（混凝土）教學目標掌握：混凝土拌和物的性能、測定和調整方法；硬化混凝土的力學、變形性能和耐久性；普通混凝土配合比設計。熟悉：水泥混凝土的基本組成材料、分類和性能要求；水泥混凝土的外加劑和礦物摻合料了解：混凝土質量控制與強度評定；高性能混凝土；特種混凝土及其應用與發展。教學重點普通混凝土組成材料的主要技術要求新拌混凝土和易性及其測試評價方法硬化混凝土的力學性能、變形性能及耐久性普通混凝土配合比設計本章主要教學內容與要求混凝土（Concrete）混凝土概述普通混凝土的基本組成材料普通混凝土拌合物的性能普通混凝土硬化后的性能混凝土外加劑與摻合料普通混凝土配合比設計混凝土質量控制與強度評定高性能混凝土特種混凝土及其發展本章知識歸納廣州中信廣場(391m）世界最高的混凝土結構分類混凝土的膠結材料可以是無機膠凝材料，或有機膠凝材料或二者的復合。

混凝土的定義及分類按膠凝材料定義混凝土是由膠凝材料、粗骨料、細骨料和水按適當的比例配合、拌合制成混合物，經一定時間后硬化而成的人造石材。水泥混凝土，通常簡稱混凝土，是由水泥漿膠結顆粒骨料或骨料構架而成的人造石材—砼。根據干表觀密度

0：普通混凝土

(≈2400kg/m3)；輕混凝土

(＜1950kg/m3)；重混凝土

(＞2600kg/m3)。根據用途(功能)：普通混凝土道路混凝土防水混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土防輻射混凝土膨脹混凝土裝飾混凝土等生產與施工工藝：商品混凝土泵送混凝土噴射混凝土碾壓混凝土擠壓混凝土壓力灌漿混凝土預應力混凝土離心混凝土等。

水泥混凝土水泥混凝土的分類按照強度分類低強混凝土普通強度混凝土高強混凝土超高強混凝土高性能混凝土HPC經濟性：原材料來源豐富、價格低廉，可就地取材，可充分利用工業廢棄物。可靠性：配制不同強度等級的混凝土；與鋼筋能夠協同工作。可塑性：混凝土凝結前有良好的可塑性，利于施工成型，可利用模板澆筑成各種形狀及尺寸的構件或結構物。耐久性：在自然環境中使用時，具有良好的耐久性。耐火性：混凝土在高溫或火災中，能夠較長時間保持強度，與鋼結構相比具有很大優勢。可改造性：可根據不同工程需要，通過采用新材料、新配方或施工方法配制出不同性質的混凝土，滿足工程的多重要求。混凝土的特點（相對優點）抗拉強度低，性脆易裂：素混凝土抗拉強度很低，受拉時易產生脆性破壞，在沖擊荷載作用下很容易發生脆斷。自重大、比強度低：表觀密度大、比強度低，不利于用于向高層、大跨度結構物和構筑物。體積穩定性差：容易發生各種形式的收縮變形，產生內部缺陷和收縮開裂，影響結構耐久性。保溫隔熱性能較差：導熱系數較大，不利于保溫隔熱。生產周期長：澆筑后需要較長時間的養護才能達到預期強度，不利于加快施工進度和結構修補施工后盡快恢復交通。混凝土性能受施工質量影響大：混凝土施工中的攪拌、澆筑和振搗等影響密實，養護影響強度形成和發展，施工質量的好壞嚴重影響混凝土硬化后的強度和耐久性能。混凝土的特點（缺點）數千年前，石灰與砂混合砌筑房屋；公元前約500年，古羅馬人配制了使用火山灰的混凝土；1824年，英國人阿普斯丁發明波特蘭水泥（PortlandCement），現代混凝土隨后問世。1850年法國人朗波特首次制成鋼筋混凝土船，1967年法國人莫尼埃用鐵絲加固砼制成花盆，并申請多項相關專利；1884年，德國人提出板中鋼筋應配置在受拉部位并，提出鋼筋混凝土板計算理論。1916年，混凝土強度的水灰比理論；1930年瑞士鮑羅米提出公式；1925年，水灰比學說和恒定用水量法則；1928年，法國人佛列西涅發明預應力混凝土工藝；20世紀中葉，混凝土減水劑等外加劑技術；20世紀90年代，高性能混凝土的概念與技術。混凝土理論與技術發展簡史"恒定用水量法則":大量試驗證明,當水灰比在一定范圍(0.40～0.80)內而其他條件不變時,混凝土拌合物的流動性只與單位用水量(每立方米砼拌合物的拌合水量)有關,滿足混凝土結構設計的強度要求，以保證構筑物能安全地承受各種設計荷載；滿足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均勻密實的混凝土；具有與工程環境相適應的耐久性，以保證構筑物在所處環境中服役壽命；滿足經濟與生態的要求，能源與資源消耗低、環境負荷少等。土木工程對混凝土的基本要求原材料資源的保護及再生利用；減少耗能大、污染環境的硅酸鹽水泥消耗量，多利用工業廢料——綠色化；推進混凝土科學技術的發展，改善混凝土結構物的耐久性。混凝土材料工業的可持續發展混凝土的宏觀結構粗骨料細骨料水泥石過渡區混凝土的組成與結構骨料廉價的填充材料，節省水泥用量混凝土的骨架，減小收縮，抑制裂縫的擴展傳力作用降低水化熱提供耐磨性水泥漿潤滑作用——與水形成水泥漿， 賦予新拌混凝土以流動性膠結作用——包裹在所有骨料表面， 凝結后將骨料膠結成整體形成固體。各組成材料的作用界面過渡區ITZCivilEngineeringMaterials清華大學出版社

TSINGHUAUNIVERSITYPRESS水泥水水泥漿砂子石子骨料新拌混凝土100%體積60~75%7~15%25~40%14~21%21~28%39~42%凝結硬化硬化混凝土混凝土外加劑為了改善或提高混凝土的性能普通水泥混凝土的組成材料水泥品種的選擇依據工程性質及所處的環境；施工條件；混凝土的強度等級。

若用高強度等級水泥配制低強度等級混凝土，雖然滿足強度要求的水泥用量少，但難以滿足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。若用低強度等級水泥配制高強度等級混凝土，滿足強度要求的水灰比會很小，其和易性難以滿足施工要求，也不可取。通常宜選用強度等級為混凝土強度等級標準0.9～1.5倍的水泥

水泥細集料粒徑在0.15~4.75mm之間的集料，稱為細集料。細骨料主要采用天然砂和機制砂。細集料天然砂人工砂河砂海砂機制砂混合砂根據砂的技術要求，可分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類。Ⅰ類砂宜用于配制強度等級大于C60的混凝土，Ⅱ類砂宜用于配制強度等級C30～C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土，Ⅲ類砂宜用于配制強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。細集料技術要求含泥量、石粉含量和泥塊含量有害物質含量表觀密度、堆積密度、空隙率堅固性粗細程度和顆粒級配堿活性！項目（天然砂）指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（按質量計）（%，≤）1.03.05.0泥塊含量（按質量計）（%，≤）01.02.0含泥量、泥塊含量、石粉含量（GB/T14684—2011）

項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母(按質量計)(%，≤）1.02.0輕物質(按質量計)(%，≤）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氯化物(以氯離子質量計)(%，≤)0.010.020.06貝殼（按質量計）(%，≤)該指標僅適用于海砂3.05.08.0砂中有害物質含量（GB/T14684—2011）

堅固性指標(GB/T14684—2011)項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質量損失（%，≤）810壓碎指標(GB/T14684—2011)項目（機制砂）指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類單級最大壓碎指標(%，≤)202530砂的堅固性

是指砂在氣候、環境或其他物理因素作用下抵抗碎裂的能力堿活性、表觀密度、堆積密度、空隙率堿活性（堿骨料反應）堿骨料反應：水泥、外加劑等混凝土組成物及環境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環境下緩慢發生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。堿活性：能夠和混凝土組成物中的堿發生反應的化學活性表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規定：表觀密度不小于2500kg/m3，松散堆積密度不小于1400kg/m3空隙率不大于44%。此外，含水率和飽和面干吸水率混凝土用砂為何對粗細程度及顆粒級配有要求？砂子粗細比表面積空隙率強度和易性···砂的粗細程度及顆粒級配最理想的情況：砂的空隙率及總表面積均較小。

評定砂的粗細程度和顆粒級配150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm砂子篩分析m1m2m3m4m5m6M底篩余量篩分曲線篩孔尺寸I區II區III區9.50mm0004.75mm10-010-010-02.36mm35-525-015-01.18mm65-3550-1025-00.60mm85-7170-4140-160.30mm95-8092-7085-550.15mm100-90100-90100-90機制砂0.1585-9780-9475-94累計篩余怎樣計算細度模數Mx？

細度模數的計算3.7~3.1為粗砂，3.0~2.3為中砂，2.2~1.6為細砂。篩孔mm4.752.361.180.6000.3000.150<0.150合計篩余量g28.557.673.1156.6118.555.59.7499.5①計算分計篩余百分率ai②計算累計篩余百分率Ai③計算細度模數Mx④評定級配①A4，（初）定級配；②A1，在范圍，③其它，5％以內④最終定級配區粒徑在4.75～90mm之間的骨料謂之粗骨料粗骨料的種類粗骨料按照骨料的密度普通骨料：堆積密度1520~1680kg/m3

密度在2500～2700kg/m3輕骨料：堆積密度＜1120kg/m3

密度在<1000kg/m3重骨料：堆積密度＞2080kg/m3密度在3500～4000kg/m3按照骨料顆粒形狀卵石、碎石按照GB/T14685－2011Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類按照骨料來源天然骨料人工骨料再生骨料粗骨料技術要求含泥量和泥塊含量有害物質含量表觀密度、堆積密度、空隙率堅固性最大粒徑和顆粒級配針片狀含量強度堿-骨料反應粗骨料最大粒徑粗骨料公稱粒級的上限粒徑增大，總比面積減小，但超過40mm可能強度下降粗骨料顆粒級配指的是大小粒徑的骨料顆粒的互相搭配的比例情況——不同粒徑顆粒的分布顆粒級配分為連續粒級、間斷級配(單粒級)。評價方法同砂子顆粒級配的評定方法篩孔系列2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53、63、75、90粗骨料的技術要求——顆粒級配粗骨料的技術要求——最大粒徑GB50204－2002規定最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，且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1/3且不得超過40mm；任何情況下，組骨料最大粒徑不得大于150mm；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（泵送高度<50m）

。——《混凝土結構工程施工質量驗收規范(2011年版)》（GB50204-2002）粗骨料的技術要求指標（GB/T14685－2011）項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（按質量計），%≤0.51.01.5泥塊含量（按質重量計），%≤00.20.5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，≤121416連續級配松散堆積空隙率≤434547粗骨料技術要求——針片狀顆粒含量定義針狀顆粒：顆粒長度大于其所屬相應粒級平均粒徑的2.4倍；片狀顆粒：顆粒厚度小于其所屬相應粒級平均粒徑的0.4倍。針片狀顆粒不利影響本身受力時易折斷；易產生架空現象增大集料孔隙率，降低混凝土拌合物和易性和強度；影響配筋較密構件的澆筑質量測試方法針狀顆粒規準儀和片狀顆粒規準儀粗骨料技術要求——強度碎石的強度指標：抗壓強度、壓碎值；卵石的強度指標：壓碎值。PP(1)抗壓強度:將母巖制成50mm×50mm×50mm的立方體試件或Ф50mm×50mm的圓柱體試件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，測得其在飽和水狀態下的抗壓強度值。通常混凝土等級≥C60時必須檢驗。不應小于混凝土強度的1.5倍(2)壓碎值指標氣干狀態5.5~19mm石子去除針片狀顆粒后裝入標準筒，3~5min中均勻加荷至200kN并持荷5s……堅固性定義卵石、碎石在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。測試方法：用硫酸鈉溶液浸泡檢驗，試樣經5次循環后其質量損失率作為其評價指標。測試原理：硫酸鈉(NaSO4

10H2O)在砂的孔隙中結晶時將產生體積膨脹，使砂內部產生作用于孔壁的應力，如堅固性不好將會使砂碎裂。混凝土用水是混凝土拌合用水和混凝土養護用水的總稱。氯離子含量：設計使用年限為100年的結構混凝土，≤500mg/L；使用鋼絲或經熱處理鋼筋的預應力混凝土，≤350mg/L。

未經處理的海水嚴禁用于鋼筋混凝土和預應力混凝土；含有對水泥水化有害的有機雜質的水不能用來拌制混凝土。滿足《混凝土用水標準

》(JGJ63-2006)的其他規定水新拌混凝土的性能硬化混凝土的性能混凝土拌和物的和易性：流動性粘聚性保水性塑性收縮等混凝土微結構：密實性均勻性運輸、澆灌和振搗硬化混凝土性能：強度f‘c

彈性模量Ec

徐變耐久性混凝土拌合物的和易性——概念混凝土拌合物是指由混凝土組成材料拌和而成、尚未凝結硬化的混合料，又稱新拌混凝土。和易性指混凝土拌合物組分均勻，易于施工操作（拌和、運輸、澆筑和振搗），以獲得質量均勻、密實的混凝土的性能。混凝土拌合物和易性是一項綜合技術性能，反映混凝土拌合物易于流動但組分間又不分離的一種性能，包括流動性、粘聚性和保水性三個方面的含義。流動性：拌合物在自重或施工機械振搗力的作用下，能產生流動，并均勻密實地充滿模板的性能。粘聚性：拌合物內部各組分間具有一定的粘聚力，在施工過程中不產生分層、離析現象，使混凝土保持整體均勻的性能。保水性：拌合物具有保持內部水分不流失，不致在施工中產生嚴重泌水現象的性能。骨料水可見表面泌水內泌水和易性的測定方法與評價

和易性是一項綜合性的技術指標，確切評定較困難，具有不確定性。測定：以測定其流動性為主，輔以對其粘聚性和保水性的觀察，然后根據測定和觀察結果，綜合評價其和易性。GB/T50080—2002規定，混凝土拌合物的和易性用兩種流動性指標評價：塑性混凝土的流動性用坍落度或坍落擴展度表示；干硬性混凝土用為維勃稠度表示。

坍落度法：適用于坍落度≥10mm，骨料最大粒徑≤40mm的拌合物維勃稠度法：適用于坍落度小于10mm，維勃稠度在5~30s的拌合物。——《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB／T50080-2002)坍落度試驗SlumpTest標準圓錐筒將拌和物等體積地分三層填入圓錐筒中每一層用搗棒插搗25下用灰刀將表面抹平垂直提起圓錐筒，拌和物將在自重作用下向下坍落量出坍落的毫米數—坍落度200mm100mm300mm坍落度直尺坍落度測量結果的分級評定如坍落度值大于220mm，應用鋼尺測量混凝土擴展后的最大和最小直徑，取平均值為坍落擴展度。級別坍落度/mm名稱S110~40塑性混凝土S250~90S3100~150流動性混凝土S4160~210大流動性混凝土S5≥220≥220mm坍落度試驗評價和易性測定混凝土坍落度后，用搗棒在已坍落的拌合物錐體側面輕輕擊打，如果錐體逐漸下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒坍，部分崩裂或石子離析，則為粘聚性不良。提起坍落度筒后，觀察地面上是否有較多的稀漿流淌，集料是否因失漿而大量裸露，存在上述現象表明保水性不好，反之保水性良好。泌水率測定儀（保水性）維勃稠度試驗透明圓盤

從開啟振動臺至透明圓盤底面與混凝土完全接觸所需的時間（秒）為維勃稠度值VB。本方法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，維勃稠度值在5～30s之間的拌和物稠度測定。維勃稠度儀坍落度選擇原則：混凝土拌合物流動性（坍落度）的選擇應根據施工搗實方法、結構構件截面尺寸的大小、配筋的疏密程度和環境溫度等來確定。在滿足施工和結構條件的情況下，盡量選用較小的坍落度，以節約水泥，提高混凝土質量。溫度低于30℃時（高于時提高15~25mm），可按下表：坍落度的選擇

結構種類坍落度/mm1基礎或地面等的墊層、無配筋的大體積結構或配筋較稀疏的結構10~302板、梁和大型及中型截面的柱子等30~503配筋密列的結構（薄壁、筒倉、細柱等）50~704配筋特密的結構70~90混凝土和易性的主要影響因素水泥漿量水泥漿是混凝土拌和物產生流動的決定因素。在水膠比（水與水泥質量之比）不變的情況下，單位體積拌合物內水泥漿數量愈多，混凝土拌合物流動性愈大。但若水泥漿過多，將會出現流漿現象；若水泥漿過少，則骨料之間缺少粘結物質，易使拌合物發生離析和崩坍，流動性下降，粘聚性也變差。水泥漿包裹在骨料的表面，在骨料間起潤滑作用產生滾珠效應，減小了骨料顆粒間的內摩阻力。所以，水泥漿用量愈多，流動性愈好，拌和物的坍落度增大，同時還增大了拌和物的粘聚性。水泥漿用量較小，相對骨料用量較大，水泥漿不足以包裹骨料表面形成潤滑層，骨料間的摩擦力較大，拌和物不易流動，坍落度減小。水膠比是混凝土拌和物中用水量與水泥等膠凝材料用量的比值：

W/C=用水量(W)/水泥用量(C)水泥漿的水膠比決定了其稠度，水膠比越大，水泥漿越稀，在集料用量不變的情況下，拌合物流動性增大；水膠比越小，則流動性減小。但若水膠比過大，會造成拌合物粘聚性和保水性不良；水膠比過小，會使拌合物流動性過低，施工困難。混凝土和易性的主要影響因素水膠比無論是水泥漿數量的影響還是水膠比的影響，本質上都是單位用水量（每立方米混凝土的用水量）的影響。恒定需水量法則當粗、細骨料的種類和比例一定時，即使水泥用量有適當變化(±50～100kg/m3)，只要單位用水量不變，混凝土拌和物的坍落度可以基本保持不變，即要使混凝土拌和物獲得一定值的坍落度，其所需的單位用水量是一個恒定值。恒定需水量法則的實際意義它是混凝土配合比設計時確定單位用水量的理論依據。在所用粗、細骨料的種類和比例一定的條件下，固定了單位用水量，當單位水泥用量增減不超過50~100kg，混凝土拌和物的坍落度基本上可以在某一范圍內恒定不變。因此，變動水灰比，就可以配制出坍落度相近而強度不同的混凝土。砂率是指砂用量占砂、石總用量的質量百分比。砂率過大或過小都會導致混凝土和易性變差，應選擇合理砂率。

某混凝土攪拌站，砂細度模數變小后，如何調整砂率？混凝土和易性的主要影響因素水泥品種及細度主要原因在于不同水泥的需水量差異，不同水泥品種、熟料顆粒細度、礦物組成、水泥中混合材和拌制混凝土時加入的摻合料，需水量不同。在其他條件相同的情況下，需水量大的水泥配制的拌合物比需水量小的水泥配制的拌合物流動性要小，但粘聚性和保水性表現較好。比如，礦渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物，其流動性比用普通水泥時小，且礦渣水泥易使混凝土拌合物泌水。水泥顆粒越細，總表面積越大，潤濕水泥顆粒表面及吸附在顆粒表面的水越多，在其他條件相同的情況下，拌合物的流動性變小。骨料對混凝土拌合物和易性的影響主要在于集料總表面積骨料的空隙率和集料間摩擦力大小的差異，具體表現為骨料顆粒形狀、級配、表面特征及粒徑的影響。骨料在混凝土中體積比例可達65~75%，影響不容忽視。卵石碎石骨料的性質表面光滑的骨料，如河砂、卵石，其拌合物流動性較大。骨料顆粒級配的影響級配良好的骨料，較大粒徑的顆粒堆積的空隙被較小顆粒填充，較小顆粒堆積的空隙被更小顆粒填充，不但使得骨料顆粒堆積的空隙率較小，填充在空隙中的水泥漿減少，水泥漿主要包裹在骨料的表面，而且可以避免骨料顆粒間的連鎖，利于骨料的滑動，拌和物流動性較好。當用水量相同時，級配良好的骨料可以增大拌和物的流動性。

當流動性相同時，級配良好的骨料可以減小水灰比或減少用水量外加劑的加入將對混凝土拌合物和易性產生影響，尤其是減水劑或引氣劑的加入，將明顯增大拌合物的流動性，引氣劑還可有效改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性。外加劑和摻合料隨環境溫度的升高，水泥水化加快、水分蒸發加快，使得混凝土拌合物的坍落度損失加快。隨著混凝土拌合后時間的延長，由于混凝土拌合物中水分被水泥水化、骨料吸收和蒸發所消耗，混凝土拌合物變得干稠，流動性降低。溫度和時間同樣的混凝土拌合物，不同的攪拌和振搗方式影響和易性如機械拌和的坍落度大于人工拌和，且攪拌時間相對越長，則坍落度越大。施工工藝混凝土拌合物和異性的改善措施采用合理砂率：使水泥混凝土拌合物獲得最大的流動性，且能保持粘聚性及保水性良好。同時可以節約水泥、提高混凝土強度。改善砂、石的級配：尤其是改善組集料的級配，可以改善混凝土拌合物的和易性。集料的最大粒徑相對增大，可使集料的總表面積小，拌和物的和易性也隨之改善。調整水泥漿用量：當拌和物坍落度太小時，保持水膠比不變，增加適量的水泥漿；當拌和物坍落度太大時，保持砂率不變，增加適量的砂石（相當于減小了水泥漿的用量）。摻加適宜的外加劑和摻合料：少量的外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下，獲得良好的和易性。選擇需水量較小粉煤灰或磨細礦渣可以改善混凝土拌合物的和易性。提高振搗機械的效能：振搗效能提高可降低施工條件對混凝土拌和物和易性的要求。混凝土澆筑后的性能混凝土宏觀堆聚分層現象混凝土在流動狀態時，原材料中密度不同固體粒子在自重作用下的相對運動集料和水泥顆粒沉積于下部，水分被擠上升至表面或粗集料下方泌水泌水通道增加混凝土的滲透性；內泌水形成水囊和空隙；表面形成返漿層塑性沉降自重不同相對運動和泌水，使混凝土整體沉降塑性收縮主要因表面水分的蒸發速度大于泌水速度混凝土澆筑后的性能

混凝土拌和后應在足夠長的時間內保持塑性，以便運輸、澆灌、振動成型、修飾等。混凝土的凝結時間不同于所用水泥的凝結時間。初凝：拌和物失去可塑性，不能再攪拌、澆灌、搗實。規定初凝時間不能小于45min；終凝：混凝土固化，強度以一定速度增長。規定終凝時間不大于375min；測量方法：貫入阻力法篩去砂漿（5mm圓孔篩）繪制貫入深度——時間曲線貫入阻力為3.5MPa，28MPa的時間分別為初凝、終凝硬度時間流體強度開始增長操作限度初凝終凝過度態硬性固體混凝土拌合物的性能（小結）水泥骨料外加劑和摻合料減水劑引氣劑增稠劑摻合料：增加粘聚性、保水性和流動性時間和溫度和易性隨時間減小溫度升高，坍落度損失加大施工工藝攪拌、振搗方式和工藝為什么澆筑混凝土時，自由傾落高度不宜超過2m？混凝土強度指標的重要性在混凝土設計和質量控制中，一般以強度作為評價的指標。強度是土木工程結構對材料的基本要求；混凝土的其它難以直接測量的主要性能，如彈性模量、抗水性、抗滲性、耐久性都與強度有直接關系，所以，可以由強度數據推斷出其它性能的好壞；與其它許多性能相比，強度試驗比較簡單直觀，通過制作試件，對其進行強度試驗，測得的試件破壞時所能承受的最大內應力，即可計算得出混凝土的強度。混凝土受力破壞機理是什么？混凝土強度有哪些影響因素？如何使混凝土獲得所需要的強度？混凝土的宏觀結構粗骨料細骨料水泥石過渡區混凝土的組成與結構混凝土受壓破壞過程

混凝土受壓破壞過程是內部裂縫的發生、擴展直至連通的過程，也是混凝土內部固體相結構從連續到不連續的發展過程。ⅣⅢⅡⅠ裂縫的擴展混凝土抗拉強度較低，而裂縫尖端的應力集中和受拉區所受的拉應力遠遠超過其抗拉強度，導致裂縫在較低的壓應力水平下擴展和產生。混凝土受壓破壞機理原始裂縫存在的原因：水泥水化收縮導致骨料與水泥石之間和水泥石內部產生微裂縫；由于水泥石與粗骨料的彈性模量的差異，溫濕度的變化而導致產生界面微裂縫；混凝土拌和物的泌水現象，導致骨料下部形成水囊，干燥后即為界面裂縫。混凝土內部界面區對于混凝土受壓破壞很重要混凝土受壓破壞的三種形式

骨料強度小于水泥石強度，則骨料劈裂破壞；水泥石發生拉伸或剪切破壞；水泥石與骨料的界面之間的粘結破壞。過渡區是“鏈的最薄弱環節”，一般認為是混凝土強度的“限制相”；改善過渡區的措施：低水灰比（w/c）摻加超細礦物摻合料(很大比表面積)選用骨料的種類抗壓試驗單軸受壓混凝土受單方向壓力作用,工程中采用的強度一般是單軸抗壓強度；多軸向受壓混凝土受多方向壓應力作用抗拉試驗直接拉伸試驗劈裂試驗抗彎試驗混凝土強度試驗混凝土的強度是通過對試件進行強度試驗獲得的。混凝土的強度試驗有：立方體抗壓強度試驗混凝土試件幾何形狀有立方體、棱柱體和圓柱體，我國以立方體試件為主；立方體試件的邊長有100mm、150mm、200mm三種；當混凝土中骨料的Dmax≤20mm時，可采用100mm立方體；當混凝土中骨料的Dmax～40mm時，可采用150mm立方體或200mm。試件的養護條件標準條件：20

2

C，相對濕度＞95%；養護齡期：28dPPPP混凝土抗壓強度的幾個基本概念立方體抗壓強度立方體強度標準值強度等級實際強度國家標準規定：制作邊長為150mm的立方體試件，在標準條件(20

2

C，相對濕度＞95%)下，養護到28天齡期，測得的抗壓強度值稱為混凝土立方體抗壓強度，以“fcu”表示。

用標準試驗方法測得的一組若干個立方體抗壓強度值的總體分布中的某一個值，低于該值的百分率不超過5%,該抗壓強度值稱為立方體抗壓強度標準值。以“fcu,k”表示

根據混凝土立方體強度標準值(MPa)劃分的等級，以符號CXX表示混凝土立方體強度標準值(fcu,k)。將試件在實際工程的溫濕度條件下養護28天，測得的立方體試件強度，作為混凝土施工質量控制和驗收依據。軸心抗壓強度國家規范規定：用尺寸為150mm

150mm

300mm的標準棱柱體試件，按規定方法成型、標準條件下養護28天，測得的抗壓強度為軸心抗壓強度，以fcp表示；工程結構設計的依據；軸心抗壓強度與立方體抗壓強度的關系：

fcp=(0.7~0.8)fcu換算系數與混凝土強度有關，強度越高，系數越小。試驗條件對混凝土強度的影響①試件尺寸相同的混凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。②試件的形狀當試件受壓面積(a×a)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強度越小。③表面狀態：試件表面有、無潤滑劑，其對應破壞形式不一，所測強度值大小不同。④加荷速度：較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。強度換算系數(GB/T50081—2002)試件尺寸(mm)骨料最大粒徑(mm)強度換算系數100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05fcuPfcu(mean)fcu,k95%環箍效應強度-概率分布曲線直接軸心抗拉試驗——很困難荷載作用線難以與試件軸線保持重合，發生偏心；難以保證試件在受拉區斷裂。劈裂抗拉試驗試件：邊長為150mm的立方體試件或圓柱體試件原理：在試件的相對的表面中心線上作用均勻分布的壓應力，從而在豎向平面內產生均勻拉伸應力四點彎拉試驗試件：150×150×600(或550)mm3的梁式試件按三分點加荷進行彎曲試驗，在試件下方產生拉伸應力混凝土受拉伸

直拉試驗劈裂抗拉四點彎曲拉伸PPfd=P/A橫截面積為A軸心直拉試驗TensionTesting抗拉強度試驗

劈裂抗拉試驗

SplittingTestfs

劈拉強度計算：fts=2P/

a2=0.637(P/a2)a：立方體試件的邊長

;150mm

150mm

150mm的立方體試件PPa受拉fs彎拉試驗FlexuralTest/ModulesofRuptureP

L/3L/3L/3

fb拉壓用尺寸為150mm

150mm

550mm的梁式試件，標準條件下養護28天，采用三分點加荷方式試驗，直至試件斷裂。根據材料力學理論合線彈性應力－應變分析，試件斷裂是的最大拉伸應力為：

fb=PL/bd2(b×d=試件的截面積)

稱為斷裂模量modulusofrupture影響混凝土強度的因素

水泥強度等級和水灰比混凝土強度經驗公式：式中：B/W——膠水比；

fcu——混凝土28d抗壓強度；

fce——水泥28d抗壓強度實測值。

（γc

＝1.12、1.16、1.10）

αa、αb——經驗系數；碎石αa=0.53;αb=0.20卵石αa=0.49;αb=0.13集料的影響CivilEngineeringMaterials顆粒形狀表面特征泥塊含量有害物質含量級配集膠比的概念：集料與膠凝材料的質量之比養護的溫、濕度4℃38℃21℃13℃齡期抗壓強度031421287養護溫度對混凝土強度的影響成熟度41℃49℃濕度的影響試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快。

《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002)規定，在混凝土澆筑完畢后，應在12h內加以覆蓋并保濕養護。增長10d后凍結增長3d后凍結增長1d后凍結增長5d后凍結沒有凍結齡期抗壓強度砼相對強度的增長與凍結時間的關系

受凍越早，強度損失越大。混凝土受凍時的強度變化養護條件（溫濕度）自然養護灑水養護噴涂薄膜養護標準養護(20±2)℃，相對濕度95％以上蒸汽養護常壓蒸汽養護，成熟度蒸壓養護蒸壓釜：175℃，8個大氣壓同條件養護與施工現場保持一致齡期齡期指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間，最初的7—14d發展較快，28d以后增長緩慢。

n——養護齡期，n≥3d。適用于中等強度混凝土1428抗壓強度齡期/d其它因素施工條件攪拌振搗方式試驗條件試件的形狀、尺寸試件表面狀態、含水程度加荷速度外加劑和摻合料的摻入。提高混凝土強度的措施采用高等級水泥或早強型水泥；采用低水灰比的干硬性混凝土；采用機械攪拌、機械振搗；摻入混凝土外加劑、摻合料等高品質集料及合理及配（最緊密堆積）(一)非荷載作用下的變形化學收縮干濕變形溫度變形(二)荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形長期荷載作用下的變形—徐變混凝土的變形性能化學收縮定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的體積比反應前物質的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮，又稱化學減縮。發展規律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長較快，以后逐漸趨于穩定。影響：化學收縮值很小（小于1％），但是不可恢復，對混凝土結構沒有破壞作用，但在混凝土內部可能產生微細裂縫。化學收縮+水泥水=水泥漿水泥+水水泥漿體=水泥漿體大水灰比小水灰比化學收縮示意圖干濕變形定義：由于混凝土周圍環境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現為干縮濕脹。

原因：混凝土在干燥過程中，由于毛細孔水的蒸發，使毛細孔中形成負壓，隨著空氣濕度的降低負壓逐漸增大，產生收縮力，導致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發生部分蒸發，凝膠體因失水而產生緊縮。干縮裂縫：由于混凝土抗拉強度低，而干縮變形又比較大，所以很容易產生干縮裂縫。干縮裂縫的產生使混凝土的抗滲、抗凍、抗侵蝕能力變差，對混凝土耐久性極為不利。彎月面凝膠孔干濕變形機理示意圖

負壓齡期應變水中養護空氣中養護膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖混凝土的干縮主要發生在早期，因此加強混凝土的早期養護，延長濕養護時間，對延遲混凝土干縮裂縫具有重要作用。溫度變形定義：混凝土隨著溫度的變化產生熱脹冷縮的變形。指標：混凝土的溫度線膨脹系數為(1～1.5)×10-5/℃。

危害：溫度變形對大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。大體積混凝土施工時，必須采取措施來減小混凝土內外溫差和溫度應力，以防止混凝土溫度裂縫。200m長的大壩，內外溫差50℃。那么，溫度降低到外界溫度時，可產生的變形大約為多少？短期荷載作用下的變形彈性模量棱柱體150×150×300控制力：fcp／3三次以上反復加荷-卸荷測“應力／應變”E：(1.75~4.9)×104MPa混凝土是一種彈塑性體，靜力受壓時，既產生可以恢復的彈性變形，又產生不可恢復的塑性變形，其應力和應變之間的關系關系是一條曲線。長期荷載作用下的變形—徐變長期恒荷載作用下，隨時間而發展的變形，稱之徐變，也叫蠕變。產生原因：凝膠體產生粘性流動影響因素：水泥用量水灰比彈性模量徐變作用：混凝土結構中：有利于削弱由溫度、干縮等引起的應力，減少裂縫的發生預應力混凝土結構中：產生應力松弛，引起預應力損失硬化混凝土的耐久性混凝土耐久性混凝土在外部環境因素和內部不利因素的長期作用下，能保持正常使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結構預定的安全性和正常使用的能力。環境類別條件一室內干燥環境；永久的無侵蝕性靜水浸沒環境二a室內潮濕環境；非嚴寒和非寒冷地區的露天環境；非嚴寒和非寒冷地區與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境；寒冷和嚴寒地區的冰凍線以下的無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境b干濕交替環境；水位頻繁變動環境，嚴寒和寒冷地區的露天環境；嚴寒和寒冷地區的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境三a嚴寒和寒冷地區冬季水位冰凍區環境；受除冰鹽影響環境；海風環境b鹽漬土環境；受除冰鹽作用環境；海岸環境四海水環境五受人為或自然的侵蝕性物質影響的環境混凝土抗滲儀混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗壓力液體（水、油和溶液等）滲透作用的能力，是決定混凝土耐久性最主要的因素。抗滲性好壞用抗滲等級來表示。抗滲等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。混凝土水灰比和養護等對抗滲性起決定性作用。提高混凝土抗滲性的根本措施在于增強混凝土的密實度或改變混凝土孔隙特征。抗滲性混凝土抗滲標號采用頂面直徑為175mm、底面直徑為185mm、高度為150mm的圓臺體標準試件；在規定的試驗條件下，以6個試件中4個試件未出現滲水時的最大水壓力乘以10來確定混凝土的抗滲等級。P=10H-1抗凍性是指混凝土在使用環境中，能經受多次凍融循環能保持強度和外觀完整性的能力，是評定混凝土耐久性的主要指標。抗凍等級：根據混凝土所能承受的反復凍融循環的次數，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級。混凝土抗凍等級可通過慢凍法(立方體，抗壓強度下降率不超過25%或質量損失率不超過5%)、快凍法(棱柱體，相對動彈性模量不小于60%、質量損失率不超過5%)和鹽凍法進行試驗確定。混凝土的密實度、孔隙的構造特征是影響抗凍性的重要因素抗凍性碳化混凝土的碳化：混凝土內水泥石中的Ca(OH)2與空氣中的CO2在一定濕度條件下發生化學反應，生成CaCO3和H2O的過程，因碳化反應后混凝土內部堿度下降，故又稱中性化。碳化的作用引起鋼筋銹蝕（堿度下降），順筋開裂碳化收縮引起微細裂紋，降低強度生成的碳酸鈣填充水泥石的孔隙，提高密實度、強度，使有害雜質的進入一定程度上緩沖影響因素環境中CO2濃度、環境濕度水泥品種、水膠比外加劑混凝土碳化深度的檢測方法有X射線法和化學試劑法（酚酞酒精溶液、彩虹指示劑）兩類。混凝土的堿-骨料反應混凝土的堿骨料反應：水泥、外加劑等混凝土構成物及環境中的堿與具有堿活性的集料之間在潮濕環境下緩慢發生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。根據集料中活性成分的不同，堿―集料反應分為三種類型：堿―硅酸反應、堿―碳酸鹽反應和堿―硅酸鹽反應。反應發生必備條件過量堿堿活性骨料占骨料總量的比例大于1％潮濕環境（>80％）預防措施非活性骨料；嚴格控制含堿量；摻入火山灰質混合料；加入引氣劑混凝土的耐磨性混凝土的耐磨性即混凝土表面抵抗磨損的能力。與其混凝土的強度、硬度有關。表面磨損情況機械磨耗；沖磨；空蝕影響耐磨性的因素混凝土強度粗骨料的品種和性能細骨料與砂率水泥摻合料養護和施工方法耐磨性實驗方法：滾動軸承法（路面混凝土）提高混凝土耐久性的措施耐久性改善措施（提高密實度、改善孔結構）合理選用水泥品種，以適應工程環境較小水灰比和保證足夠膠凝材料用量，提高密實度級配合理、質量好的砂石集料，提高密實度合理砂率，提高密實度外加劑和摻合料的使用，改善孔結構、提高密實度施工質量控制，保證混凝土均勻密實，提高密實度水泥、砂、石、水：是配制混凝土的基本原材料，隨著現代建筑技術的不斷發展，僅僅通過使用四種組分生產混凝土，顯然已難以滿足對現代混凝土材料提出的新要求。第五、第六組分：現代混凝土技術的迅速發展使得摻合料、外加劑廣泛應用，以滿足現代施工技術和建筑要求，達到技術先進、經濟合理、節能環保、高強性、防腐耐久等目的，促進了混凝土生產和應用技術的發展。混凝土外加劑與摻合料混凝土外加劑定義在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質，其摻量一般不大于水泥重量的5%。為什么要使用外加劑？單純靠調節水、水泥和骨料用量，難以解決下列問題：用水量與良好和易性間的矛盾；施工操作對凝結時間、放熱速度、強度增長的要求；耐久性對低連通孔隙率的要求。外加劑是解決上述問題，改善混凝土性能，以滿足工程特殊要求的重要技術途徑；現在有70～80％以上的混凝土使用了外加劑；外加劑的作用改善混凝土拌合物的和易性；加快或延緩凝結時間；控制強度增長；提高抗凍融、熱開裂、堿－骨料膨脹、硫酸鹽侵

蝕和鋼筋銹蝕等作用下的耐久性；節約水泥用量，降低成本；減少放熱速度，控制溫升。按照功能改善和易性：減水劑、泵送劑、引氣劑等；調節凝結時間：速凝劑、緩凝劑、早強劑等；改善耐久性：引氣劑、阻銹劑、防水劑等；改善其它性能：減縮劑、膨脹劑，防凍劑、泡沫劑、消泡劑等。根據《混凝土外加劑》（GB8076），分為8類：高性能減水劑（早強型、標準型、緩凝型）、高效減水劑（標準型、緩凝型）、普通減水劑（早強型、標準型、緩凝型）、引氣減水劑泵送劑、早強劑、緩凝劑、引氣劑。外加劑的種類

減水劑減水劑是指在混凝土拌合物坍落度（表示混凝土流動性的指標）基本相同的條件下，能較為顯著減少拌合用水量的外加劑。在混凝土工程中應用最為廣泛，能在和易性不變時，減少單位用水量；或在單位用水量不變時，能改善和易性。種類：減水效果普通減水劑(也稱塑化劑，Plasticiser)；高效減水劑(也稱超塑化劑，Superplasticiser)。高性能減水劑。復合功能早強減水劑；緩凝減水劑；引氣減水劑。減水劑的組成結構、物理化學特征減水劑都是表面活性劑，分子結構中含有親水的離子基團和碳氫分子鏈，其中：離子基團是酸根離子或氨基，如：－SO3-、－COO-、－NH3+等；碳氫分子鏈，帶有羥基，如：烷烴基、芳香烴基等。可溶于水，能顯著降低水的表面張力；能吸附在固體表面，并在固體表面定向排列，形成表面吸附分子層，降低水－固界面張力。分散作用（打破絮凝結構）當沒有減水劑時，水泥加水后，不能獲得均勻分散體系，由于下列原因而產生絮凝結構，使得部分拌合水包含其中，不能貢獻給水泥漿的流動性：水具有高表面張力(氫鍵分子結構)水泥顆粒邊、角和表面正負電荷間的相互吸力當減水劑加入到水泥漿中，吸附在水泥顆粒表面，離子基團朝向水，使水泥顆粒表面帶有幾毫伏的負電荷，引起水泥顆粒相互排斥，打破了絮凝結構，釋放其包含的水，改善分散性——靜電排斥作用；由于減水劑碳氫分子鏈上的極性基吸附水，形成吸附層包裹在水泥顆粒表面，產生空間位阻效應，阻礙水泥顆粒的緊密接觸，阻止絮凝結構的形成。潤滑作用（形成溶劑化水膜）減水劑分子在水泥顆粒表面的吸附減水劑的作用機理加減水劑前的絮凝結構加入減水劑后，絮凝結構被打破減水劑的作用效果通過濕潤、潤滑、分散、塑化等作用，能使水泥漿變稀、混凝土拌和流動性增大，從而，取得下列效果：在保持用水量不變的條件下，增大坍落度，改善和易性，使混凝土易于澆注、成型密實；在保持坍落度不變的條件下，減少用水量，降低水灰比(水膠比)，提高混凝土強度和抗滲性；在保持混凝土強度和和易性，在減少用水量的同時減少水泥用量。坍落度(inch)減水劑摻量(水泥質量的％)減水劑對混凝土拌合物坍落度的影響當水灰比一定時，混凝土拌合物的坍落度隨著減水劑摻量的增加而增大

水灰比減水劑摻量(水泥質量的％)減水劑摻量對水灰比的影響當坍落度恒定時，新拌混凝土的水灰比隨著減水劑摻量的增加而減小

普通減水劑Water-reducer特點：一般含有雜質；減水率較小，約10%；有一些副作用；主要品種木質素磺酸鹽(木鈣等)

副作用：引進氣泡多而大羥基羧酸及其鹽(如檸檬酸、葡萄糖酸鈉等)

副作用：緩凝作用明顯，有引氣劑時會增大拌合物含氣量多元醇(如糖鈣等)；

副作用：緩凝但不影響含氣量減水劑（水劑）減水劑（粉劑）高效減水劑High-rangeWater-reducer特點：具有較高的分子量，純度較高；減水效率高，在摻量較小的條件下，可取得高效；副作用小。種類：改性木質素磺酸鹽，較高分子量的純木質素鹽；磺化密胺縮合樹脂，一般是鈉鹽；磺化萘－甲醛縮合樹脂，一般也是萘磺酸鈉鹽；脂肪族減水劑含有羧基和/或醚基的聚合物，如聚丙烯酸鈉、聚羧酸酯，聚醚等；

高效減水劑的應用，成為混凝土技術發展里程一個重要的里程碑，應用它可以配制出流動性滿足施工需要且水灰比低，因此強度很高的高強混凝土、可以自行流動成型密實的自密實混凝土，以及充分滿足不同工程特定性能需要和勻質性良好的高性能混凝土。高性能減水劑HighPerformanceWater-reducer高性能減水劑包括聚羧酸系減水劑、氨基羧酸系減水劑以及其他能夠達到《混凝土外加劑》（GB8076—2008）指標要求的減水劑。高性能減水劑具有一定的引氣性，較高的減水率和良好的坍落度保持性能。與其他減水劑相比，高性能減水劑在配制高強度混凝土和高耐久性混凝土時，具有明顯的技術優勢和較高的性價比。聚羧酸系減水劑是通過不飽和單體在引發劑作用下共聚而得到的一類減水劑。該減水劑具有低摻量、高減水、不緩凝和低坍落度損失等特點，是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發展起來的第三代高性能減水劑，是目前世界上最前沿、科技含量最高、應用前景最好、綜合性能最優的一種高效減水劑。減水劑的技術經濟效果在保持用水量不變的情況下，使拌和物的坍落度增大100~200mm；在保持坍落度不變的情況下，使用水量減少10%~15%，抗壓強度增加15%~40%；在保持坍落度和強度不變的情況下，可節約水泥10%~15%；混凝土的滲水性可降低40%~80%；可減慢水泥水化初期的放熱速度，減少開裂現象。不同減水劑的減水率木質磺酸鹽

5~15%密胺樹脂

5~25%萘磺酸鹽甲醛縮合物

15~25%聚丙烯酸鹽

20~30%聚羧酸脂

25~40%調節凝結時間的外加劑種類早強劑早強劑能加速新拌混凝土凝固，提高混凝土早期強度，而對后期強度無顯著影響的外加劑稱為早強劑。防凍劑在負溫下使用的早強劑稱為防凍劑或防凍早強劑，它能降低冰點，促使水泥水化放熱反應，達到抵抗冰體膨脹的臨界強度速凝劑能使水泥混凝土急速凝結硬化(1~5min內初凝，2~10min內終凝)的外加劑。緩凝劑能延緩水泥混凝土凝結硬化時間，并對后期強度無顯著影響的外加劑主要成分有：氯化物：氯化鈣、氯化鈉；硫酸鹽：石膏、硫酸鈉；三乙醇胺以及復合早強劑。主要成分有：水溶性鋁酸鹽、純堿、碳酸鈉，堿金屬硅酸鹽等。主要成分有：氯化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等。主要成分：糖蜜、酒石酸、檸檬酸、硼酸鹽、鋅酸鹽等。引氣劑什么是引氣劑？

能在混凝土拌和物中產生許多均勻分布的微小氣泡(孔徑為0.01~2mm)，并在硬化后仍能穩定存在的外加劑。組成特點：帶有憎水基和親水基的表面活性劑物理化學特性：可溶于水；降低水的表面張力；能吸附在氣泡表面，使之穩定。引氣機理

攪拌水可產生氣泡，但很快消失，為什么？水的表面張力使氣泡不穩定！水中加入引氣劑后水的表面張力降低，在攪拌過程中將空氣引入而產生許多氣泡；通過吸附于氣泡表面形成單分子膜，減小液－氣界面能(表面張力)，使氣泡表面的液膜堅固不易破裂而穩定存在。親水基團憎水基團氣泡引氣劑穩泡作用的機理引氣劑的作用效果

改善拌和物的和易性，減少用水量5%~9%，改善保水性，減少泌水性；混凝土的抗滲性提高50%，抗凍標號提高3倍；降低混凝土的強度，引入1%的空氣，可使強度下降5~6%；增大變形性，降低彈性模量，提高抗裂性和抗沖擊性。

減水劑—水泥的相容性與坍落度損失相容性，過去稱“適應性”，是指減水劑與水泥之間是否有不利于減水劑效率發揮的相互作用。相容性好表現為減水率大、坍落度損失小，拌合物和易性良好。一般來說，C3A含量高的水泥與高效減水劑的相容性較差；此外，用含堿量大、放熱量大的水泥時，通常相容性較差。相容性好壞可以用凈漿流動度測定方法評價當水泥的C3A含量大于6%時，摻木質磺酸鹽后反而會使混凝土的水灰比增大。70年代以后，萘系和密胺兩個系列的高效減水劑開始在國內外逐步推廣。但其中最大障礙就是混凝土坍落度損失迅速，無法滿足長途運送與長距離泵送工藝的要求。混凝土摻合料(Admixtures)摻合料混凝土中摻加量在水泥質量5%以上的天然或人工礦物粉狀材料，又稱礦物外加劑加入摻合料目的改善混凝土性能、調節混凝土強度等級和節約水泥“摻合料”與“混合材”混凝土中為什么要使用摻合料？代替水泥，所以也稱水泥代用材料改善混凝土微結構，尤其是界面過渡區結構改善混凝土性能，尤其是耐久性保護生態環境，節約資源和能源主要礦物外加劑(摻合料)的種類粉煤灰煤粉在鍋爐中燃燒后的灰份；磨細礦渣高爐煉鐵排出的廢渣，經粉磨后使用；硅灰生產硅鐵合金排出的煙氣冷凝形成微細的粉末；沸石粉

沸石巖經粉磨加工制成的含水化硅鋁酸鹽為主的礦物火山灰質活性摻合材料，含有一定量的活性SiO2和Al2O3磨細石灰石粉將石灰石骨料開采時的碎屑磨成粉末主要礦物外加劑(摻合料)的物理性質性質

粉煤灰磨細礦渣硅粉水泥

密度2.12.92.23.15粒徑(

m)

1~1503~2000.01~0.50.1~100比表面積(m2/kg)

35040015000350氧化物粉煤灰磨細礦渣硅粉水泥低鈣高鈣SiO24840369720Al2O32718

925Fe2O39810.14MgO24110.11CaO3204064Na2O10.2K2O40.5主要礦物外加劑(摻合料)的化學組成粉煤灰粉煤灰是火力發電廠等以煤粉為燃料的煙道氣體中所收集的粉末，由結晶體、玻璃體以及少量未燃盡的碳粒所組成。粉煤灰按煤種可分為兩類：由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰為F類粉煤灰，其氧化鈣含量低于10%；由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰為C類粉煤灰，其氧化鈣含量一般大于10％，因此又被稱為高鈣粉煤灰。拌制混凝土和砂漿用粉煤灰分為三個等級：Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。I級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預應力鋼筋混凝土；II級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和素混凝土；III級粉煤灰主要用于素混凝土。粉煤灰粉煤灰對混凝土性能改善的原因在于“粉煤灰效應”，粉煤灰摻入混凝土中可產生的三種效應：“活性效應”“形態效應”“微集料效應”粉煤灰摻入混凝土中的效果與其摻量有關，摻量大小應通過試驗確定。確定粉煤灰摻量的方法通常有以下三種：等量取代法：等質量取代水泥超量取代法：超量取代水泥外加法：水泥不變，增加粉煤灰混凝土的配制強度混凝土強度等級≤C20[C20,C45][C50,C55]σ4.05.06.0配合比設計的任務及表示方法根據工程要求、結構形式、施工條件和技術性能要求等，通過計算、查表和試驗等方法，確定各組分材料比例：水泥（或水泥＋礦物外加劑）用量單位用水量砂率與骨料用量化學外加劑用量各種組成材料的質量比，取水泥為1，其它材料除以水泥用量，就得出比例關系例如：C:S:G＝1:2.4:4.0，W/C＝0.60現場施工時，可由攪拌機實際容積以每次實際投料量表示1立方米混凝土中各種材料的質量(kg/m3)配合比設計的基本要求滿足結構設計的混凝土強度等級要求；滿足施工所要求的混凝土拌合物和易性；滿足環境和使用要求的混凝土耐久性的要求；滿足上述要求前提下，節約水泥、降低成本。基本要求和易性經濟性強度耐久性混凝土結構的環境類別（GB50010）注：1室內潮濕環境是指構件表面經常處于結露或濕潤狀態的環境；

2嚴寒和寒冷地區的劃分應符合國家現行標準《民用建筑熱工設計規范》GB50176的有關規定；3海岸環境和海風環境宜根據當地情況，考慮主導風向及結構所處迎風、背風部位等因素的影響，由調查研究和工程經驗確定；4受除冰鹽影響環境為受到除冰鹽鹽霧影響的環境；受除冰鹽作用環境指被除冰鹽溶液濺射的環境以及使用除冰鹽地區的洗車房、停車樓等建筑。混凝土配合比設計的基本規定混凝土配合比設計應滿足混凝土配制強度、拌合物性能、力學性能和耐久性能的設計要求。配合比設計應以干燥狀態集料為基準，細集料含水率應小于0.5%，粗集料含水率應小于0.2%。混凝土的最大水膠比應符合《混凝土結構設計規范》，最小膠凝材料用量應符合《混凝土配合比設計規程》。礦物摻合料在混凝土中的摻量應通過試驗確定，鋼筋混凝土和預應力混凝土中用量應滿足要求。混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量應符合。長期處于潮濕或水位變動的寒冷和嚴寒環境、以及鹽凍環境的混凝土應摻用引氣劑。要求預防混凝土堿集料反應的工程，混凝土中最大堿含量不應大于3.0kg/m3，并宜摻用適量粉煤灰等礦物摻合料。水膠比W/B→強度強度等級，鮑羅米公式耐久性，使用環境的要求單位用水量W0

→流動性和易性，固定用水量法則粗集料，品種、最大粒徑砂率→密實度（細骨料體積略大于粗骨料的堆積孔隙以利于流動）水膠比粗集料品種、最大粒徑混凝土配合比設計的控制參數滿足強度和耐久性的基礎上選用較大水膠比滿足施工和易性基礎上選用較小單位用水量選擇合理砂率配合比設計的原理原理一：用鮑羅米公式確定水膠比原理二：細骨料體積略大于粗骨料的堆積孔隙以利于流動，確定合理砂率；原理三：用恒定用水量法則，確定單位用水量；原理四：1立方米混凝土的質量或體積是各組分材料的質量或體積之和。根據這四個原理，建立四元一次方程組，計算求出1立方米混凝土所需各組分材料的用量計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比混凝土配合比設計的步驟根據《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2011)所規定的步驟進行設計強度調整和易性調整含水率調整普通混凝土配合比設計步驟計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比按照原始資料進行初步計算試驗室試拌，和易性調整試件制作、養護，檢驗強度考慮現場集料含水率，修正用量普通混凝土配合比設計計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比計算配合比(1)確定配制強度(2)初步確定水膠比：公式計算、按耐久性校核(查表)(3)確定單位用水量(查表)、外加劑用量(4)確定單位膠凝材料用量按耐久性復核(查表)(5)確定砂率(查表，或試驗)(6)用質量法或體積法確定單位砂、石用量計算得到1m3混凝土計算配合比普通混凝土配合比設計1)試拌

A.試拌材料

B.試拌方法

C.試拌混凝土量2)檢驗試配混凝土的和易性，進行調整A.坍落度太小；B.坍落度過大；C.粘聚性不好、或泌水性太大；D.拌合物砂漿過多。計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比試拌配合比計算提出供強度檢驗的試拌配合比普通混凝土配合比設計1)試件制作

A.微調水灰比±0.05B.用水量相同2)強度檢驗，必要時修正A.確定mw；B.確定mc

；C.確定集料用量ms

、mg。3)計算濕表觀密度ρc,c4)實測濕表觀密度ρc,t5)計算校正系數δ6)配合比校正計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比設計配合比計算得到設計配合比普通混凝土配合比設計設計配合比是按絕干狀態集料計算的（細骨料的含水率小于0.5%，粗骨料的含水率小于0.2%現場配制時需要進行調整若砂的實際含水率為a%,，石的實際含水率為b%,

則：計算配合比試拌配合比設計配合比施工配合比施工配合比計算得到施工配合比普通混凝土配合比設計實例某工程現澆鋼筋混凝土梁，使用環境為干燥的辦公室，設計強度等級為C30，要求強度保證率95％，要求坍落度為30～50mm（施工現場機械攪拌，機械振搗）。該施工單位無歷史統計資料。原材料：①普通水泥，強度等級32.5(28d實測強度36.5MPa)，表觀密度ρc=3.1g/m3；②中砂，表觀密度2650kg/m3，堆積密度1500kg/m3；③碎石，表觀密度2700kg/m3，堆積密度1500kg/m3，最大粒徑40mm；④自來水。（1）設計混凝土配合比。（2）求施工配合比（現場砂含水率4%，碎石含水率1%）普通混凝土配合比計算實例某使用環境干燥的辦公用房工程中，現澆鋼筋混凝土柱的混凝土設計要求強度等級為C45，拌合物坍落度為10-30mm。施工單位統計得混凝土強度標準差為σ=4.0MPa。今采用PO42.5水泥（28d實測強度為45MPa），集料為碎石與河砂。（1）若每m3

混凝土用水量為160kg，求水灰比和水泥用量

（2）若混凝土拌合物經試拌調整，和易性和試配強度均滿足要求，調整后的材料用量為：水泥4.50kg，水2.70kg，砂9.90kg，碎石18.90kg。且實測混凝土拌合物表觀密度為2440kg/m3。則1m3混凝土拌合物各項材料用量為多少？（3）已知現場砂含水率為4％，石子含水率為1％。求混凝土施工配合比。混凝土的質量控制與強度評定混凝土的質量通常是指能用數量指標表示出來的性能，如混凝土的強度、坍落度、含氣量、抗凍性、抗裂性等。混凝土質量可用數理統計方法來進行控制、檢驗和評定。混凝土的質量波動是不可避免的，且混凝土質量控制具有復雜性，但仍需要我們對混凝土質量波動的規律進行研究、并在混凝土生產和使用全過程中對混凝土質量進行有效控制，保證混凝土的質量波動在滿足工程需要的范圍之內，保證工程質量和結構安全。強度是土木工程結構對材料的基本要求，混凝土抗壓強度試驗簡單直觀并且與其他性能指標（如混凝土彈性模量、抗滲性能、抗凍性能等耐久性能）有較好的相關性，工程中常以混凝土抗壓強度作為混凝土質量控制和評定的主要指標。混凝土質量波動的原因質量波動原因（從生產、施工和試驗角度）材料組成：各種原材料質量、計量誤差等；施工工藝：施工方法、養護質量等在各環節可能出現工藝誤差；試驗條件：混凝土試件制作、試驗條件、測試方法等也可能導致混凝土性能試驗結果的差異。質量波動原因（按生產和應用階段）生產前的因素：組成材料、配合比和生產設備情況等；生產過程的因素：原材料計量、攪拌、運輸、澆筑、振搗和養護等；生產后的因素：檢驗批劃分、驗收界限、受檢試件制作與養護、檢測方法和檢測條件等。混凝土強度的波動規律在正常生產條件下，混凝土強度的分布規律，不僅受統計對象的生產周期和生產工藝影響，而且與統計總體的混凝土配制強度和試驗齡期等因素有關大量的統計分析和試驗研究表明：混凝土強度的概率分布可用正態分布來描述混凝土施工質量水平衡量指標1）強度平均值（）注意:平均值只反應混凝土強度總體強度水平,不能反映強度波動的大小.2）標準差（）注意:標準差σ小,正態頒布曲