建筑材料第四章混凝土

第四章混凝土1、概述2、普通混凝土及組成材料3、混凝土的主要技術性能4、混凝土外加劑5、混凝土的配合比設計6、混凝土養(yǎng)護、質量檢驗和強度評定7、其他混凝土品種8、有關混凝土的檢測試驗第一節(jié)概述1、混凝土的定義：混凝土是由膠凝材料、粗細骨料、水及其它材料按適當比例配制并經硬化而成的具有所需的形體、強度和耐久性的人造石材。2、混凝土的分類（1）按表觀密度分：重型混凝土（p0>2500kg／m3）、普通混凝土（

2000kg／m3<p0<2500kg／m3）、輕型混凝土（p0<1950kg／m3）（2）按用途不同分：結構混凝土、水工混凝土、海洋混凝土、道路混凝上、防水混凝土、補償收縮混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防輻射混凝土等。（3）按拌合物的坍落度分為：干硬性混凝土、塑性混凝土、流動性混凝土、大流動性混凝土（4）按所用膠凝材料種類不同分為：水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土及聚合物混凝土等（5）按混凝土的強度分：低強混凝土（fcu≤30MPa）、中強混凝土（fcu=30~60MPa）、高強混凝土（fcu=60~100MPa）及超高強混凝土（fcu≥100MPa）。

通常使用最普通的是以水泥為膠凝材料的水泥混凝土?；炷劣纸小绊拧?。3、混凝土的優(yōu)缺點優(yōu)點：a、占材料用量80％以上的砂、石集料資源豐富，易于就地取材。b、混合料具有可塑性，可以按工程結構要求澆筑成不同形狀和尺寸的整體結構或預制構件。c、匹配性好。與鋼筋、鋼纖維等，與鋼材有基本相同的線膨脹系數(shù)，相互粘結牢固，工作整體性強。d、可調整性強。改變組分品種和數(shù)量時可以制得不同物理力學性質的混凝土。e、節(jié)省鋼材、木材。f、強度高，耐久性較好，在一般環(huán)境中使用時維護費用低。缺點：自重大、比強度小、抗拉強度低、變形能力差、易開裂。第二節(jié)普通混凝土及組成材料普通混凝土：由水泥、普通碎石或卵石、砂和水配制的干表觀密度為1950~2500kg/m3的混凝土。普通混凝土的四種基本組成材料：水泥、水、砂子、石子砂子水泥漿石子混凝土體積構成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。四種組成材料在混凝土中所起的作用：砂、石： 骨架作用；抑制混凝土的收縮。水泥＋水→水泥漿：水泥漿包裹在砂粒的表面并填充砂粒間的空隙而形成水泥砂漿，水泥砂漿又包裹石子表面并填充石子間的空隙，形成混凝土。凝結硬化前：起填充、潤滑、包裹的作用凝結硬化后：起膠結作用砂子水泥漿石子1、對混凝土材料的基本要求（1）適應的和易性（2）設計的強度（3）適應的耐久性（4）經濟合理，降低成本2、水泥水泥為混凝土中最重要的材料，起膠結作用，應合理正確地選擇水泥品種和等級（1）水泥品種的選擇品種

根據(jù)工程特點、所處環(huán)境條件及施工條件，進行合理選擇。

（2）水泥強度等級的選擇原則：高強度等級的水泥配制高強度等級的混凝土。理由：低強度水泥配高強度砼，水泥用量多不經濟。高強度水泥配低強度砼，少量就能滿足要求，要保證施工的和易性及而久性要增加水泥用量，也不經濟。高強度等級砼——采用高強度等級水泥水泥強度/混凝土強度=0.9~1.5低強度等級砼——采用低強度等級水泥水泥強度/混凝土強度=1.5~2.0說明：隨著混凝土技術的不斷發(fā)展，高強、高性能混凝土不受此比例限制。選擇水泥強度等級方法：1、原則上，配制高強度等級的混凝土，選擇高強度等級的水泥；

2、一般情況下，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.5～2.0倍；

3、配制高強混凝土時，可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右一般為0.9~1.5倍。3、混凝土中的細骨料——砂

（1）定義和分類

細骨料：粒徑在150μm—5mm之間的巖石顆粒。技術性能要求：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(wěn)定，堅固耐久分類按產源分

按技術要求分Ⅰ類

宜用于強度等級大于C60的混凝土；

Ⅱ類

用于強度等級為C30～C55及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；

Ⅲ類

宜用于強度等級小于C25的混凝土和建筑砂漿。

砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等（2）砂的主要技術要求a、含泥量、石粉含量及泥塊含量含泥量是指天然砂中粒徑小于80um的顆粒含量。石粉含量是指天然砂或混合砂中粒徑小于80um的顆粒含量。泥塊含量是指砂中粒徑大于1.25mm，經水洗、手捏后小于630um的顆粒含量。不同砂中的含泥量、泥塊含量及石粉含量應分別滿足下表規(guī)定。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍試驗MB值≤1.40或合格石粉含量（%）≤5.0≤7.0≤10.0泥塊含量（%）≤0.5≤1.0≤2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）≤1.0≤3.0≤5.0泥塊含量（%）0≤1.0≤2.0人工砂石粉含量和泥塊含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）≤2.0≤3.0≤5.0泥塊含量（質量計，%）≤0.5≤1.0≤2.0天然砂含泥量和泥塊含量b、有害物質含量砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質主要是云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質量計）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質（%)（質量計）＜1.0＜1.0＜1.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質量計）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質量計）＜0.01＜0.02＜0.06c、砂的粗細程度及顆粒級配Ⅰ、砂的粗細程度：不同粒級的砂?；旌显谝黄鸬目傮w砂的粗細程度。

顆粒大，比表面積小，水泥漿用量少

，但空隙率大，密實度差顆粒小，比表面積大，水泥漿用量多

，但空隙率小，密實度高

。衡量砂的粗細程度的指標——細度模數(shù)MX用六個標準方孔篩測定砂的各號篩的累計篩余百分率之和即為細度模數(shù)MX

由于砂是指粒徑小于4.75

mm的巖石顆粒，故細度模數(shù)MX的公式可表示為：

細度模數(shù)MX的測定方法—篩分法篩孔尺寸分計篩余累計篩余百分率（%）分計篩余量(g)分計篩余百分率(%)4.75mmm1a1=m1/mA1=a12.36mmm2a2=m2/mA2=a1+

a21.18mmm3a3=m3/mA3=a1+

a2+a3600μmm4a4=m4/mA4=a1+

a2+a3+a4300μmm5a5=m5/mA5=a1+

a2+a3+a4+a5150μmm6a6=m6/mA6=a1+

a2+a3+a4+a5+a6砂按細度模數(shù)的分類：根據(jù)細度模數(shù)的計算公式可知，細度模數(shù)值越大，表示砂越粗；

普通砼用砂細度模數(shù)的范圍一般為3.7~1.6；

根據(jù)《建筑用砂》（GB/T14684—2001）的技術規(guī)范要求，砂的粗細程度分為：

粗砂：MX=3.7~3.1中砂：MX=3.0~2.3細砂：MX=2.2~1.6Ⅱ、砂的顆粒級配定義：顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況意義：

級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當，其空隙率小，可使顆粒達到理想堆積狀態(tài)，密實度高且總表面積小，綜合考慮砂的粗細程度及顆粒級配，應選擇空隙率?。壟浜茫┣冶M可能粗的砂?？梢怨?jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。

顆粒級配的指標：級配區(qū)：

國家標準GB/T14684—2001規(guī)定：對細度模數(shù)為3.7-1.6的普通砼用砂，根據(jù)600μm方孔篩的累計篩余百分率A4,劃分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)三個級配區(qū)。詳見下表

級配合格判定：砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內；除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。

級配的選擇：宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當采用1區(qū)砂時，應適當提高砂率；當采用3區(qū)砂時，應適當減小砂率。方篩孔

累計篩余率，％

1區(qū)

2區(qū)

3區(qū)

9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm

010～035～565～3585～7195～80100～90

010～025～050～1070～4192～70100～90

010～015～025～040～1685～55100～90

1）砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。2）1區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～85，2區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～80，3區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～75。砂的顆粒級配區(qū)砂子1、2、3級配區(qū)曲線4、混凝土中的粗骨料——石子（1）定義及分類粒徑在≥4.75mm的巖石顆粒。粗骨料常用碎石和卵石兩種。

卵石、碎石按技術要求分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。

Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；

Ⅱ類宜用于強度等級C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；

Ⅲ類宜用于強度等級小于C30混凝土。（2）粗骨料的主要技術要求a、泥、泥塊及有害物質含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標見表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）≤0.5≤1.0≤1.5泥塊含量（質量計，%）≤0.2≤0.5≤0.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量卵石、碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等有害物質。見下表

項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%）（SO3質量計）≤0.5≤1.0≤1.0b、強度巖石抗壓強度是將母巖制成50mm×50mm×50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。

壓碎指標是將一定質量風干狀態(tài)下9.50～19.0mm的顆粒裝入標準圓模內，在壓力機上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)定，卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細粉，稱出篩余量。按下式計算：

Qc—壓碎指標值

；G1—試樣的質量

，g；

G2—壓碎后的篩余量，g。壓碎指標值越大，石子強度越差。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的壓碎指標c、針、片狀含量針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。針、片狀含量應符合下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（質量計）≤8≤15≤25碎石、卵石針片狀顆粒含量d、粗骨料的顆粒級配及最大粒徑為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度，粗骨料也要求有良好的顆粒級配。篩分分級：12個標準篩：

2.36mm4.75mm9.5mm16mm19mm26.5mm31.5mm37.5mm53.0mm63.0mm及90mm共十二個篩。粗骨料的顆粒級配有連續(xù)級配與間斷級配兩種。顆粒級配：粗骨料的顆粒級配方孔篩，mm2.364.759.5016.019.026.531.537.553.63.075.90連續(xù)粒級5～1095～10080～1000～1505～1695～10085～10030～600～1005～2095～10090～10040～80—0～1005～2595～10090～100—30～70—0～505～31.595～10090～10070～90—15～45—0～505～4095～10070～90—30～65——0～50單數(shù)粒級10～2095～10085～1000～15016～31.595～10085～1000～10020～4095～10080～1000～10031.5～6395～10075～10045～750～10040～8095～10070～10030～600～100最大粒徑：公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。5、混凝土的拌合及養(yǎng)護用水在拌制和養(yǎng)護混凝土用的水中，不得含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質，如油脂、糖類等。凡是能飲用的自來水和清潔的天然水，都能用來拌制和養(yǎng)護混凝土。污水、PH值小于４的酸性水、含硫酸鹽（按SO3計）超過水重1%的水均不得使用，在對水質有疑問時可將該水與潔凈水分別制成混凝土試塊，然后進行強度對比試驗，如果用該水制成的試塊強度不低于潔凈水制成的試塊強度，就可用此水來拌制混凝土。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，對水泥石有侵蝕作用，對鋼筋也會造成銹蝕，因此一般不得用海水拌制混凝土。第三節(jié)混凝土的主要技術性能混凝土拌合物是指由水泥、砂、石及水拌制的混合料（水泥砼在尚未凝結硬化以前）稱為砼拌合物，又稱新拌砼（Freshconcrete）。混凝土拌合物必須具有良好的和易性和合適的凝結時間，才能便于施工和獲得均勻而密室的混凝土。1、混凝土的和易性（工作性）（1）和易性的概念

混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到結構均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性。和易性粘聚性保水性流動性易達結構均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內聚力，在運輸和澆注過程中不致產生離析和分層現(xiàn)象的性質。具有一定的保持內部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質。保證混凝土硬化后的質量（2）和易性的測定評定原則：定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。評定方法：坍落度法、維勃稠度法a、坍落度法：將新拌制好的混凝土按一定的方法裝入圓錐形筒（坍落筒）內，并按照一定方式振搗，待裝滿刮平后，垂直平穩(wěn)的向上提起坍落筒，量測筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該混凝土拌合物的坍落度值。粘聚性的檢查方法是將振搗在已坍落的混凝土錐體側面輕輕敲打，若錐體逐漸下沉，則表示粘聚性好，若錐體倒塌或部分崩裂，則表示粘聚性不好。若混凝土拌合物失漿而骨料外露，或較多稀漿自底部析出，則表示混凝土拌合物的保水性差。測量坍落度值b、維勃稠度法：維勃稠度的測試方法是將混凝土拌合物按一定方法裝入坍落度筒內，按一定方法搗實，裝滿刮平后，將坍落度筒垂直向上提起，把透明圓盤轉到混凝土截頭圓錐體頂面，開啟振動臺，同時計時，記錄當圓盤底面布滿水泥漿時所用時間，超過所讀秒數(shù)即為該混凝土拌合物的維勃稠度值。測定T＜10mm的干硬性砼的流動性。定義、方法見下圖（3）影響混凝土和易性的主要因素a、水泥漿的用量（用水量及水灰比）在水灰比（W/C）不變的情況下，水泥漿越多，拌合物流動性越大。但太多會造成流漿、泌水、離析、分層（粘聚性差），影響砼的強度和耐久性。若過少的時候，會使骨料之間缺少粘接物而拌合物質發(fā)生離析和崩塌。所以，水泥漿用量以滿足砼流動性和強度為宜。不易過量。水泥用量不變，增大水灰比。流動性增大，但過大會使粘聚性、保水性不良，產生流漿離析，影響砼的強度。水泥用量不變，減小水灰比。水泥漿變稠，流動性變小，太稠會造成施工困難，影響砼的密實。b、砂率的影響：混凝土中砂的質量占砂石總重量的百分比。砂率影響混凝土拌合物流動性，第一：砂漿可以減少粗骨料之間的摩擦力，起到潤滑作用。第二：改變了骨料的空隙率、骨料的總表面積較大，需要潤濕的水分增多。對和易性有顯著影響。當砂率過大，空隙率、比表面積增大，水泥漿相對少了，降低了流動性；當砂率過小，一般比表面積減小，水泥漿相對多了，增加了流動性，在不能保證粗細骨料之間有足夠的砂漿層時，也會降低流動性。合理砂率：在水灰比和水泥用量一定的條件下，使砼拌和物保持良好的粘聚性和保水性并獲得最大流動性的砂率。合理砂率有最大的流動性，而水泥用量最小合理砂率具有最大的流動性且水泥用量最小砂率變化與坍落度（T）和水泥用量關系砂率過大流動性降低砂率過大水泥用量增加c、水泥對和易性的影響水泥對拌合物和易性影響主要是水泥品種和水泥細度。需水性大的水泥比需水性小的水泥配置的拌合物，流動性要小，但氣粘接性和保水性好。水泥品種不同，需水量不同。普通水泥——流動、保水性好礦渣水泥——流動性大，粘聚性差，易泌水火山灰水泥——流動性顯著降低，粘聚性、保水性好。d、骨料對和易性的影響骨料性質對和易性影響較大主要包括骨料的級配，顆粒形狀及粒徑。Ⅰ、級配良好的骨料?？障堵市?，和易性好。Ⅱ、表面越粗糙，和易性越差。（碎石比卵石和易性差。）Ⅲ、細度越細，比表面積越大，流動性變小。（細砂比粗砂流動性小。）

e、外加劑

在不增加水泥用量的情況下，可改善砼拌和物和和易性。不僅可增加流動性，而且改善粘聚、保水性。f、時間、溫度

Ⅰ、隨時間延長——拌和物變得干稠——和易性差

Ⅱ、溫度升高——水分蒸發(fā)快——流動性降低（4）改善和易性的措施采用合理砂率；

改善砂石的級配；

摻外加劑或摻合料；粘聚性、保水性差時，可以在合理砂率范圍內適當提高砂率；

在水灰比不變的條件下，適當增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動性；

在砂率不變的條件下，適當增加砂石的用量，可減小拌合物的流動性。摻外加劑的混凝土2、混凝土的強度抗壓強度：標準試件在壓力作用下直到破壞時單位面積所能承受的最大應力?；炷恋牧⒎襟w抗壓強度：根據(jù)國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（GBJ81-85），按標準方法制作的標準立方體試件（尺寸150×150×150mm），在標準條件下養(yǎng)護至28天齡期，用標準方法測試，計算得出的混凝土立方體抗壓強度。標準方法：溫度20℃±3℃。相對濕度90%以上或著放在水中砼按此分為：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75共十五個強度等級。C20即表示混凝土立方體抗壓強度標準值fcu·k=20MP?？估瓘姸龋夯炷恋目估瓘姸群艿?，一般為抗壓強度的8%~14%影響混凝土強度的因素：（1）水泥強度與水灰比決定砼最主要的因素水泥強度和水灰比。水灰比不變時，水泥強度越高，則砼強度愈高。水泥強度等級相同，水灰比越小，則水泥強度愈高。（2）骨料的影響級配良好，砂率適當，有得于砼強度的提高。骨料的強度，越高砼強度越高；表面越粗糙，粘結力越高，強度越高。骨料中有害雜質多，會降低砼的強度。（3）養(yǎng)護溫度及濕度的影響溫度和濕度是影響水泥水化程度的速度和重要因素。濕度足夠加上適當?shù)牡臏囟?，水泥的水化速度加快，砼強度發(fā)展也快。當溫度小于0℃時，水分結冰，水化停止，強度也停止發(fā)展，同時體積膨脹造成砼破壞。養(yǎng)護方法：增加和保持濕度：砼澆完后，12小時內覆蓋草袋和薄膜。夏季施工，砼在硬化后要及時澆水保濕。改變溫度的方法：冬期施工，可提高材料和環(huán)境溫度，以快速提高砼早期強度。大體積砼，用埋設水管用水流不降低溫度，防止砼開裂。（4）齡期齡期為砼在正常養(yǎng)護條件下所經歷的時間。7~14天強度發(fā)展較快。（5）施工因素的影響混凝土施工工藝復雜，在配料、攪拌、運輸、振搗、養(yǎng)護過程中，一定要嚴格遵守施工規(guī)范，確?；炷翉姸?。3、混凝土的耐久性（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規(guī)定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。提高砼抗?jié)B性的主要措施是選用較低的水灰比，選擇好的骨料級配，充分振搗和養(yǎng)護，摻入引氣體劑等。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性質。用抗凍等級表示?？箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態(tài)下，強度損失不超過25％，且質量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。（3）抗侵蝕性a、混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。

b、合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性（中化性）a、混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。

b、混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產生收縮而開裂。4、提高混凝土耐久性的主要措施（1）合理選擇混凝土的組成材料a、根據(jù)混凝土工程特點或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種；

b、選擇質量良好、技術要求合格的骨料。（2）改善混凝土的孔隙結構在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內部的孔結構，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。

（3）提高混凝土制品的密實度a、嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。

b、選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。

c、摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。

d、嚴格按操作規(guī)程進行施工操作。

環(huán)境條件結構物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內不作規(guī)定0.650.60200260300潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經受凍害的部件高濕度且經受凍害的室內部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經受凍害和除冰劑作用的室內和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）第四節(jié)混凝土外加劑混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質。一般情況摻量不超過水泥質量的5%。按主要功能的分類：（1）改善混凝土拌合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(jié)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、防水劑和阻銹劑等。

（4）改善混凝土其它性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑等。1、減水劑混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強強度作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。

減水劑分類：普通減水劑、高效減水劑和高效能減水劑，同時分別叫做旱強劑、標準劑和緩凝劑。減水劑的作用效果：（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量10％～15％（普通型5％～15％，高效型10％～15％）。（2）提高混凝土拌合物的流動性。在用水量和強度一定的條件下，坍落度可提高100～200mm。（3）節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強度一定的情況下，可節(jié)約水泥10％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。（改善混凝土的耐久性）2、緩凝劑延緩混凝土凝結時間而對后期強度無明顯影響的外加劑。主要成分為多羥基化合物、羥基羧酸鹽及其衍生物、高糖木質素磺酸鹽，因其兼有減水作用，也稱緩凝減水劑。此外，一些無機鹽如氯化鋅、硼酸鹽、各種磷酸鹽也有緩凝作用，緩凝劑適用于高溫條件下連續(xù)灌筑混凝土、大體積混凝土、預拌混凝土和泵送混凝土。緩凝劑的摻量為水泥用量的0.1%~0.6%。3、旱強劑早強劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強度，對后期強度無明顯影響的外加劑。早強劑可在不同溫度下加速混凝土強度發(fā)展，多用于要求早拆模、搶修工程及冬季施工的工程。工程中常用早強劑的品種主要有無機鹽類、有機物類和復合早強劑。種類無機鹽類早強劑有機物類早強劑復合早強劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣1％～2％；硫酸鈉0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亞硝酸鈉+0.05％三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d～3d強度提高40％～100％，7d強度提高25％能使3d強度提高50％注意事項氯鹽會銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關規(guī)定對鋼筋無銹蝕作用早強效果顯著，適用于嚴格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強劑的品種、摻量及作用效果4、膨脹劑：細鐵粉或粒狀鐵粉與氧化促進劑、石灰系、硫鋁酸鹽5、引氣劑引氣劑是指加入混凝土中能引入微小氣泡的外加劑。引氣劑具有降低固－液－氣三相表面張力、提高氣泡強度，并使氣泡排開水分而吸附于固相表面的能力。在攪拌過程中使混凝土內部的空氣形成大量孔徑約為0.05～2mm的微小氣泡，均勻分布于混凝土拌合物中，可改善混凝土拌合物的流動性。同時也改善了混凝土內部孔的特征，顯著提高混凝土的抗凍性和抗?jié)B性。但混凝土含氣量的增加，會降低混凝土的強度。一般引入體積百分數(shù)為1％的氣體，可使混凝土的強度下降4％～6％。工程中常用的引氣劑為松香熱聚物，其摻量為水泥用量的0.01％～0.02％。第四節(jié)混凝土的配合比設計1、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。

主要有“質量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質量比”表示。

質量配合比的表示方法：以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。

以各組成材料用量之比表示。例如上例也可表示為：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。

2、配合比設計的要求滿足結構設計的強度等級要求；

滿足混凝土施工所要求的和易性；滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；符合經濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。3、配合比設計基本參數(shù)

水灰比（

mw/mc

）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設計的三個基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc

與強度、耐久性有關與流動性有關與粘聚性、保水性有關4、配合比設計的步驟與方法（1）確定混凝土初步配合比

（2）試配、調整和易性，確定基準配合比

（3）試配、調整強度，確定實驗室配合比

（4）計算施工配合比（1）確定混凝土初步配合比a、計算施工配制強度

fcu，0式中:

fcu，0——混凝土配制強度，MPa；

fcu，k—混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，MPa；

σ—混凝土強度標準差，MPa。

混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應符合以下規(guī)定：

計算時，強度試件組數(shù)不應少于25組；

當混凝土強度等級為C20和C25級，其強度標準差計算值σ＜2.5MPa時，取σ＝2.5MPa；當混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標準差計算值σ＜3.0MPa時，取σ=3.0MPa；

當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204）的規(guī)定取用強度等級＜C20C20～C35≥C35標準差σ，MPa4.05.06.0混凝土強度標準差b、確定水灰比mw/mcⅠ、按混凝土強度要求計算水灰比

式中：αa、αb—回歸系數(shù)；應根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關系式確定；當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混凝土

αa＝0.46，αb＝0.07；卵石混凝土αa＝0.48，αb＝0.33。

fce—水泥28d抗壓強度實測值，MPa。Ⅱ、復核耐久性為了使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。

c、

確定單位用水量mwo水灰比在0.40～0.80范圍內時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。備：1、表中用水量系采用中砂時的平均值。采用細砂時，每平方米混凝土用水量可增加5~10Kg；采粗砂時，則可減少5~10Kg）2、摻用各種外加劑和摻合量時，用水量應相應調整。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102031.540162031.540坍落度，mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195維勃稠度，s16～20175160-145180170-15511～15180165-150185175-1605～15185170-155190180-165塑性混凝土的單位用水量，kgd、計算水泥用量mcⅠ、計算Ⅱ、復核耐久性將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應取規(guī)定的最小水泥用量。

e、確定砂率βs

Ⅰ、坍落度為10～60mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。Ⅱ、坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經試驗確定；也可在下表基礎上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％確定。Ⅲ、坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經試驗確定?；炷辽奥?，％水灰比mw/mc

卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41f、計算砂、石子用量ms0、mg0

（1）體積法又稱絕對體積法。

1m3混凝土中的組成材料——水泥、砂、石子、水經過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即：

Vc+

Vs+

Vg+

Vw+

Va

＝1

解方程組，可得ms0、mg0

。

式中：ρc、ρs、ρg、ρw—分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3；

α—混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取α＝1。

（2）質量法

質量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質量為mcp

，kg。

解方程組可得：ms0、mg0。

式中：mc0、ms0、mg0、mw0—分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；

mcp—1m3混凝土拌合物的假定質量，kg?？扇?350～2450kg/m3。

βs—混凝土砂率。g、將上述結果表示為：mc0、ms0、mg0、mw0或mc0：ms0：mg0=1：ms0/mc0:mg0/mc0，W/C=mW0/mc05、配合比設計的步驟與方法(1)試配

按初步配合比稱取一定質量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，測定拌和物和易性。

(2)測定并調整和易性

測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：a、如實測坍落度小于或大于設計要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿；

b、如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當提高砂率；每次調整后再試拌，直到符合要求為止。

c、記錄好各種材料調整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積密度（ρc,t）。

(3)記錄調整數(shù)量

在進行以上調整時，記錄調整后的各材料用量：

mcb=？

msb=？

mgb=？

mwb=？

同時實測調整后混凝土拌和物的體積密度：ρ0h

令：mQb=

mcb+msb+mgb+mwb(4)計算基準配合比

根據(jù)調整后記錄數(shù)據(jù)可計算出調整后1m3砼拌和物的基準配合比為：

mcj=

mcb/

mQb×ρ0h

msj=

msb/

mQb×ρ0h

mgj=

mgb/mQb×ρ0h

mwj=

mwb/

mQb×ρ0h

a、強度調整

一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應較基準配合比分別增加及減少0.05，其用水量應該與基準配合比相同，但砂率值可做適當調整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標準養(yǎng)護28d進行強度測定。

b、作圖計算

根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應的灰水比（mc/mw）關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：第五節(jié)其他品種混凝土1、高強混凝土定義：一般把強度等級為C60及其以上的混凝土稱為高強混凝土。高強混凝土作為一種新的建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性。特性：高強混凝土作為一種新的建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性，在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。高強混凝土最大的特點是抗壓強度高，一般為普通強度混疑土的4～6倍，故可減小構件的截面，因此最適宜用于高層建筑。試驗表明，在一定的軸壓比和合適的配箍率情況下，高強混凝土框架柱具有較好的抗震性能。而且柱截面尺寸減小，減輕自重，避免短柱，對結構抗震也有利，而且提高了經濟效益。高強混凝土材料為預應力技術提供了有利條件，可采用高強度鋼材和人為控制應力，從而大大地提高了受彎構件的抗彎剛度和抗裂度。因此世界范圍內越來越多地采用施加預應力的高強混凝土結構，應用于大跨度房屋和橋梁中。此外，利用高強混凝土密度大的特點，可用作建造承受沖擊和爆炸荷載的建（構）筑物，如原子能反應堆基礎等。利用高強混凝土抗?jié)B性能強和抗腐蝕性能強的特點，建造具有高抗?jié)B和高抗腐要求的工業(yè)用水池等2、輕質混凝土定義：輕質混凝土又名泡沫混凝土，是通過發(fā)泡機的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發(fā)泡機的泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)澆施工或模具成型，經自然養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。特性：泡沫混凝土通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的一種多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙，使其具有輕質、保溫隔熱、隔音耐火等物理力學性能。3、自密實混凝土定義：自密實混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete簡稱SCC)是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質性，并且不需要附加振動的混凝土。。優(yōu)點：自密實混凝土被稱為“近幾十年中混凝土建筑技術最具革命性的發(fā)展”，因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點：1、保證混凝土良好地密實。2、

提高生產效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短，工人勞動強度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少。3、改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音，避免工人長時間手持振動器導致的‘手臂振動綜合癥’。4、改善混凝土的表面質量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進行表面修補；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。5、增加了結構設計的自由度。不需要振搗，可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋的結構。以前，這類結構往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。6、避免了振搗對模板產生的磨損。7、減少混凝土對攪拌機的磨損。8、可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和保證質量等諸多方面降低成本。4、聚合混凝土定義：顆粒型有機－無機復合材料的統(tǒng)稱。這類材料在近30年來有顯著的發(fā)展。按其組成和制作工藝,可分為:聚合物浸漬混凝土；聚合物水泥混凝土，也稱聚合物改性混凝土；聚合物膠結混凝土，又稱樹脂混凝土。以上所稱混凝土也都包括砂漿在內。聚合物混凝土與普通水泥混凝土相比，具有高強、耐蝕、耐磨、粘結力強等優(yōu)點。。第六節(jié)混凝土養(yǎng)護、質量檢驗和強度評定1、混凝土養(yǎng)護混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結硬化，主要是因為水泥水化作用的結果，而水化作用則需要適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，必須對混凝土進行養(yǎng)護。養(yǎng)護目的：混凝土澆注后，如氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養(yǎng)護，混凝土中混凝土養(yǎng)護水分會蒸發(fā)過快，形成脫水現(xiàn)象，會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉化為穩(wěn)定的結晶，缺乏足夠的粘結力，從而會在混凝土表面出現(xiàn)片狀或粉狀脫落。此外，在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸發(fā)還會產生較大的收縮變形，出現(xiàn)干縮裂紋。所以混凝土澆筑后初期階段的養(yǎng)護非常重要，混凝土終凝后應立即進行養(yǎng)護，干硬性混凝土應于澆筑完畢后立即進行養(yǎng)護。養(yǎng)護方法：自然養(yǎng)護和人工養(yǎng)護。自然養(yǎng)護：混凝土帶模養(yǎng)護期間，應采取帶模包裹、澆水、噴淋灑水等措施進行保濕、潮濕養(yǎng)護，保證模板接縫處不致失水干燥。為了保證順利拆模，可在混凝土澆筑24～48h后略微松開模板，并繼續(xù)澆水養(yǎng)護至拆模后再繼續(xù)保濕至規(guī)定齡期?；炷寥コ砻娓采w物或拆模后，應對混凝土采用蓄水、澆水或覆蓋灑水等措施進行潮濕養(yǎng)護，也可在混凝土表面處于潮濕狀態(tài)時，迅速采用麻布、草簾等材料將暴露面混凝土覆蓋或包裹，再用塑料布或帆布等將麻布、草簾等保濕材料包覆。包覆期間，包覆物應完好無損，彼此搭接完整，內表面應具有凝結水珠。有條件地段應盡量延長混凝土的包覆保濕養(yǎng)護時間。人工養(yǎng)護：用人工來控制混凝土的養(yǎng)護溫度和濕度，使混凝土強度增長，如蒸汽養(yǎng)護、熱水養(yǎng)護、太陽能養(yǎng)護等。養(yǎng)護預制構件，現(xiàn)澆構件大多采用自然養(yǎng)護?；炷临|量檢驗及強度評定參見《混凝土強度檢驗評定標準》（GB/T50107–2010）。第七節(jié)有關混凝土的檢測試驗1、混凝土拌和物和易性試驗（坍落度法）主要試驗設備：100200100300坍落度筒搗棒(Φ16圓筋)650試驗步驟：(1)用水潤濕坍落度筒及其用具，把坍落度筒放在3—5㎜的剛性鐵板上。(2)將砼試樣用小鏟分三層均勻地裝入坍落度筒內，搗實后使每層的高度為筒高的三分之一左右。每層用搗棒沿螺旋形方向從外向中心插搗25次；搗棒應插透本層。插搗頂層時，若砼沉落到低于筒口，則應隨時添加，搗完后刮去多余的砼并用抹刀抹平。(3)清除筒邊砼，垂直平穩(wěn)地在5—10s內提起坍落度筒（從開始裝料到到提坍落度筒的整個過程應不間斷地進行，并應在150s內完成。）。測量筒高與坍落后砼試體最高點之間的高度差，即為拌合物的坍落度值（㎜）。坍落度（㎜）崩潰型剪切型正常情況粘聚性和保水性均不好粘聚性較差(4)觀察坍落后的砼拌合物試體的粘聚性與保水性粘聚性：用搗棒在已坍落的砼拌合物試體側面輕輕敲打，此時若試體逐漸下沉，則表示粘聚性良好；若倒塌、部分崩裂則表示粘聚性不好。保水性：以砼拌合物中水泥漿析出的程度來評定，若有較多水泥漿從底部析出，試體部分的砼拌合物也因失漿而集料外露，則表明保水性不好