混凝土基礎(chǔ)知識教程

1、混凝土基礎(chǔ)知識完整教程第一節(jié)概述第二節(jié)普通混凝土的組成材料第三節(jié)道路與橋梁工程用石料的技術(shù)性質(zhì)第四節(jié)普通混凝土的技術(shù)性質(zhì)第五節(jié)混凝土外加劑AW 、，一 弟八卡混凝土的質(zhì)重檢驗和評疋第七節(jié)普通混凝土的配合比設(shè)計第八節(jié)高強高性能混凝土第九節(jié)粉煤灰混凝土第十節(jié)輕混凝土第十一節(jié)特種混凝土附錄：習(xí)題與復(fù)習(xí)思考題第一節(jié) 概述一、混凝土的分類混凝土是指用膠凝材料將粗細(xì)骨料膠結(jié)成整體的復(fù)合固體材料的總稱。 混凝土的種類很 多，分類方法也很多。（一）按表觀密度分類1. 重混凝土。表觀密度大于 2600kg/m 3 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/m 3的

2、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品種。3. 輕混凝土。表觀密度小于 1950kg/m 3的混凝土。包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和 大孔混凝土等。（二）按膠凝材料的品種分類 通常根據(jù)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。（三）按使用功能和特性分類 按使用部位、功能和特性通?？煞譃椋航Y(jié)構(gòu)混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防

3、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。、普通混凝土普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子為骨料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆筑成型、凝結(jié) 固化成具有一定強度的“人工石材” ，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品 種?！盎炷痢币辉~通?？珊喿鳌绊拧?。（一）普通混凝土的主要優(yōu)點1. 原材料來源豐富?；炷林屑s 70% 以上的材料是砂石料，屬地方性材料，可就地取 材，避免遠(yuǎn)距離運輸，因而價格低廉。2. 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(jù)工程需要澆筑成各種 形狀尺寸的構(gòu)件及構(gòu)筑物。既可現(xiàn)場澆筑成

4、型，也可預(yù)制。3. 性能可根據(jù)需要設(shè)計調(diào)整。通過調(diào)整各組成材料的品種和數(shù)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。4. 抗壓強度高?；炷恋目箟簭姸纫话阍?.560MPa之間。當(dāng)摻入高效減水劑和摻合料時，強度可達(dá) 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(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)部位。5. 耐久性好。原材料選擇正確、配比合理、施工養(yǎng)護(hù)良好的混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B性、 抗凍性和耐腐蝕性能，且對鋼筋有保護(hù)作用，可保持混凝土結(jié)構(gòu)長期使用性能穩(wěn)定。（二）普通混

5、凝土存在的主要缺點1. 自重大。 1m3 混凝土重約 2400kg ，故結(jié)構(gòu)物自重較大，導(dǎo)致地基處理費用增加。2. 抗拉強度低，抗裂性差?；炷恋目估瓘姸纫话阒挥锌箟簭姸鹊?/101/20，易開裂。3收縮變形大。水泥水化凝結(jié)硬化引起的自身收縮和干燥收縮達(dá)500 x 10_6m/m以上,易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。（三）普通混凝土的基本要求1. 滿足便于攪拌、運輸和澆搗密實的施工和易性。2. 滿足設(shè)計要求的強度等級。3. 滿足工程所處環(huán)境條件所必需的耐久性。4. 滿足上述三項要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，節(jié)約成本，即經(jīng)濟合理性。為了滿足上述四項基本要求，就必須研究原材料性能，研究影響混凝土和易

6、性、強度、 耐久性、 變形性能的主要因素； 研究配合比設(shè)計原理、 混凝土質(zhì)量波動規(guī)律以及相關(guān)的檢驗 評定標(biāo)準(zhǔn)等等。這也是本章的重點和緊緊圍繞的中心。第二節(jié) 普通混凝土的組成材料混凝土的性能在很大程度上取決于組成材料的性能。 因此必須根據(jù)工程性質(zhì)、 設(shè)計要求 和施工現(xiàn)場條件合理選擇原料的品種、 質(zhì)量和用量。 要做到合理選擇原材料， 則首先必須了 解組成材料的性質(zhì)、作用原理和質(zhì)量要求。一、水泥（一）水泥品種的選擇水泥品種的選擇主要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、 工程所處環(huán)境及施工條件確定。 如高溫車間結(jié) 構(gòu)混凝土有耐熱要求，一般宜選用耐熱性好的礦渣水泥等等。詳見第三章水泥。（二）水泥強度等級的選擇水泥強度等級

7、的選擇原則為： 混凝土設(shè)計強度等級越高， 則水泥強度等級也宜越高； 設(shè) 計強度等級低， 則水泥強度等級也相應(yīng)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。目標(biāo)是保證混凝土中 有足夠的水泥，既不過多，也不過少。因為水泥用量過多（低強水泥配制高強度混凝土）， 一方面成本增加。另一方面，混凝土收縮增大，對耐久性不利。水泥用量過少（高

8、強水泥配 制低強度混凝土），混凝土的粘聚性變差，不易獲得均勻密實的混凝土，嚴(yán)重影響混凝土的 耐久性。二、細(xì)骨料公稱粒徑在0.155.0mm之間的骨料稱為細(xì)骨料，亦即砂。常用的細(xì)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(jù)技術(shù)要求分為I類、n類和川類。I類用于強度等級大于C60的混凝土； n類用于 C30C60的混凝土；川類用于小于C30的混凝土。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(dǎo)致鋼筋銹蝕，如要使用，必須經(jīng)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(jié)構(gòu)，當(dāng)用于重要結(jié)構(gòu)物時，必須通過堅固性

9、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。通常是在加工碎卵石或碎石時，將小于 10mm的部分進(jìn)一步加工而成。細(xì)骨料的主要質(zhì)量指標(biāo)有：1. 有害雜質(zhì)含量。細(xì)骨料中的有害雜質(zhì)主要包括兩方面：粘土和云母。它們粘附于砂表面或夾雜其中，嚴(yán)重降低水泥與砂的粘結(jié)強度，從而降低混凝土的強度、抗?jié)B性和抗凍性，增大混凝土的收縮。有機質(zhì)、硫化物及硫酸鹽。它們對水泥有腐蝕作用，從而影響混凝土的性能。因此對有害雜質(zhì)含量必須加以限制。建筑用砂（GB/T14684-2001 ）對有害物質(zhì)含量的限值見表 4-1。普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)及檢驗方法（JGJ52-1992 ）中對有害雜質(zhì)含量也

10、作了相應(yīng)規(guī)定。其中云母含量 不得大于2%，輕物質(zhì)含量和硫化物及硫酸鹽含量分別不得大于1% ,含泥量及泥塊含量的限值為：當(dāng)小于 C30時分別不大于5%和1%，當(dāng)大于等于 C30時，分別不 大于3%和1%。表4-1砂中有害物質(zhì)含量限值項目I類n類川類云母含量（按質(zhì)量計，% )V1.02.02.0硫化物與硫酸鹽含量（按 SO3質(zhì)量計，% ）V0.50.50.5有機物含量（用比色法試驗）V合格合格合格輕物質(zhì)V1.01.01.0氯化物含量（以 NaCI質(zhì)量計，% ）V0.010.020.06含泥量（按質(zhì)量計，% ）v|1.03.05.0粘土塊含量（按質(zhì)重量計，% ）v|01.02.此外，由于氯離子對鋼筋

11、有嚴(yán)重的腐蝕作用，當(dāng)采用海砂配制鋼筋混凝土?xí)r，海砂中氯離子含量要求小于0.06% （以干砂重計）；對預(yù)應(yīng)力混凝土不宜采用海砂，若必須使用海砂時， 需經(jīng)淡水沖洗至氯離子含量小于0.02%。用海砂配制素混凝土，氯離子含量不予限制。2. 顆粒形狀及表面特征。河砂和海砂經(jīng)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(jié)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(jié)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。3. 堅固性。砂是由天

12、然巖石經(jīng)自然風(fēng)化作用而成，機制砂也會含大量風(fēng)化巖體，在凍融或干濕循環(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)境下工作的混凝土用砂，應(yīng)做堅固性檢驗。如嚴(yán)寒地區(qū)室外工程，并處于濕潮或干濕交替狀態(tài)下的混凝土，有腐蝕介質(zhì)存在或處于水位升降區(qū)的混凝土等等。堅固性根據(jù)GB/T14684規(guī)定，采用硫酸鈉溶液浸泡t烘干t浸泡循環(huán)試驗法檢驗。測定 5個循環(huán)后的重量損失率。指標(biāo)應(yīng)符合表 4-2 的要求。表4-2砂的堅固性指標(biāo)項目類皿類循環(huán)后質(zhì)量損失（%）4. 粗細(xì)程度與顆粒級配。砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂粒混合體平均粒徑大小。通常用細(xì)度模數(shù)（MQ表示，其值并不等于平均粒徑，但能較準(zhǔn)確反映砂的粗細(xì)程度。細(xì)

13、度模數(shù)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。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(xì)顆粒填充，如此逐級填充（如圖4-1所示）使砂形成最密致的堆積狀態(tài)，空隙率達(dá)到最小值，堆積密度達(dá)最大值。這樣可達(dá)到節(jié)約水泥，提高混凝土綜合 性能的目標(biāo)。因此，砂顆粒級配反映空隙率大小。圖4-1砂顆粒級配示意圖（1）細(xì)度模數(shù)和顆粒級配的測定。砂的粗細(xì)程度和顆粒級配用篩分析方法測定，用細(xì)度模數(shù)表示粗細(xì)，用級配區(qū)表示砂的級配。根據(jù)建筑用砂（GB/T14684 2001 ），篩分析是用一套孔徑為 4.75 , 2

14、.36 , 1.18 , 0.600, 0.300, 0.150mm 的標(biāo)準(zhǔn)篩，將 500克干砂由粗到細(xì)依次過篩（詳見試驗），稱量各篩上的篩余量叫（g），計算各篩上的分計篩余率&（%），再計算累計篩余率 已（%）。&和人的計算關(guān)系見表4-3。（ JGJ52采用的篩孔尺寸為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其測試和計算方法均相同，目前混凝土行業(yè)普遍采用該標(biāo)準(zhǔn)。）表4-3累計篩余與分計篩余計算關(guān)系篩孔尺寸（mm ）篩余量（g）分計篩余（% ）累計篩余（% ）4.75m 142.36m 2& =片+珀1.18m 3局熱+龜0.600m 4& =耳+町10.300m

15、 5碼4-4+fls0.150m 64=4+底盤m低H3甲+叫4腦上+叫|+1$+叫M _隨申比4幾嗎 100-4(4-1 )細(xì)度模數(shù)根據(jù)下式計算（精確至0.01）根據(jù)細(xì)度模數(shù) M x大小將砂按下列分類:Mx 3.7 特粗砂；Mx=3.1 3.7 粗砂；Mx=3.0 2.3 中砂；Mx=2.2 1.6 細(xì)砂；Mx=1.50.7特細(xì)砂。砂的顆粒級配根據(jù) 0.600mm篩孔對應(yīng)的累計篩余百分率A4，分成I區(qū)、n區(qū)和川區(qū)三個級配區(qū)，見表 4-4。級配良好的粗砂應(yīng)落在I區(qū)；級配良好的中砂應(yīng)落在n區(qū)；細(xì)砂則 在川區(qū)。實際使用的砂顆粒級配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm對應(yīng)的累計篩余率

16、外，其余各檔允許有5%的超界，當(dāng)某一篩檔累計篩余率超界5%以上時，說明砂級配很差，視作不合格。以累計篩余百分率為縱坐標(biāo)，篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)表4-4的級區(qū)可繪制I、n、川級配區(qū)的篩分曲線，如圖4-2所示。在篩分曲線上可以直觀地分析砂的顆粒級配優(yōu)劣。表4-4 砂的顆粒級配區(qū)范圍篩孔尺寸（mm ）累計篩余（）I區(qū)n區(qū)出區(qū)10.00004.7510010-01002.3635525-01501.1865-3550 102500.60085-71704140160.30095-809270855509010090woi 心林加御lie知利尺1（血a口 團(tuán)泊旳圖4-2砂級配曲

17、線圖例4-1某工程用砂，經(jīng)烘干、稱量、篩分析，測得各號篩上的篩余量列于表4-5。試評定該砂的粗細(xì)程度（Mx）和級配情況。表4-5篩分析試驗結(jié)果篩孔尺寸（mm ）4.752.361.180.6000.3000.150底盤合計篩余量（g）28.557.673.1156.6118.555.59.7499.5解 分計篩余率和累計篩余率計算結(jié)果列于表4-6。表4-6分計篩余和累計篩余計算結(jié)果分計篩余率（% ）a1a2a3a4a5a65.7111.5314.6331.3523.7211.11累計篩余率（% ）A1A2A3A4A5A65.7117.2431.8763.2286.9498.05計算細(xì)度模數(shù):地

18、十4十+ 4 +九)_ 土熱1004=2.85(17.24 + 31.87+63 22+86 94+58 05)-5x5 711005.71確定級配區(qū)、繪制級配曲線：該砂樣在0.600mm篩上的累計篩余率 A4=63.22落在n級區(qū)，其他各篩上的累計篩余率也均落在n級區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi)，因此可以判定該砂為n級區(qū)砂。級配曲線圖見4-3 。 結(jié)果評定：該砂的細(xì)度模數(shù)Mx=2.85，屬中砂；n級區(qū)砂，級配良好?？捎糜谂渲苹炷痢J過細(xì)*t f f/*試驗曲勢f過1W F *IIK*11區(qū)41III區(qū)屮O.DO 0.3D UJ30O 1192364752篩孔尺寸5ifl渤圖4-3級配曲線(2 )砂的摻配

19、使用。配制普通混凝土的砂宜為中砂(Mx=2.33.0 ),級區(qū)。但實際工程中往往出現(xiàn)砂偏細(xì)或偏粗的情況。通常有兩種處理方法: 當(dāng)只有一種砂源時，對偏細(xì)砂適當(dāng)減少砂用量，即降低砂率；對偏粗砂則適當(dāng)增加 砂用量，即增加砂率。 當(dāng)粗砂和細(xì)砂可同時提供時，宜將細(xì)砂和粗砂按一定比例摻配使用，這樣既可調(diào)整 Mx，也可改善砂的級配，有利于節(jié)約水泥，提高混凝土性能。摻配比例可根據(jù)砂資源狀況， 粗細(xì)砂各自的細(xì)度模數(shù)及級配情況，通過試驗和計算確定。5. 砂的含水狀態(tài)。砂的含水狀態(tài)有如下4種，如圖4-4所示。b 一吒干狀態(tài)c .館和面干狀態(tài)&醍潤狀態(tài)圖4-4骨料含水狀態(tài)示意圖 絕干狀態(tài)：砂粒內(nèi)外不含任何水，通常在1

20、05 5C條件下烘干而得。 氣干狀態(tài)：砂粒表面干燥，內(nèi)部孔隙中部分含水。指室內(nèi)或室外(天晴)空氣平衡 的含水狀態(tài)，其含水量的大小與空氣相對濕度和溫度密切相關(guān)。 飽和面干狀態(tài)：砂粒表面干燥，內(nèi)部孔隙全部吸水飽和。水利工程上通常采用飽和 面干狀態(tài)計量砂用量。 濕潤狀態(tài)：砂粒內(nèi)部吸水飽和，表面還含有部分表面水。施工現(xiàn)場，特別是雨后常 出現(xiàn)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。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(jīng)破碎、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石

21、經(jīng)篩分而得。通常根據(jù)卵石和碎石的技術(shù)要求分為I類、n類和川類。I類用于強度等級大于C60的混凝土； n類用于 C30C60的混凝土；川類用于小于 C30的混凝土。粗骨料的主要技術(shù)指標(biāo)有：1. 有害雜質(zhì)。與細(xì)骨料中的有害雜質(zhì)一樣，主要有粘土、硫化物及硫酸鹽、有機物等。根據(jù)建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001 ），其含量應(yīng)符合表 4-7的要求。JGJ53普通混凝土用碎石和卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法也作了相應(yīng)規(guī)定。表4-7碎石或卵石中技術(shù)指標(biāo)項目指標(biāo)I類n類川類含泥量（按質(zhì)量計），%V0.51.01.5粘土塊含量（按質(zhì)重量計），%V00.50.7硫化物與硫酸鹽含量（以 SO 3重量計），%V0

22、.51.01.0有機物含量（用比色法試驗）V合格合格合格針片狀（按質(zhì)量計），%V51525堅固性質(zhì)量損失，%V5812碎石壓碎指標(biāo)，V102030卵石壓碎指標(biāo)，V1216162. 顆粒形態(tài)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(chǎn)碎石的過程中往往產(chǎn)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4- 7的要求。粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混 凝土拌合物流動性較差，但

23、與水泥粘結(jié)強度較高，配合比相同時，混凝土強度相對較高。卵 石表面較光滑，少棱角，因此拌合物的流動性較好，但粘結(jié)性能較差，強度相對較低。但若 保持流動性相同，由于卵石可比碎石少用適量水，因此卵石混凝土強度并不一定低。3. 粗骨料最大粒徑?；炷了么止橇系墓Q粒級上限稱為最大粒徑。骨料粒徑越大，其表面積越小，通?？障堵室蚕鄳?yīng)減小，因此所需的水泥漿或砂漿數(shù)量也可相應(yīng)減少，有利于節(jié)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(yīng)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：最大粒徑不得大于構(gòu)件最小截面尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。對于混凝土實心板

24、，最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得大于40mm。對于泵送混凝土，當(dāng)泵送高度在50m以下時，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3 ;卵石不宜大于1:2.5。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(shè)備和運輸、成型設(shè)備條件的限制。有時為 了節(jié)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。4. 粗骨料的顆粒級配。 石子的粒級分為連續(xù)粒級和單位級兩種。連續(xù)粒級指5mm以上至最大粒徑Dm max，各粒級均占一定比例， 且在一定范圍內(nèi)。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(xù)粒級，也可與連續(xù)粒級混合使用，以

25、改善級配或配成較大密實度的連續(xù)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(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟分析，并通過試驗證明不發(fā)生離析或影響混凝土的質(zhì)量。石子的級配與砂的級配一樣，通過一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分試驗，計算累計篩余率確定。根據(jù)GB/T14685，碎石和卵石級配均應(yīng)符合表4-8的要求。JGJ53的要求與此相似。表4-8碎石或卵石的顆粒級配范圍級公稱累計篩余（）配粒級篩孔尺寸（方孔篩）（mm ）情況（mm ）2.364.759.5016.019.026.531.537.553.063.075.0 90958005101001001509585300516100100601009590400連520

26、10010080100一一一一一一續(xù)粒9590300級5251001007050959070155 31.51001009045050957530540100906505010 20一9510085100一0150一一一一一一1695850031.510010010單95800粒20 40一一一一一0一一一級1001001031.5 95754500631001007510957030040 8010010060105. 粗骨料的強度。根據(jù) GB/T14685和JGJ53規(guī)定，碎石和卵石的強度可用巖石的抗壓強 度或壓碎值指標(biāo)兩種方法表示。巖石的抗壓強度采用 50mm x 50mm的圓柱體或邊長

27、為 50mm的立方體試樣測定。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）。根據(jù)GB/T14685，壓碎值指標(biāo)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(xì)粒，稱量篩余，計作mi,則壓碎值指標(biāo)Q按下式計算：(4-2 )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(biāo)應(yīng)符合表4-7的要求。6 粗骨料的堅固性。粗骨料的堅固性指標(biāo)與砂相似，各類別骨料的質(zhì)量損失應(yīng)符合表4 7的要求。四、拌合用水根據(jù)混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)( JGJ63 89)的規(guī)定，凡符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水， 均可拌

28、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(yù)應(yīng)力混凝土。值得注意的是，在野外或山區(qū)施工采用天然水拌制混凝土?xí)r，均應(yīng)對水的有機質(zhì)、CI-和含量等進(jìn)行檢測，合格后方能使用。特別是某些污染嚴(yán)重的河道或池塘水，一般不得 用于拌制混凝土。第三節(jié)道路與橋梁工程用石料的技術(shù)性質(zhì)一、水泥混凝土路面用粗集料壓碎值水泥混凝土路面用粗集料的壓碎值指標(biāo)試驗方法(JTJ058T0315 1994 )與前述普通混凝土相同。二、瀝青路面用粗集料壓碎值瀝青路面用粗集料壓碎值指標(biāo)的測定，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程(JTJ058T0316 2000 )的規(guī)定,是將13.216mm的試樣mo克，

29、裝入專用試樣筒中，逐級施加400KN的荷載，卸荷后用孔徑2.36mm的篩子過篩，稱取通過 2.36mm篩孔的全部細(xì)料重量計作mi,則壓碎值指標(biāo)按下式計算：總=_lylC0叫(4-3 )式中：氐集料壓碎值(% )；m0試驗前試樣重量(g);m i試驗后通過 2.36mm篩孔的細(xì)料重量(g)。三、道路用粗集料磨光值高等級公路對路面的抗滑性能有一定的要求，作為路面用的集料，在車輛輪胎的作用下，不僅要求具有高的抗磨耗性能，而且要求具有高的抗磨光性。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T032194 ）的規(guī)定，集料的抗磨光性采用磨光值表示（簡稱 PSV ）。磨光值的測試方法是選取 1015mm的試樣，密排于試模中

30、，用環(huán)氧樹脂砂漿固結(jié)成一整體，每組4個試件。加速磨光機的道路輪在試樣表面以640 10r/min的速度旋轉(zhuǎn)，先用 30號金剛砂水磨3h，再用280號金剛砂水磨3h，用擺式摩擦系數(shù)儀測定摩擦系數(shù)值，經(jīng)換算后得磨光值（詳見試驗 部分）。集料的磨光值越高，表示抗滑性能越好。高速公路和一級公路的集料磨光值要求不小于 42，普通公路不小于 35。玄武巖、安山巖、砂巖和花崗巖的磨光值一般較高。幾種常用集 料的磨光值列于表 4-9。表4-9常用巖石的磨光值巖石名稱石灰?guī)r角頁巖斑巖石英巖花崗巖、.一【、t r r 玄武巖砂巖磨光值1平均值434556585962721范圍30 7040 5043 7145 6

31、745 7045 8160 82四、道路用粗集料沖擊值集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的性能，稱為抗沖擊韌性，常用集料沖擊值（LSV）表示。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T0322 2000 ）的規(guī)定，集料沖擊值的測試是采用方孔篩篩 取9.513.2mm的試樣m克，裝入金屬盛樣器中，在沖擊值試驗儀中用沖擊錘自380 5mm的高度自由落錘沖擊 15次，再用2.36mm的篩篩去被沖碎的細(xì)粒，稱量篩余，計作mi,則沖擊值指標(biāo)LSV按下式計算：(4-4)式中:LSV 集料的沖擊值（%）;m原試樣重量（g）;m i試驗后通過 2.36mm的試樣重量（g ）。值要求不大于集料的沖擊值越大，表明集料的抗沖擊性能

32、越差。高速公路和一級公路的 28%，普通公路不大于 30%。五、道路用粗集料磨耗值集料磨耗值用于評定抗滑表層的集料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T0323 2000 ）的規(guī)定，集料磨耗值采用道瑞磨耗機測定。將1015mm的石子單層緊排于兩個試模內(nèi)（每個試模內(nèi)不少于24粒），用環(huán)氧樹脂砂漿固結(jié)成一整體，用石英砂磨料在磨盤上磨 500轉(zhuǎn)，稱取磨耗前后的試樣重量，按下式計算集料的磨耗值。(4-5 )式中:集料飽和面干密度（g/cm3 )。AAV -集料道瑞磨耗值；mo-磨耗前試件的重量（g);m 1磨耗后試件的重量（g);集料磨耗值越高，表示集料的耐磨性越差。高速公路和一級公路

33、抗滑面層用集料的磨耗值不 大于14，普通公路不大于 16。六、道路用集料磨耗性磨耗性是石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能。常用洛杉機法磨耗試驗（JTJ058T0317 2000 ）和狄法爾法磨耗試驗（礫石 JTJ058T0318 1994，碎石JTJ058T0319 1994 ）兩種方法（詳見試驗部分），用磨耗損失大小評價石料的抗磨耗性。 磨耗損失按下式計算：式中:(4-6 )Q 石料的磨耗率（ % ）；m0 試驗前石料的重量（ g）；m1 試驗后石料在 1.7mm （方孔篩）或 2.0mm （圓孔篩）上的重量（ g ）。 石料的磨耗率越大，表示石料的耐磨性能越差。七、道路用石料耐候性用

34、于道路與橋梁工程的石料抵抗大氣自然因素作用的能力稱為耐候性。 道路與橋梁工程 由于都是暴露于大自然中無遮蓋的建筑物， 長期受到各種自然因素的作用。 如溫度升降引起 的溫度應(yīng)力作用； 干濕循環(huán)引起的風(fēng)化作用； 冰凍引起的膨脹破壞作用等等。 其力學(xué)性能將 逐漸下降。通常用抗凍性和堅固性兩項指標(biāo)來衡量石料的耐候性優(yōu)劣。對于用于橋梁工程的石料，當(dāng)月平均氣溫低于10 c時，抗凍性試驗必須合格，其中耐凍系數(shù)（凍融循環(huán)前后飽水抗壓強度比）必須大于0.75 。八、道路用石料的技術(shù)要求道路工程用石料根據(jù)造巖礦物的成分、含量以及組織結(jié)構(gòu)分為四大巖類：I. 巖漿巖類：如花崗巖、正長巖、輝長巖、輝綠巖、閃長巖、橄欖巖

35、、玄武巖、安山 巖、流紋巖等。n .石灰?guī)r類：石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等。川.砂巖和片麻巖類：石英巖、砂巖、片麻巖、石英片麻巖等。w.礫石類。根據(jù)石料的飽水抗壓強度和磨耗率，各巖石類分為四個等級：1 級：最堅硬的巖石；2 級：堅硬的巖石；3 級：中等強度的巖石；4級：較軟的巖石。常用天然石料的主要技術(shù)指標(biāo)見表4-10。表4-10常用天然石料的主要技術(shù)指標(biāo)巖石類別主要巖石名稱石料等級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)飽水強度(MPa)磨耗率(%)洛杉機法狄法爾法I 巖漿巖類花崗巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖等1 120V 25V 4210012025 3045380 10030 4557445 60710n 石灰?guī)r類石灰?guī)r、白

36、云巖、泥灰?guī)r等1 100V 30V 5280 10030 3556360 8035 50612430 6050 6012 20川砂巖和片麻石英巖、砂巖、片麻巖、石英片、1 100V 30V 5巖類麻巖等280 -J0030 /-355 /3507035 /-45710430T045 /-601051V 20V 5IV 礫石類220 /-305330 /-50712450 /-6012-20第四節(jié) 普通混凝土的技術(shù)性質(zhì)一、新拌混凝土的性能（一）混凝土的和易性1 .和易性的概念。新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型，并獲得質(zhì)量均勻密實的混凝土的一項綜合技術(shù)性能。通常用

37、流動性、粘聚性和保水性三項內(nèi)容表示。流動性是指拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)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(chǎn)生分層離析現(xiàn)象；保水性是指拌合物不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。通常情況下，混凝土拌合物的流動性越大，則保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之間存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有滿足施工要求的流動性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能簡單地將流動性大的混凝土稱之為和易性好，或者流動性減小說成和易性變差。良好的和易性既是施工的要求也是獲得質(zhì)量均勻密實混凝土的基本保證。2. 和易性的測試和評定。混凝土拌合物和易性是一項極其復(fù)雜的綜合指標(biāo)，到目前為止全世界尚無能夠全面反映混凝土

38、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(jīng)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。（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4-5a），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。粘聚性通過觀察坍落度測試后混凝土所保持的形狀，或側(cè)面用搗棒敲擊后的形狀判定，如圖4-5所示。當(dāng)坍落度筒一提起即出現(xiàn)圖中（6或（d）形狀，表示粘聚性不良；敲擊后出現(xiàn)（b

39、）狀，則粘聚性好；敲擊后出現(xiàn)（c）狀，則粘聚性欠佳；敲擊后出現(xiàn)（ 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4-5b ）。析出量大，保水性差，嚴(yán)重時粗骨料表面稀漿流失而裸露。析出量小則保水性好。圖4-5混凝土拌合物和易性測定根據(jù)坍落度值大小將混凝土分為四類： 大流動性混凝土：坍落度160mm ; 流動性混凝土：坍落度 100150mm ; 塑性混凝土：坍落度 1090mm ; 干硬性混凝土：坍落度 10mm坍落度法測定混凝土和易性的適用條件為：a. 粗骨料最大粒徑w 40mm ;b. 坍落度10mm。對坍落度小于10mm的干硬性混凝土，坍落度值已不能準(zhǔn)確反映其流動性大

40、小。如當(dāng)兩種混凝土坍落度均為零時，但在振搗器作用下的流動性可能完全不同。故一般采用維勃稠度法測定。(2) 維勃稠度法：坍落度法的測試原理是混凝土在自重作用下坍落，而維勃稠度法則是在坍落度筒提起后， 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(單位：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 4-6。圖4-6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(zhuǎn)架(3 )坍落度的選擇原則：實際施工時采用的坍落度大小根據(jù)下列條件選擇。 構(gòu)件截面尺

41、寸大?。航孛娉叽绱?，易于振搗成型，坍落度適當(dāng)選小些，反之亦然。 鋼筋疏密：鋼筋較密，則坍落度選大些。反之亦然。 搗實方式：人工搗實，則坍落度選大些。機械振搗則選小些。 運輸距離：從攪拌機出口至澆搗現(xiàn)場運輸距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)考慮途中坍落度損失，坍 落度宜適當(dāng)選大些，特別是商品混凝土。 氣候條件：氣溫高、空氣相對濕度小時，因水泥水化速度加快及水份揮發(fā)加速，坍 落度損失大，坍落度宜選大些，反之亦然。般情況下，坍落度可按表4-11選用。表4-11混凝土澆筑時的坍落度（mm ）構(gòu)件種類坍落度基礎(chǔ)或地面等的墊層、無配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050

42、配筋密列的結(jié)構(gòu)（薄壁、斗倉、簡倉、細(xì)柱等）5070配筋特密的結(jié)構(gòu)70903 .影響和易性的主要因素。（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(chǎn)生泌水分層離析，從而影響混凝土的勻質(zhì)性、強度和耐久性。大量的實驗研究證明在原材料品質(zhì)一定的條件下，單位用水量一旦選定， 單位水泥用量增減50100kg/m 3,混凝土的流動性基本保持不變，這一規(guī)律稱為固定用水量定 則。這一定則對普通混凝土的配合比設(shè)計帶來極大便利，即可通過固定用水量保證混凝土坍落度的同時，調(diào)整水泥用量，即調(diào)整水灰比，來滿足強度和耐久性要求。在進(jìn)行混凝土

43、配合比設(shè)計時，單位用水量可根據(jù)施工要求的坍落度和粗骨料的種類、規(guī)格，根據(jù)JGJ55-2000普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程按表4-12選用，再通過試配調(diào)整，最終確定單位用水量。表4-12 混凝土單位用水量選用表項目指標(biāo)卵石最大粒徑（mm ）碎石最大粒徑（mm ）102031.540162031.5401070190170160150200185175165坍落度（mm ）357 50200180170160210195185175557 70210190180170220205195185757 90215195185175230215205195167 20175160-145180170-155

44、維勃稠度（s）1115180165-150185175-1605丿10185170-155190180-165注：1. 本表用水量系采用中砂時的平均取值，如采用細(xì)砂，每立方米混凝土用水量可增加510kg，采用粗砂時則可減少 510kg。2. 摻用各種外加劑或摻合料時，可相應(yīng)增減用水量。3. 本表不適用于水灰比小于0.4時的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土。（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(jié)硬化之前， 水泥漿主要賦予流動 性；在混凝土凝結(jié)硬化以后，主要賦予粘結(jié)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(diào)整漿骨比大小，既可以滿足流動

45、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(chǎn)生流漿現(xiàn)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(jié)體，拌合物易發(fā)生崩塌現(xiàn)象。因此，合理的漿骨比是混 凝土拌合物和易性的良好保證。（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(dāng)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(fù)面影響是嚴(yán)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(chǎn)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。（4）砂率砂率

46、是指砂子占砂石總重量的百分率，表達(dá)式為：盤十&（4-7）式中：禺砂率；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。 對流動性的影響。在水泥用量和水灰比一定的條件下，由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料間起到潤滑和輥珠作用，可以減小粗骨料間的摩擦力，所以在一定范圍內(nèi)， 隨砂率增大，混凝土流動性增大。另一方面，由于砂子的比表面積比粗骨料大，隨著砂率增加， 粗細(xì)骨料的總表積增大，在水泥漿用量一定的條件下，骨料表面包裹的漿量減薄，潤滑作用 下降，使混凝土流動性降低。所以砂率超過一定范圍，流動性隨砂率增加而下降，見圖4-7a。（=1致隘寫胡唇廈射北系圖4-7砂率與混凝土流動性

47、和水泥用量的關(guān)系 對粘聚性和保水性的影響。砂率減小，混凝土的粘聚性和保水性均下降，易產(chǎn)生泌水、離析和流漿現(xiàn)象。砂率增大，粘聚性和保水性增加。但砂率過大，當(dāng)水泥漿不足以包裹骨料 表面時，則粘聚性反而下降。 合理砂率的確定。合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量，能在石子間形成一定厚度的砂漿層，以減少粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土流動性達(dá)最大值?；蛘咴诒３至?動性不變的情況下，使水泥漿用量達(dá)最小值。如圖4-7b。合理砂率的確定可根據(jù)上述兩原則通過試驗確定。在大型混凝土工程中經(jīng)常采用。對普通混凝土工程可根據(jù)經(jīng)驗或根據(jù)JGJ55參照表4-13選用。表4-13 混凝土砂率選用表（）水灰比卵石最大粒徑

48、（mm）碎石最大粒徑（mm）(W/C)1020401620400.4026-3225-3124-3030-3529-3427-320.5030-3529-3428-3333-3832-3730-350.6033-3832-3731-3636-4135-4033-380.7036-4135-4034-3939-4438-4336-41注： 表中數(shù)值系中砂的選用砂率。對細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率； 本砂率適用于坍落度為 1060mm的混凝土。坍落度如大于 60mm或小于10mm時， 應(yīng)相應(yīng)增大或減小砂率；按每增大 20mm ，砂率增大 1%的幅度予以調(diào)整。 只用一個單粒級粗骨料配制混凝土?xí)r

49、，砂率值應(yīng)適當(dāng)增大； 摻有各種外加劑或摻合料時，其合理砂率值應(yīng)經(jīng)試驗或參照其他有關(guān)規(guī)定選用； 對薄壁構(gòu)件砂率取偏大值。（5）水泥品種及細(xì)度水泥品種不同時， 達(dá)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(xì)，流動性越差，但粘聚性和保水性越好。（6）骨料的品種和粗細(xì)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。

50、 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(xì)度模數(shù)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(xì)，在砂率不變的情況下，影響更加顯著。（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。詳見第五節(jié)。（8）時間、氣候條件隨著水泥水化和水分蒸發(fā)， 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(fēng)速大將加速流動性的損失。4混凝土和易性的調(diào)整和改善措施（1）當(dāng)混凝土流動性小于設(shè)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(dāng)坍落度大于設(shè)計要求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實際上 相當(dāng)于減少水泥漿數(shù)量。（3）改善骨料級配，既可增加混凝土流