1、第五章第五章 混凝土混凝土主要授課內容：主要授課內容：第五章第五章 混凝土混凝土主要授課內容主要授課內容普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料混凝土伴合物的技術性質混凝土伴合物的技術性質 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質混凝土外加劑混凝土外加劑 普通混凝土的配合比設計普通混凝土的配合比設計輕混凝土輕混凝土 第一節第一節 概述概述 一、混凝土的分類一、混凝土的分類 混凝土指用膠凝材料將粗細骨料膠結成整體的復合固體材料的總稱。 1 按表觀密度分類按表觀密度分類 2 按膠凝材料的品種分類按膠凝材料的品種分類 3 按使用功能和特性分類按使用功能和特性分類 第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一

2、節 概述概述第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述混混凝凝土土按表觀按表觀密度分類密度分類按凝結按凝結材料分類材料分類按使用按使用功能分類功能分類1、重混凝土、重混凝土 2、普通混凝土、普通混凝土3、輕混凝土、輕混凝土1、道路混凝土、道路混凝土2、水工混凝土、水工混凝土 3、防輻射混凝土、防輻射混凝土1、水泥混凝土、水泥混凝土2、石膏混凝土、石膏混凝土3、瀝青混凝土、瀝青混凝土1 按表觀密度分類按表觀密度分類 (1) 重混凝土 表觀密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和鐵礦石配制而成。 (2) 普通混凝土 表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水

3、泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品種。 (3) 輕混凝土 表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述返回2 按膠凝材料的品種分類按膠凝材料的品種分類 通常根據主要膠凝材料的品種，并以其名稱命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等等。有時也以加入的特種改性材料命名，如水泥混凝土中摻入鋼纖維時，稱為鋼纖維混凝土；水泥混凝土中摻大量粉煤灰時則稱為粉煤灰混凝土等等。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述返回3 按使用功能和特性分類按使用功能和特性分類

4、按使用部位、功能和特性通常可分為：結構混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防輻射混凝土、補償收縮混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密實混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、高強混凝土、高性能混凝土等等。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述返回二、普通混凝土二、普通混凝土 第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述 表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土。混混凝凝土土砼砼普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料上海市工商銀行上海市工商銀行 1 1 普通混凝土的主要優點普通混凝土的主要優點 （1

5、1） 原材料來源豐富原材料來源豐富 混凝土中約70%以上的材料是砂石料，屬地方性材料，可就地取材，避免遠距離運輸，因而價格低廉。 （2 2） 施工方便施工方便 混凝土拌合物具有良好的流動性和可塑性，可根據工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構件及構筑物。既可現場澆筑成型，也可預制等。 （3 3） 性能可根據需要設計調整性能可根據需要設計調整 通過調整各組成材料的品種和數量，特別是摻入不同外加劑和摻合料，可獲得不同施工和易性、強度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，滿足工程上的不同要求。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述 （4 4）抗壓強度高）抗壓強度高 混凝土的抗壓強度一般在7.560MPa

6、之間。當摻入高效減水劑和摻合料時，強度可達100MPa以上。而且，混凝土與鋼筋具有良好的匹配性，澆筑成鋼筋混凝土后，可以有效地改善抗拉強度低的缺陷，使混凝土能夠應用于各種結構部位。 （5 5）耐久性好）耐久性好 原材料選擇正確、配比合理、施工養護良好的混凝土具有優異的抗滲性、抗凍性和耐腐蝕性能，且對鋼筋有保護作用，可保持混凝土結構長期使用性能穩定。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述 2 2 普通混凝土存在的主要缺點普通混凝土存在的主要缺點 （1 1） 自重大自重大 1m3混凝土重2400kg，故結構物自重較大，導致地基處理費用增加。 （2 2） 抗拉強度低，抗裂性差抗拉強度低，抗

7、裂性差 混凝土的抗拉強度一般只有抗壓強度的1/101/20，易開裂。 （3 3） 收縮變形大收縮變形大 水泥水化凝結硬化引起的自身收縮和干燥收縮達500106m/m以上，易產生混凝土收縮裂縫。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述3 3 普通混凝土的基本要求普通混凝土的基本要求（1 1） 滿足便于攪拌、運輸和澆搗密實的施工和易性。滿足便于攪拌、運輸和澆搗密實的施工和易性。（2 2） 滿足設計要求的強度等級。滿足設計要求的強度等級。（3 3） 滿足工程所處環境條件所必需的耐久性。滿足工程所處環境條件所必需的耐久性。（4 4） 滿足上述三項要求的前提下，最大限度地降低水滿足上述三項要求的

8、前提下，最大限度地降低水泥用量，節約成本，即經濟合理性。泥用量，節約成本，即經濟合理性。第五章第五章 混凝土混凝土第一節第一節 概述概述第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料水水砂砂水泥水泥石子石子三峽大壩三峽大壩混凝土工程混凝土工程一、水泥一、水泥 1 1 水泥品種的選擇水泥品種的選擇 水泥品種的選擇主要根據工程結構特點、工程所處環境及施工條件確定。如高溫車間結構混凝土有耐熱要求，一般宜選用耐熱性好的礦渣水泥等等。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料

9、2 2 水泥強度等級的選擇水泥強度等級的選擇 水泥強度等級的選擇原則為：混凝土設計強度等級越高，則水泥強度等級也宜越高；設計強度等級低，則水泥強度等級也相應低。 例如：C40以下混凝土，一般選用強度等級32.5級；C45C60混凝土一般選用42.5級，在采用高效減水劑等條件下也可選用32.5級；大于C60的高強混凝土，一般宜選用42.5級或更高強度等級的水泥；對于C15以下的混凝土，則宜選擇強度等級為32.5級的水泥，并外摻粉煤灰等混合材料，滿足工程上的要求。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料二、細骨料二、細骨料 公稱粒徑在0.155.0mm之間的

10、骨料稱為細骨料，亦即砂。 常用的細骨料有河砂、海砂、山砂和機制砂（有時也稱為人工砂、加工砂）等。通常根據技術要求分為類、類和類。類用于強度等級大于C60的混凝土；類用于C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 海砂可用于配制素混凝土，但不能直接用于配制鋼筋混凝土，主要是氯離子含量高，容易導致鋼筋銹蝕，如要使用，必須經過淡水沖洗，使有害成份含量減少到要求以下。 山砂可以直接用于一般工程混凝土結構，當用于重要結構物時，必須通過堅固性試驗和堿活性試驗。 機制砂是指將卵石或巖石用機械破碎的方法，通過沖洗、過篩制成。

11、通常是在加工碎卵石或碎石時，將小于10mm的部分進一步加工而成。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 細骨料的主要質量指標有： 1. 有害雜質含量 2. 顆粒形狀及表面特征 3. 堅固性 4. 粗細程度與顆粒級配 5. 砂的含水狀態第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 1. 有害雜質含量 細骨料中的有害雜質主要包括兩方面： （1）粘土和云母 粘土和云母粘附于砂表面或夾雜其中，嚴重降低水泥與砂的粘結強度，從而降低混凝土的強度、抗滲性和抗凍性，增大混凝土的收縮。 （2）有機質、硫化物及硫酸鹽 有機質、硫化物及硫

12、酸鹽對水泥有腐蝕作用，從而影響混凝土的性能，必須加以限制。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回 2. 顆粒形狀及表面特征 河砂和海砂經水流沖刷，顆粒多為近似球狀，且表面少棱角、較光滑，配制的混凝土流動性往往比山砂或機制砂好，但與水泥的粘結性能相對較差；山砂和機制砂表面較粗糙，多棱角，故混凝土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混凝土強度略高；而流動性相同時，因山砂和機制砂用水量較大，故混凝土強度相近。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回 3. 堅固

13、性 砂是由天然巖石經自然風化作用而成，機制砂也會含大量風化巖體，在凍融或干濕循環作用下有可能繼續風化，因此對某些重要工程或特殊環境下工作的混凝土用砂，應做堅固性檢驗。堅固性根據GB/T14684規定，采用硫酸鈉溶液浸泡烘干浸泡循環試驗法檢驗，測定5個循環后的重量損失率。指標應符合表5-2-2的要求。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料表5-2-2 砂的堅固性指標項 目類類類循環后質量損失（%）8810返回返回第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 4. 粗細程度與顆粒級配 （1）粗細程度 砂的粗細程度是指不同

14、粒徑的砂粒混合體平均粒徑大小,通常用細度模數（Mx）表示。 Mx并不等于平均粒徑，但能較準確反映砂的粗細程度。Mx越大，表示砂越粗，單位重量總表面積（或比表面積）越小； Mx越小，則砂比表面積越大。 Mx根據下式計算（精確至0.01）：表5-2-3 累計篩余與分計篩余計算關系篩孔尺寸（mm）篩余量（g）分計篩余（%）累計篩余（%）4.75m12.36m21.18m30.600m40.300m50.150m6底盤m低第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 Mx3.7 特粗砂； Mx =3.13.7 粗砂； Mx =3.02.3 中砂； Mx =2.21.

15、6 細砂； Mx =1.50.7 特細砂。 （2） 粒徑級配 砂的顆粒級配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。 良好的級配指粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充（如圖5-2-1所示）使砂形成最密致的堆積狀態，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料圖5-2-1 砂顆粒級配示意圖 砂的顆粒級配根據0.600mm篩孔對應的累計篩余百分率A4，分成、和三個級配區，見表5-2-4。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料表5-2-4 砂的顆粒級配區范圍篩孔尺寸

16、（mm）累計篩余（） 區 區 區10.00004.751001001002.363552501501.18653550102500.6008571704140160.3009580927085550.150100901009010090 以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據表5-2-4的級區可繪制、級配區的篩分曲線，如圖5-2-2所示。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料圖5-2-2 砂級配曲線圖在篩分曲線上可以直觀地分析砂的顆粒級配優劣。 配制普通混凝土的砂宜為中砂,級區。但實際工程中往往出現砂偏細或偏粗的情況，有兩種處理方法： 當只有

17、一種砂源時，對偏細砂適當減少砂用量，即降低砂率；反之亦然。 當粗砂和細砂可同時提供時，宜將細砂和粗砂按一定比例摻配使用，這樣既可調整Mx，也可改善砂的級配，有利于節約水泥，提高混凝土性能。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料砂的摻配使用返回返回 5. 砂的含水狀態 砂的含水狀態4種，如圖5-2-4所示。 第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料圖5-2-4 骨料含水狀態示意圖 （1）絕干狀態 砂粒內外不含任何水，通常在1055條件下烘干而得。 （2）氣干狀態 砂粒表面干燥，內部孔隙中部分含水。指室內或室外（天晴

18、）空氣平衡的含水狀態，其含水量的大小與空氣相對濕度和溫度密切相關。滿足工程上的不同要求。 （3）飽和面干狀態 砂粒表面干燥，內部孔隙全部吸水飽和。水利工程上采用此狀態計量砂用量。 （4） 濕潤狀態 砂粒內部吸水飽和，表面還含有部分表面水。施工現場，特別是雨后常出現此種狀況，攪拌混凝土中計量砂用量時，要扣除砂中的含水量；同樣，計量水用量時，要扣除砂中帶入的水量。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回三、粗骨料三、粗骨料 顆粒粒徑大于5mm的骨料為粗骨料。 混凝土工程中常用的粗骨料有碎石和卵石兩大類。碎石為巖石（有時采用大塊卵石，稱為碎卵石）經破碎

19、、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石經篩分而得。 第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 通常根據卵石和碎石的技術要求分類、類和類。類用于強度等級大于C60的混凝土；類用于C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。 粗骨料的主要技術指標有： 1. 有害雜質 2. 顆粒形態及表面特征 3. 粗骨料最大粒徑 4. 粗骨料的顆粒級配 5. 粗骨料的強度第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 1. 有害雜質 主要有粘土、硫化物及硫酸鹽、有機物等，含量應符合表5-2-7的要求。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節

20、 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料表5-2-7 碎石或卵石中技術指標項目類類類含泥量（按質量計），%0.51.01.5粘土塊含量（按質量計），%00.50.7硫化物與硫酸鹽含量（以SO3重量計），%0.51.01.0有機物含量（用比色法試驗）合格合格合格針片狀（按質量計），%51525堅固性質量損失，%5812碎石壓碎指標102030卵石壓碎指標121616返回返回 2. 顆粒形態及表面特征 粗骨料的顆粒形狀以近立方體或近球狀體為最佳，但在巖石破碎生產碎石的過程中往往產生一定量的針、片狀，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的強度，特別是抗折強度。 針狀是指長度大于該顆粒所屬粒級平均粒徑的

21、2.4倍的顆粒；片狀是指厚度小于平均粒徑0.4倍的顆粒。 各別類粗骨料針片狀含量要符合表5-27的要求。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回 3. 粗骨料最大粒徑 混凝土所用粗骨料的公稱粒級上限稱為最大粒徑。骨料粒徑越大，其表面積越小，通常空隙率也相應減小，因此所需的水泥漿或砂漿數量也可相應減少，有利于節約水泥、降低成本，并改善混凝土性能。所以在條件許可的情況下，應盡量選得較大粒徑的骨料。但在實際工程上，骨料最大粒徑受到多種條件的限制： （1）最大粒徑不得大于構件最小截面尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。第五章第五章 混凝土混凝土第

22、二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 （2）對于混凝土實心板，最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得大于40mm。 （3）對于泵送混凝土，當泵送高度在50m以下時，最大粒徑與輸送管內徑之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。 （4）對大體積混凝土（如混凝土壩或圍堤）或疏筋混凝土，往往受到攪拌設備和運輸、成型設備條件的限制。有時為了節省水泥，降低收縮，可在大體積混凝土中拋入大塊石（或稱毛石），常稱作拋石混凝土。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回 4. 粗骨料的顆粒級配 石子的粒級分為連續粒級和單位級兩種。 連續粒級指5

23、mm以上至最大粒徑Dmax，各粒級均占一定比例，且在一定范圍內。 單粒級指從1/2最大粒徑開始至Dmax。單粒級用于組成具有要求級配的連續粒級，也可與連續粒級混合使用，以改善級配或配成較大密實度的連續粒級。單粒級一般不宜單獨用來配制混凝土，如必須單獨使用，則應作技術經濟分析，并通過試驗證明不發生離析或影響混凝土的質量。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回 5. 粗骨料的強度 根據GB/T14685和JGJ53規定，碎石和卵石的強度可用巖石的抗壓強度或壓碎值指標兩種方法表示。 巖石的抗壓強度采用50mm50mm的圓柱體或邊長為50mm的立方體試

24、樣測定。一般要求其抗壓強度大于配制混凝土強度的1.5倍，且不小于45MPa（飽水）。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料 根據GB/T14685，壓碎值指標是將9.519mm的石子 m克，裝入專用試樣筒中，施加200KN的荷載，卸載后用孔徑2.36mm的篩子篩去被壓碎的細粒，稱量篩余，計作m1，則壓碎值指標Q按下式計算： 壓碎值越小，表示石子強度越高，反之亦然。各類別骨料的壓碎值指標應符合表5-2-7的要求。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料返回返回四、拌合用水四、拌合用水 根據混凝土拌合用水標準（JGJ

25、6389）的規定，凡符合國家標準的生活飲用水，均可拌制各種混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有飾面要求的素混凝土，更不得拌制鋼筋混凝土和預應力混凝土。 值得注意的是，在野外或山區施工采用天然水拌制混凝土時，均應對水的有機質、Cl-和含量等進行檢測，合格后方能使用。特別是某些污染嚴重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。第五章第五章 混凝土混凝土第二節第二節 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料第三節第三節 混凝土伴合物的技術性質混凝土伴合物的技術性質 一、混凝土伴合物的工作性一、混凝土伴合物的工作性1 1工作性的概念工作性的概念 新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運

26、輸、澆搗成型，并獲得質量均勻密實的混凝土的一項綜合技術性能。通常用流動性、粘聚性和保水性三項內容表示。流動性是指拌合物在自重或外力作用下產生流動的難易程度；粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產生分層離析現象；保水性是指拌合物不產生嚴重的泌水現象。 第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 2 2工作性的測試和評定工作性的測試和評定 混凝土拌合物和易性是一項極其復雜的綜合指標，到目前為止全世界尚無能夠全面反映混凝土和易性的測定方法，通常通過測定流動性，再輔以其他直觀觀察或經驗綜合評定混凝土和易性。流動性的測定方法有坍落度法、維勃稠度法、探針法、斜槽法、流出

27、時間法和凱利球法等十多種，對普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和維勃稠度法。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 （1）坍落度法 將攪拌好的混凝土分三層裝入坍落度筒中（見圖5-3-1a），每層插搗25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土則在自重作用下坍落，以坍落高度（單位mm）代表混凝土的流動性。坍落度越大，則流動性越好。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質圖5-3-1 混凝土拌合物和易性測定 粘聚性通過觀察坍落度測試后混凝土所保持的形狀，或側面用搗棒敲擊后的形狀判定，如圖5-3-1所示。當坍落度筒一提起

28、即出現圖中（c）或（d）形狀，表示粘聚性不良；敲擊后出現（b）狀，則粘聚性好；敲擊后出現（c）狀，則粘聚性欠佳；敲擊后出現（d）狀，則粘聚性不良。 保水性是以水或稀漿從底部析出的量大小評定（見圖5-3-1b）。析出量大，保水性差，嚴重時粗骨料表面稀漿流失而裸露。析出量小則保水性好。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 （2）維勃稠度法 維勃稠度法在坍落度筒提起后，施加一個振動外力，測試混凝土在外力作用下完全填滿面板所需時間（秒）代表混凝土流動性。時間越短，流動性越好；時間越長，流動性越差。見示意圖5-3-2。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴

29、合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質圖5-3-2 維勃稠度試驗儀 1. 容器；2. 坍落度筒；3. 圓盤；4. 滑棒；5. 套筒；6.13. 螺栓；7. 漏斗；8. 支柱；9. 定位螺絲；10. 荷重；11. 元寶螺絲；12. 旋轉架 （3）坍落度的選擇原則 (a)構件截面尺寸大小 截面尺寸大，易于振搗成型，坍落度適當選小些，反之亦然。 (b)鋼筋疏密 鋼筋較密，則坍落度選大些。 (c)搗實方式 人工搗實，則坍落度選大些。機械振搗則選小些。 (d)運輸距離 從攪拌機出口至澆搗現場運輸距離較遠時，途中坍落度損失，坍落度宜適當選大些。 (e)氣候條件 氣溫高、空氣相對濕度小時，因水泥水化速度

30、加快及水份揮發加速，坍落度損失大，宜選大些。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質一般情況下，坍落度可按表5-3-1選用。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質表5-3-1 混凝土澆筑時的坍落度（mm）構件種類坍落度基礎或地面等的墊層、無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構1030板、梁和大型及中型截面的柱子等 3050配筋密列的結構（薄壁、斗倉、簡倉、細柱等）5070配筋特密的結構7090二、影響混凝土伴合物工作性的因素二、影響混凝土伴合物工作性的因素 1 單位用水量 2 漿骨比 3 水灰比

31、 4 砂率 5 水泥品種及細度 6 骨料的品種和粗細程度 7 外加劑 8 時間、氣候條件第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 1 單位用水量 單位用水量是混凝土流動性的決定因素。用水量增大，流動性隨之增大。但用水量大帶來的不利影響是保水性和粘聚性變差，易產生泌水分層離析，從而影響混凝土的勻質性、強度和耐久性。 大量的實驗研究證明在原材料品質一定的條件下，單位用水量一旦選定，單位水泥用量增減50100kg/m3，混凝土的流動性基本保持不變，這一規律稱為固定用水量定則。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質

32、在進行混凝土配合比設計時，單位用水量可根據施工要求的坍落度和粗骨料的種類、規格，根據JGJ55-2000普通混凝土配合比設計規程按表5-3-4選用，再通過試配調整，最終確定單位用水量。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質表5-3-4混凝土單位用水量選用表項目 指標卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）102031.540162031.540坍落度（mm）10301901701601502001851751653550200180170160210195185175557021019018017022020519518575902151951851

33、75230215205195維勃稠度（s）1620175160-145180170-1551115180165-150185175-160510185170-155190180-165返回返回 2 漿骨比 漿骨比指水泥漿用量與砂石用量之比值。在混凝土凝結硬化之前，水泥漿主要賦予流動性；在混凝土凝結硬化以后，主要賦予粘結強度。在水灰比一定的前提下，漿骨比越大，即水泥漿量越大，混凝土流動性越大。 通過調整漿骨比大小，既可以滿足流動性要求，又能保證良好的粘聚性和保水性。漿骨比不宜太大，否則易產生流漿現象，使粘聚性下降。漿骨比也不宜太小，否則因骨料間缺少粘結體，拌合物易發生崩塌現象。第五章第五章 混凝

34、土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返回返回 3 水灰比 水灰比即水用量與水泥用量之比。在水泥用量和骨料用量不變的情況下，水灰比增大，相當于單位用水量增大，水泥漿很稀，拌合物流動性也隨之增大，反之亦然。 用水量增大帶來的負面影響是嚴重降低混凝土的保水性，增大泌水，同時使粘聚性也下降。但水灰比也不宜太小，否則因流動性過低影響混凝土振搗密實，易產生麻面和空洞。 合理的水灰比是混凝土拌合物流動性、保水性和粘聚性的良好保證。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返回返回 4 砂率 砂率是指砂子占砂石總重量的百分率，表達式為：第五章

35、第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 砂率；S砂子用量（kg）；G石子用量（kg）。 砂率對和易性的影響非常顯著主要表現在以下幾個方面： （1）對流動性的影響 （2）對粘聚性和保水性的影響 （3）合理砂率的確定圖5-3-3 砂率與混凝土流動性和水泥用量的關系第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返回返回 5 水泥品種及細度 水泥品種不同時，達到相同流動性的需水量往往不同，從而影響混凝土流動性。另一方面，不同水泥品種對水的吸附作用往往不等，從而影響混凝土的保水性和粘聚性。如火山灰水泥、礦渣水泥配制的混凝土流動性比

36、普通水泥小。在流動性相同的情況下，礦渣水泥的保水性能較差，粘聚性也較差。 同品種水泥越細，流動性越差，但粘聚性和保水性越好。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返回返回 6 骨料的品種和粗細程度 卵石表面光滑，碎石粗糙且多棱角，因此卵石配制的混凝土流動性較好，但粘聚性和保水性則相對較差。河砂與山砂的差異與上述相似。對級配符合要求的砂石料來說，粗骨料粒徑越大，砂子的細度模數越大，則流動性越大，但粘聚性和保水性有所下降，特別是砂的粗細，在砂率不變的情況下，影響更加顯著。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返

37、回返回 7 外加劑 改善混凝土和易性的外加劑主要有減水劑和引氣劑。它們能使混凝土在不增加用水量的條件下增加流動性，并具有良好的粘聚性和保水性。 8 時間、氣候條件 隨著水泥水化和水分蒸發，混凝土的流動性將隨著時間的延長而下降。氣溫高、濕度小、風速大將加速流動性的損失。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質返回返回 1 當混凝土流動性小于設計要求時，為了保證混凝土的強度和耐久性，不能單獨加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。但水泥漿用量過多，則混凝土成本提高，且將增大混凝土的收縮和水化熱等。混凝土的粘聚性和保水性也可能下降。 2 當坍落度大于設計要

38、求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實際上相當于減少水泥漿數量。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質 三、改善混凝土拌合物工作性的措施三、改善混凝土拌合物工作性的措施 3 改善骨料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量的75%左右，實際操作難度往往較大。 4 摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的最有效措施。 5 盡可能選用最優砂率。當粘聚性不足時可適當增大砂率。第五章第五章 混凝土混凝土第三節混凝土伴合物的技術性質第三節混凝土伴合物的技術性質第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質一、混凝土

39、的強度一、混凝土的強度 強度是硬化混凝土最重要的性質，混凝土的其他性能與強度均有密切關系，混凝土的強度也是配合比設計、施工控制和質量檢驗評定的主要技術指標。 混凝土的強度主要有抗壓強度、抗折強度、抗拉強度和抗剪強度等。其中抗壓強度值最大，也是最主要的強度指標。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質1. 1. 普通混凝土受壓破壞的特點普通混凝土受壓破壞的特點(1) (1) 破壞的形式破壞的形式 骨料先破壞； 水泥石先破壞； 水泥石與粗骨料的結合面發生破壞(2) (2) 破壞的

40、特點破壞的特點 干縮存在早期微裂縫，隨外部荷載加大、發展，并迅速進入水泥石，最終造成混凝土的整體貫通開裂。 （1 1）混凝土的立方體抗壓強度）混凝土的立方體抗壓強度 根據我國普通混凝土力學性能試驗方法（GBJ8185）規定，立方體試件的標準尺寸為150mm150mm150mm；標準養護條件為溫度203，相對濕度90%以上；標準齡期為28天。在上述條件下測得的抗壓強度值稱為混凝土立方體抗壓強度，以 表示。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質2.2.混凝土的抗壓強度和強度等級混凝土的抗壓強度和強度等級ccf,（2 2）混凝土的立方體抗壓強度標準值）混凝土

41、的立方體抗壓強度標準值 根據混凝土結構設計規范（GB500102002），混凝土的強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定，混凝土立方體抗壓強度標準值是指標準方法制作養護的邊長為150mm的立方體試件，在28天齡期用標準方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 （3 3）混凝土的強度等級）混凝土的強度等級 鋼筋混凝土結構用混凝土分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14個等級。 根據混凝土質量控制標準（GB501641992）規定，強度等級采用

42、符號C和相應的標準值表示，普通混凝土劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12個強度等級。如C30表示立方體抗壓強度標準值為30MPa，亦即混凝土立方體抗壓強度30MPa的概率要求95%以上。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 混凝土強度等級的劃分主要是為了方便設計、施工驗收等。強度等級的選擇主要根據建筑物的重要性、結構部位和荷載情況初步選擇： （1）普通建筑物的墊層、地坪及受力不大的結構或非永久性建筑選用C7.5C15。 （2）普通建筑物的梁、板、柱、樓梯、屋架等鋼筋混凝土結構選用

43、C20C30。 （3）高層建筑、大跨度結構、預應力混凝土及特種結構宜選用C30以上混凝土。保水性好。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質（4 4）軸心抗壓強度）軸心抗壓強度 軸心抗壓強度也稱為棱柱體抗壓強度。由于實際結構物（如梁、柱）多為棱柱體構件，因此采用棱柱體試件強度更有實際意義。它是采用150mm150mm（300450）mm的棱柱體試件，經標準養護到28天測試而得。同一材料的軸心抗壓強度小于立方體強度，其比值大約為 =（0.70.8） 。因為抗壓強度試驗時，試件在上下兩塊鋼壓板的摩擦力約束下，側向變形受到限制，即“環箍效應”其影響高度大約為試

44、件邊長的0.866倍。pcf,第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質ccf,3 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 分析影響混凝土強度各因素的目的，在于可根據工程實際情況，采取相應技術措施，提高混凝土的強度。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質水泥強度、水灰比和骨料質量施工條件、養護溫度、濕度、齡期、試驗條件和外加劑等等。內因外因 （1 1）水泥強度和水灰比）水泥強度和水灰比 混凝土的強度主要來自水泥石以及與骨料之間的粘結強度，試驗證明，混凝土與水泥強度成正比關系。 水泥完全水化的理論需水量約

45、為水泥重的23%左右，但實際拌制混凝土時，為獲得良好的和易性，水灰比大約在0.400.65之間，多余水分蒸發后，在混凝土內部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承壓面積減少，混凝土強度也就越小。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 另一方面，多余水分在混凝土內的遷移過程中遇到粗骨料的阻礙，水分往往在其底部積聚，形成水泡，極大地削弱砂漿與骨料的粘結強度，使混凝土強度下降。 因此，在水泥強度和其他條件相同的情況下，水灰比越小，混凝土強度越高，水灰比越大，混凝土強度

46、越低。但水灰比太小，混凝土過于干稠，使得不能保證振搗均勻密實，強度反而降低。 試驗證明，在相同的情況下，混凝土的強度與水灰比呈有規律的曲線關系，而與灰水比則成線性關系。如圖5-4-3所示，通過大量試驗資料的數理統計分析，建立了混凝土強度經驗公式：)(,bceaocuWCff第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質混凝土的立方體抗壓強度（MPa）混凝土的灰水比；即1m3混凝土中水泥 與水用量之比，其倒數即是水灰比；水泥的實際強度（MPa）、與骨料種類有關的經驗系數ocuf,acefWCb圖5-4-3第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性

47、質硬化混凝土的技術性質 水泥的實際強度根據水泥膠砂強度試驗方法測定。在進行混凝土配合比設計和實際施工中，需要事先確定水泥強度。當無條件時，可根據我國水泥生產標準及各地區實際情況，水泥實際強度以水泥強度等級乘以富余系數確定：第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質gcecceff, 水泥強度等級富余系數，一般取1.051.15。如水泥已存放一定時間，則取1.0；如存放時間超過3個月，或水泥已有結塊現象， 可能小于1.0，必須通過試驗實測。 水泥強度等級。如42.5級， 取42.5MPa。 經驗系數,可通過試驗或本地區經驗確定。根據所用骨料品種，JGJ55-

48、2000普通混凝土配合比設計規程提供的參數為：碎石： =0.46， =0.07 卵石： =0.48， =0.33第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質cgcef,abba （2 2）骨料的品質）骨料的品質 骨料中的有害物質含量高，則混凝土強度低，骨料自身強度不足，也可能降低混凝土強度。 當粗骨料中針片狀含量較高時，將降低混凝土強度，對抗折強度的影響更顯著。所以在骨料選擇時要盡量選用接近球狀體的顆粒。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 （3 3）施工條件）施工條件 施工條件主要指攪拌和振搗成型。一般來說機械攪

49、拌比人工攪拌均勻，因此強度也相對較高（如圖5-4-4所示）；攪拌時間越長，混凝土強度越高，如圖5-4-5所示。但考慮到能耗、施工進度等，一般要求控制在23min之間；投料方式對強度也有一定影響，如先投入粗骨料、水泥和適量水攪拌一定時間，再加入砂和其余水，能比一次全部投料攪拌提高強度10%左右。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質圖5-4-4 機械振動和手工搗實對混凝土強度的影響 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質圖5-4-5

50、攪拌時間對混凝土強度的影響 （4 4）齡期）齡期 齡期是指混凝土在正常養護下所經歷的時間。隨養護齡期增長，水泥水化程度提高，凝膠體增多，自由水和孔隙率減少，密實度提高，混凝土強度也隨之提高。最初的7天內強度增長較快，而后增幅減少，28天以后，強度增長更趨緩慢，但如果養護條件得當，則在數十年內仍將有所增長。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，在標準養護下，混凝土強度的發展大致與齡期（天）的對數成正比關系，因此可根據某一齡期的強度推定另一齡期的強度。特別是以早期強度推算28天齡期強度。如下式： 、 分別為28天和第n天時的混

51、凝土抗壓強度，必須n3天。當采用早強型普通硅酸鹽水泥時，由37天強度推算28天強度會偏大。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質nfnflg28lg2828fnf 在實際工程中，可根據溫度、齡期對混凝土強度的影響曲線，從已知齡期的強度估計另一齡期的強度，如圖5-4-5所示。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質圖5-4-5 溫度、齡期對混凝土強度的影響曲線 4 4提高混凝土強度的措施提高混凝土強度的措施 根據上述影響混凝土強度的因素分析，提高混凝土強度可從以下幾方面采取措施： （1）采用高標號水泥。 （2）盡可

52、能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。 （3）采用優質砂石骨料，選擇合理砂率。 （4）采用機械攪拌和機械振搗，確保攪拌均勻性和振搗密實性，加強施工管理。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 （5）摻入減水劑或早強劑，提高混凝土的強度或早期強度。 （6）改善養護條件，保證一定的溫度和濕度條件，必要時可采用濕熱處理，提高早期強度。 （7）摻硅灰或超細礦渣粉也是提高混凝土強度的有效措施。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質二、混凝土的耐久性二、混凝土的耐久性 混凝土的耐久性是指在外部和內部不利因素的長期作用下，保持

53、其原有設計性能和使用功能的性質，是混凝土結構經久耐用的重要指標。外部因素指的是酸、堿、鹽的腐蝕作用，冰凍破壞作用，水壓滲透作用，碳化作用，干濕循環引起的風化作用，荷載應力作用和振動沖擊作用等等。內部因素主要指的是堿骨料反應和自身體積變化。通常用混凝土的抗滲性、抗凍性、抗碳化性能、抗腐蝕性能和堿骨料反應綜合評價混凝土的耐久性。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質1混凝土的抗滲性混凝土的抗滲性 混凝土的抗滲性是指抵抗壓力液體（水、油、溶液等）滲透作用的能力。因為混凝土抗滲

54、性好，即混凝土密實性高，外界腐蝕介質不易侵入混凝土內部，從而抗腐蝕性能就好，冰凍破壞作用和風化作用就小。因此混凝土的抗滲性可以認為是混凝土耐久性指標的綜合體現。 對一般混凝土結構，特別是地下建筑、水池、水塔、水管、水壩、排污管渠、油罐以及港工、海工混凝土結構，更應保證混凝土具有足夠的抗滲性能。 混凝土的抗滲性能用抗滲標號表示。抗滲標號是根據普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法的規定，通過試驗確定，分為P4、P6、P8、P10和P12共5個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的水壓力而不滲漏。 影響混凝土抗滲性的主要因素有： （1）水灰比和水泥用量 （2）骨料含

55、泥量和級配 （3）施工質量和養護條件 此外，水泥的品種、混凝土拌合物的保水性和粘聚性等，對其也有顯著影響。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質2混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在吸水飽和狀態下、能經受多次凍融循環而不破壞，同時也不嚴重降低強度的性能，以抗凍標號表示。 抗凍標號的測定根據GBJ8285的規定進行。將吸水飽和的混凝土試件在-15條件下冰凍4小時，再在20水中融化4小時作為一個循環，以抗壓強度下降不超過25%，重量損失不超過5%時，混凝土

56、所能承受的最大凍融循環次數來表示。 混凝土的抗凍標號分為D10、D15、D25、D50、D100、D150、D200、D250和D300共9個標號，其中的數字表示混凝土能經受的最大凍融循環次數。如D200，即表示該混凝土能承受200次凍融循環，且強度損失小于25%，重量損失小于5%。第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質 影響混凝土抗凍性的主要因素有： 水灰比或孔隙率。 孔隙特征。連通毛細孔易吸水飽和，凍害嚴重。若為封閉孔，則不易吸水，凍害就小。故加入引氣劑能提高抗凍性。 吸水飽和程度。若混凝土的孔隙非完全吸水飽和，冰凍過程產生的壓力促使水分向孔隙處遷

57、移，從而降低冰凍膨脹應力，對混凝土破壞作用就小。 混凝土的自身強度。在相同的冰凍破壞應力作用下，混凝土強度越高，凍害程度也就越低。此外還與降溫速度和冰凍溫度有關。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質3混凝土的抗碳化性能混凝土的抗碳化性能 （1 1）混凝土碳化機理）混凝土碳化機理 混凝土碳化是指混凝土內水化產物Ca（OH）2與空氣中的CO2在一定濕度條件下發生化學反應，產生CaCO3和水的過程。反應式如下：Ca（OH）2+ CO2+H2O= CaCO3+2H2O （2 2）碳化對混凝土性能的影響）碳化對混凝土性能的影響 碳化作用對混凝土的負面影響主要

58、有兩方面，一是碳化作用使混凝土的收縮增大，導致混凝土表面產生拉應力，從而降低混凝土的抗拉強度和抗折強度，嚴重時直接導致混凝土開裂。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質（3 3）影響混凝土碳化速度的主要因素）影響混凝土碳化速度的主要因素 混凝土的水灰比：水灰比大小主要影響混凝土孔隙率和密實度。因此水灰比大，混凝土的碳化速度就快。 水泥品種和用量：普通水泥水化產物中Ca（OH）2含量高，碳化同樣深度所消耗的CO2量要求多，相當于碳化速度減慢。 施工養護：攪拌均勻、振搗成型密實、養護良好的混凝土碳化速度較慢。 環境條件：空氣中CO2的濃度大，碳化速度加快

59、。當空氣相對濕度為50%75%時，碳化速度最快。當相對濕度小于20%時，由于缺少水環境，碳化終止。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質（4 4）提高混凝土抗碳化性能的措施）提高混凝土抗碳化性能的措施 從前述影響混凝土碳化速度的因素分析可知，提高混凝土抗碳化性能的關鍵是提高混凝土的密實性，降低孔隙率，阻止Dmax向混凝土內部滲透。絕對密實的混凝土碳化作用也就自然停止。 提高混凝土碳化性能的主要措施為：1、盡可能降低混凝土的水灰比，提高密實度；2、加強施工養護，保證混凝土均勻密實，水泥水化充分；3、根據環境條件合理選擇水泥品種；4、用減水劑、引氣劑等外

60、加劑降低水灰比或引入封密氣孔改善孔結構；5、必要時還可以采用表面涂刷石灰水等加以保護。 第五章第五章 混凝土混凝土第四節第四節 硬化混凝土的技術性質硬化混凝土的技術性質4混凝土的堿混凝土的堿骨料反應骨料反應 堿骨料反應是指混凝土內水泥中所含的堿（K2O和Na2O），與骨料中的活性SiO2發生化學反應，在骨料表面形成堿硅酸凝膠，吸水后將產生3倍以上的體積膨脹，從而導致混凝土膨脹開裂而破壞。堿骨料反應引起的破壞，一般要經過若干年后才會發現，而一旦發生則很難修復，因此，對水泥中堿含量大于0.6%；骨料中含有活性SiO2且在潮濕環境或水中使用的混凝土工程，必須加以重視。大型水工結構、橋梁結構、高等級公