道路建筑材料（第2版）課件 單元四 水泥混凝土與砂漿之模塊一~模塊五 水泥混凝土概述-建筑砂漿

道路建筑材料

道路建筑材料

單元四水泥混凝土與建筑砂漿課程思政元素：

“團(tuán)隊力量”價值引領(lǐng)：水泥混凝土組分各盡其責(zé)、和諧共處，性能方能完美

團(tuán)隊成員技藝達(dá)標(biāo)、各顯其能、和衷共濟(jì)、盡心盡力

團(tuán)隊力量才能彰顯，任務(wù)方能優(yōu)質(zhì)高效知識目標(biāo)?了解路面水泥混凝土組成設(shè)計方法、新型混凝土和混凝土常用外加劑?熟悉普通水泥混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及影響因素?掌握普通水泥混凝土和砂漿的組成設(shè)計方法能力目標(biāo)?能夠根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》進(jìn)行普通水泥混凝土的組成設(shè)計?能夠根據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》和《建筑砂漿基本性能試驗方法》分別對水泥混凝土和建筑砂漿的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，并依照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對所測定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評定?能夠規(guī)范填寫試驗原始記錄，并獨立出具試驗報告模塊一

水泥混凝土概述定義：水泥混凝土由水泥、水、粗、細(xì)集料按適當(dāng)比例配合，必要時摻加適量的外加劑、摻合料等配制而成。特點：

一、混凝土的分類缺

點(1)抗拉強(qiáng)度低；(2)受拉時抗變形能力?。?3)易開裂；(4)自重大；(5)拆除困難。優(yōu)

點(1)抗壓強(qiáng)度較高；(2)耐久性較好；(3)可澆筑成任意形狀；(4)料源廣泛，價格低廉水泥混凝土的分類

水泥混凝土的類型按膠凝材料品種按所加特種改性材料類型按使用部位、功能和特性按施工方法無機(jī)膠凝材料混凝土鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)混凝土水下澆筑混凝土粉煤灰泵送混凝土道路混凝土泵送混凝土有機(jī)膠凝材料混凝土水工混凝土噴射混凝土無砂大孔混凝土耐熱混凝土碾壓混凝土……滑?；炷?/p>

水泥混凝土的類型

二、混凝土的發(fā)展方向混凝土的高性能主要朝著高工作性、高強(qiáng)度和高耐久性方向發(fā)展使混凝土材料成為具有自感知和記憶、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)特性的多功能材料工業(yè)廢料代替水泥來實現(xiàn)節(jié)能減排、循環(huán)利用工業(yè)和建筑垃圾來提高混凝土的綠色度高性能化智能化綠色化模塊二

普通混凝土普通混凝土

干表觀密度為2000~2800kg/m3，由水泥、水、砂、石、礦物摻合料配制而成。各種外加劑，不超過水泥質(zhì)量的5%。

其中水泥和水起膠結(jié)作用，集料起骨架填充作用，水泥與水發(fā)生反應(yīng)后形成堅固的水泥石,將集料顆粒牢固地黏結(jié)成整體，使混凝土具有一定強(qiáng)度。一、普通混凝土的組成材料

水泥品種的選擇首先要考慮混凝土工程特點及所處的環(huán)境條件；其次再考慮水泥的價格，以滿足混凝土經(jīng)濟(jì)性的要求。通常情況下，六大通用水泥都可以用于混凝土工程中，但使用較多的是硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥，必要時可選用專用水泥和特種水泥。常用水泥品種的選用見下表。1水泥

混凝土工程特點及所處環(huán)境條件優(yōu)先使用可以使用不宜使用普通混凝土1在一般氣候環(huán)境中的混凝土普通水泥礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥

2在干燥環(huán)境中的混凝土普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥3在高濕度環(huán)境中或長期處于水中的混凝土礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥普通水泥

4厚大體積的混凝土礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥

硅酸鹽水泥有特殊要求的混凝土1要求快硬高強(qiáng)(>C60)的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥2嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土、寒冷地區(qū)處于水位升降范圍內(nèi)的混凝土普通水泥礦渣水泥(強(qiáng)度等級>32.5)火山灰水泥粉煤灰水泥3嚴(yán)寒地區(qū)處于水位升降范圍內(nèi)的混凝土普通水泥(強(qiáng)度等級>42.5)

礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥4有抗?jié)B要求的混凝土普通水泥火山灰水泥礦渣水泥(強(qiáng)度等級>32.5)礦渣水泥5有耐磨性要求的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥

火山灰水泥粉煤灰水泥6受侵蝕性介質(zhì)作用的混凝土礦渣、火山灰、粉煤灰和復(fù)合水泥

硅酸鹽水泥

常用水泥選用表

a、水泥品種選擇：應(yīng)根據(jù)工程特點、氣候與環(huán)境條件，正確選擇水泥品種和強(qiáng)度等級。配制普通水泥混混凝土用水泥，一般可采用硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥，火山灰水泥或粉煤灰水泥，有特殊需要時可采用快硬水泥、抗硫酸鹽水泥、大壩水泥或其他水泥。選用水泥時，應(yīng)注意其特性對混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用條件是否有不利影響。當(dāng)混凝土中采用堿活性集料時，宜選用含堿量不大于0.6%的低堿水泥。

(1)水泥選用原則

b、水泥強(qiáng)度等級：選用水泥強(qiáng)度等級應(yīng)與要求配制的混凝土強(qiáng)度等級相適應(yīng)。如水泥強(qiáng)度等級選用過高，則混凝土中水泥用量過低，影響混凝土的和易性和耐久性。反之，如水泥強(qiáng)度等級選用過低，則混凝土中水泥用量太多，非但不經(jīng)濟(jì)，而且會降低混凝土的某些技術(shù)品質(zhì)(如收縮率增大等)。應(yīng)以能使所配制的混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，以收縮小、和易性好和節(jié)約水泥為原則。

通常，一般混凝土中水泥強(qiáng)度為混凝土抗壓強(qiáng)度的(1.5～2.0)倍；配制高強(qiáng)度混凝土?xí)r，為混凝土抗壓強(qiáng)度的(1.1～1.5)倍。但是，隨著混凝土強(qiáng)度等級的不斷提高，現(xiàn)在高強(qiáng)度混凝土并不受此比例的約束。2細(xì)集料

水泥混凝土用細(xì)集料是指粒徑為0.15～4.75mm的顆粒，通常指砂?；炷劣蒙鞍串a(chǎn)源可分為天然砂和人工砂兩種，見下表。水泥混凝土用砂按產(chǎn)源的分類及其特點1)含泥量、石粉含量和泥塊含量；含泥量過多會降低水泥與集料黏附性會影響混凝土的產(chǎn)品質(zhì)量及施工中出現(xiàn)起泡、開裂、局部強(qiáng)度不均勻。測定方法：(采用砂當(dāng)量試驗或亞甲藍(lán)試驗)2)輕物質(zhì)含量砂中的輕物質(zhì)是指相對密度小于2.0的顆粒(如煤和褐煤等)。3)云母含量云母呈薄片狀，表面光滑，且極易沿節(jié)理裂開，因此它與水泥石的黏附性極差，對混凝土拌合物的和易性，以及硬化后混凝土的抗凍性和抗?jié)B性都有不利的影響。4)有機(jī)質(zhì)含量天然砂中有時混雜有有機(jī)物質(zhì)(如動植物的腐殖質(zhì)、腐殖土等)，這類有機(jī)物質(zhì)將延緩水泥的硬化過程，并降低混凝土的強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度。

(1)有害雜質(zhì)含量5)硫化物和硫酸鹽含量在天然砂中，常摻雜有硫鐵礦(FeS2)或石膏(CaSO4·2H2O)的碎屑，如含量過多，將在已硬化的混凝土中與水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成水化硫鋁酸鈣晶體，體積膨脹，在混凝土內(nèi)產(chǎn)生破壞作用。2)輕物質(zhì)、砂中云母、輕物質(zhì)、氯離子、硫化物、硫酸鹽和有機(jī)質(zhì)等有害物質(zhì)的含量用化學(xué)方法檢驗，應(yīng)滿足下表要求。《建設(shè)用砂》(GB/T14684—2022)對有害物質(zhì)含量限值做了規(guī)定，如下表。

機(jī)制砂中石粉和泥塊含量技術(shù)要求項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類天然砂含泥量（wt.%），≤1.03.05.0泥塊含量（wt.%），≤0.21.02.0機(jī)制砂石粉含量（wt.%），≤亞甲藍(lán)值（MB）石粉含量MB≤0.515.0——0.5＜MB≤110.015.0—1＜MB≤1.4或快速試驗法合格5.010.0—MB≤1.4或快速試驗法合格——15.0

MB>1.4或快速試驗法不合格1.03.05.0砂中有害物質(zhì)含量技術(shù)要求項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有害物質(zhì)含量（wt.%），≤云母含量（wt.%），≤1.02.02.0輕物質(zhì)含量（wt.%），≤1.01.01.0有機(jī)物合格合格合格硫化物及硫酸鹽(按SO3質(zhì)量計，%)，≤0.50.50.5氯化物含量(按氯離子質(zhì)量計，%，≤0.010.020.06貝殼含量（wt.%），≤3.05.08.0

《建設(shè)用砂》(GB/T14684—2022)和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)對水泥混凝土用細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)做了以下規(guī)定。

(1)物理指標(biāo)。

①表觀密度；②堆積密度；③空隙率。

(2)有害物質(zhì)及含量限制。有害物質(zhì)會影響水泥與骨料間的粘聚力或會造成混凝土強(qiáng)度、耐久性下降，或會與水泥孰料化學(xué)成份產(chǎn)生不良反應(yīng)。技術(shù)要求堅固性是指砂在自然風(fēng)化和其他外界物理化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。砂的堅固性采用硫酸鈉溶液堅固法檢測，經(jīng)過5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合下表的規(guī)定。砂的堅固性指標(biāo)砂的技術(shù)要求

(2)壓碎值和堅固性

項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類堅固性硫酸鈉溶液法試驗,天然砂(質(zhì)量損失，%)，≤8.08.010.0機(jī)制砂單級最大壓碎值指標(biāo)(%)，≤20.025.030.0混凝土中所用細(xì)集料也應(yīng)具備一定的強(qiáng)度和堅固性。砂是由天然巖石經(jīng)自然風(fēng)化作用而成，即使是機(jī)制砂也會含有大量的風(fēng)化巖體，在凍融和干濕循環(huán)作用下有可能繼續(xù)風(fēng)化，因此對某些重要工程或特殊環(huán)境下的混凝土用砂，應(yīng)做堅固性檢驗。

1)級配。級配是指集料中不同粒徑顆粒的分布情況或所占的比例。良好的級配是指集料的空隙率和總表面積均較小，不僅能夠減少水泥漿的用量，而且還可以提高混凝土的密實度、強(qiáng)度等性能。下圖中分別為單一粒徑、兩種不同粒徑、三種不同粒徑的砂搭配的結(jié)構(gòu)示意圖。不同粒徑的砂搭配結(jié)構(gòu)(3)砂的粗細(xì)程度和顆粒級配混凝土用砂的級配根據(jù)《建設(shè)用砂》(GB/T14684—2022)和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650—2020)的相關(guān)規(guī)定劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級配區(qū)，各級配區(qū)砂具有各自的適用范圍。

Ⅰ區(qū)砂屬于粗砂范疇，用Ⅰ區(qū)砂配制混凝土?xí)r，應(yīng)采用較Ⅱ區(qū)砂更大的砂率配制低流動性的混凝土，否則新拌混凝土的內(nèi)摩擦阻力較大、保水性差,不易搗實成型。Ⅱ區(qū)砂由中砂和一部分偏粗的細(xì)砂組成,宜優(yōu)先選用配制不同強(qiáng)度等級的混凝土。Ⅲ區(qū)砂由細(xì)砂和一部分偏細(xì)的中砂組成。當(dāng)使用Ⅲ區(qū)砂配制混凝土?xí)r，應(yīng)采用較Ⅱ區(qū)砂更小的砂率以保證混凝土的強(qiáng)度，因用Ⅲ區(qū)砂配制成的新拌混凝土黏性略大，比較細(xì)軟，易振搗成型，而且由于Ⅲ區(qū)砂的級配細(xì)、比表面積大，所以對新拌混凝土的工作性影響比較敏感。

2)砂的粗細(xì)程度和顆粒級配應(yīng)使所配置混凝土達(dá)到保證設(shè)計強(qiáng)度和節(jié)約水泥的目的。天然砂和機(jī)制砂的級配應(yīng)滿足規(guī)范的要求。注：配置混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)中砂，Ⅱ區(qū)砂是由中砂和一部分偏粗的細(xì)砂組成，并以Ⅱ區(qū)砂率為參考標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)采用Ⅰ區(qū)砂時，應(yīng)提高砂率，并保持足夠的水泥用量，滿足混凝土的施工和易性。否則新拌混凝土的內(nèi)摩阻力較大、保水性差、不易搗實成型。當(dāng)采用Ⅲ區(qū)砂時，它是由細(xì)砂和一部分偏細(xì)的中砂組成，顆粒表面積較大，宜適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土的強(qiáng)度。

混凝土用砂的級配曲線

如果砂的自然級配不符合規(guī)范要求，可采用人工級配的方法改善。例如，可將粗、細(xì)砂按適當(dāng)比例進(jìn)行試配，摻和使用，使其顆粒級配和粗細(xì)程度均滿足要求?；炷劣蒙暗募壟淝€如圖所示?；炷劣蒙暗募壟淝€【案例解析】案例調(diào)查結(jié)果表明，混凝土用砂含泥量嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致硬化的混凝土部分呈疏松狀，輕輕敲擊紛紛落下等異?，F(xiàn)象。究其主要原因是泥的顆粒粒徑較集料小很多，較多的泥會使集料的總表面積大幅度增加，導(dǎo)致水泥漿量不足，集料顆粒間黏結(jié)強(qiáng)度低，再加上泥粉本身強(qiáng)度就低，結(jié)果導(dǎo)致混凝土整體強(qiáng)度降低。案例解析

【工程案例】某建筑條形基礎(chǔ)，使用設(shè)計強(qiáng)度等級為C30的鋼筋混凝土?；炷翝仓螅稳瞻l(fā)現(xiàn)部分硬化結(jié)塊，部分呈疏松狀，未完全硬化，輕輕敲擊紛紛落下，混凝土基本無強(qiáng)度，工程被迫停工。經(jīng)調(diào)查，混凝土用砂含泥量超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值一倍以上。普通混凝土常用的粗集料是指粒徑大于4.75mm的卵石(礫石)和碎石。卵石(礫石)：是由天然巖石經(jīng)自然條件長期作用而形成的粒徑大于4.75mm的顆粒，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應(yīng)用較多。碎石：由天然巖石經(jīng)破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得，表面粗糙且?guī)Ю饨?，與水泥石黏結(jié)比較牢固。3粗集料粗集料壓碎指標(biāo)值(1)強(qiáng)度巖石立方體強(qiáng)度、壓碎值。粗集料分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。

為了保證粗集料在混凝土中的骨架和支撐作用，粗集料顆粒本身必須具有足夠的強(qiáng)度。碎石的強(qiáng)度可用巖石抗壓強(qiáng)度和壓碎值兩種方法表示，卵石的強(qiáng)度可用壓碎值表示。①巖石抗壓強(qiáng)度。②壓碎值指標(biāo)。粗集料的壓碎值指標(biāo)見表。1)強(qiáng)度和堅固性項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標(biāo)(%)，≤10.020.030.0卵石壓碎指標(biāo)(%)，≤12.014.016.0(2)堅固性堅固性是指卵石或碎石在自然風(fēng)化和其他外界物理化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。對于有抗凍要求的混凝土用粗集料，必須測定其堅固性。按《建設(shè)用卵石、碎石》規(guī)定，巖石的堅固性用飽和硫酸鈉溶液檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失要求見表。1)強(qiáng)度和堅固性碎石或卵石的堅固性指標(biāo)項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類堅固性(硫酸鈉溶液試驗法質(zhì)量損失率)(%)，≤5.08.012.0水泥混凝土用粗集料按產(chǎn)源和技術(shù)要求的分類水泥混凝土用粗集料按用途的分類

道路用粗集料按《建設(shè)用卵石、碎石》(GB/T14685-2022)，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)對水泥混凝土用粗集料的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)規(guī)定如下。技術(shù)要求技術(shù)指標(biāo)技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類

松散堆積密度（kg/m3）≥1350空隙率(%)≤44%表觀密度（kg/m3）≥2500粗集料技術(shù)指標(biāo)

水泥混凝土用粗集料中有害雜質(zhì)含量的技術(shù)要求與細(xì)集料相同。(1)泥和泥塊含量。設(shè)計和生產(chǎn)混凝土?xí)r應(yīng)遵照技術(shù)規(guī)范的要求，控制泥和泥塊的含量，具體要求見下表。技術(shù)要求2)有害雜質(zhì)含量項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類卵石含泥量（wt.%），≤0.51.01.5碎石泥粉含量（wt.%），≤0.51.52.0泥塊含量0.10.20.7

(2)有害物質(zhì)含量。粗集料中有害物質(zhì)主要指有機(jī)物、硫酸鹽及硫化物，它們對混凝土技術(shù)性質(zhì)的影響與細(xì)集料的情況基本相同，有害物質(zhì)含量要求見下表。有害物質(zhì)含量要求技術(shù)要求項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機(jī)物含量合格合格合格硫化物及硫酸鹽含量(按SO3質(zhì)量計)(%)，≤0.51.01.0

(1)最大粒徑選擇。最大粒徑是指通過率為100%的最小標(biāo)準(zhǔn)篩所對應(yīng)的篩孔尺寸，通常為公稱粒級的上限。選擇粗集料時，在條件許可的情況下，應(yīng)選用較大值，使骨料總表面積和空隙率減小，可降低水泥用量，減少混凝土干縮。但粒徑過大，混凝土澆筑不便，并易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響強(qiáng)度。因此最大粒徑的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物及結(jié)構(gòu)物的種類、尺寸，鋼筋間距離及施工方式等因素決定。3)最大粒徑選擇及顆粒級配《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)對粗集料最大粒徑的選擇作出了如下規(guī)定：粗集料最大粒徑宜按混凝土結(jié)構(gòu)情況及施工方法選取，但最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)最小邊尺寸的1/4和鋼筋最小凈距的3/4；在兩層或多層密布鋼筋結(jié)構(gòu)中，最大粒徑不得超過鋼筋最小凈距的1/2，同時不得超過75.0mm；混凝土實心板的粗集料最大粒徑不宜超過板厚的1/3且不得超過37.5mm；泵送混凝土?xí)r的粗集料最大粒徑，除應(yīng)符合上述規(guī)定外，對碎石不宜超過輸送管徑的1/3，對卵石不宜超過輸送管徑的1/2.5。

(2)顆粒級配。粗集料應(yīng)具有良好的顆粒級配，以減小空隙率，增強(qiáng)密實性，從而可以節(jié)約水泥，保證混凝土拌合物的和易性及混凝土的強(qiáng)度。

粗集料宜根據(jù)混凝土最大粒徑采用連續(xù)兩級配或連續(xù)多級配，不宜采用單粒級或間斷級配配制，必須使用時，應(yīng)通過試驗驗證。粗集料的級配范圍應(yīng)符合《建設(shè)用卵石、碎石》(GB/T14685—2022)和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650—2020)的規(guī)定。粗集料的級配類型、特點、性質(zhì)及應(yīng)用技術(shù)要求

水泥混凝土用粗集料一方面要求顆粒表面粗糙、接近球形或立方體形狀，因為在水泥用量與用水量相同的情況下，碎石混凝土比卵石混凝土的強(qiáng)度高10%左右；粗集料的顆粒形狀特點、品種和應(yīng)用情況4)顆粒形狀及表面特征（1）顆粒形狀：理想的顆粒形狀是接近正立方體，另一方面還要嚴(yán)格限制針片狀顆粒。

針狀顆粒：指長度大于其平均粒徑2.4倍的顆粒；

片狀顆粒：指其厚度小于其平均粒徑0.4倍的顆粒。

碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高，卵石混凝土比碎石混凝土和易性好。碎石和卵石中針片狀顆粒含量項目技術(shù)要求Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針片狀顆粒含量(wt.%)，≤5.08.015.05)堿活性檢驗

施工前應(yīng)對所用的粗集料進(jìn)行堿活性檢驗，在條件許可時宜避免采用有堿活性反應(yīng)的粗集料，必須采用時應(yīng)采取必要的抑制措施。

粗集料在生產(chǎn)、運輸與儲存過程中，不得混入影響混凝土性能的有害物質(zhì)。粗集料應(yīng)按品種、規(guī)格分別堆放，不得混雜。在裝卸及儲存時，應(yīng)采取措施，使集料顆粒級配均勻，并保持潔凈。6)生產(chǎn)與存儲

粗集料的最大公稱粒徑是指可能全部通過或允許有少量不通過（一般容許篩余不超過10%）的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。通常情況下，最大公稱粒徑比最大集料粒徑小一個粒級。例如，某種集料100%通過31.5mm方孔篩，在26.5mm篩上的篩余百分率為8%，則該集料的最大粒徑為31.5mm，最大公稱粒徑為26.5mm。知識拓展復(fù)習(xí)

1、在滿足結(jié)構(gòu)和施工要求的條件下，應(yīng)盡量選用較大粒徑的粗集料，目的是節(jié)省(

)。2、現(xiàn)澆混凝土梁柱結(jié)構(gòu)的最小截面尺寸為300

mm，鋼筋最小凈距為60mm，則粗集料最大粒徑應(yīng)控制為(

)mm。3、粗集料篩分時，若留存在26.5mm篩上的顆粒有針狀顆粒，則其顆粒長度大于(

)mm；若為片狀顆粒，其顆粒厚度小于(

)mm。跟蹤自測復(fù)習(xí)

水的來源很多，水源不同，水質(zhì)各有差異。水源的分類及其在混凝土工程中的應(yīng)用要求見下表。4混凝土用水水源的分類及其在混凝土工程中的應(yīng)用要求4-2

混凝土拌和用水不應(yīng)漂浮明顯的油脂和泡沫，且不應(yīng)有明顯的顏色和異味。地表水或地下水，首次使用，必須進(jìn)行檢驗合格后才能使用。嚴(yán)禁將未經(jīng)處理的海水用于結(jié)構(gòu)混凝土的拌制。混凝土用水的檢驗試驗方法應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63-2006)的相關(guān)規(guī)定。混凝土拌和用水水質(zhì)要求應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63-2006)和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)的規(guī)定。（1）改善新拌混凝土的和易性。（2）提高硬化混凝土的強(qiáng)度。（3）提高混凝土的耐久性能。（4）降低混凝土的水化升溫速率。礦物混合料在混凝土中的摻量應(yīng)通過試驗確定。5礦物摻和料

摻合料應(yīng)保證其產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，來料均勻；摻合料應(yīng)由生產(chǎn)單位專門加工，進(jìn)行產(chǎn)品檢驗并出具產(chǎn)品合格證書；混凝土中需要摻用粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、硅灰等摻合料時，其摻入量應(yīng)在使用前通過試驗確定；摻合料在運輸與儲存中，應(yīng)有明顯標(biāo)識，嚴(yán)禁與水泥等其他粉狀材料混淆。摻合料的技術(shù)要求應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)附錄D的相關(guān)規(guī)定。6外加劑

1)定義

在拌制混凝土中摻入量不大于膠凝材料質(zhì)量5%，用以改善混凝土性能的材料，稱為混凝土外加劑。2)種類

減水劑早強(qiáng)劑

引氣劑速凝劑

緩凝劑防水劑混凝土常用外加劑的效果類別使用效果減水劑普通減水劑減水、提高強(qiáng)度或改善和易性高效減水劑（流動劑或超塑劑）配制流動混凝土或早強(qiáng)高強(qiáng)混凝土引氣劑增加含氣量，改善和易性，提高抗凍性調(diào)凝劑緩凝劑延緩凝結(jié)時間，降低水化熱早強(qiáng)劑（促凝劑）提高混凝土早期強(qiáng)度速凝劑速凝、提高混凝土早期強(qiáng)度防凍劑使混凝土在負(fù)溫下水化，達(dá)預(yù)期強(qiáng)度防水劑提高混凝土抗?jié)B性、防潮氣滲透膨脹劑減少干縮在混凝土坍落度基本相同條件下，能減少拌和用水的外加劑。(1)減水劑的作用機(jī)理：發(fā)生在水-水泥的界面上(2)減水劑的經(jīng)濟(jì)效果①當(dāng)混凝土配合比不變時，可不同程度地增大坍落度，且不影響混凝土的強(qiáng)度。②如果保持流動性和水泥用量不變時，可減少拌和用水量10~20%，使水灰比降低，提高混凝土強(qiáng)度15~20%和耐久性。③如果保持混凝土強(qiáng)度和流動性不變，則可節(jié)約水泥用量10%~15%。(1)減水劑經(jīng)攪拌能在混凝土拌和物中引入大量分布均勻的獨立微小氣泡，以改善其工作性，并在其硬化后能保留微小氣泡以改善其抗凍融耐久性的物質(zhì)。引氣劑的摻量為0.005%~0.01%，引氣量以3～6％為宜。(2)

引氣劑可以在較長時間內(nèi)保持混凝土工作性，延緩混凝土凝結(jié)和硬化的時間，并對其后期強(qiáng)度無不良影響的外加劑。機(jī)理：由于在水泥顆粒表面形成了不溶性物質(zhì)，使水泥懸浮體的穩(wěn)定程度提高并抑制水泥顆粒凝聚，水泥初期水化速度變慢張，因而延緩水泥的水化和凝聚。(3)

緩凝劑能提高混凝土早期強(qiáng)度并對后期強(qiáng)度無影響的外加劑。①早強(qiáng)劑主要品種有：氧化物系早強(qiáng)劑、硫酸鹽系早強(qiáng)劑、三乙醇胺系早強(qiáng)劑②機(jī)理分析：增加水泥漿體中固相比例，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成氯鹽類早強(qiáng)劑不得用于大部分鋼筋混凝土工程。在混凝土中摻入早強(qiáng)劑，可縮短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強(qiáng)度,常用于混凝土的快速低溫施工。但若加了氯化鈣早強(qiáng)劑，會加速鋼筋的銹蝕，為此對氯化鈣的摻量應(yīng)加以限制，通常對于配筋混凝土摻量不得超過1%，無筋混凝土摻量也不宜超過3%。為了防止氯化鈣對鋼筋的銹蝕，氯化鈣早強(qiáng)劑一般與阻銹劑復(fù)合使用。(4)

早強(qiáng)劑

作用機(jī)理是使石膏的緩凝作用失效，從而導(dǎo)致水泥漿速凝。

可用于路橋隧道的修補(bǔ)、搶修等工程。(5)

速凝劑

是一種能減少孔隙和堵塞毛細(xì)通道，用以降低混凝土在靜水壓力下透水性的外加劑。

摻入防水劑后，混凝土的抗?jié)B性大大增強(qiáng)。(6)

防水劑

泵送劑是用改善混凝土泵送性能的外加劑。它由減水劑、調(diào)凝劑、引氣劑、潤滑劑等多種組分復(fù)合而成。根據(jù)工程要求，其產(chǎn)品性能含有所差異。(7)

泵送劑二、普通水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)耐久性力學(xué)性質(zhì)和易性（一）新拌水泥混凝土的工作性(和易性)1、新拌混凝土和易性的概念：

是指混凝土拌和物易于施工操作(拌和、運輸、澆筑、振搗)且成型后質(zhì)量均勻、密實的性能。

是一個綜合指標(biāo)，其中包括：流動性、黏聚性、保水性等三方面含義。

①流動性：指混凝土拌和物在自身或機(jī)械振搗下，能產(chǎn)生流動且能均勻密實地填滿模板的性能。

②黏聚性：混凝土拌合物各組成材料之間有一定的黏聚力，不致產(chǎn)生分層現(xiàn)象；

③保水性：混凝土拌合物各組成材料之間具有保持一定水分的能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。①流動性②黏聚性③保水性應(yīng)該注意的是，只有當(dāng)拌合物的流動性、黏聚性和保水性均滿足要求時，和易性才算合格。方法一：坍落度與坍落擴(kuò)展度法適用范圍：集料公稱最大粒徑不大于31.5mm，坍落度值大于10mm的新拌混凝土和易性測定。

坍落度＞10mm坍落度試驗坍落度＞220mm坍落擴(kuò)展度法試驗方法二：維勃稠度試驗適用范圍：集料公稱最大粒徑不大于31.5mm及維勃時間在5~30s之間的干稠性新拌混凝土和易性測定。

2、新拌混凝土工作性(和易性)的檢驗方法水泥混凝土拌合物的拌和現(xiàn)場取樣坍落度試驗坍落擴(kuò)展度試驗維勃稠度試驗1)新拌砼和易性檢驗方法的步驟(1)新拌混凝土拌合物的拌和拌和室溫20℃±5℃拌合物的總量至少比所需量高20%以上粗集料、細(xì)集料均以干燥狀態(tài)為基準(zhǔn)，計算用水量應(yīng)扣除粗集料、細(xì)集料的含水率(注：干燥狀態(tài)是指含水率小于0.5%細(xì)集料和含水率小于0.2%的粗集料)外加劑拌制混凝土的各種用具，如鐵板、鐵鏟、抹刀先用水潤濕

拌和方法兩種：攪拌機(jī)攪拌和人工拌和1)攪拌機(jī)攪拌a、準(zhǔn)備工作：使用前用少量砂漿進(jìn)行涮膛，再刮出砂漿。涮膛砂漿的水灰比及砂灰比與正式的混凝土配合比相同。拌合量宜為公稱容量1/4～3/4之間。

注意：從試樣制備完畢到開始做各項性能試驗不宜超過5min(不包括成型試件)(2)新拌混凝土拌合物的拌和—試驗室拌和b、操作步驟：原材料加入攪拌機(jī)干拌、加水拌和人工翻拌粗集料、細(xì)集料、水泥依次加入開動攪拌機(jī)，將材料拌和均勻，拌和過程中徐徐加水，全部加料試件不宜超過2min加水后繼續(xù)拌和2min將拌合物傾倒在鐵板上，人工翻拌1～2min2)人工拌和準(zhǔn)備工作操作步驟拌和用濕布將鐵板、鐵鏟潤濕◆將砂和水泥在鐵板上拌勻，加入粗集料拌和均勻；◆將拌合物堆成長槽，中心扒成長槽，加一半水，繼續(xù)拌和；◆將材料堆成長堆，加入剩下的水，繼續(xù)拌和；◆來回翻拌至少10遍。

新混凝土現(xiàn)場取樣：凡由攪拌機(jī)、料斗、運輸小車以及澆制的構(gòu)件中采取新拌混凝土代表性樣品時，均須從三處以上的不同部位抽取大致相同分量的代表性樣品，集中用鐵鏟翻拌均勻，立即進(jìn)行拌合物的試驗。拌合物取樣量應(yīng)多于試驗所需數(shù)量的1.5倍，體積不小于20L。

采用多次取樣的方法，最后集中用鐵鏟翻拌均勻；

從第一次取樣到最后一次取樣不宜超過15min，取回拌合物應(yīng)經(jīng)過人工翻拌均勻，進(jìn)行試驗。(3)新拌混凝土拌合物的拌和—現(xiàn)場取樣(一)目的和適用范圍目的：測定坍落度、棍度、含砂情況、黏聚性、保水性并綜合評價其和易性。適用范圍：本方法適用于坍落度大于10mm，集料公稱最大粒徑不大于31.5mm的水泥混凝土的坍落度測定。(二)儀器設(shè)備1、坍落度筒；2、搗棒(Φ16mm，長度不小于600mm)；3、其他：小鏟、鋼尺、鏝刀和鋼平板。坍落度法(JTG3420T0522-2005)(三)試驗過程1)試驗前將坍落度筒內(nèi)外洗凈，放在經(jīng)水潤濕過的鋼板上，踏緊腳踏板2)將代表樣分三層裝入筒內(nèi)，每層裝入高度稍大于筒高的1/3，用搗棒在每一層的橫截面上均勻插搗25次。插搗在全部面積上進(jìn)行沿螺旋線由邊緣至中心，插搗底層時插至底部，插搗其他兩層時，應(yīng)插透本層并插入下層約20~30mm，插搗須垂直下壓，不得沖擊。插搗頂層時，裝入的混凝土應(yīng)高于坍落度筒口，隨插搗過程隨時添加拌合物。當(dāng)頂層插搗完畢后，將搗棒用鋸和滾的動作，清除掉多余的混凝土，用鏝刀抹平筒口，刮凈筒底周圍的拌合物。而后立即垂直地提起坍落度筒，提筒在3~7s內(nèi)完成，并使混凝土不受橫向及扭力作用。從開始裝料到提出坍落度筒整個過程應(yīng)在150s內(nèi)完成。3)將坍落度筒放在拌合物錐體試樣一側(cè)，筒頂平方鋼尺，再用另一把鋼尺量出筒口鋼尺底部距試樣頂面最高點的垂直距離，即表示該混凝土拌合物的坍落度，精確至1mm。4)當(dāng)混凝土試件的一側(cè)發(fā)生崩塌或一邊剪切破壞，則應(yīng)重新取樣試驗。如第二次仍發(fā)生上述情況，則表示該混凝土和易性不好，應(yīng)記錄。5)當(dāng)混凝土拌合物的坍落度大于160mm時，用鋼尺測量混凝土擴(kuò)展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直徑之差小于50mm的條件下，用其算數(shù)平均值作為坍落度擴(kuò)展值；否則，此試驗無效。單位mm6)做坍落度試驗的同時，可用目測方法評定混凝土拌合物的下列性質(zhì)，并予以記錄。①棍度：按插搗混凝土拌合物時難易程度評定。分“上、中、下”三級上：表示容易插搗；中：表示插搗時稍有石子阻滯感；下：表示很難插搗②黏聚性：觀測拌合物各組分相互黏聚情況。評定方法用搗棒在已經(jīng)坍落的混凝土錐體側(cè)面輕打，如錐體在輕打后逐漸下沉，表示黏聚性良好；如錐體突然倒塌、部分崩裂或發(fā)生石子離析現(xiàn)象，即表示黏聚性不好。③保水性：指水分從拌合物中析出情況，分“多量、少量、無”三級多量：表示提起坍落度筒后，有較多水分從底部析出；少量：表示提起坍落度筒后，有少量水分從底部析出；無：表示提起坍落度筒后，沒有水分從底部析出。(四)試驗結(jié)果混凝土拌合物坍落度和坍落度擴(kuò)展值以毫米(mm)為單位，測量精確至1mm，結(jié)果修約至最接近的5mm。當(dāng)砼拌合物的坍落度大于220mm時，采用坍落擴(kuò)展度法測定方法：

1、裝樣方法同坍落度法，當(dāng)坍落筒垂直提起后，砼發(fā)生坍落(坍落高度大于220mm)

2、用鋼尺測量砼擴(kuò)展后最終的最大直徑與最小直徑：應(yīng)滿足：最大直徑和最小直徑之差小于50mm(否則試驗無效)

3、坍落擴(kuò)展度=最大直徑+最小直徑/2

4、結(jié)果整理：方法同坍落度試驗

對于集料公稱最大粒徑大于31.5mm的混凝土拌合物的和易性，目前尚無一個理想的試驗方法，國外做法是先將大于31.5mm的石子篩除后，再用上述坍落度的試驗方法測定。

知識拓展知識拓展維勃稠度法適用于測定集料最大公稱粒徑不大于31.5mm及維勃稠度值為5～30s的干硬性混凝土拌合物的稠度。維勃稠度用維勃稠度儀測定，如圖所示?；炷辆S勃稠度儀1—圓柱形容器；2—坍落度筒；3—漏斗；4—測桿；5—透明圓盤；6—振動臺單位：S（秒）維勃稠度法(JTG3420T0523-2005)

按照《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164-2011)規(guī)定，混凝土拌合物維勃稠度分為五級。混凝土拌合物的維勃稠度的等級劃分

當(dāng)混凝土拌合物流動性測定值低于設(shè)計值時，應(yīng)如何調(diào)整用水量來提高流動性？跟蹤自測思考當(dāng)設(shè)計圖紙上標(biāo)明坍落度指標(biāo)要求時，則應(yīng)按所要求的坍落度值進(jìn)行配合比設(shè)計。1)按設(shè)計圖紙選擇2)按工程實際選擇

當(dāng)設(shè)計圖紙上沒有標(biāo)明坍落度指標(biāo)時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物構(gòu)件斷面尺寸、鋼筋疏密和振搗方式來確定。當(dāng)構(gòu)件斷面尺寸較小、鋼筋較密或人工振搗時，應(yīng)選擇較大的坍落度，以使?jié)矒v密實，保證施工質(zhì)量；反之，對于構(gòu)件斷面尺寸較大、鋼筋配置稀疏或采用機(jī)械振搗時，盡可能選用較小的坍落度以節(jié)約水泥。一般情況下，混凝土灌注時的坍落度選用。

混凝土灌注時的坍落度(4)新拌砼坍落度選用要求路橋工程用混凝土坍落度選用項目結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)1橋涵基礎(chǔ)、墩臺、擋土墻及大型制塊等便于澆筑搗實的結(jié)構(gòu)0~202上列橋涵墩臺等工程中較不便施工處10~303普通配筋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土板、梁、柱等30~504配筋較密、斷面較小的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（梁、柱、墻等）50~705鋼筋配置特密、斷面高而窄小及不便灌注搗實的特殊結(jié)構(gòu)部位70~901)組成材料用量比例的影響

(1)水泥漿的數(shù)量：水泥漿填充集料間的空隙，使砼有一定的流動性，水泥漿越多流動性越大，但水泥漿過多，會出現(xiàn)流漿，會浪費水泥降低拌合物強(qiáng)度和耐久性，若水泥漿太少，無法包裹集料表面和填充空隙，使拌合物失去穩(wěn)定性，因此水泥漿數(shù)量以滿足流動性為宜。(2)水灰(膠)比：水膠比是混凝土單位用水量與膠凝材料單位質(zhì)量(水泥和活性礦物摻合料用量之和)之比。在固定用水量的條件下，水灰(膠)比小(膠凝材料用量多)時，會使?jié){體變稠，拌合物流動性??；若加大水灰(膠)比(減少膠凝材料用量)，可使膠凝材料漿體變稀，流動性增大，但會使拌合物流漿、離析，嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。因此，應(yīng)合理地選擇水灰(膠)比。3、影響新拌砼和易性的主要因素

(3)單位用水量。實踐證明，對坍落度影響最大的因素還是單位用水量。增加用水量，流動增大，但硬化后混凝土?xí)a(chǎn)生較大的孔隙，從而降低了混凝土的強(qiáng)度和耐久性。另外，用水量過多，會使新拌混凝土產(chǎn)生分層、泌水現(xiàn)象，反而降低工作性。因此，在保證混凝土強(qiáng)度和耐久性的條件下，應(yīng)根據(jù)流動性要求來確定單位用水量。

(4)砂率。砂率是指混凝土中砂(或細(xì)集料)用量占砂石(或粗細(xì)集料)總用量的百分率。砂率的改變會使集料的總表面積和空隙率都有顯著的變化。砂率過大，集料總表面積增大，包裹砂子的水泥漿層變薄，流動性減少；砂率過小,雖然表面積減小,但由于砂漿量不足,水泥砂漿除填充石子空隙外，包裹在石子表面的水泥砂漿層薄，拌合物的流動性變小,同時由于砂量不足,也易導(dǎo)致離析、泌水現(xiàn)象，影響工作性，因此要合理選用砂率，砂率與混凝土拌合物坍落度和水泥用量的關(guān)系如圖所示。(5)組成材料性質(zhì)的影響

(1)水泥：品種、強(qiáng)度等級的不同(2)集料：外觀形狀、級配類型的不同

(6)外加劑、礦物摻合料。在混凝土拌合物中加入少量的外加劑，如減水劑和引氣劑，可在不增加用水量和水泥用量的情況下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，同時可提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在混凝土拌合物中摻入礦物摻合料，能增加新拌混凝土的黏聚性，減少離析和泌水。當(dāng)同時加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰等超細(xì)微粒摻合料時，還能增加新拌混凝土的流動性。3)環(huán)境條件的影響

(1)溫度。拌合物的流動性隨溫度的升高而減小。(2)風(fēng)速和濕度。風(fēng)速和環(huán)境大氣濕度會影響拌合物水分的蒸發(fā)速率，因而影響拌合物的坍落度。風(fēng)速越大，大氣的濕度越小，拌合物坍落度的損失越快。實際施工中，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度選擇混凝土的養(yǎng)護(hù)方法，正確控制養(yǎng)護(hù)時間、養(yǎng)護(hù)次數(shù)，特別是當(dāng)日平均氣溫低于5℃時，不得澆水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土表面不便澆水或使用塑料布時，宜采取涂刷養(yǎng)護(hù)劑的方式養(yǎng)護(hù)。4)攪拌方式和攪拌時間(1)攪拌方式?；炷涟韬衔锏臄嚢璺謾C(jī)械攪拌和人工攪拌兩種形式。(2)攪拌時間。按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》(GB50666—2011)規(guī)定，混凝土攪拌的最短時間見表。攪拌時間的長短，也會影響混凝土拌合物的工作性，若攪拌時間不足，混凝土拌合物的工作性就差，質(zhì)量也不均勻。規(guī)范規(guī)定，最小攪拌時間為1~3min。

拌合物坍落度與拌和時間之間的關(guān)系

如圖所示，拌合物的流動性隨著時間的延長而逐漸減小，工程上將這種隨著拌和時間的延長，拌合物坍落度將逐漸減小的現(xiàn)象稱為坍落度損失?；炷翑嚢璧淖疃虝r間單位：s1)調(diào)節(jié)混凝土的材料組成

(1)改善砂、石(特別是石子)的級配，盡量采用總表面積和空隙率均較小的良好級配。

(2)采用適宜的水泥品種和摻和材料。(3)盡量采用較粗大的砂、石顆粒；采用合理砂率，盡可能降低砂率，通過試驗，選用合理砂率值，提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。

(4)混凝土拌合物坍落度太小而黏聚性良好時，保持砂率和水灰比不變，適當(dāng)增加與原混凝土水灰比相同的水泥漿用量；當(dāng)坍落度太大而黏聚性良好時；可保持砂率不變和水灰比不變；適當(dāng)增加與原混凝土砂率相同的砂、石用量；當(dāng)混凝土拌合物坍落度合格而黏聚性和保水性不良時，可保持水灰比和砂石總量不變，調(diào)節(jié)砂率。4、改善新拌混凝土和易性的措施2)摻加各種外加劑合理選用外加劑，提高混凝土拌合物的工作性、強(qiáng)度和耐久性：在拌合物中加入少量外加劑(如減水劑、引氣劑等)，能使拌合物在不增加水泥漿用量的條件下，有效地改善工作性，增大流動性，改善黏聚性，降低泌水性，提高混凝土的耐久性。3)改進(jìn)拌合物的施工工藝采用高效率的攪拌設(shè)備和振搗設(shè)備提高振搗機(jī)械的效能。由于振搗效能的提高，可降低施工條件對混凝土拌合物工作性的要求，從而搗實并改善混凝土拌合物的工作性，提高拌合物的澆搗質(zhì)量。此外，現(xiàn)代商品混凝土在遠(yuǎn)距離運輸時，為了減小坍落度損失，還經(jīng)常采用二次加水法，即在混凝土攪拌站拌和時只加入大部分的水，剩下少部分的水在快到施工現(xiàn)場時加入，然后迅速攪拌以獲得較好的坍落度。

【工程案例】水泥混凝土施工中，為了提高混凝土拌合物的流動性，隨意向混凝土中加水，或?qū)⑾翠袒炷翑嚢柙O(shè)備的泥漿水加入到混凝土拌合物中的做法是否可行？請從理論上分析說明。

【案例解析】不可行。因為隨意加水，或者將洗涮攪拌設(shè)備的泥漿水加到拌合物中，都會增大混凝土的水膠比，導(dǎo)致硬化的混凝土內(nèi)部孔隙增多，強(qiáng)度降低；混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性都會下降。思考1、強(qiáng)度

強(qiáng)度是硬化后混凝土最重要的力學(xué)指標(biāo)，通常用于評定和控制混凝土的質(zhì)量?；炷翉?qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及混凝土與鋼筋間的握裹強(qiáng)度等，其中以抗壓強(qiáng)度最大，抗拉強(qiáng)度最小。在結(jié)構(gòu)工程中，混凝土主要用于承受壓力，并且可以根據(jù)抗壓強(qiáng)度的大小估算其他強(qiáng)度值。（二）硬化后水泥混凝土的強(qiáng)度

1)抗壓強(qiáng)度

(1)立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）150mm×150mm×150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件(溫度20℃±2℃，相對濕度95%以上)下，養(yǎng)護(hù)至28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測定方法測定其抗壓強(qiáng)度值，以fcu表示，單位為MPa(1MPa=1N/mm2)。

式中：fcu—立方體抗壓強(qiáng)度，MPa；F—抗壓試驗中的極限破壞荷載，N；

A—試件的承載面積，mm2。

混凝土試件尺寸及換算系數(shù)試驗?zāi)康囊?guī)定了常溫環(huán)境中室內(nèi)試驗時水泥混凝土試件制作方法。試驗標(biāo)準(zhǔn)JTG3420-2020《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》(T0551-2005水泥混凝土試件制作與硬化混凝土現(xiàn)場取樣方法)；GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》。儀器設(shè)備水泥砼抗壓強(qiáng)度試驗--水泥砼試件制作砼攪拌機(jī)砼振動臺砼試模制件要求

1)成型前，試模內(nèi)表面涂一層礦物油或其他不與混凝土發(fā)生反應(yīng)的脫模劑；2)取拌合物的總量至少應(yīng)比所需量高20%以上，并取出少量混凝土拌合物代表樣，在5min內(nèi)進(jìn)行坍落度或維勃試驗，認(rèn)為品質(zhì)合格后，應(yīng)在15min內(nèi)開始制件或做其它試驗；

3)取樣或試驗室拌制的混凝土應(yīng)在拌制后盡短的時間內(nèi)成型，一般不宜超過15min；

4)將拌好的混凝土拌合物用鐵鍬至少來回拌三次；

5)混凝土成型方法有三種：

(1)25mm<坍落度≤70mm的混凝土宜用振動振實；

將拌合物一次裝入試模，用抹刀沿模壁插搗，并使拌合物高出試?？冢嚹?yīng)附著或固定在滿足要求的振動臺下，振動時試模不得有任何跳動，振動應(yīng)持續(xù)到表面出漿為止；不得過振檢驗現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制構(gòu)件的混凝土，試件成型方法宜與實際采用的方法相同；

(2)坍落度>70mm的宜與搗棒人工插搗方式①混凝土拌合物應(yīng)分兩層裝入模內(nèi)，每層的裝料厚度大致相等；②插搗應(yīng)按螺旋方向從邊緣向中心均勻進(jìn)行。在插搗底層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)達(dá)到試模底部；插搗上層時，搗棒應(yīng)貫穿上層后插入下層20～30mm；插搗時搗棒應(yīng)保持垂直，不得傾斜。然后應(yīng)用抹刀沿試模內(nèi)壁插拔數(shù)次；③每層插搗次數(shù)按在10000mm2截面積內(nèi)不得少于12次；④插搗后應(yīng)用橡皮錘輕輕敲擊試模四周，直至插搗棒留下的空洞消失為止。(3)坍落度<25mm的易用25mm插入式振搗棒方式一次裝入試模，用抹刀沿內(nèi)壁插搗數(shù)次，距底板10~20mm三點插搗至砼出水泥漿即可，約20s。養(yǎng)護(hù)條件及齡期1、試件成型后，在20℃±5℃環(huán)境下停置一至二晝夜，編號拆模，有缺陷的試件要除去或者加工補(bǔ)平。2、標(biāo)養(yǎng)①溫度20℃±2℃，相對濕度95%以上空氣中，或者溫度20℃±2℃不流動的Ca(OH)2飽和溶液；②試件應(yīng)放在支架上，間隔10mm~20mm；③表面應(yīng)保持潮濕，并不得被水直接沖淋。3、同條件養(yǎng)護(hù)拆模后與實際構(gòu)件保持相同養(yǎng)護(hù)條件。4、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期為28d(以攪拌加水開始)，非標(biāo)準(zhǔn)的齡期為1d、3d、7d、60d、90d、180d。試驗?zāi)康倪m用于各類混凝土立方體試件的極限抗壓強(qiáng)度試驗。試驗標(biāo)準(zhǔn)

JTG3420-2020《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》

(T0553-2005水泥混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗方法)GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》儀器設(shè)備水泥砼抗壓強(qiáng)度試驗—砼立方體抗壓強(qiáng)度試驗壓力試驗機(jī)

1、試件從養(yǎng)護(hù)地點取出后應(yīng)保持濕度不變并及時進(jìn)行試驗，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。

2、將試件安放在試驗機(jī)的下壓板或墊板上，以成型時的側(cè)面為上下承壓面。試件的中心應(yīng)與試驗機(jī)下壓板中心對準(zhǔn)，開動試驗機(jī)，當(dāng)上壓板與試件或鋼墊板接近時，調(diào)整球座，使接觸均衡

強(qiáng)度等級<C30：V=0.3MPa/s～0.5MPa/s3、加荷速度V

C30≤強(qiáng)度等級<C60時：V=0.5MPa/s～0.8MPa/s

強(qiáng)度等級≥C60時：V=0.8MPa/s～1.0MPa/s4、當(dāng)試件接近破壞開始急劇變形時，應(yīng)停止調(diào)整試驗機(jī)油閥直至破壞，然后記錄破壞荷載。試驗步驟1、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計算：式中：Fcu

—混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，MPa；

F—試件破壞荷載，N；

A—試件承壓面積，mm2。2、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度以三個試件的算術(shù)平均值為測定值，計算應(yīng)精確至0.1MPa。3、3個測定值最大或最小值與中間值之差超過中間值的15%，則取中間值為測定結(jié)果，如最大和最小值均超過中間值15%，則該組試驗結(jié)果無效。4、混凝土強(qiáng)度等級小于C60時，非標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)，當(dāng)強(qiáng)度等級大于C60時，宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件，使用非標(biāo)準(zhǔn)試件，換算系數(shù)由試驗確定。結(jié)果計算

1)抗壓強(qiáng)度

(2)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)邊長為150mm的立方體試件，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法養(yǎng)護(hù)28d齡期，測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個值，強(qiáng)度低于該值的概率小于5%，以fcu，k表示，單位為MPa。(3)強(qiáng)度等級砼強(qiáng)度等級是根據(jù)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的，用符號C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值綜合表示，單位為MPa。例如，“C30”即表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為30MPa，在該等級的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度大于30MPa的占95%以上。用符號“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu.k

”二項內(nèi)容表示，C15~C80共14個強(qiáng)度等級。

2)抗彎拉強(qiáng)度(ff)

道路路面或機(jī)場道面用水泥混凝土，以抗折強(qiáng)度(或稱抗彎拉強(qiáng)度)為主要強(qiáng)度指標(biāo)，以抗壓強(qiáng)度為參考強(qiáng)度指標(biāo)。道路水泥混凝土抗折強(qiáng)度是以標(biāo)準(zhǔn)操作方法制備成150mm×150mm×550mm的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，經(jīng)養(yǎng)護(hù)28d后，按圖3-9所示的三分點加荷方式，測定其抗彎拉強(qiáng)度(ff)。

150mm×150mm×550mm的試件，養(yǎng)護(hù)28測強(qiáng)度，三分點加荷方式

式中：

F——荷載，N；

L——支座間距，mm；

B——試件寬度，mm；h——試件高度，mm；

ff——抗彎拉強(qiáng)度，MPa。采用非標(biāo)準(zhǔn)試件(100mm×100mm×400mm)時，所得抗彎拉強(qiáng)度值應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)0.85。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不小于C60時，宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件。

3)軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)

實際工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大部分都是棱柱體或圓柱體的結(jié)構(gòu)形式，較少用到立方體的結(jié)構(gòu)形式。為使混凝土的實測強(qiáng)度接近混凝土結(jié)構(gòu)的真實情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件時，都是采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)作為依據(jù)。

軸心抗壓強(qiáng)度fcp比同截面的立方體抗壓強(qiáng)度fcu小，并且棱柱體試件的高寬比越大，軸心抗壓強(qiáng)度越小。當(dāng)高寬比達(dá)到一定值之后，強(qiáng)度就不再降低。在立方體抗壓強(qiáng)度fcu=(10～55)MPa，軸心抗壓強(qiáng)度fcp≈(0.7～0.8)fcu。采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件測得的棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度，應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)，對于200mm×200mm截面試件的尺寸換算系數(shù)為1.05；對于100mm×100mm截面試件的尺寸換算系數(shù)為0.95。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不小于C60時，宜采用150mm×150mm截面的標(biāo)準(zhǔn)試件。150mm×150mm×300mm的棱柱體作為測定軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件，棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)，以MPa計。

式中：F——試件破壞荷載(N)；

A——試件承壓面積(mm2)。

習(xí)題練習(xí)

4)立方體劈裂抗拉強(qiáng)度(fts)混凝土的抗拉強(qiáng)度值較低，通常為抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20，且這個比值隨著混凝土強(qiáng)度等級的增高而有所降低。在使用混凝土?xí)r，雖然不依靠其抗拉強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度對于開裂現(xiàn)象有重要意義，是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)?！豆饭こ趟嗉八嗷炷猎囼炓?guī)程》(JTG3420—2020)采用150mm×150mm×150mm的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，在立方體試件中心面內(nèi)用圓弧為墊條施加兩個方向相反、均勻分布的壓應(yīng)力。當(dāng)壓力增大至一定程度時,試件就沿此平面劈裂破壞,這樣測得的強(qiáng)度稱為立方體劈裂抗拉強(qiáng)度,簡稱劈拉強(qiáng)度(fts)，以MPa計。式中：F———試件破壞荷載，N；

A———試件劈裂面面積，mm2。2、影響混凝土強(qiáng)度的影響因素1)材料組成對水泥混凝土強(qiáng)度的影響

(1)水泥強(qiáng)度和水膠比。①水泥強(qiáng)度越大，砼強(qiáng)度越高。②水膠比越小，水泥石強(qiáng)度及與集料的黏結(jié)強(qiáng)度越大，混凝土強(qiáng)度越高。但若水膠比太小，拌合物過于干硬，在一定的搗實成形條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，強(qiáng)度反而會下降。試驗表明，混凝土的強(qiáng)度與水膠比和膠水比呈直線關(guān)系，如圖所示。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55—2011)進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計，為了保證混凝土硬化后的強(qiáng)度和耐久性，嚴(yán)禁向新拌混凝土中直接加水?；炷恋目箟簭?qiáng)度與水膠比的關(guān)系混凝土的抗壓強(qiáng)度與膠水比的關(guān)系大量的試驗和工程實踐表明，在原材料一定的情況下，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級小于C60時，混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度與水泥的實際強(qiáng)度、水膠比的關(guān)系為：式中：fcu,0為混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度，即混凝土配制強(qiáng)度，MPa；fce為混凝土28d的實際強(qiáng)度，MPa；

B/W為混凝土的膠水比；B為每立方米混凝土的膠凝材料用量，kg/m3；W為每立方米混凝土的用水量，kg/m3；αa、αb為回歸系數(shù)，可按以下方法確定①根據(jù)工程所用原材料，通過試驗建立的水膠比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式確定。當(dāng)不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，按表3-24的規(guī)定選用。

回歸系數(shù)αa、αb的選用水泥強(qiáng)度富余系數(shù)：水泥實際強(qiáng)度：系數(shù)碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13

水泥富余系數(shù)γc的選用水泥強(qiáng)度等級值32.542.552.5富余系數(shù)γc1.121.161.10【產(chǎn)生的后果】向新運來的商品混凝土中直接加水，會導(dǎo)致水灰(膠)比發(fā)生變化(變大)，從而使得硬化后的混凝土強(qiáng)度降低，并有可能誘發(fā)開裂現(xiàn)象?！痉乐未胧?1)為了保證混凝土硬化后的強(qiáng)度和耐久性，應(yīng)根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55—2011)進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計，嚴(yán)格控制混凝土的配合比，特別是水灰(膠)比，嚴(yán)禁向新拌混凝土中直接加水;(2)在工程施工現(xiàn)場，應(yīng)做好技術(shù)交底工作，并加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控。(2)集料特征：粗集料的形狀與表面特征對強(qiáng)度有著直接的影響。配合比相同，碎石混凝土比卵石混凝土的強(qiáng)度高。(3)集漿比。集漿比影響混凝土的強(qiáng)度，特別是對高強(qiáng)混凝土的影響更為明顯。2)施工振搗方式。施工振搗方式及振搗的密實程度對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如圖a所示。3)養(yǎng)護(hù)條件。①溫度。通常情況下，溫度升高，膠凝材料的溶解、水化和硬化速度加快，利于混凝土強(qiáng)度的增長。如圖b所示，在4～40℃的溫度，養(yǎng)護(hù)溫度提高，可以促進(jìn)膠凝材料的溶解、水化和硬化，提高混凝土的早期強(qiáng)度溫度降低后水化反應(yīng)速度減慢，混凝土強(qiáng)度發(fā)展緩慢。試驗測定混凝土強(qiáng)度與凍結(jié)齡期的關(guān)系如圖c所示。②濕度。養(yǎng)護(hù)的濕度是決定水泥能否正常水化的必要條件。濕度對混凝土強(qiáng)度的影響如圖d所示。a振搗方式對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響b溫度對混凝土早期強(qiáng)度的影響c混凝土強(qiáng)度與凍結(jié)齡期的關(guān)系d混凝土強(qiáng)度與保濕養(yǎng)護(hù)時間的關(guān)系③齡期：齡期是混凝土自加水?dāng)嚢栝_始所經(jīng)歷的時間，按d或h計。在正常不變的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度隨齡期增長而提高。但通常是最初7～14d內(nèi)，強(qiáng)度增長較快，以后增長速度變緩，28d可以達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度等級，以后強(qiáng)度增長緩慢并趨于平緩，但可以延續(xù)數(shù)十年?；炷敛煌g期的強(qiáng)度增長值見下表。4)試驗條件①試件形狀。待測試件形狀一定時，若試件受壓面積相同而高度不同，則高寬比越大抗壓強(qiáng)度越小。②試件尺寸。相同配合比、相同形狀的試件，幾何尺寸越小，混凝土強(qiáng)度越高。③試件表面狀態(tài)。試驗過程中，壓力機(jī)承壓板對試件表面的橫向變形的約束作用與試件的表面狀態(tài)有關(guān)。④加荷速度。試驗表明：原材料、施工工藝及養(yǎng)護(hù)條件等都相同的混凝土，加荷速度不同，強(qiáng)度測定結(jié)果不同。

不同齡期混凝土強(qiáng)度的增長值(5)施工工藝。施工工藝是確?；炷两Y(jié)構(gòu)均勻密實、硬化正常、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的基本條件。采用機(jī)械攪拌的拌合物比人工攪拌更均勻；采用機(jī)械振動比人工搗固更密實，特別是在拌制低流動性混凝土?xí)r效果更明顯；用強(qiáng)制式攪拌機(jī)又比自由落體式攪拌機(jī)效果更好。

1、其他條件相同時，用強(qiáng)度等級為52.5級的水泥制作的混凝土強(qiáng)度將比強(qiáng)度等級為42.5級的水泥制作的混凝土強(qiáng)度(

)；將混凝土的水膠比由0.45調(diào)整為0.52，其他條件保持不變，則混凝土的強(qiáng)度將(

)。

2、配合比相同條件下，碎石混凝土的強(qiáng)度較卵石混凝土的強(qiáng)度(

)。試驗加荷速度越快，混凝土強(qiáng)度測定值越(

)；邊長為200mm的立方體抗壓強(qiáng)度值較邊長為100mm的立方體抗壓強(qiáng)度值(

)。跟蹤自測習(xí)題練習(xí)實際施工中為了加快施工進(jìn)度，提高模板的周轉(zhuǎn)率，常需提高混凝土的早期強(qiáng)度。一般可采取以下措施。(1)采用高強(qiáng)度水泥和早強(qiáng)型水泥。(2)采用水膠比較小、較少的用水量。(3)采用級配良好的碎石合理的砂率。(4)改進(jìn)施工工藝，采用機(jī)械振搗，提高混凝土的密實度。(5)采用濕熱養(yǎng)護(hù)方式。(6)摻加外加劑和摻合料，改善混凝土的性能。3、提高混凝土強(qiáng)度的措施1、變形（略）

硬化后砼的力學(xué)性質(zhì)主要用強(qiáng)度反應(yīng)，但是砼結(jié)構(gòu)在使用過程中還有變形。主要有荷載作用變形和非荷載作用變形兩種。（三）硬化后混凝土的變形特性（四）混凝土的耐久性

1、抗?jié)B性：混凝土對液體或氣體滲透的抵抗能力影響因素：混凝土的密實度（孔隙率）及孔隙結(jié)構(gòu)特征。以抗?jié)B等級表示。采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定的方法進(jìn)行試驗，以其所能承受的最大水壓力來計算?；炷恋目?jié)B等級：P4、P6、P8、P10、P12和>P12共6個。表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa、1.2MPa以上的水壓力而不滲水。2、抗凍性：混凝土在飽水作用狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞的性能。以抗凍等級表示，根據(jù)混凝土所能承受最大凍融循環(huán)次數(shù)來劃分混凝土抗凍等級。混凝土的抗凍等級：F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、>F400共9個。表示混凝土能承受50、100、150、200、250、300、350、400次、400次以上的凍融循環(huán)。1）耐久性能的概念3、耐磨性：耐磨性是指混凝土抵抗表層損傷的能力，是路面和橋梁用混凝土的重要性能之一。

對于混凝土耐磨性評價，《混凝土物理力學(xué)性能試驗方法》(GB∕T50081—2019)規(guī)定：以150mm×150mm×150mm立方體試件3個為一組，養(yǎng)護(hù)至27d齡期后擦干表面水分在實驗室環(huán)境條件下自然干燥12h，再將磨耗面朝上放入60℃±5℃的烘箱中烘干至12h，室溫冷卻后放在帶有花輪磨頭的混凝土磨耗試驗機(jī)上，在200N的負(fù)荷下磨30轉(zhuǎn)，取下后刷凈浮塵并稱重記為試件初始質(zhì)量m1，然后在200N的負(fù)荷下磨60轉(zhuǎn)，取下后刷凈浮塵并稱重記為m2，計算單位面積磨耗量。磨耗量越大，混凝土耐磨性越差。

4、抗硫酸鹽侵蝕性：硫酸鹽侵蝕破壞本質(zhì)是硫酸根離子進(jìn)入混凝土內(nèi)部，與水泥石中一些固相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些難溶的鹽類物質(zhì)。

《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GB∕T50082—2009)規(guī)定：抗硫酸鹽等級應(yīng)以混凝土抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)下降到不低于75%時的最大干濕循環(huán)次數(shù)來確定，并以符號KS表示?！痘炷临|(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164—2011)規(guī)定：混凝土的抗硫酸鹽侵蝕等級分KS30、KS60、KS90、KS120、KS150和>KS150六個等級。5、混凝土的碳化：是指在一定濕度條件下，混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳生成碳酸鈣和水的反應(yīng)。當(dāng)混凝土所處的環(huán)境中二氧化碳濃度高、環(huán)境濕度大時，可加快碳化腐蝕。

(1)碳化對混凝土性質(zhì)的影響？①降低了混凝土的堿度，削弱了混凝土對鋼筋的保護(hù)作用。②增加了混凝土的收縮，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)微細(xì)裂縫，從而降低混凝土的抗拉、抗折強(qiáng)度及抗?jié)B能力。③增加了混凝土的密實度。碳化作用產(chǎn)生的碳酸鈣填充了水泥石的孔隙，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。(2)減少碳化作用的措施。①在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層，使碳化深度在建筑物設(shè)計年限內(nèi)達(dá)不到鋼筋表面；或者在混凝土表面涂刷保護(hù)層，防止二氧化碳侵入。②根據(jù)工程所處環(huán)境及使用條件，合理選擇水泥品種，如使用堿度相對較大的摻混合材水泥，降低碳化速度。③使用減水劑，降低水膠比，改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實度。④加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證振搗質(zhì)量，減少或避免混凝土出現(xiàn)蜂窩等質(zhì)量事故。6、堿—集料反應(yīng)：水泥混凝土中水泥中的堿與集料中的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，甚至破壞。堿—集料反應(yīng)具備的三個條件；①水泥中堿含量高；②混凝土中的集料含有活性二氧化硅成分；③環(huán)境潮濕、水分存在。防止措施：①應(yīng)使用含堿量小于0.6％的水泥或采用抑制堿－集料反應(yīng)的摻合料；②當(dāng)使用鉀、鈉離子的混凝土外加劑時，必須專門試驗。2）提高混凝土長久性能和耐久性能的措施合理使用外摻料

嚴(yán)格控制水膠比根據(jù)環(huán)境等級選擇合理水膠比和最小水泥用量

鋼筋混凝土設(shè)置保護(hù)層加強(qiáng)施工振搗及養(yǎng)護(hù)根據(jù)環(huán)境確定等級合理選擇水泥品種1234520世紀(jì)80年代，三北地區(qū)的某些機(jī)場水泥混凝土道面發(fā)生了不同程度的堿集料反應(yīng)，道面表面出現(xiàn)樹枝狀、網(wǎng)狀裂縫（龜裂），在集料處膨脹、開裂?；炷良系闹車涂p隙間有有白色的碳酸鈣和碳酸鈉析出?！苍蚍治觥逞芯堪l(fā)現(xiàn)：這些機(jī)場大部分是70年代中期以后修建的，從地理位置上看均位于長江以北的三北地區(qū)。發(fā)生堿集料反應(yīng)與三北地區(qū)水泥含堿量大、鹽堿土多和三北地區(qū)的氣候特征有關(guān)，特別是這個時期生產(chǎn)的水泥含堿量大都在1.2%以上，有的高達(dá)1.6%，加上高含堿量外加劑的使用，使單位混凝土中的含堿量增大，提供了產(chǎn)生堿集料反應(yīng)的內(nèi)在條件。另外，粗集料多為白云石，水泥中的堿與粗集料中的白云石在水的作用下反應(yīng)，體積膨脹，使混凝開裂。思考〔防治措施〕①選擇沒有堿活性或堿活性較低的料源。②應(yīng)盡量使用含堿量小于0.6%的低堿水泥。③在混凝土摻入某些水硬性材料如粉煤灰、礦渣、硅灰等礦物混合材料。④為混凝土創(chuàng)造相對干燥的外部環(huán)境。⑤使用化學(xué)阻制劑來抑制堿集料反應(yīng)，即在混凝土道(路)面上噴灑鋰鹽，尤其是氫氧化鋰溶液最好。(一)概述砼組成設(shè)計又叫砼配合比設(shè)計：混凝土中各材料用量之比。

1、混凝土配合比的表示方法：

1)單位用量表示法：(1m3混凝土)水泥：細(xì)集料：粗集料：水：摻合料=264kg：706kg：1264kg：150kg：66kg2)相對用量表示法：(1m3混凝土)水泥：細(xì)集料：粗集料：礦物摻合料：水膠比(W/B)

=1：2.67：4.79：0.25：0.45三、普通混凝土的組成設(shè)計2、配合比設(shè)計的基本要求

1)滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計強(qiáng)度的要求(配制強(qiáng)度)

2)滿足施工工作性的要求(坍落度、維勃稠度試驗)

3)滿足環(huán)境耐久性的要求檢驗復(fù)核①最大水膠比W/B；

②最小膠凝材料用量。

4)滿足經(jīng)濟(jì)性要求滿足強(qiáng)度情況下盡量節(jié)約水泥，降低成本。比設(shè)計強(qiáng)度提高10%～15%。(二)混凝土配合比設(shè)計步驟1)計算“初步配合比”—原始資料，現(xiàn)行的方法2)提出“基準(zhǔn)配合比”—滿足和易性(坍落度、維勃稠度)3)確定“試驗配合比”—調(diào)整W/B且適合工作性和強(qiáng)度要求4)換算“施工配合比”—工地實際含水率進(jìn)行修正(二)混凝土配合比設(shè)計步驟(抗壓強(qiáng)度為設(shè)計指標(biāo))1、計算初步配合比

1)確定混凝土的配制強(qiáng)度(fcu,o)

(1)當(dāng)混凝土的設(shè)計強(qiáng)度等級小于C60時，fcu,o≥fcu,k+1.645σ

(2)當(dāng)混凝土的設(shè)計強(qiáng)度等級不小于C60時

fcu,o≥1.15fcu,k(3)混凝土標(biāo)準(zhǔn)差①計算混凝土標(biāo)準(zhǔn)差(σ)值：對于強(qiáng)度等級不大于C30的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值不小于3.0MPa時，應(yīng)按計算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值小于3.0MPa時，應(yīng)取3.0MPa。對于強(qiáng)度等級大于C30且小于C60的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值不小于4.0MPa時，應(yīng)按計算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值小于4.0MPa時，應(yīng)取4.0MPa。②直接取值：當(dāng)沒有近期的同一品種、同一強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度資料時，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)σ按表4-10規(guī)定取用。2)計算水灰比(W/C）

(1)當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級小于C60時，式中：

αa、αb—回歸系數(shù)，查表4-11。

fcu—水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度，MPa，可實測，且試驗方法應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)》(GB/T17671—2021)執(zhí)行；無實測值可按

計算。

γc—水泥強(qiáng)度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定；當(dāng)缺乏實際統(tǒng)計資料時,可按表4-12選用。

fce-水泥實際強(qiáng)度，無法取得時用

計算；

fce,k-水泥強(qiáng)度