建筑材料第4章混凝土Part3

2.4.5.堿一骨料反應(yīng)

堿一骨料反應(yīng)是指混凝土中所含的堿（Na2O或K2O）與骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮濕條件下逐漸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成復(fù)雜的堿—硅酸凝膠，這種凝膠吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂的現(xiàn)象。堿一骨料反應(yīng)的反應(yīng)速度很慢，需幾年或幾十年，因而對(duì)混凝土的耐久性十分不利。

目前一頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)骨料中含有活性二氧化硅的礦物有：蛋白石、玉髓、鱗石英等。含有活性氧化硅的巖石有：安山巖、凝灰?guī)r、流紋巖等。用這種骨料配制混凝土?xí)r，必須用低堿水泥，控制混凝土堿含量（折算成Na2O）小于0.6％，或采用摻混合材的水泥。對(duì)有懷疑的骨料，需做堿一骨料試驗(yàn)，防止混凝土出現(xiàn)堿一骨料反應(yīng)而破壞。

目前二頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)目前三頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)2.4.6．提高混凝土耐久性的主要措施

（１）合理選擇水泥品種

（２）適當(dāng)控制混凝土的水灰比及水泥用量

水灰比的大小是決定混凝土密實(shí)性的主要因素，它不僅影響混凝土的強(qiáng)度，而且也嚴(yán)重影響其耐久性，故必須嚴(yán)格控制水灰比。保證足夠的水泥用量，同樣可以起到提高混凝土密實(shí)性和耐久性的作用?！镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55—2000）對(duì)建筑工程所用混凝土的最大水灰比及最小水泥用量作了規(guī)定，見表4－8(p126表4－25)。目前四頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（3）選用質(zhì)量良好的砂石骨料

質(zhì)量良好、技術(shù)條件合格的砂、石骨料，是保證混凝土耐久性的重要條件。改善粗細(xì)骨料級(jí)配，在允許的最大粒徑范圍內(nèi)盡量選用較大粒徑的粗骨料，可減小骨料的空隙率和比表面積，也有助于提高混凝土的耐久性。

（４）摻入引氣劑或減水劑

摻入引氣劑或減水劑對(duì)提高抗?jié)B、抗凍等有良好的作用，在某些情況下，還能節(jié)約水泥。

（5）加強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量控制

混凝土施工中，應(yīng)當(dāng)攪拌均勻、澆灌和振搗密實(shí)并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土的施工質(zhì)量。

目前五頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)

混凝土的質(zhì)量控制與評(píng)定混凝土在生產(chǎn)與施工中，由于原材料性能波動(dòng)的影響，施工操作的誤差，試驗(yàn)條件的影響，混凝土的質(zhì)量波動(dòng)是客觀存在的，因此一定要進(jìn)行質(zhì)量管理，

由于混凝土的抗壓強(qiáng)度與混凝土其他性能有著緊密的相關(guān)性，能較好地反映混凝土的全面質(zhì)量，因此工程中常以混凝土抗壓強(qiáng)度作為重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，并以此作為評(píng)定混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的依據(jù)。

目前六頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)

3.1混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律——正態(tài)分布

在一定施工條件下，對(duì)同一種混凝土進(jìn)行隨機(jī)取樣，制作ｎ組試件（ｎ≥２５），測(cè)得其２８ｄ齡期的抗壓強(qiáng)度，然后以混凝土強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，以混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)的概率為縱坐標(biāo)，繪制出混凝土強(qiáng)度概率分布曲線。實(shí)踐證明，混凝土的強(qiáng)度分布曲線一般為正態(tài)分布曲線。目前七頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)目前八頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)3.2混凝土質(zhì)量評(píng)定的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法

（１）混凝土強(qiáng)度平均值（）

混凝土強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算：

式中ｎ——混凝土強(qiáng)度試件組數(shù)；

fcu，i—混凝土第ｉ組的抗壓強(qiáng)度值。

目前九頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（２）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（σ）

混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差又稱均方差，其計(jì)算式為

標(biāo)準(zhǔn)差σ是正態(tài)分布曲線上拐點(diǎn)至對(duì)稱軸的垂直距離，可用以作為評(píng)定混凝土質(zhì)量均勻性的一種指標(biāo)。

目前十頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（３）變異系數(shù)（Ｃv）

變異系數(shù)又稱離差系數(shù)，其計(jì)算式如下

由于混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差（σ）隨強(qiáng)度等級(jí)的提高而增大，故可采用變異系數(shù)（Ｃv）作為評(píng)定混凝土質(zhì)量均勻性的指標(biāo)。Ｃv值愈小，表示混凝土質(zhì)量愈穩(wěn)定；Ｃv值大，則表示混凝土質(zhì)量穩(wěn)定性差。

目前十一頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（４）混凝土的強(qiáng)度保證率（Ｐ）

混凝土的強(qiáng)度保證率P（％）是指混凝土強(qiáng)度總體中，大于等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的概率，在混凝土強(qiáng)度正態(tài)分布曲線圖中以陰影面積表示，見圖4-6所示。低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（fcu，ｋ）的強(qiáng)度所出現(xiàn)的概率為不合格率。圖4-6混凝土強(qiáng)度保證率目前十二頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)混凝土強(qiáng)度保證率Ｐ（％）的計(jì)算方法為：首先根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)（fcu,ｋ）、混凝土強(qiáng)度平均值（）、標(biāo)準(zhǔn)差（σ）或變異系數(shù)（Ｃv），計(jì)算出概率度（ｔ），即

則強(qiáng)度保證率Ｐ（％）就可由正態(tài)分布曲線方程積分求得，即

目前十三頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)但實(shí)際上當(dāng)已知ｔ值時(shí)，可從數(shù)理統(tǒng)計(jì)書中的表內(nèi)查到Ｐ值。(P129表4-27）

工程中Ｐ（％）值可根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)混凝土試件強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級(jí)的組數(shù)N0與試件總組數(shù)Ｎ（Ｎ≥２５）之比求得，即

目前十四頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)3.3混凝土配制強(qiáng)度

在施工中配制混凝土?xí)r，如果所配制混凝土的強(qiáng)度平均值（）等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度（fcu,ｋ），則由圖4—6可知，這時(shí)混凝土強(qiáng)度保證率只有50％。因此，為了保證工程混凝土具有設(shè)計(jì)所要求的95％強(qiáng)度保證率，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，必須使混凝土的配制強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度（fcu,ｋ）。

目前十五頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)混凝土配制強(qiáng)度可按下式計(jì)算（JGJ55-2000）：

式中 fcu,0——混凝土配制強(qiáng)度（MPa）；

fcu,k——設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）．

目前十六頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)當(dāng)施工單位不具有近期的同一品種混凝土的強(qiáng)度資料時(shí)，σ值可按表4-9(p133表4-30)取值。目前十七頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)第四節(jié).普通混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例，確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，稱為混凝土配合比設(shè)計(jì)。

混凝土配合比設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下四項(xiàng)基本要求，即：

（１）滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求；

（２）滿足混凝土施工所要求的和易性；

（３）滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求；

（４）符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。目前十八頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)4.1混凝土配合比設(shè)計(jì)基本參數(shù)確定的原則

水灰比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)中確定三個(gè)參數(shù)的原則是：在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)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(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用水量；砂率應(yīng)以砂在骨料中的數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定。混凝土配合比設(shè)計(jì)以計(jì)算1m3混凝土中各材料用量為基準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)。

目前十九頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)4.2普通混凝土配合比設(shè)計(jì)基本原理

（1）絕對(duì)體積法

絕對(duì)體積法的基本原理是：假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材料的絕對(duì)體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和。

目前二十頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（２）質(zhì)量法（假定表觀密度法）。

如果原材料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。

目前二十一頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)4.3混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟

4.3.1設(shè)計(jì)的基本資料

①混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、施工管理水平，

②對(duì)混凝土耐久性要求，

③原材料品種及其物理力學(xué)性質(zhì)，

④混凝土的部位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造情況、施工條件等。

4.3.2．初步配合比計(jì)算

（１）確定試配強(qiáng)度（fcu,0）目前二十二頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（２）計(jì)算水灰比（W/C）

根據(jù)強(qiáng)度公式計(jì)算水灰比：式中fcu,0——混凝土試配強(qiáng)度,ＭＰa；

fce——水泥28d的實(shí)測(cè)強(qiáng)度,ＭＰa；

αa,αb—回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55—2000）提供的αa、αb經(jīng)驗(yàn)值為：

采用碎石：αa=0.46 αb＝0.07

采用卵石：αa=0.48 αb=0.33

目前二十三頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（３）選定單位用水量（ｍw0）；用水量根據(jù)施工要求的坍落度（參考表4－5（p102表４－19)）和骨料品種規(guī)格，參考表4－6(p104表4－21)選用。注：①本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂則可減少5～10㎏。②摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。目前二十四頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（４）計(jì)算水泥用量（ｍc0）

根據(jù)已確定的W/C和ｍw0，可求出ｌm3混凝土中水泥用量ｍc0：

為保證混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量還應(yīng)大于表4－8(p126表4－25)規(guī)定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于表4－8規(guī)定值，應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量值。

目前二十五頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)目前二十六頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（５）選擇合理的砂率值（βs）

合理砂率可通過試驗(yàn)、計(jì)算或查表求得。

試驗(yàn)是通過變化砂率檢測(cè)混合物坍落度，能獲得最大流動(dòng)度的砂率為最佳砂率。也可根據(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比，參考表4—7(p105表4-22)選用。

目前二十七頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（6）計(jì)算粗、細(xì)骨料用量

①重量法（假定表現(xiàn)密度法）應(yīng)按下式計(jì)算：

ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ｍcp

目前二十八頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)②當(dāng)采用體積法（絕對(duì)體積法）時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：目前二十九頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)通過以上計(jì)算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計(jì)算完成。

4.4配合比的調(diào)整與確定

通過計(jì)算求得的各項(xiàng)材料用量（初步配合比），必須進(jìn)行試驗(yàn)加以檢驗(yàn)并進(jìn)行必要的調(diào)整。

目前三十頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（１）調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比

按初步計(jì)算配合比稱取材料進(jìn)行試拌。混凝土拌合物攪拌均勻后測(cè)坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能的好壞。如實(shí)測(cè)坍落度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。當(dāng)試拌工作完成后，記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測(cè)定混凝土拌合物的實(shí)際表觀密度（ρc，t）。此滿足和易性的配比為基準(zhǔn)配合比。

目前三十一頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（２）檢驗(yàn)強(qiáng)度和耐久性，確定試驗(yàn)室配合比

基準(zhǔn)配合比能否滿足強(qiáng)度要求，需進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)。一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測(cè)定表觀密度。各種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，如有耐久性要求，應(yīng)同時(shí)制作有關(guān)耐久性測(cè)試指標(biāo)的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d天進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。

目前三十二頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)（3）配合比的確定

①確定混凝土初步配合比

根據(jù)試驗(yàn)得出的各灰水比及其相對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度關(guān)系，用作圖或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）相對(duì)應(yīng)的灰水比值，并按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量：

用水量（Ｗ）——取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行調(diào)整；

水泥用量（Ｃ）——取用水量乘以選定出的灰水比計(jì)算而得；

粗、細(xì)骨料用量（Ｓ、Ｇ）——取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按定出的灰水比進(jìn)行調(diào)整。

至此，得出混凝土初步配合比。

目前三十三頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)②確定混凝土正式配合比

在確定出初步配合比后，還應(yīng)進(jìn)行混凝土表觀密度較正，其方法為：首先算出混凝土初步配合比的表觀密度計(jì)算值（ρc，c），即ρc，c=Ｃ十Ｗ十Ｓ十Ｇ再用初步配合比進(jìn)行試拌混凝土，測(cè)得其表觀密度實(shí)測(cè)值（ρc，t），然后按下式得出校正系數(shù)δ，即

當(dāng)混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的２％時(shí)，則上述得出的初步配合比即可確定為混凝土的正式配合比設(shè)計(jì)值。若二者之差超過２％時(shí)，則須將初步配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù)得值，即為最終定出的混凝土正式配合比設(shè)計(jì)值，通常也稱實(shí)驗(yàn)室配合比。

目前三十四頁\總數(shù)三十七頁\編于二十三點(diǎn)4.5混凝土施工配合比換算

混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比計(jì)算用料是以干燥骨料為基準(zhǔn)的，但實(shí)際工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行換算，換算成扣除骨料中水分后、工地實(shí)際施工用的配合比。其換算方法如下：

設(shè)施工配合比1m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分別為C’、Ｗ’、Ｓ’、Ｇ’；并設(shè)工地砂子含水率為a％，石子含水率為b％。則施工配合比1m3混凝土中各材料用量為

C’=C

S’=S·(1+a%)