。 砼拌合物中水泥漿的含量不能過少亦不宜太多，應以滿足和易性要求為宜。 在水灰比一定時，水泥漿

12、的多少反映了單位用水量的多少。 2.水泥漿的稠度水灰比水泥漿的稠度是由W/C所決定的。 在水泥用量不變的情況下：W/C愈小，水泥漿就愈稠，砼拌合物的流動性便愈小。當W/C過小時，水泥漿干稠，砼拌合物的流動性過低，會使施工困難，不能保證砼的密實性。增大W/C會使流動性加大。如果W/C過大，又會造成砼拌合物的粘聚性和保水性不良，而產生流漿、離析現象，并嚴重影響砼的強度。 W/C不能過大或過小。一般應根據砼強度和耐久性要求合理地選用。對砼拌合物流動性起決定作用的是用水量的多少必須注意：在拌制砼時，不能用單純改變用水量的方法來調整砼拌合物的流動性。因單純加大用水量會降低砼的強度和耐久性。因此，應該在保

13、持水灰比不變的條件下用調整水泥漿量的方法來調整砼拌合物的流動性。恒定用水量法那么：在配制砼時，假設粗、細骨料種類及比例一定，當用水量一定時，水泥用量適當變化增減501003時，流動性根本保持不變，該性質稱“恒定用水量法那么。 3.砂 率砂率：是指砼中砂的質量占砂、石總質量的百分率。 s 砂率%； Mg每立方米砼的粗集料用量kg； s每立方米砼的細集料用量kg； P粗集料的空隙率%0s ,0g 砂、石堆積密度kg/m3)。 在水泥漿含量不變的情況下：砂率過大，砼拌合物的流動性減小。砂率過小，也會降低砼拌合物的流動性，而且會嚴重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿等現象。合理砂率：在用水量及水

14、泥用量一定的情況下，能使砼拌合物獲得最大的流動性且能保持良好的粘聚性和保水性的砂率為合理砂率。如圖34所示。 能使砼拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性與保水性 而水泥用量為最少的砂率為合理砂率。如圖35所示。影響砂率的因素： a. 石子最大粒徑較大、級配較好、外表較光滑時，可采用較小的砂率；b. 砂的細度模數較小時，可采用較小的砂率；c. 水灰比較小、水泥漿較稠時，可采用較小砂率；d. 施工要求的流動性較大時，需采用較大的砂率；e. 當摻用引氣劑或減水劑時，可適當減小砂率。砂率的選用原那么：在保證拌合物不離析,又能很好地澆灌、搗實的條件下,應盡量選用較小砂率。對于重要的砼工程應通過試驗找出

15、合理砂率。對于一般工程查表初選砂率。4.組成材料的性質：水泥品種、骨料性質、外加劑、摻合料a .水泥品種不同品種水泥，其顆粒特征不同，需水量也不同。如配合比相同時，用礦渣水泥和火山灰水泥時，拌合物的塌落度一般比用普通水泥時小，而且礦渣水泥將使拌合物的泌水性顯著增加。b.集料性質品種的影響：在配比相同時，卵石拌制的砼拌合物比碎石拌制的流動性好。河砂拌制的砼拌合物比山砂拌制的流動性好。級配的影響：骨料級配好的砼拌合物的流動性好。最大粒徑的影響：當骨料用量一定時，粗骨料的最大粒徑DM越大，那么骨料的總外表積越小，所拌制的砼拌和物流動性大。 DM 太大，拌和物易離析即粘聚性變差。c.外加劑在拌制砼時，

16、參加很少量的外加劑能使砼拌合物在不增加水泥用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動性、改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改變了砼結構，尚能提高砼的耐久性。 配制塌落度很大的流態(tài)砼，必須摻入流化劑高效減水劑。d.摻合料的影響摻合料的品種、摻量對砼拌和物的和易性影響較大。如摻入優(yōu)質的粉煤灰可以顯著改善砼拌和物的和易性。 5.拌和物存放時間及環(huán)境溫度存放時間：拌和物拌制后，隨時間的延長而逐漸變得干稠，流動性減小。 在施工中測定和易性的時間，規(guī)定為攪拌完成后約15min。環(huán)境溫度：環(huán)境溫度升高，拌合物的流動性變差，而且塌落度損失也快。拌合物溫度升高1，其塌落度下降約0.4cm。 6.施工工藝對配合比相同

17、的砼拌和物，機械拌和時的塌落度損失大于人工拌和時的塌落度損失，且攪拌時間越長，塌落度損失越大。五砼和易性的調整和改善措施當砼拌和物流動性太小時，為了保證砼的強度和耐久性，不能單獨加水，必須保持水灰比不變，適當增加水泥槳用量。當砼拌和物塌落度太大時，保持砂率不變，適當增加砂、石用量。選用級配良好的砂、石料特別是粗集料，即可增加砼的流動性，也能改善粘聚性、保水性。也有利于提高砼的質量和節(jié)約水泥。 選用細度模數適宜的中砂。在可能條件下，盡量采用最大粒徑較大的石子。摻用外加劑，是改善砼和易性的有效措施。選用合理砂率，在滿足粘聚性及保水性的前提下，應盡可能使用較低砂率。當粘聚性缺乏時可適當增大砂率。提高

18、振搗機械設備的效能。 六凝結時間砼的凝結時間與配制砼所用水泥的凝結時間不同，二者既有區(qū)別又有聯(lián)系。原因有三： 水 灰 比不同。水灰比越大，凝結時間越長。 環(huán)境條件不同。 組成材料不同。 測定方法：貫入阻力法。所用儀器為貫入阻力儀。貫入阻力法： 先用5mm篩孔的篩從拌合物中篩取砂漿，按一定方法裝入規(guī)定的容器中；每隔一定時間測定試針貫入砂漿到一定深度時的貫入阻力；以貫入阻力為縱坐標，測試時間為橫坐標，繪制貫入阻力與時間的關系曲線，與貫入阻力3.5MPa及28MPa對應的時間即分別為砼拌合物的初凝和終凝時間。初凝時間表示施工時間的極限；終凝時間表示砼強度開始開展。測針規(guī)格兩種：100mm2，測初凝時

19、間(試驗荷載350N)20 mm2，測終凝時間(試驗荷載560N)砼貫入阻力儀 二、硬化后砼的性能一砼的強度 砼強度分:抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度等。 1.抗壓強度：立方體抗壓強度、抗壓強度標準值、強度等級 砼立方體抗壓強度fcu將砼拌和物制作成邊長為150mm的立方體試件，在標準條件溫度202，相對濕度95%以上下，養(yǎng)護到28d齡期，用標準試驗方法測得的抗壓強度值為砼立方體試件抗壓強度，以fcu表示。砼立方體抗壓強度標準值fcu,k系指按標準方法制作和養(yǎng)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具有95保證率的抗壓強度值，以fcu,k表示。 強度等級砼強

20、度等級按砼立方體抗壓強度標準值來劃分的。采用符號C與立方體抗壓強度標準值以MPa計表示。普通砼共劃分為15個等級：C10、 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、 C65、C70、C75、C80。砼強度等級是砼結構設計時強度計算取值的依據。同時也是砼施工質量控制和工程驗收的重要依據。水工砼的強度等級a.水工砼結構部位不同強度保證率要求不同： 大體積砼一般要求P=80%， 體積較大的鋼筋砼工程要求P=85%-90%， 薄壁結構工程要求P=95%。b.水工大體積砼，設計齡期一般采用90d或180d。c.水工砼強度等級表示：C9015、C18020 其含義是

21、保證率80%時：90d齡期的立方體抗壓強度標準值為15MPa，180d齡期的立方體抗壓強度標準值為20MPa。2.砼軸心抗壓強度fcp 制作150mm150mm300mm棱柱體標準試件，在標準條件溫度202，相對濕度95以上下，養(yǎng)護至28d齡期，用標準試驗方法測得的抗壓強度值稱為砼軸心抗壓強度，用fcp表示。 fcp與fcu關系：同一材料的軸心抗壓強度fcp小于立方體抗壓強度fcu。當fcu=1055MPa時， fcp = ( 0.70.8)fcu 為偏于平安，結構設計中取fcp = 0.67fcu3.抗拉強度：砼抗拉強度表示方法有兩種軸心抗拉強度ft：用8字形試件或棱柱體試件直接測得軸心抗拉

22、強度。 劈裂抗拉強度fts：采用150mm立方體試件的劈裂抗拉試驗來測定砼的抗拉強度，稱為劈裂抗拉強度fts。式中： P破壞荷載，N； A試件劈裂面面積，mm2。在結構設計中抗拉強度是確定砼抗裂度的重要指標。 4抗折強度抗彎拉強度fcf采用150150550mm或600mm小梁作為標準試件，在標準條件下養(yǎng)護至28d，按三分點加荷方式測定砼的抗折強度 。計算公式如下： 式中：fcf 砼抗折強度，MPa； P破壞荷載，N； L支座間距即跨度，mm；標準試件L=450mm b試件截面寬度,mm；標準試件b=150mm h試件截面高度,mm。標準試件h=150mm抗折強度試件尺寸規(guī)定：標準試件：150

23、mm150mm550mm 的棱柱體150mm150mm600mm 的棱柱體非標準試件：100mm100mm400mm的棱柱體采用非標準試件測定抗折強度時，其抗折強度值應乘以尺寸換算系數0.85。5影響砼強度的主要因素普通砼受力破壞型式共三種：粘結面破壞：最常見。水泥石破壞：常 見。骨 料破壞：不常見。砼強度主要決定于水泥石強度及其與骨料外表的粘結強度。 影響砼強度的主要因素:1原材料因素：水泥強度等級，水灰比 骨料的品質 外加劑和摻和料 2生產工藝因素：施工條件攪拌、搗實 3養(yǎng)護因素：養(yǎng)護條件 、 齡期 4試驗因素：試件尺寸、形狀、外表狀態(tài)、含水率、試驗加荷速度。1材料組成對砼強度的影響水泥強

24、度和水灰比決定砼強度的主要因素。 水泥強度：砼強度與水泥強度成正比。在配合比相同的條件下，所用的水泥強度等級愈高，砼強度愈高。 水 灰 比：當用同一種水泥時，砼強度主要取決于水灰比。滿足和易性要求的砼，在水泥強度等級相同的情況下，水灰比愈小，水泥石強度愈高，與骨料的粘結力也愈大，砼強度就愈高。試驗證明： 砼強度，隨水灰比的增大而降低，呈曲線關系；砼強度和灰水比呈直線正比例關系。 a強度與水灰比的關系； b強度與灰水比的關系 圖39 砼強度與水灰比及灰水比的關系 骨料品質 骨料中的有害物質含量高，那么砼強度低。粗骨料中針片狀顆粒含量高，砼強度降低。骨料種類：在水泥強度等級和水灰比相同的條件下，碎

25、石砼的強度往往高于卵石砼。骨料級配：當骨料級配良好，砂率適當時，砂石集料填充密實，砼強度較高。 砼強度經驗公式：式中： 灰水比；fcu砼28d抗壓強度；fce水泥28d抗壓強度實測值； a、b回歸系數，與集料的品種、水泥品種等因素有關。 水泥28d抗壓強度實測值fce ：當無水泥強度實際數據時，fce可按下式確定：Kc水泥強度等級值的充裕系數，可按實際統(tǒng)計資料確定；一般取Kc。fce,g水泥強度等級值?；貧w系數a、b ：應通過試驗確定。當無試驗統(tǒng)計資料時，按規(guī)程提供的經驗值： 采用碎石： a0.46、 b0.07 采用卵石： a0.48、 b0.33公式適用范圍：適用于砼強度等級C60的砼；類

26、宜用于強度等級C30C60及抗?jié)B、抗凍或其它要求的砼；類宜用于強度等級C30的砼及建筑砂漿。細骨料的主要技術性質技術指標包括： 1.含泥量、泥塊含量、石粉含量、有害雜質 2.堿活性 3.粗細程度與顆粒級配 4.顆粒形狀及外表特征 5.鞏固性 6.含水狀態(tài)1.含泥量、泥塊含量、石粉含量及有害物質【含 泥 量】是指天然砂或卵石、碎石中粒徑1.18mm，經水浸洗、手捏后4.75mm，經水浸洗、手捏后2.36mm的顆粒含量稱為卵石、碎石的泥塊含量?！臼酆俊咳斯ど爸泄Q粒徑0.075mm，且其礦物組成和化學成分與被加工母巖相同的顆粒含量。【有害物質】指砂中的云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化

27、物等。技術要求： 配制砼的集料要求清潔不含雜質，有害物質含量必須予以嚴格限制，并滿足標準規(guī)定，以保證砼質量。 考慮有害物質時，砂的工程應用：a.重要工程砼用砂，應進行堿活性檢驗。經檢驗判定骨料有潛在危害時，那么應遵守以下規(guī)定使用：使用低堿水泥或采用能抑制堿骨料反響的摻和料；當使用含鉀、鈉離子的砼外加劑時，必須進行專門試驗。 b.在一般情況下，海砂可以配制砼和鋼筋砼，但海砂不宜配制預應力砼。 對鋼筋砼，海砂中氯離子含量不應超過0.06% 。預應力砼假設必須使用海砂時，其氯離子含量不得大于0.02%。 c.有些雜質如泥土、貝殼和雜物可在使用前經過沖洗、過篩處理將其去除。特別是配制高強度砼時更應嚴格

28、些。2.顆粒形狀和外表特征集料顆粒形狀及外表特征對砼的性能有顯著影響：河砂和海砂配制的砼流動性比山砂或機制砂好，但與水泥的粘結性能相對較差；山砂和機制砂砼拌合物流動性相對較差，但與水泥的粘結性能較好。水灰比相同時，山砂或機制砂配制的砼強度略高；流動性相同時，因山砂和機制砂用水量較大，故二者砼強度相近。3. 堅 固 性鞏固性是指集料在自然風化和其它外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。 有抗凍要求砼所用的集料，要測定其鞏固性。 按國家標準規(guī)定：粗集料及天然砂的鞏固性用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經5次循環(huán)后其質量損失應符合規(guī)定。人工砂采用壓碎指標法檢驗其鞏固性。 天 然 砂 的 堅 固 性 指 標 類

29、別或環(huán)境循環(huán)后的質量損失（）類、類砂8類砂10 人工砂鞏固性單級最大壓碎值指標：類砂20%，類砂25%，類砂30%。粗 骨 料 堅 固 性 指 標 項 目指 標 質量損失（%） 類 類 類5 8124. 粗細程度與顆粒級配集料的空隙通過顆粒級配來控制，集料的總外表積通過集料粗細程度控制。 【粗細程度】指不同粒徑的顆?；旌显谝黄鸷蟮钠骄旨毘潭?。細集料的粗細程度以細度模數表示。一般說用粗顆粒拌制的砼比用細顆粒節(jié)省水泥漿。 砼用砂不宜過細，也不宜過粗，宜用中砂。【顆粒級配】指集料大小顆粒的搭配情況。 在拌制砼時，集料的顆粒級配和粗細程度應同時考慮?！玖己眉壟洹慨敿现泻休^多的粗顆粒，并以適當的中

30、顆粒及少量的細顆粒填充其空隙，那么可到達空隙率及總外表積均較小，稱良好級配。 良好級配的集料，不僅水泥漿用量少，而且還可提高砼的密實性與強度。控制集料顆粒級配和粗細程度有很大的技術經濟意義。 1檢測方法篩析法 用細度模數表示砂的粗細，用級配區(qū)表示砂的級配。具體如下：用一套孔徑為4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm的標準篩，將500g的干砂試樣由粗到細依次過篩，然后稱得余留在各個篩上的砂的質量，并計算各篩的：分計篩余百分率：a1、a2、a3、a4、a5、a6各篩上的篩余量占砂樣總量的百分率 累計篩余百分率：A1、A2、A3、A4、A5、A6各個篩和比該篩粗的所有各篩分計篩余

31、百分率相加 細度模數的計算公式為： A1、A2、A3、A4、A5、A6分別為方孔篩4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm標準篩的累計篩余%。細度模數愈大，表示砂愈粗。普通砼用砂的粗細程度按細度模數分為粗、中、細三級: 粗砂 uf = 3.73.1 中砂 uf = 3.02.3 細砂 uf = 2.21.6 細集料顆粒級配用級配區(qū)表示:國家標準將細度模數為3.7 1.6的普通混凝土用砂，以0.60mm篩孔的累計篩余量分成三個級配區(qū)： 1區(qū) 粗 砂 2區(qū) 中 砂 3區(qū) 細 砂 要求砂的顆粒級配符合標準規(guī)定:普通混凝土用砂的篩分結果必須處于三個級配區(qū)域中的任一個區(qū)域以內。砂的實際

32、顆粒級配與表中規(guī)定的累計篩余百分率相比，除4.75mm和0.6mm篩號外，允許有超出分區(qū)界線，但超出總量應5。符合上述要求級配合格，否那么，級配不合格。圖3-14 砂的1、2、3級配區(qū)曲線 2砂的工程應用：a.配制砼時宜優(yōu)先選用2區(qū)砂。1區(qū)砂粗，易導致粘聚性不良。3區(qū)砂細，需要的水泥漿較多。故砼用砂宜優(yōu)先選用2區(qū)砂。當采用1區(qū)砂時，應提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足砼的和易性要求；當采用3區(qū)砂時，宜適當降低砂率，以保證砼的強度。b.砼工程有時用到人工砂，人工砂一般粗顆粒含量較多，應控制2500Kg/m3 松散堆積密度1350 Kg/m3空隙率4.75mm的骨料為粗骨料。分類：普通砼常用的

33、粗骨料有碎石和卵石。規(guī)格：按粒徑尺寸分單粒粒級、連續(xù)粒級、特殊粒級。類別：按碎、卵石技術要求分為 類、類、類。用途：類宜用于強度等級C60的砼；類宜用于強度等級C30C60及抗?jié)B、抗凍或其它要求的砼；類宜用于強度等級10。2外表特征：集料的外表特征主要影響砼的和易性和與膠結料的粘結力。 在水泥用量和用水量相同的情況下：碎石拌制的砼流動性較差，但強度較高；卵石拌制的砼流動性較好，但強度較低。如要求流動性相同，卵石砼用水量可少些，可在一定程度上提高砼強度。 4.粗骨料最大粒徑 DM最大粒徑 DM ：粗骨料中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑，或公稱最大粒徑。骨料最大粒徑對砼和易性、強度、耐久性、經

34、濟性均有顯著影響。 粗骨料的DM應在條件許可下，盡量選用的大些； 但DM過大，降低砼強度，且節(jié)約水泥的效果不明顯。 DM還受攪拌機以及輸送管道等條件的限制： 石子粒徑過大，對運輸和攪拌都不方便。 最正確的DM取決于砼的水泥用量。 在水泥用量少的砼中,采用大骨料是有利的。 在普通配合比的結構砼中，骨料DM40mm并沒有好處。 骨料DM還受結構型式和配筋疏密和施工條件等方面的限制。泵送砼用粗骨料的DM不宜太大。毛石砼：為減少水泥用量、降低砼的溫度和收縮應力，在大體積砼內，常用毛石來填充，稱毛石砼或拋石砼。 5.粗骨料的顆粒級配 1級配類型： 單粒級配：僅有一個粒級尺寸的顆粒組成的骨料稱單粒級配。

35、連續(xù)級配：從最大粒徑開始，由大到小各粒級相連，每一粒 級均占有適當比例。 間斷級配：指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級摻配，抽 去中間的一兩級石子，得到的顆粒組成。工程中最常使用連續(xù)級配，有時采用間斷級配(特殊粒級，不宜使用單粒級配。泵送砼用粗骨料及水泥砼路面用粗骨料，均應采用連續(xù)級配，且級配符合GB規(guī)定。2檢測方法：篩析法。按現行國家標準，石子標準篩共12個，其方孔孔徑為：2.36/4.75/9.5/16/19/26.5/31.5/37.5/53/63/75/90mm 等。試樣篩分所需篩號，應按表334中規(guī)定的級配要求選用。分計篩余百分率和累計篩余百分率計算均與砂的相同。普通砼用碎石或卵石的

36、顆粒級配應符合表334的規(guī)定。 6. 粗骨料的強度 粗骨料的強度表示方法：抗壓強度、壓碎指標?！編r石抗壓強度】將母巖制成5cm5cm5cm的立方體或直徑與高均為5cm的圓柱體試件，在水飽和狀態(tài)下，測定其抗壓強度?！緣?碎 指 標】將一定質量的氣干狀態(tài)下粒徑為9.519mm的石子裝入一定規(guī)格的圓筒內，在壓力機上施加荷載到200KN，并持荷5s，卸荷。被壓碎的細粒粒徑2.36mm顆粒質量占試樣總量的百分數，稱壓碎指標值。 壓碎指標公式： Qe = (G1-G2)/ G1100%壓碎指標越小，骨料強度越高。砼用粗骨料的巖石立方體強度或壓碎指標應符合GB規(guī)定。用 途：中選擇采石場時或砼強度等級C60以

37、及對質量有爭議時，宜用巖石立方體強度作檢驗。對經常性的生產質量控制可用壓碎指標檢驗。 石子壓碎值指標測定儀 產品介紹：主要用于石子等混凝土骨料的壓碎值指標測定 。主要技術參數 :承壓桶內徑: 152mm；承壓桶高度: 120mm；壓 頭 直徑: 150mm；凈 重:18kg 。7.粗集料的鞏固性 鞏固性是指集料在自然風化和其它外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。 有抗凍要求砼所用的集料，要測定其鞏固性。 按國家標準規(guī)定：粗集料及天然砂的鞏固性用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經5次循環(huán)后其質量損失應符合規(guī)定。 粗 骨 料 堅 固 性 指 標 項 目指 標 質量損失（%） 類 類 類5 812三、混凝土

38、拌合及養(yǎng)護用水1 質量要求：應符合JGJ63-2006?混凝土用水標準? 規(guī)定。不得影響砼的和易性及凝結；不得有損于砼的強度開展；不得降低砼的耐久性、加快鋼筋腐蝕及導致預應力鋼筋脆斷；不得污染砼外表。凡符合國家標準的生活飲用水，均可作為混凝土用水。海水可拌制普通素砼，但海水不宜拌制鋼筋砼和預應力砼。 當使用再生水等非飲用水時，水中物質含量限值應符合標準規(guī)定。2當對水質有疑心時，應做比照試驗：水泥凝結時間比照試驗：測得的初凝時間差及終凝時間差均不得大于30min，其初凝及終凝時間還應符合水泥國家標準的規(guī)定。水泥膠砂強度比照試驗：用該水制成的水泥膠砂3d、28d抗壓強度應不低于蒸餾水或飲用水制成的

39、水泥膠砂3d、28d抗壓強度的90%。養(yǎng)護用水的質量可稍低于拌和用水，但不得影響砼質量。五、砼外加劑 【砼外加劑】在砼攪拌之前或拌制過程中參加的、用以改善新拌砼或硬化砼性能的材料，稱為砼外加劑。其摻量一般不大于水泥質量的5%。一、砼外加劑的分類1、砼外加劑按主要功能分： 改善砼拌合物流變性能的外加劑。 調節(jié)砼凝結時間和硬化性能的外加劑。 調節(jié)砼含氣量的外加劑。 改善砼耐久性的外加劑。 提供砼特殊性能的外加劑。 2、按化學成分分3類：無機化合物外加劑：多為電解質鹽類。如氯化鈉、氯化鈣、硫酸 鈉(元明粉)。有機化合物外加劑：多為外表活性劑。有機和無機復合外加劑。二、常用砼外加劑減水劑、引氣劑、早強

40、劑、緩凝劑、速凝劑、防凍劑、膨脹劑、泵送劑。三、外加劑的摻入方法 先摻法：將外加劑與水泥混合后再與集料和水一起攪拌。 同摻法：將外加劑先溶于水形成溶液后再參加拌和物中 一起攪拌。 滯水法：在砼拌和物已加水攪拌13min后，再參加外加 劑并繼續(xù)攪拌至規(guī)定的時間以到達混合均勻。 后摻法：指砼拌和物運送到澆筑地點后，才參加外加劑 再次攪拌均勻進行澆筑。 六、混凝土摻和料在混凝土拌合物制備時，為了節(jié)約水泥、改善砼性能、調節(jié)砼強度等級而參加的天然或人造的礦物材料，通稱為砼摻和料。用于砼中的摻和料可分為兩大類：非活性礦物摻和料：與水泥組分不起化學作用，或化學作用很小。如磨細的石英砂、石灰石、活性指標不達標

41、的礦渣等材料?；钚缘V物摻和料：參與水化反響，生成具有水硬性的膠凝材料。如?；郀t礦渣、火山灰、硅灰、粉煤灰等。4.5 混凝土的質量控制 1.砼的質量控制砼質量控制的目標是使所生產的砼能按規(guī)定的保證率滿足設計要求。砼質量控制包括初步控制、生產控制、合格控制三個方面：初步控制。在砼生產前的控制。生產控制。在砼生產過程中的控制。 合格控制。指砼的強度驗收與評定。2.砼生產質量水平評定通常以抗壓強度作為評定和控制質量的指標。砼強度概率分布符合正態(tài)分布。用數理統(tǒng)計方法求出幾個強度特征量：平均值、標準差、變異系數。強度標準差越大，說明強度的離散程度越大，砼質量愈不均勻。強度變異系數越小，砼質量愈均勻。我國

42、?混凝土強度檢驗評定標準?規(guī)定，根據統(tǒng)計強度標準差及保證率的大小，將砼生產單位的質量管理水平劃分為優(yōu)良、一般、差共三等。4.4 混凝土配合比設計 1.砼配合比常用的表示方法有兩種：1單位質量法：以1m3砼中各組成材料的質量表示。如：C:S:G:W300:720:1200:180 Kg，那么1m3砼總質量為2400Kg。2質量比例法：以組成材料相互間的質量比表示以水泥質量為1。通常按“水泥：細骨料：粗骨料；水灰比的順序表示。將上例換算成質量比為：C:S:G 1:2.4:4.0，W/C=0.60。 2.砼配合比設計任務：1選料：原材料的質量選擇。 2配料：原材料的數量確定。即確定最正確配合比。一、

43、砼配合比設計的根本要求 工作性。滿足施工所需要的砼拌和物的和易性。 強 度。滿足結構設計要求的強度等級。 耐久性。滿足環(huán)境和使用要求的砼耐久性。 經濟性。在滿足和易性、強度、耐久性要求的前提下， 節(jié)約水泥。 二、砼配合比設計的三參數W/C、S、mw 水灰比 W/C ：對砼的強度、耐久性起決定作用； 砂 率 S ：對砼拌和物的粘聚性、保水性有很大影響；單位用水量mw ：是影響砼流動性的最主要因素。 確定三參數的原那么：在滿足砼強度和耐久性的根底上，盡可能選用較大W/C在滿足砼施工要求的和易性根底上，盡可能選用較小S在滿足砼施工要求的和易性根底上，盡可能選用較小mw三參數與四組分間的關系：水灰比決

44、定水泥漿性能砂 率決定骨料性能單位用水量漿 骨 比決定拌和物性能混凝土 水 泥 漿 骨 料水水泥砂子石子三、砼配合比設計的步驟1.配合比設計的根本資料： 原材料品種及其物理力學性質； 砼設計強度等級、耐久性要求； 砼所處的部位、結構構造情況、施工條件等。 施工單位的施工管理水平。2.砼配合比設計三大步驟： 1初步配合比計算：根據原材料性能及砼技術要求，利用經驗公式、經驗表格計算得初步配合比理論配合比，供試配用。 2配合比的試配、調整與確定基準配合比確定：和易性滿足要求的配合比稱基準配合比。供檢驗強度、耐久性用。設計配合比確定：滿足和易性、強度、耐久性要求，且比較經濟的配合比為設計配合比實驗室配

45、合比。供砼施工用。3施工配合比換算：根據施工現場砂、石含水率對實驗室配合比進行修正，得施工配合比。供現場稱料用。首先介紹幾個有關強度統(tǒng)計的名詞:.砼強度概率分布正態(tài)分布砼在生產與施工中，由于原材料性能波動，施工操作的誤差，試驗條件的影響等許多因素的影響，必然會造成砼質量的波動。主要表達是砼強度波動，砼強度服從正態(tài)分布規(guī)律。統(tǒng)計參數：算術平均值、標準差、變異系數、保證率。曲線與橫坐標之間的面積為概率的總和，等于100%。概率分布曲線窄而高，說明強度測定值比較集中，波動較小，砼的均勻性好，施工水平較高。概率分布曲線寬而矮，說明強度值離散性大，砼的均勻性差，施工水平較低。式中：砼強度試件組數； fc

46、u，i 砼第組的抗壓強度值。強度平均值僅代表砼強度總體的平均水平，不能說明其強度的波動情況。.砼強度平均值 強度平均值可按下式計算：.砼強度標準差混凝土強度標準差又稱均方差，其計算式為 標準差是正態(tài)分布曲線上拐點至對稱軸強度平均值的距離，是評定混凝土質量均勻性的一種指標：標準差愈大，說明其強度離散程度愈大，砼質量愈不穩(wěn)定。.變異系數v 變異系數又稱離差系數、標準差系數，其計算式如下： 變異系數是評定混凝土質量均勻性的指標。 v值愈小，表示混凝土質量愈穩(wěn)定； v值大，那么表示混凝土質量穩(wěn)定性差。 根據標準差、強度保證率，可評定砼生產管理水平。.砼的強度保證率 砼的強度保證率是指砼強度總體中，設計

47、強度等級值的概率。在砼強度正態(tài)分布曲線圖中以陰影面積表示。低于設計強度等級值fcu.出現的概率為不合格率。砼配制強度fcu,0：在施工中，如果砼配制強度等于設計強度等級值fcu,，那么砼強度保證率只有50%。因此，為了保證砼工程具有95%強度保證率，在進行砼配合比設計時，必須使砼的配制強度大于設計強度等級值。 = fcu,- t令配制強度fcu,0 = , 那么 根據現行?砼結構工程施工及驗收標準?和?普通砼配合比設計規(guī)程?的規(guī)定： 砼強度的保證率95%，對應t = -1.645，那么 砼配制強度： 一“初步配合比 計算 1.確定配制強度fcu,0 砼強度標準差應根據施工單位統(tǒng)計資料計算確定；

48、當施工單位不具有近期的同一品種砼強度資料時，其按標準規(guī)定取用見表3-44。注：“同一品種砼系指砼強度等級相同且生產工藝和配合比根本相同的砼。2.確定水灰比W/C .按強度要求計算W/C當砼強度等級C60砼，滿足強度要求的W/C 為： 式中：fcu,0 砼配制強度, a； fce 水泥28d的實測強度,a；a、b 回歸系數，按表3-45選用： 采用碎石： a=0.46，b = 0.07 采用卵石： a=0.48，b = 0.33 .按耐久性要求校核W/C 為了保證砼的耐久性，W/C還不得大于表346中規(guī)定的最大W/C，如計算所得的W/C大于規(guī)定的最大W/C時，應取規(guī)定的最大W/C。3.確定單位用

49、水量mw0 T=10-90mm塑性砼及維勃稠度520s的干硬性砼用水量選用W/C=0.400.80：根據選定的塌落度及骨料品種、最大粒徑，參考表35選用。 W/C90mm用水量確實定：a.以表35中塌落度75-90mm的用水量為根底，按塌落度每增大20mm增加用水量5Kg,計算出未摻外加劑時的砼的用水量mw0 。b.摻外加劑時的砼用水量mwa按下式計算： mwa mw01式中：外加劑的減水率，%。 注：本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加5 10，采用粗砂那么可減少510。摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。 W/C=0.400.80 4.計算單位水

50、泥用量mc0.按強度要求計算mc0根據已選定的單位用水量mw0和算出的W/C值，計算m3砼水泥用量mc0：.按耐久性要求校核mc0 為保證砼的耐久性，由上式計算得出的水泥用量mc0還要滿足表346規(guī)定的最小水泥用量的要求。 如算得的水泥用量mc0小于規(guī)定的最小水泥用量，那么應取規(guī)定的最小水泥用量作為單位水泥用量。 5.選取合理砂率s合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。但最終都必須通過試驗確定。 【試驗】在水泥、水用量一定的條件下，通過變化砂率檢測拌和物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最正確砂率。 或到達要求的和易性，水泥用量最少的砂率也是最正確砂率?！居嬎恪看_定砂率值的根本原那么 用砂子填充石

51、子空隙并稍有充裕，以撥開石子的原那么?！静楸怼扛鶕橇戏N類、規(guī)格及砼W/C，查表選用： T=10mm60mm的砼砂率：按骨料的品種、最大粒徑及砼W/C查表33/4選用。 T60mm的砼砂率：應經試驗確定，也可在表33/4的根底上，按塌落度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以調整。 T260，那么取mc0349kg/m3。5.選取合理砂率 S查表33：無碎石最大粒徑30mm對應的砂率，按20mm和40mm內插。故初選S 35%。W/C碎石最大粒徑30mmS0.5031 360.5532.5 37.50.6034 390.5332 37 6.計算砂、石用量 ：ms0、mg0 質量法假定表觀密度法

52、假設砼拌合物表觀密度2400Kg/m3， 那么：349 + ms0+ mg0 + 185 2400 ms0/ms0+ mg0 0.35聯(lián)立求解上兩式得：ms0653 Kg mg01213 Kg 砼初步配合比： mc0 :ms0 : mg0 : mW0= 349:653:1213:185=1:1.87:3.48:0.53體積法： 將mc0=349；mW0=185及水泥、砂、石、水的表觀密度代入方程組，并取=1: 解此聯(lián)立方程，那么得：ms0 = 641， mg0 = 1192按體積法算得該砼初步配合比： mc0:ms0:mg0:mW0 = 349:641:1192:185 = 1:1.84:3.

53、42:0.53， 2367 Kg/m3二配合比的試配、調整與確定 1.試拌、調整，確定基準配合比 按初步配合比試拌12L砼，各項材料用量：水泥：0.012349 = 4.19 kg水 ：0.012185 = 2.22 kg砂子：0.012641 = 7.69 kg碎石：0.0121192 = 14.30 kg拌合均勻后，測得T=20mm，低于施工要求的T=30-50mm，故增加水泥漿用量5%，即水泥用量增加0.21kg，用水量增加0.11kg，測得T=35mm，粘聚性、保水性良好，實測其表觀密度c,t=2393kg/m3。經調整后各項材料用量：水泥4.40kg，水2.33kg，砂7.69kg，石14.30kg，28.72kg。 基準配合比：mW0 23932.33/28.72 =194 kgmc0 23934.40/28.72 =366 kgms0 23937.69/28.72 =641 kgmg0 239314.30/28.72=1192 kg或 mc0 :ms0 :mg0 :mW0 = 366:641:1192:194=1:1.75:3.26:0.532.強度檢驗, 初步確定實驗室配合比采用W/C=0.48、0.53、0.58三個配合比：1個是基準配合比，另兩個配合比用水量、砂率與基準配合比相同，也經和易性試驗調整滿足要求，測表觀密度，制強度試件、標養(yǎng)2