第4章混凝土與砂漿混凝土概述一、混凝土的定義二、混凝土的分類三、混凝土的特點四、工程要求一、混凝土的定義由膠凝材料、細骨料、粗骨料加水拌和后，經一定的時間硬化而成的人造石材。砼二、混凝土的分類(一)混凝土按照體積密度大小分為三類：1.重混凝土(>2600kg/m3）

2.普通混凝土(1950-2500kg/m3)3.輕混凝土(<1950kg/m3)

（1）輕骨料混凝土

（2）多孔混凝土(泡沫混凝土、加氣混凝土)

（3）大孔混凝土(二)按強度分：普通混凝土＜C60。高強混凝土≥C60。超高強混凝≥100MPa（三）按摻合料分為：粉煤灰混凝土硅灰混凝土磨細高爐礦渣混凝土纖維混凝土等。(四)按施工工藝分為：泵送混凝土噴射混凝土碾壓混凝土壓力灌漿混凝土熱拌混凝土太陽能養護混凝土等（五）按功能或材料分類防水混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土纖維混凝土聚合物混凝土噴射混凝土泵送混凝土鋼纖維混凝土碾壓混凝土三、混凝土的特點優點：原材料豐富、成本低；抗壓強度高、耐久性好、維護費用低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；可調整配合比使其具有不同的性質。缺點：抗拉強度低；受拉變形性能差，易開裂；自重大（約為2400kg/m3左右）四、工程要求（一）滿足與施工條件適應的施工和易性（二）滿足結構設計的強度要求（三）滿足環境要求的耐久性（四）經濟合理，降低造價。第4章混凝土與砂漿§4.1普通混凝土的組成材料§4.2混凝土拌合物的性能§4.3硬化后混凝土的性能§4.4普通混凝土配合比設計及質量控制§4.5其他種類混凝土及其新進展§4.6砂漿§4.7本章總結§4.1普通混凝土的組成材料普通混凝土：由水泥、砂、石子、水，經過水泥凝結硬化后形成的具有一定強度和耐久性的人造石材。現代混凝土品種：水泥、集料(砂、石)、水、外加劑、摻合料(礦物外加劑)。混凝土斷面1.混凝土的結構：水泥+水+砂+石子→混凝土拌合物（未硬化）→硬化混凝土2.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%3.組成材料的作用：4.水泥的技術要求5.骨料的主要技術性質6.用水要求組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結作用砂+石子-骨架作用

§4.1普通混凝土的組成材料一、水泥二、集料三、拌和與養護用水四、混凝土外加劑五、混凝土摻合料一、水泥（一）水泥作用與水形成水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦于拌合物和易性，便于施工。硬化后，將骨料膠結成具有一定強度的整體（二）水泥選擇1.品種選擇根據砼所要求的性能指標及所處的環境條件、砼工程特點而選擇水泥。2.強度等級的選擇一般強度混凝土，水泥強度等級一般為混凝土強度等級的1.5-2倍。對高強度混凝土，水泥強度等級一般為混凝土強度等級的1.0-1.5倍。二、集料（一）集料的定義及分類1.砂：指粒徑在0.15-4.75mm的巖石顆粒。按產源分：2.石：指粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。

按產源分：卵石和碎石砂天然砂人工砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂等（二）集料的技術性質對砼性能的影響1.顆粒級配與粗細程度2.顆粒形態和表面特征3.強度4.堅固性5.含泥量、泥塊含量6.有害雜質7.堿集料反應8.集料含水狀態（三）建筑用砂的技術要求GB/T14684-2001《建筑用砂》規定：1.顆粒級配2.含泥量、石粉含量及泥塊含量，表4-2、4-33.有害物質，見表4-44.堅固性5.表觀密度、堆積密度和空隙率6.堿集料反應（四）建筑用卵石、碎石的技術要求GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》規定：1.顆粒級配，符合表4-52.含泥量及泥塊含量，表4-63.針片狀顆粒含量，表4-74.有害物質，見表4-85.堅固性6.強度7.表觀密度、堆積密度和空隙率8.堿集料反應1.顆粒級配與粗細程度（1）顆粒級配：指不同粒徑顆粒的搭配情況。

良好的級配且顆粒較大，不但減少水泥用量，而且提高混凝土的密實度、強度等性能。粗集料顆粒級配有連續級配、間斷級配兩種：連續級配：按顆粒粒徑由大到小連續分級，每一粒級都占適當比例。應用較多。間斷級配：指各級石子不連續的級配。可節約水泥，易產生離析，應用較少。定義：指不同粒徑的顆粒混合在一起后的平均粗細程度。對砂的分類：粗砂、中砂、細砂。意義：控制集料的總表面積大小。粗細程度砂的粗細程度判斷標準普通混凝土優先使用中砂粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；細砂：2.2-1.6砂的粗細程度用細度模數表示：2.顆粒形態及表面特征顆粒形狀：渾圓狀、多棱角狀、針狀和片狀四類。表面特征又稱表面結構，是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。意義：主要影響砼的和易性、強度等性能。例如：河砂顆粒呈圓形、表面光滑，拌制的砼強度較低，但拌合物的流動性好。山砂顆粒多棱角，粗糙，則砼強度高，流動性差。3.強度粗集料在砼中起骨架作用，應具有一定強度采用巖石抗壓強度和壓碎指標兩種檢驗。4.堅固性集料在自然風化或其它外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。通常采用硫酸鈉溶液檢驗。5.含泥量、泥塊含量（1）定義（2）影響妨礙水泥石與集料的粘結。降低砼強度，增加拌和水量，加大砼的干縮，影響砼的耐久性。6.有害雜質集料中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，對一些有害物質做限制。有害物質主要：云母、粉砂、粘土等，降低砼強度與耐久性；有機物、硫化物及硫酸鹽，有腐蝕作用；海砂中氯化物，對鋼筋有銹蝕作用等。7.堿骨料反應當水泥中含堿量(K2O，Na2O)較高，又使用了活性骨料(主要指活性SiO2)，水泥中的堿便可能與骨料中的活性二氧化硅發生反應，在骨料表面生成復雜的堿-硅酸凝膠。這種凝膠體吸水體積無限膨脹，會把水泥石脹裂。引起堿骨料反應的必要條件是：①水泥超過安全含堿量；②使用活性骨料；③水8.含水狀態

干燥（建筑工程砼配合比設計）、氣干、飽和面干（水利、道路工程）、濕潤四種狀態；意義：影響混凝土用水量和骨料用量。1.顆粒級配評定和粗細程度砂的顆粒級配和粗細程度用篩分析法測定。具體操作方法：將500g干砂，依次通過一套孔徑為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30和0.15的六個標準篩，稱得各篩篩余量的質量mi，計算出各篩的分計篩余百分率和累計篩余百分率。進而得到砂的細度模數和級配曲線。分計篩余量：砂子通過六個標準篩時各篩上的篩余量，即mi(其中i=1,2,3,4,5,6)；分計篩余率：各篩上的分計篩余量占砂樣總質量（500g）的百分率，即：累計篩余率：各篩與比該篩粗的所有分計篩余率之和，即：篩孔/mm分計篩余量/g分計篩余率%

累計篩余率%4.75m12.36m21.18m30.60m40.30m50.15m6砂的粗細程度判斷標準普通混凝土優先使用中砂粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；細砂：2.2-1.6砂的粗細程度用細度模數表示：砂的顆粒級配評定標準標準規定，按0.60mm的篩孔的累計篩余百分率分為三個級配區：I區砂：=（71-85）%；判定為粗砂II區砂：=（41-70）%；判定為中砂III區砂：=（16-40）%；判定為細砂顆粒級配用級配區表示：P89表4-1。根據級配區表4-1得到砂的篩分曲線。

級配區分計篩余百分率%篩孔尺寸ⅠⅡⅢ9.50mm0004.75mm10～010～010～02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~00.60mm85~7170~4140~160.30mm95~8092~7085~550.15mm100～90100～90100～90表4-1級配區砂的級配曲線040

ⅢⅡ

Ⅰ2060801000.150.300.601.182.364.759.50篩孔尺寸/mm累計篩余百分率\%Ⅱ區Ⅰ區

Ⅲ區級配的選擇：宜優先選擇級配在II區的砂；當采用I區砂（粗砂）時，應適當提高砂率、水泥用量當采用III區砂（細砂）時，應適當降低砂率。例題：評定該砂級配情況和粗細程度篩孔尺寸/mm分計篩余累計篩余百分率（%）分計篩余量/g分計篩余百分率（%）4.7515

2.36701.181050.601200.30900.15853142124181731738628097經上面的計算可知：砂為中砂，位于II級配區，級配良好。三、拌和與養護用水符合JGJ63-2006《混凝土用水標準》規定。混凝土拌和與養護用水按水源不同分為：飲用水、地表水、地下水、海水和經適當處理的工業用水。質量要求：不得影響砼的和易性及凝結、有損砼強度的發展、降低砼耐久性、導致鋼筋腐蝕及預應力鋼筋脆斷、污染砼表面。拌制和養護混凝土宜采用可飲用水；如在拌和水中存在過量的海藻、油、鹽、糖等會影響混凝土的凝結、強度等。海水能否用來拌制鋼筋混凝土？為什么？四、混凝土外加劑外加劑在拌制混凝土過程中摻入的不超過水泥質量的5%（膨脹劑例外，摻量>10%），用以改善混凝土性質的物質。——混凝土第五組分。主要內容：一、混凝土外加劑概述二、常用混凝土外加劑三、外加劑應用注意事項一、混凝土外加劑概述（一）分類按功能分為四類：

1.改善混凝土拌合物流變性能。2.調節混凝土凝結時間，硬化性能。3.改善混凝土耐久性能。如引氣劑、防水劑和阻銹劑等。

4.改善混凝土其他性能。如膨脹劑、防凍劑、堿骨料反應抑制劑、隔離劑、養護劑等。

按化學成分可分成三類：

1.無機化合物，多為電解質鹽類，影響砼凝結時間。2.有機化合物，多為表面活性劑。

3.有機無機復合物---外加劑的發展方向之一。（二）摻入方法先摻法、后摻法、同摻法二、常用混凝土外加劑（一）減水劑（二）引氣劑（三）早強劑（四）膨脹劑（五）緩凝劑（六）防凍劑（七）其它外加劑（一）減水劑1.定義：在保證混凝土工作性不變的情況下，顯著減少拌和水用量的外加劑。常見分類：按效能:普通減水劑(減水率為＜10%)高效減水劑(＞10%),又稱超塑化劑或流化劑按對凝結時間的影響:標準型、緩凝型、促凝型按對含氣量的影響:引氣型、非引氣型2.常用減水劑均屬表面活性劑，定向排列于界面上，顯著降低表面張力的物質。分子結構特點：雙親基團1.親水基團（極性，如：－OH、－COOH、－CO等，指向水或溶劑）2.親油或憎水基團（非極性，長鏈烷基,指向空氣、固體、油滴等）水泥絮凝結構示意圖：

3.減水劑的作用機理減水劑的作用簡圖：減水劑的作用：①電性斥力作用：吸附、分散水泥顆粒；②潤滑塑化作用：形成溶劑化水膜。③分散作用：增大水泥水化面積。4.技術經濟效果組別水泥用量（Kg／m3）

W/C坍落度

（mm）

fcu,k(MPa)基準混凝土（不摻減水劑）

3000.625037提高流動性

3000.6210038提高強度

3000.565046節約水泥

2700.625037.5減水劑的技術經濟效果表4.技術經濟效果（1）在配合比不變的條件下，可增大砼拌合物的流動性，且不降低強度。（2）在保持流動性及水灰比不變的條件下，可以減少用水量及水泥用量，節約水泥。（3）在保持流動性及水泥用量不變的條件下，可以減少用水量，降低水灰比，使混凝土的強度及耐久性得到提高。（4）改善孔結構，提高密實度，提高耐久性。5.用途用于配制高強混凝土、高流動性混凝土、防水（防腐）混凝土等，用途最廣，最常用。6.常用的減水劑（1）普通減水劑：（減水率5-10%）木質素系（木鈣）：應用廣泛，提高強度兼緩凝糖蜜系（糖化鈣、低聚糖）：兼緩凝適于大體積混凝土及夏季混凝土施工（2）高效減水劑：(減水率15%-25%）萘系（萘磺酸鹽甲醛縮合物，FDN）樹脂系（三聚氰胺甲醛）適于高強、流態、泵送砼工程。（3）復合減水劑：應做摻配試驗木質素系減水劑由木槳廢液，經磺化、干燥制成。最常用木質素磺酸鈣－木鈣性能用量：0.2-0.3%效果：減水率為10%，或使坍落度提高10cm左右；強度增加10-20%性能特點：緩凝作用：摻0.25%的M劑，凝結時間延遲1-3h引氣作用：使混凝土的含氣量由2%增加為3.6%，故使強度下降，但耐久性提高。應用：適用于大模板、滑模施工；大體積混凝土、泵送混凝土及夏季施工等。生產萘系減水劑由煤焦油中分餾出萘及其同系物，經磺化縮合而成，主要成分為芳香屬磺酸鹽甲醛濃縮物。目前國產萘系減水劑常用的品種：NF、NNO、FDN、UNF、MF、AF和建1等。生產性能摻量0.5-1.0%由于具有高分散性，屬于高效減水劑減水率>15%增強率>20%節省水泥10-20%有微緩凝作用大部分為非引氣型，不影響強度。萘系減水劑適宜配制高強混凝土高性能混凝土流態混凝土泵送混凝土冬季施工混凝土等應用萘系減水劑摻量0.5%-2%，減水率為20%-30%分散、減水和增強的效果比萘系好早強型7天強度可達到28天的強度28天強度增加20%-30%。優點缺點價格貴樹脂系減水劑樹脂系減水劑屬于高效減水劑。我國產品主要是蜜胺樹脂（SM），減水效果最佳應用：早強、高強、蒸養、流態混凝土等7.減水劑的使用技術（1）摻量：0.2%-1%不等；（2）摻法：先摻：與水泥混合，不易分散；同摻：形成溶液加入，常用；后摻：商品砼；（3）與水泥的相容性：試配試驗。表面活性劑表面活性劑能降低水的表面張力或兩相間界面張力，且有定向吸附作用，起到潤濕、乳化、分散、潤滑、洗滌等作用。（二）引氣劑1.定義指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑。2.作用機理引氣劑屬表面活性物質，顯著降低表面張力，在攪拌過程中極易產生大量氣泡。同時引氣劑分子定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩定而不破裂。水泥漿中的氫氧化鈣與引氣劑作用的產物鈣皂沉積在泡膜壁上，提高了穩定性。3.作用（1）改善砼和易性—滾珠作用；（2）提高抗滲、抗凍性、抗裂性好（一定引氣量范圍內）。（3）強度、耐磨性一般降低。4.用途常用于有凍融循環的環境中，防水（抗滲）砼、抗凍砼、泵送砼等。摻引氣劑前摻引氣劑后5.常用引氣劑品種:松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。6.使用技術：適宜摻量為水泥質量的0.005-0.02%；最好配制成液體再加入；與減水劑復配，可減少強度降低。

引氣劑摻量過多會導致砼疏松多孔，強度下降（三）早強劑1.定義：能加速砼早期強度發展且對后期強度無顯著影響的外加劑。2.增強機理早強劑能在水化初期較快生成鈣礬石，或與C3A作用生成難溶的復鹽，促進早期強度的提高。3.分類主要有：氯鹽類、硫酸鹽類、有機胺類氯鹽類早強劑CaCl2是應用最廣的品種效果好價格低使用方便摻加0.5-1%氯鹽類早強劑2-3d強度能夠提高50-100%7d強度提高20-40%

性能-提高早強典型類型硫酸鈉是應用最廣泛的品種。當硫酸鹽摻量為1－1.5％時，混凝土強度達到設計強度70％的時間縮短50％硫酸鹽類早強劑典型類型性能－提高早期強度TEA（三乙醇胺）是有機胺類減水劑最主要的類型，它是淺色油狀液體摻量為0.02－0.05%有機胺類早強劑典型類型早期強度提高50％。28d強度基本不變。有一定的緩凝作用。性能－提高早期強度4.用途：加快施工進度、提高模板周轉、緊急搶修、冬季施工、早強防凍要求的砼等。5.使用注意（1）氯鹽類早強劑易使鋼筋銹蝕；（2）硫酸鹽早強劑摻量過多，影響砼后期性能且表面易出現“白霜”。（3）三乙醇胺單獨使用時稍有緩凝性，早強效果不明顯，當與無機鹽復合使用，早強效果才明顯發揮。（4）單摻效果不如復合，因此多用復合型早強劑。（四）膨脹劑1.定義：使砼產生一定體積膨脹的外加劑。2.常用品種：硫鋁酸鈣類---UEA氧化鈣類硫鋁酸鈣-氧化鈣復合3.機理鈣礬石，或氫氧化鈣晶體導致體積膨脹。4.用途防滲抗裂、修補、灌漿、補償收縮砼等。（五）緩凝劑1.定義：指能延緩砼凝結時間，并對砼后期強度發展無不利影響的外加劑。2.緩凝劑主要有四類：木質素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉；糖類，如糖蜜；羥基羧酸及其鹽類，如檸檬酸；無機鹽類，如硼酸鹽等。3.機理緩凝劑吸附于水泥顆粒表面，阻礙水泥的正常水化而獲得緩凝性。4.用途適于大體積混凝土、夏季施工、商品混凝土、泵送及滑膜施工等。不宜于5℃以下砼工程。5.注意保證與水泥、其他外加劑、氣溫的適應性；嚴格控制摻量，計量準確，配成溶液加入水中。（六）防凍劑1.定義：指能砼在相應負溫下硬化，并在規定養護條件下達到預期性能的外加劑。2.由防凍組分（降低冰點）、減水組分（減少成冰量）、引氣組分（減緩凍脹應力）和早強組分（增強抵抗冰凍能力）復合而成。3.常用防凍劑有：無機鹽類；有機化合物類；有機與無機復合類；復合型等。4.注意事項：摻量經試驗確定；注意其毒性。（七）其它外加劑泵送劑----由高效減水劑、緩凝劑、引氣劑和增稠劑等復合制成。速凝劑----指能使混凝土迅速凝結硬化的外加劑。阻銹劑----加入混凝土中能阻止或減緩鋼筋銹蝕的外加劑。三、外加劑應用注意事項無論何種外加劑，其對砼性能，特別是強度和耐久性不產生危害。1.品種選擇及與水泥適應性；2.摻量確定及摻量控制；3.摻加方法；4.相互間適應性；5.有害離子。符合《混凝土外加劑應用技術規范》GB50119-2003中規定。五、混凝土摻合料（一）摻合料定義：在砼拌合物制備時，為節約水泥改善砼性能、調節砼強度等級而摻入數量超過水泥質量5%的天然或人造的礦物材料。（二）分類：1.活性摻合料—具有火山灰活性摻合料2.非活性摻合料1.節約水泥（經濟性、環保）2.改善砼性能（施工性能、強度、耐久性）①因其主要化學成分為SiO2、CaO和Al2O3等。--“活性效應”②摻合料比重小于水泥，在等量置換水泥時可獲得更多的漿體體積，提高砼拌合物的流動性。--“比重效應”（三）效果③顆粒呈球形，表面光滑且顆粒堅硬致密的摻合料形貌，可起到“滾珠”的作用，增加砼拌合物的流動性。--“形態效應”④摻合料微細顆粒均勻分布在水泥漿內，填充孔隙和毛細孔，改善混凝土孔結構和增大密實度的特性。--“微集料效應”四大效應提高水泥水化產物堆積密實度，降低砼的孔隙率，改變孔結構，減少連通毛細孔，提高砼強度和耐久性。稱為砼第六組分

粉煤灰、硅粉、沸石粉、高爐礦渣天然火山灰、硅藻土、黏土與頁巖、稻殼灰（四）種類1.粉煤灰粉煤灰主要為硅鋁玻璃體，實心或空心微細球形顆粒。在砼中具有活性效應、比重效應、形態效應、微集料效應，可配置泵送砼、大體積砼、有耐久性要求的砼。（1）質量要求和等級細度是評定粉煤灰質量的重要指標。按指標分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰；應用于不同要求的砼工程中。（2）應用技術①摻量：一般取代水泥用量30%②注意問題摻量及外加劑品種須經試驗確定；粉煤灰砼早期強度發展較慢；粉煤灰使砼抗凍融性能降低。故根據工程及施工條件的要求，選用適當外加劑（減水劑、引氣劑、早強劑、防凍劑等）與粉煤灰配合使用。2.硅粉（硅灰）（1）化學成分中二氧化硅含量為85％-97％，顆粒極細，火山灰活性最高。（2）應用技術①摻用方式及適宜摻量：a.須與減水劑同時使用b.摻量需試配②對混凝土性能的影響a.能防止砼拌合物的離析，提高其可泵性b.提高砼的抗壓強度c.提高砼密實性、抗滲性、抗凍性及耐久性d.抑制堿—骨料反應③應用配制高流動性砼、高性能砼、泵送砼、防水砼等。3.沸石粉（1）天然沸石巖磨細而成的一種火山灰質鋁硅酸礦物摻合料。含有二氧化硅和三氧化鋁成分。（2）應用可以改善砼和易性、提高強度、耐久性，用于配置高強砼、流態砼及泵送砼等。4.粒化高爐礦渣（1）玻璃體結構，主要化學成分為CaO、SiO2和Al2O3，具有潛在水硬性，活性較高。（2）按28d活性指數分為三個級別：S105、S95、S75（3）應用技術摻量：取代水泥量30-50%效果較好，用于高性能砼、商品砼等工程。§4.2混凝土拌合物的性能4.2.1砼拌合物的和易性4.2.2新拌混凝土的凝結時間4.2.1砼拌合物的和易性

一、和易性的概念

二、和易性的測定與選擇

三、影響和易性的因素

四、和易性的調整與改善一、和易性的概念（一）和易性的概念又稱工作度，指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、運輸、澆灌、搗實)并能獲得質量均勻，成型密實的砼性能。包括1.流動性、2.粘聚性、3.保水性三方面的含義。

混凝土拌合物的流動性、粘聚性、保水性之間互相聯系又存在矛盾。所謂拌合物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達到均為良好，即使矛盾得到統一。1.流動性（1）指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。（2）流動性好，則砼易成型密實。2.粘聚性（1）指混凝土拌合物具有一定的粘聚力，在施工、運輸及澆筑過程中，不致出現分層離析，使混凝土保持整體均勻的性能。（2）粘聚性不好，易產生離析現象。離析1.定義：混凝土拌合物內某些組分分離,造成不均勻和失去連續性的現象。2.產生蜂窩、空洞，影響砼的施工性能、強度、耐久性。3.產生的因素：（1）粗、細骨料粒徑相差過大（2）砂率過小（3）水灰比過大。4.加入引氣劑和摻合料、提高砂率、降低水灰比，可避免離析。3.保水性（1）指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工過程中不致產生嚴重的泌水現象。（2）泌水使混凝土的密實性變差，降低其的強度和耐久性。泌水1.砼拌合物中部分水從其混和料中分離出來。2.危害：（1）泌水發生后，水分會形成連通孔隙，影響混凝土密實性。（2）泌水發生在鋼筋底部或骨料下部，形成泌水區域，水分蒸發后留下孔隙，使鋼筋與混凝土粘結強度下降，鋼筋也容易被銹蝕；（3）泌水層出現在混凝土表面，使表面水灰比過大形成浮漿，表面疏松出現裂縫。3.降低泌水的措施：（1）超細摻和料（2）提高水泥細度（3）降低水灰比二、和易性的測定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗定性判斷粘聚性和保水性。（一）坍落度試驗和坍落擴展度（二）維勃稠度試驗（一）坍落度試驗適用范圍：骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度值大于10mm的低塑性砼、塑性砼。當坍落度大于220mm時，用混凝土擴展后的平均直徑即坍落擴展度，作為流動性指標。坍落度試驗坍落擴展度（二）維勃稠度試驗適用范圍：坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。

維勃稠度試驗坍落度（㎜）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粘聚性和保水性的評定方法：粘聚性差：輕敲錐體側面，錐體倒塌、崩潰或出現離析現象。保水性差：較多的稀漿析出，混凝土因失漿而骨料外露。在不影響施工操作和保證密實成型的前提下,應盡量選擇較小的流動性。總原則選擇根據構件截面的大小、搗實方法和鋼筋疏密等條件確定（三）坍落度的選擇與分類舉例當構件截面尺寸較小、人工搗實、鋼筋較密時,坍落度選大些;反之,選小些。表4-13砼拌合物分類及應用坍落度(mm)拌合物類型應用范圍>160大流動性泵送、不易澆注的窄面及鋼筋密布的結構100-150流動性泵送、不易澆注的窄面及鋼筋密布的結構50-90塑性普通結構,最常用10-40低塑性(低流動性)強力振搗、預制構件及基礎、無配筋的厚大結構等結構種類坍落度，mm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10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結構（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結構70～90應根據構件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定坍落度值，見下表。三、影響和易性的因素（一）水泥漿量（漿骨比）（二）水泥漿稠度（水灰比）（三）砂率（四）水泥品種及骨料性質（五）外加劑（六）時間、溫度和攪拌工藝水泥漿數量(漿/骨比)——W/C一定，水泥漿多→流動性大；過多→流漿→粘聚性差→影響硬化后的性質水泥漿少→流動性小→不密實；過少崩潰→粘聚性差→影響硬化后的性質水泥漿數量適量→滿足流動性的要求且有較好的粘聚性和保水性←根據施工要求坍落度選擇（一）水泥漿量-漿骨比當水泥用量一定時，水灰比小→混凝土干→坍落度小→不易密實成型水灰比過小→崩潰→粘聚性差→硬化后混凝土的強度及耐久性降低，施工困難水灰比大→混凝土稀→坍落度大→易離析、分層、泌水→硬化后強度及耐久性降低水灰比合適（0.4-0.7）→拌合物均勻且密實成型必須根據混凝土的強度和耐久性的要求來選擇W/C（二）水泥漿稠度(水灰比)只加水即可調整砼的流動性？保持水灰比不變，增加水泥漿量調整砼流動性？（三）砂率1.砂率指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分率。2.影響：當W和C一定時，βs決定了骨料的空隙率和總表面積。砂率過小→砂漿數量不足→對骨料的潤滑作用差→流動性差且易離析砂率過大→總表面積大→水泥漿多用于包裹砂子及填空→潤滑作用小→流動性小3.合理砂率在水泥漿數量一定的條件下，能使拌合物獲得最大流動性，且能保持良好的粘聚性和保水性時的砂率。采用合理砂率時，能使拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性與保水性，而水泥用量為最小。在保證拌合物不離析,又能搗實的條件下,βs應盡可能小些。①石子級配好、最大粒徑較大、表面光滑時，可采用較小βs；②砂的細度模數較小，可用較小βs；③W/C較小、水泥漿較稠，可用較小βs；④使用了外加劑，可適當降低βs；⑤要求大流動度時，需采用較大的βs。4.影響砂率的因素及選用原則（四）水泥品種、骨料的性質等（五）外加劑如減水劑，增大砼流動性等（六）時間、溫度和攪拌工藝時間延長→水化作用+水分蒸發+骨料吸水→流動性↓時間與坍落度的關系如下圖。測坍落度時在混凝土拌合物拌好15分鐘內進行。SlumpTime溫度升高→流動性↓溫度與坍落度的關系如下圖：

施工中為了保證一定的工作性，必須注意環境溫度的影響。夏季混凝土拌合物用水量>冬季用水量機械攪拌比人工攪拌和易性好。SlumpTemperature四、和易性的調整與改善（1）當坍落度偏小時，保持W/C不變，增加水泥漿的數量（2）當坍落度偏大時，保持βs不變，增加砂石的數量（3）改善骨料級配（4）摻用外加劑（5）選擇合理βs，粘聚性差時可增大砂率4.2.2新拌混凝土的凝結時間1.混凝土凝結時間與水泥凝結時間不一致2.貫入阻力儀測定混凝土拌合物凝結時間貫入阻力達到3.5MPa，28.0MPa的時間分別為其初凝和終凝時間。思考題1.在水灰比不變的條件下，適當增加水泥漿的用量，可

拌合物的流動性；2.在砂率不變的條件下，適當增加砂石的用量，可

拌合物的流動性。3.采用合理砂率的意義？增大減小獲得良好的和易性、節約水泥。§4.3硬化后混凝土的性能4.3.1混凝土的強度4.3.2混凝土的變形性能4.3.3混凝土的耐久性4.3.1混凝土的強度（一）砼抗壓強度、抗拉強度、抗折強度（二）影響砼強度的因素（三）提高砼強度的措施強度包括抗壓、抗拉、抗折和抗剪強度。1.抗壓強度和強度等級（1）砼立方體抗壓強度fcu的測試:（三個試件為一組）標準養護：20±2℃,95%，28天同條件養護：同工程相同條件。計算公式：fcu=P/(150*150)P:砼試件受壓破壞荷載如果實驗使用的為非標準試件，則計算結果應乘換算系數：試件尺寸換算系數立方體強度值邊長150mm的立方體1fcu=P/(150*150）邊長100mm的立方體0.95fcu=0.95*P/(100*100)邊長200mm的立方體1.05fcu=1.05*P/(200*200)

尺寸為100mm×100mm×100mm的某組混凝土試件，齡期為28d,測定破壞荷載分別為392kN,379kN,384kN試計算該組試件的混凝土立方體抗壓強度？解：計算公式為fcu=0.95×P/(100×100)Fcu1=0.95×392/(100×100)=37.24MPaFcu2=0.95×379/(100×100)=36.01MPaFcu3=0.95×384/(100×100)=36.48MPa所求的混凝土立方體抗壓強度為：Fcu=(Fcu1+Fcu2+Fcu3)/3=36.58MPa2.砼立方體抗壓強度標準值fcu，k（1）定義指具有95％強度保證率的標準立方體抗壓強度值，即在混凝土立方體抗壓強度測定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過5％。（2）強度等級以砼立方體抗壓強度標準值為劃分標準。（3）按立方體抗壓強度標準值劃分為14級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。我國目前建筑中采用的強度等級應用為：①C10～C15—用于墊層、基礎、地坪及受力不大的結構。②C20～C25—用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結構；③C25～C30—用于大跨度結構、要求耐久性高的結構、預制構件等；④C40～C45—用于預應力鋼筋混凝土構件、吊車梁及特種結構等，用于25～30層；⑤C50～C60—用于30層至60層以上高層建筑；⑥C60～C80—用于高層建筑，采用高性能砼；⑦C80～C120—采用超高強混凝土于高層建筑。3.砼軸心抗壓強度（1）為符合工程實際，采用150mm×150mm×300mm的棱柱體為標準試件。（2）在立方體抗壓強度為10～55MPa范圍內fc=（0.7～0.8）fcu。在結構設計計算時，一般取fc＝0.67fcu。

4.抗拉強度（1）抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標。（2）劈裂抗拉試驗測定及計算：5.抗折強度（1）采用150mm×150mm×600mm的梁為標準試件，按三點加荷測得抗折強度。（2）路面、橋面用砼以抗折強度作為設計指標。（3）計算公式：1.原材料因素2.生產工藝因素3.試驗因素（二）影響砼強度的因素1.原材料因素混凝土的三種破壞形式：1.骨料與水泥石界面的粘結破壞；2.水泥石本身的破壞；3.骨料本身發生劈裂破壞。從混凝土的破壞形式，試分析影響混凝土強度的主要因素有哪些？（1）水泥強度等級和水灰比的影響水泥強度等級對混凝土強度是很重要的一個因素。配合比相同時，水泥強度等級提高，水泥石本身的強度及與骨料的粘結強度高，混凝土的強度高。水泥強度等級過高，水泥用量過低，過大的孔隙率，強度降低。

人工振搗f28W/C機械振搗(a)f28與W/C關系水灰比同一種水泥，砼強度決定于水灰比，隨水灰比增大而降低，呈曲線關系；與灰水比成直線關系；f28與W/C關系如圖所示。

保羅米公式：fcu—混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa；fce—水泥28d抗壓強度的實測值，MPa；也可根據《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2000)規定取富余系數γc=1.13，按fce=1.13×fce,g計算;C/W—混凝土灰水比，即水灰比的倒數；、—經驗系數，與骨料品種、水泥品種和施工方法有關，當原材料與工藝措施相同時，A、B可視為常數值。碎石：=0.46，=0.07；卵石：=0.48，=0.33。當材料的品種和質量不同時，應盡可能結合工程實際通過試驗求得數據。利用保羅米公式可求：配置混凝土強度、水灰比（2）骨料種類及級配的影響①在水泥強度等級和水灰比相同的條件下，碎石混凝土的強度較卵石混凝土高。②級配良好，砂率適當時，砼強度高。（3）外加劑和摻合料

2.生產工藝因素（1）施工條件——攪拌與振搗機械攪拌或振搗比人工操作的砼強度高改進的施工工藝可提高砼強度（2）養護條件的影響①養護環境溫度高、濕度大，水泥水化速度加快，混凝土早期強度高；②為提高砼的早期強度，常采用濕熱養護的方法，即蒸汽養護或蒸壓養護。③一般在混凝土澆筑完畢后12h內開始對混凝土加以覆蓋或澆水，養護不少于7天。A．自然養護自然溫度和濕度條件下養護P.Ⅰ、P.Ⅱ、P.O、P.S養護7d

P.P及P.F養護14d；高鋁水泥養護3d。B．蒸汽養護蒸汽養護：壓力=1個標壓、溫度>100℃蒸汽養護可使摻混合材料水泥的28d提高10～40%.P.Ⅰ、P.Ⅱ及P.O降低10～15%.壓力≮8個標壓,溫度>174.5℃,場所:高壓釜中C.蒸壓養護（3）齡期的影響在標準養護條件下，普通砼的抗壓強度與其齡期的對數成正比。fn、f28—分別為n、28天齡期的抗壓強度值。正常養護下，強度隨齡期增加而增長。3.試驗因素混凝土強度影響因素試驗操作試件表面狀態及含水率形狀尺寸試驗設備環箍效應混凝土試件受軸向壓力作用壓力機壓板橫向變形小于混凝土橫向變形故混凝土試件在與壓板的接觸面上受到向內的約束力此力在范圍內有效使混凝土強度提高。試件被破壞后上、下部各呈一個較完整的棱錐體。試塊破壞后呈棱錐體骨料Dmax（mm）試件尺寸（mm）環箍效應及缺陷強度換算系數≤60≤40≤31.5200150100弱、缺陷多強、缺陷少偏低偏高1.00尺寸效應

表4-18試件尺寸對混凝土強度的影響混凝土強度的尺寸效應如表4-18所示。1.05

0.95

表面狀態及含水率、試驗操作、實驗設備的影響混凝土表面光滑，含水率高，加荷速度快，試驗機剛度小，會使測得混凝土抗壓強度值

。偏低（三）提高強度的措施1.選用高強度水泥和低水灰比2.采用合理砂率，以及級配合格、強度較高、質量良好的骨料；3.摻用混凝土外加劑或摻和料4.改進施工工藝，采用機械攪拌和振動成型5.采用合理的溫濕度，最好采用濕熱養護4.3.2混凝土的變形性能（一）化學收縮1.產生原因：是由水泥水化反應引起的，收縮量隨齡期延長而增加。2.化學收縮不可恢復，使混凝土內部產生微細裂縫。（二）干濕變形1.產生原因：由混凝土內水分變化引起的，主要取決于周圍環境濕度變化。隨毛細水蒸發，毛細管內負壓增大產生收縮力，導致混凝土產生收縮。2.表現為干縮濕脹，部分干縮變形可以恢復。3.濕脹變形量小，一般無破壞作用。但干縮變形對砼危害較大，嚴重影響砼的耐久性。

4.干縮變形用干縮率表示。每米砼收縮一般取（1.5-2）*10-4mm。5.影響混凝土干縮的因素有：水泥品種和細度、水泥用量和用水量；骨料的用量及其彈性模量、潔凈程度；養護條件。（三）溫度變形1.產生原因：（1）砼本身的熱脹冷縮；（2）水泥水化放熱。2.砼溫度膨脹系數約為1×10-5/℃，即溫度升高1℃，每m砼膨脹0.01ｍｍ。3.溫度變形對大體積砼或大面積砼工程極為不利，為什么？

4.采取措施：（1）設法降低混凝土的發熱量；（2）對縱向長度較大的混凝土及鋼筋混凝土結構，每隔一段長度應設置溫度伸縮縫，以及在結構物內設置溫度鋼筋等。

（四）在短期荷載下的變形1.混凝土單軸受壓時荷載-變形曲線與破壞特征第一階段：彈性變形階段特點：原生界面裂縫基本保持穩定，沒有擴展趨勢。荷載與變形呈直線變化。第二階段：彈塑性階段特點：微裂縫在長度、寬度和數量上均隨荷載的提高而增加。呈曲線關系。

第三階段：臨界應力階段特點：界面裂縫繼續發展，同時水泥石也形成裂縫，并與界面裂縫連貫，產生不穩定擴展。變形顯著增大。第四階段：破壞階段特點：連續裂縫急速擴展，變形迅速增大，導致砼破壞。荷載與變形的關系，是內部微裂縫發展規律的體現。混凝土在外力作用下的變形和破壞過程，也是內部裂縫的發生和發展過程，它是一個從量變發展到質變的過程。

2.混凝土的

變形模量（1）定義:Ec（104MPa）（2）用途：計算鋼筋混凝土結構的變形、裂縫開展及大體積混凝土的溫度應力。（3）影響因素：骨料的含量多、水灰比小、養護好和齡期長時，砼彈性模量高。

（五）長期荷載作用下變形—徐變1.定義：混凝土在長期恒定荷載作用下，沿著作用力方向隨時間的延長而增加的變形稱為徐變。2.產生的原因：由于水泥石中凝膠體在長期荷載作用下的粘性流動，和凝膠粒子上的吸附水因荷載應力而向毛細孔遷移滲透的結果。混凝土的變形與荷載作用時間關系3.影響因素：水灰比越大，水泥用量越多，都會使混凝土的徐變

；另外混凝土彈性模量大，會

徐變，混凝土養護條件越好，齡期長，水泥水化越充分，徐變

。增大減小減小4.利弊能消除鋼筋混凝土內的應力集中，使應力較均勻地重新分布。對大體積混凝土，能消除一部分由于溫度變形所產生的應力。但在預應力混凝土結構中，混凝上的徐變，將使鋼筋的預應力受到損失。4.3.3混凝土的耐久性1.定義砼在使用條件下抵抗周圍環境中各種因素長期作用而不破壞的能力。2.意義對于延長結構壽命，減少維修工作量，提高經濟效益具有重要的意義。3.內容抗滲、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應及砼中的鋼筋銹蝕等性能。4.提高砼耐久性的措施抗滲性：定義、指標、影響因素、改善措施抗凍性：定義、指標、影響因素、改善措施抗侵蝕性：定義、影響因素、改善措施抗滲性抗滲性：混凝土抵抗水、油等液體的壓力作用下滲透的性能。是混凝土最重要的耐久性質之一，它直接影響混凝土的抗凍性和抗侵蝕性。抗滲等級：按標準試驗方法進行試驗，以所能承受的最大水壓力（MPa）來表示的。如P6、P8、P10，相應表示能抵抗0.6、08、1.0MPa的水壓力而不滲漏。影響因素：混凝土的抗滲性主要與其內部孔隙和微裂縫的大小、連通情況等有關，主要影響因素有水灰比、水泥品種、骨料的最大粒徑、養護方法、齡期、外加劑及摻合料等。改善措施：嚴格控制水灰比，摻入減水劑、引氣劑、粉煤灰、硅灰等外加劑和摻和料，控制骨料最大粒徑和加強養護。抗凍性：混凝土在使用環境中，經受多次凍融循環作用，能保持強度和外觀完整性的能力。抗凍等級：采用慢凍法確定，以齡期28d的試塊在吸水飽和后，承受反復凍融循環，用抗壓強度下降不超過25％，且重量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環次數確定。混凝土的抗凍等級分為9個等級。如F50，表示混凝土能夠承受的反復凍融循環次數不少于50次。抗凍性影響因素：混凝土的密實度、孔隙構造和數量、孔隙的充水程度等。改善措施：提高混凝土抗凍性的方法有摻入減水劑、引氣劑，防凍劑、水灰比小、原材料好、加強養護等，最有效的方法是摻入引氣劑。因此，我國有關標準規定：抗凍等級為F100及以上的混凝土應摻入引氣劑。抗侵蝕性抗侵蝕性：當混凝土所處環境中含有侵蝕性介質時，混凝土會遭受侵蝕。影響因素：與水泥品種、混凝土密實度和孔隙特征有關。改善措施：合理選擇水泥品種、降低水灰比、提高混凝土密實度和改善孔結構。（1）混凝土的碳化環境中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。（2）碳化對砼性能的影響①減弱對鋼筋的保護作用，可能導致鋼筋銹蝕；②引起碳化收縮，并產生微細裂縫。引起抗拉、抗折強度和其他耐久性下降。③碳化放水有助水化作用，使砼抗壓強度增大。碳化（中性化）（3）影響因素碳化取決于砼本身的堿度、密實度和環境條件。如：水泥品種及用量、水灰比、環境濕度等。測試方法：混凝土表面鑿洞，噴淋酚酞指示劑，觀察指示劑顏色由無色變紅色，以判斷其碳化深度。堿骨料反應（1）機理（2）原因①水泥超過安全含堿量；②使用了活性骨料；③水。（3）措施①選用低堿水泥；降低水泥用量或控制外加劑含堿量②使用非活性骨料③使砼致密，阻止水的滲入④摻用活性混合材4.提高砼耐久性的措施（1）合理選擇原材料：水泥品種、砂石骨料（2）嚴格控制砼的水灰比及水泥用量。

符合《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2000對所用砼的最大水灰比及最小水泥用量的規定。（3）摻入外加劑和摻合料（4）表面涂覆保護材料§4.4普通混凝土配合比設計

及質量控制一、配合比的定義

指的是混凝土中各組成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之間的比例關系。二、配合比的表示方法通常用1m3混凝土各材料的質量來表示，如1m3混凝土中，水泥：300kg,水：180kg,砂子:720kg,石子:2400kg;或以各種組成材料用量的比例來表示：

水泥：砂：石=1：2.4：4，其中水灰比=0.6。三、普通混凝土設計的基本要求：（一）滿足混凝土拌合物和易性的要求；（二）滿足結構要求的強度等級；（三）滿足與使用環境相適應的耐久性要求（四）節約水泥，降低成本四、配合比設計的三個重要參數：

（一）水灰比W/C：表示水與水泥的用量之比；

（二）單位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量

（三）砂率：配合比設計的三個重要參數意義：水灰比W/C與強度、耐久性有關砂率與粘聚性、保水性有關單位用水量與流動性有關五、普通混凝土配合比設計的方法與步驟一般分四步：（一）初步配合比的設計：利用經驗公式或經驗資料而獲得的初步配合比；（二）基準配合比：由初步配合比經過實驗調整，滿足砼和易性要求的配合比；（三）實驗室配合比的設計：由初步配合比經過實驗調整，得出滿足強度要求的配合比；（四）施工配合比的設計：考慮砂、石的含水率，計算出滿足施工要求的配合比。計算配制強度fcu,0依照普通混凝土配合比設計規范(JGJ55-2000)（一）初步配合比的設計：

（1）滿足強度要求的水灰比：砼的配置強度與水灰比（W/C）的關系為：2.確定水灰比由1、2式求得滿足強度要求的水灰比（W/C）1水灰比大小也直接影響到砼的耐久性，如何確保？

主要是根據結構的類型及使用環境，查P123表4-19，可求得該環境下結構的最大水灰比（W/C）2，即為滿足耐久性要求的水灰比；（3）確定最終水灰比：既滿足強度要求、又滿足耐久性要求的水灰比為：（2）求滿足耐久性要求的水灰比（W/C）23.確定單位用水量mwo單位用水量定義：

指1m3混凝土中水的用量；單位用水量主要控制了混凝土拌合物的流動性，而流動性主要以坍落度來表示；單位用水量的確定：

應根據混凝土施工要求的坍落度和已知的粗骨料的種類以及最大粒徑Dmax查P129表4-21，4-22可得。例：要求設計一混凝土梁坍落度T=35，已知粗顆粒為卵石，且最大粒徑Dmax=20mm,試求單位用水量？解：（1）查P129表4-22,可得單位用水mW0=180kg/m3.思考：如果改為碎石，則單位用水量為多少？

mW0=195kg/m3.4.確定混凝土的單位水泥用量mC0:（1）首先根據水灰比的定義：（2）再根據結構類型和使用環境，查P123，表4-19可得混凝土的最小水泥用量；(3)比較兩者大小，取二者的最大值作為單位水泥用量mC0。例：要求設計一室內鋼筋混凝土梁坍落度T=35，已知粗顆粒為卵石，且最大粒徑Dmax=20mm,水灰比W/C=0.6，試確定單位水泥用量？解：（1）確定單位用水量：根據混凝土施工要求的坍落度和已知的粗顆粒的種類以及最大粒徑Dmax查表可得:mW0=180kg/m3。

（2）根據定義確定單位水泥用量：（3）再根據結構的類型和使用的環境，查P123，表4-19,可得最小水泥用量為260kg/m3（4）取（2）、（3）計算結果的較大值確定單位水泥用量mco=300kg/m35.確定混凝土的砂率（1）查表法：主要根據水灰比、骨料的類型以及最大粒徑通過查P130表4-23混凝土砂率選用表確定；（2）理論值計算：

例：要求設計一室內鋼筋混凝土梁坍落度T=35，已知粗顆粒為卵石，且最大粒Dmax=20mm,水灰比W/C=0.6，試確定混凝土的砂率？解：查表4-23可得：砂率=（32~37）%，計算時我們可以取β=35%6.確定1m3砼中砂、石的用量mso、mgo:兩種方法：質量法和體積法（1）質量法

也稱表觀密度法，先假定所配置的混凝土的表觀密度為一定值，然后根據水泥、水、砂和石的總質量等于假定表觀密度乘以總體積的原理來求解砂和石的質量。

混凝土強度等級C7.5-C10C15-C35C40-C60>C60表觀密度kg/m32350240024502480（2）體積法假定混凝土拌合物的總體積（1m3)等于各組成材料的絕對體積以及拌合物中所含空氣的體積之和。c,w—水泥、水的密度；s,g—砂和石的表觀密度(近似密度)；—混凝土的含氣量、不使用外加劑時為1。通過上述6步，求出了單位體積（1m3)砼中水泥、水、砂和石的用量,砼的初步配合比為：水泥：水：砂：石=mco：mwo：mso：mgo，水灰比W/C=mwo：mco總結：從初步配合比的設計步驟來看，許多參數都是通過查表或經驗公式求得；因此，混凝土拌合物可能達不到和易性和強度的要求；故必須進一步調整和確定配合比—即進行基準配合比設計。

（二）基準配合比目的：由初步配合比經過實驗調整，滿足砼和易性要求的配合比。1.調整的方法及步驟：按初步配合比計算出各組成材料用量，試制15L（或25L）混凝土拌合物，測量該拌合物的流動性（坍落度法），并觀察拌合物的粘聚性和保水性，如不滿足要求，則進行調整配合比。2.調整如下：（1）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；（2）出現粘聚性和保水性不良，可適當提高砂率。

通過實驗室反復調整，使混凝土拌合物達到和易性的要求后，測量出拌合物的實際表觀密度。求調整后的1m3中各組成材料的用量：（1）測拌合物的實際表觀密度（2）計算基準配合比1m3混凝土中各材料的用量(如求解水泥用量如下）：同理，調整后，1m3砼中水的用量mwo:1m3砼中砂的用量mso:1m3砼中石的用量mgo:顯然，在實驗室中配制1m3混凝土并不實用。所以，配合比仍然需要根據下式進行表觀密度校正。—混凝土拌合物的測試密度

—混凝土拌合物的計算密度.

If

ρc.t–ρc,c≯2%ρc,c

不需要校正，上述方法確定的配合比即為試驗室配合比；If

ρc.t

–ρc,c>2%ρcc

各材料用量均乘以δ，換算為1m3混凝土各材料用量。例：某混凝土試樣試拌調整后，各種材料的用量分別為：水泥3.1kg,水1.86kg,砂6.20kg,石子12.85kg,實測其表觀密度為2450kg/m3,求1m3混凝土中各種材料的實際用量？解：1m3混凝土中水泥的實際用量為：1.分別用三個水灰比，每個水灰比拌制三個砼試件，測量28d抗壓強度。根據試驗得出的砼強度與其相應的灰水比關系，用作圖法求出與砼配制強度相對應的灰水比，確定1m3砼中各組成材料的用量。（三）實驗室配合比的設計（四）施工配合比的設計

主要考慮到砂、石中含水影響各組分的質量，設砂的含水率為a%,石的含水率為b%,則施工配合比為：水泥：C’=mc;砂：S’=ms（1+a%);石：G’=mg（1+b%);水：W’=mw-ms

×a%-mg×b%；施工配合比：水泥：水：砂：石子=C’：W’：S’：G’。總結：砼配合比設計的基本步驟：一、基本設計資料的收集；1）混凝土的設計強度；2）混凝土的耐久性設計要求；3）原材料的品種以及物理性質：水泥：水泥品種，實測強度，密度；砂子：級配和粗細情況，表觀密度；石子：品種（卵石或碎石）、最大粒徑、表觀密度；水：來源（自然水或天然水）二、初步配合比的設計：（1）配置強度的確定：σ確定。（2）水灰比的確定：用耐久性復核。（3）單位用水量的確定：查表法。（4）確定單位水泥用量；用耐久性復核。（5）確定砂率：查表法。（6）確定砂石用量：工程中一般用質量法。三、基準配合比和易性的調整：取15L/25L混凝土拌合物；按實測砼表觀密度計算1m3砼中材料用量。四、實驗室配合比的設計取三個水灰比試配后進行強度校核；五、施工配合比的設計考慮砂、石的含水率；普通混凝土配合比設計實例某室內現澆鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C25，施工要求坍落度為（35~50）mm，（混凝土由機械攪拌，機械振搗），該施工單位無歷史統計資料。原材料情況如下：水泥：實測強度45MPa，密度

砂子：II區中砂，表觀密度碎石：最大粒徑40mm、表觀密度水：自來水、試求：

（1）混凝土的初步配合比；（2）調整后，加入5%的水泥漿，實測表觀密度為2432kg/m3，求此時配合比？（3）砂子含水率a%=4%,石子含水率b%=1%,求混凝土的施工配合比？一、求初步的配合比1確定配制強度2.水灰比（W/C）

（a）求滿足強度要求的水灰比（W/C）1：（b）求滿足耐久性要求的水灰比（W/C）2：根據結構的類型以及使用環境，可求:室內鋼筋混凝土梁的最大水灰比（W/C）=0.65，即為滿足耐久性要求的水灰比；（c）確定水灰比：取W/C=0.60既滿足強度要求、又滿足耐久性要求.3單位用水量mwo的確定：單位用水量的確定：應根據混凝土施工要求的坍落度和已知的粗顆粒的種類以及最大粒徑Dmax查表可得。本題坍落度：（35~50）mm、碎石Dmax=40mm,

查表可得:mwo=175kg/m34確定混凝土的單位水泥用量mC0:（a）首先根據水灰比的定義：（b）再根據結構的類型(鋼筋混凝土梁）和使用的環境（室內），查表可得混凝土的最小水泥用量為260kg/m3(c)

比較兩者大小，取二者的最大值作為單位用水量:mC0=292kg/m35確定混凝土的砂率根據水灰比(0.60)、骨料的類型（碎石）以及最大粒徑(40mm),查表確定混凝土選用砂率。解：查表可得：砂率為（33~38）%，計算取βs=35%6.確定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo:本題中，混凝土的設計強度為C25，則可以假定1m3混凝土的表觀密度為：已求得砂率=35%，另外也可通過體積法確定砂、石單位體積用量；用體積法確定砂、石的單位體積用量：混凝土的初步配合比為：用1m3混凝土各組成材料的質量來表示，本題中，水泥：292kg,水：175kg,砂子:677kg,石子:1256kg;或以各種組成材料用量的比例來表示：

水泥：砂：石=1：2.32：4.30，水灰比為0.60，其中水泥為292kg問題二、調整后，加入5%的水泥漿，實測表觀密度為2432kg/m3，求配合比？1.計算出25L砼拌合物需要各組分材料的用量：水泥：mco=292×25/1000，得水泥用量：7.3kg;水：mwo=175×25/1000，得水用量：4.38kg;砂：mso=677×25/1000，得砂用量：16.92kg;石：mgo=1256×25/1000，得石用量：31.4kg;調整：保持水灰比不變，加入5%的水泥漿后各材料用量如下：水泥mcb：7.3（1+5%）=7.67kg;水mwb：4.38（1+5%）=4.6kg;砂msb：16.92kg;石mgb：31.4kg;2.計算實驗室調整后配合比：1m3混凝土中水泥的用量：3.強度校核：

分別用0.55、0.60、0.65三個水灰比，各拌制三個混凝土試樣，測量其28d的抗壓強度值，實驗可得：

W/C=0.60滿足強度要求。所以，調整后配合比為：

水泥C：308kg,水W：185kg,

砂子S:679kg,石子G:1260kg;由以上定出的配合比，還需根據混凝土的實測表觀密度和計算表觀密度進行校正。按調整后的配合比實測的表觀密度為2440kg，計算表觀密度為2432kg；校正系數δ為：由于實測的表觀密度與計算表觀密度的差值為8，小于的2%，所以，調整后的配合比即為設計配合比。問題三、施工配合比的設計：主要考慮到砂、石中含水，已知砂的含水率為4%,石的含水率為1%,則施工配合比為：水泥：C’=C=308kg;砂：S’=S（1+4%)=706kg;石：G’=G（1+1%)=1273kg;水：W’=W-S×a%-G

×b%=143kg；施工配合比為：水泥：水：砂：石子=308：143：706：1273。作業：1.干燥環境，某工程現澆鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C25，要求強度保證率95%，施工要求坍落度為（35~50）mm，σ=5.0，（混凝土由機械攪拌，機械振搗）。采用材料為：普通水泥：強度等級為42.5，實測強度28天強度45MPa，密度3.1g/cm3,砂子：II區中砂，表觀密度2.65g/cm3;碎石：最大粒徑20mm、表觀密度2.7g/cm3;水：自來水求：確定該砼的初步配合比。2.已知混凝土經試拌調整后，各項材料的拌合用量為：水泥4.5kg，水2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg。實測混凝土拌合物的表觀密度為2400kg/m3。如果施工現場砂的含水率4％，石子的含水率1％，求施工配合比。1解：1確定配制強度：2.水灰比（W/C）滿足強度要求的水灰比（W/C）1：并滿足耐久性要求的水灰比。3.單位用水量mwo的確定：mwo=195kg/m34.確定混凝土的單位水泥用量mC0并滿足耐久性要求的水灰比。5確定混凝土的砂率查表可得：砂率為（35~40）%，計算取βs=37.5%6.確定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo:用體積法確定砂、石的單位體積用量：初步配合比為：用1m3混凝土各組成材料的質量來表示：水泥：325kg,水：195kg,砂子:705kg,石子:1175kg。或以各種組成材料用量的比例來表示：

水泥：砂：石：水=1：2.17：3.62：0.6，其中水泥為325kg。2.解：由求得1m3混凝土中各材料用量：C=300kg；W=180kg；S=660kg；G=1260kg施工配合比為：水泥：C=300kg;砂：S’=S（1+4%)=686.4kg;石：G’=G（1+1%)=1272.6kg;水：W’=W-S×4%-G×1%=141kg；施工配合比為：水泥：水：砂：石子=300：141：686.4：1272.6。4.4.1混凝土的質量控制質量控制方面：1.施工前：人員、設備、原材料等2.施工過程：稱量、攪拌、運輸、澆注、振搗等3.砼合格性控制：批量、取樣數、檢驗及驗收等綜合評定砼質量用數理統計方法進行。一、砼強度的波動規律混凝土強度分布近似正態分布：1.曲線窄而高，說明強度較集中，波動小，砼均勻性好，施工水平較高。2.曲線矮而寬，表示強度數據離散程度大，說明施工控制水平差。統計參數：(1)混凝土強度平均值：反映總體平均值(2)標準差σ(又稱均方差)：評定均勻性(3)變異系數Cv：評定均勻性σ越小，Cv越小，混凝土質量越均勻。§4.5其他種類混凝土及其

新進展一、高性能混凝土二、高強混凝土三、抗滲混凝土四、纖維增強混凝土五、聚合物混凝土六、粉煤灰混凝土七、泵送混凝土一、高性能混凝土（HPC）

(HighPerformanceConcrele)

1.特點使用壽命長、高體積穩定性、良好的施工性能、一定的強度和密實度2.配制技術外加劑、超細礦物摻合料、低水灰比等。《高性能混凝土》吳中偉，廉慧珍著丁大鈞、姚燕、繆昌文等專家相關著作二、高強混凝土1.定義強度等級在C60及其以上的混凝土。2.配制技術高強度水泥、優質骨料、低水灰比、高效外加劑和摻合料，強振動密實等方法。《超高強高性能混凝土》原理·配制·結構·性能·應用／蒲心誠著三、抗滲混凝土1.定義抗滲等級等于或大于P6級的混凝土。2.配制技術提高混凝土內部密實度或堵塞內部毛細管通路等方法。四、纖維增強混凝土1.定義：以混凝土為基體，外摻各種纖維材料而成。2.目的：提高砼的抗拉強度，降低脆性。3.常用材料分類高彈性模量的纖維玻璃纖維、鋼纖維和碳纖維等，可抑制裂縫的形成、提高抗拉和抗彎強度、增加韌性；低彈性模量的纖維尼龍、聚丙烯、植物纖維等，可提高早期抗裂性、抗沖擊強度和抗疲勞強度。鋼纖維纖維增強材料作為橋面板配筋（四）應用纖