混凝土及砂石骨料講義上課講義

1、混凝土及砂石骨料講義按使用功能不同，分為結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分為噴射混凝土、泵送混凝土、振動(dòng)灌漿混凝土等。 本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容5.1 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料5.2 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3 混凝土外加劑混凝土外加劑5.4 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)5.5 輕混凝土輕混凝土5.6 其他品種混凝土其他品種混凝土5.1 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、細(xì)骨料(砂)和水拌和，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。砂、石在混凝土中起骨

2、架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤(rùn)滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)固的整體。其結(jié)構(gòu)如圖5.1。 圖5.1 普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖 1石子；2砂子；3水泥漿；4氣孔 5.1.1.1 水泥品種的選擇水泥品種的選擇配制混凝土?xí)r，一般可采用五大品種水泥，必要時(shí)也可采用快硬水泥、鋁酸鹽水泥等。詳見(jiàn)第4章及表4.7。 5.1.1 水泥水泥水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。一般以水泥強(qiáng)度(以MPa為單位)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.52.0倍較適宜，水泥強(qiáng)度等級(jí)過(guò)高或過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致水泥用量過(guò)少或過(guò)多，對(duì)混

3、凝土的技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)效果都不利。 5.1.1.2 水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇普通混凝土的細(xì)骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。按產(chǎn)源不同，天然砂分為山砂、河砂和海砂。 人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱。 5.1.2 細(xì)骨料砂子細(xì)骨料砂子砂按技術(shù)要求分為類、類、類。類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。 為了節(jié)約水泥，并使混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到較高密實(shí)度，選擇骨料時(shí)，應(yīng)盡可能選用總

4、表面積較小、空隙率較小的骨料，而砂子的總表面積與粗細(xì)程度有關(guān)，空隙率則與顆粒級(jí)配有關(guān)。 (1)粗細(xì)程度砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬目傮w粗細(xì)程度。 5.1.2.1 砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配(2)顆粒級(jí)配砂的顆粒級(jí)配是指粒徑不同的砂?；ハ啻钆涞那闆r。同樣粒徑的砂空隙率最大，若大顆粒間空隙由中顆粒填充，空隙率會(huì)減小，若再填充以小顆粒，空隙率更小，如圖5.2所示。 (3)砂的粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配的評(píng)定砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配，常用篩分析方法進(jìn)行評(píng)定。稱取試樣500g，將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩(附篩底)上進(jìn)行篩分，然后稱取各篩上的篩余量，計(jì)算各篩的分計(jì)篩余百分

5、率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計(jì)篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6，其計(jì)算關(guān)系如表5.1。 砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)Mx表示，其計(jì)算式如下：建筑用砂按細(xì)度模數(shù)分為粗、中、細(xì)三種規(guī)格，其細(xì)度模數(shù)分別為：粗砂：3.73.1；中砂：3.02.3；細(xì)砂：2.21.6。 12345611()5100 xAAAAAAAMA砂的顆粒級(jí)配用級(jí)配區(qū)表示，以級(jí)配區(qū)或級(jí)配曲線判定砂級(jí)配的合格性。對(duì)細(xì)度模數(shù)為3.7 1.6的建筑用砂，根據(jù)600m篩的累計(jì)篩余百分率分成3個(gè)級(jí)配區(qū)，見(jiàn)表5.2。為了更直觀地反映砂的顆粒級(jí)配，以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo)，篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)表5.2的數(shù)值可以畫出砂子3個(gè)級(jí)

6、配區(qū)的級(jí)配曲線，如圖5.3所示。 【例題】用500g烘干砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)，其結(jié)果如表5.3所求。試分析該砂的粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配?！窘狻坑?jì)算細(xì)度模數(shù)Mx 評(píng)定結(jié)果：將累計(jì)篩余百分率與表5.2作對(duì)照，或繪出級(jí)配曲線，此砂處于2區(qū)，級(jí)配良好；細(xì)度模數(shù)為2.66，屬中砂。 12345611()5100(13.923.361.682.1 98.5)5 5.52.661005.5xAAAAAAAMA 圖5.2 骨料顆粒級(jí)配示意圖 (a)單一粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑 表表5.1 累計(jì)篩余率與分計(jì)篩余率計(jì)算關(guān)系累計(jì)篩余率與分計(jì)篩余率計(jì)算關(guān)系 篩孔尺寸篩余量(g)分計(jì)篩余百分率(%)累計(jì)篩余百分率(%

7、)4.75mmm1a1=(m1/500)100% A1=a12.36mmm2a2=(m2/500)100%A2=a1+a21.18mmm3a3=(m3/500)100%A3=a1+a2+a3600m m4a4=(m4/500)100%A4=a1+a2+a3+a4300mm5a5=(m5/500)100%A5=a1+a2+a3+a4+a5150mm6a6=(m6/500)100%A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6表表5.2 建筑用砂的顆粒級(jí)配建筑用砂的顆粒級(jí)配(GB/T 146842001) 篩孔尺寸1區(qū)2區(qū)3區(qū)累計(jì)篩余百分率(%) 9.50mm0004.75mm100 100 100 2

8、.36mm3552501501.18mm65355010250600m 857170414016300m958092708555150m100901009010090圖5.3 砂的級(jí)配曲線 篩孔尺寸篩余量(g)分計(jì)篩余百分率(%)累計(jì)篩余百分率(%)4.75mm27.55.55.52.36mm428.413.91.18mm479.423.3600m 191.538.361.6300m102.520.582.1150m8216.498.5 150m7.51.5100表表5.3 砂樣篩分結(jié)果砂樣篩分結(jié)果 含泥量是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊

9、含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于600m的顆粒含量。 天然砂的含泥量應(yīng)符合表5.4的規(guī)定。 人工砂的石粉含量應(yīng)符合表5.5的規(guī)定。 砂中泥塊含量應(yīng)符合表5.4和表5.5的規(guī)定。 5.1.2.2 含泥量、石粉含量和泥塊含量含泥量、石粉含量和泥塊含量表表5.4 天然砂的含泥量和泥塊含量天然砂的含泥量和泥塊含量(GB/T 146842001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%） 1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%） 01.02.0表表5.5 人工砂的石粉含量和泥塊含量人工砂的石粉含量和泥塊含量(GB/T 146842001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 1亞甲藍(lán)試驗(yàn) M

10、B值1.40或合格 石粉含量(按質(zhì)量計(jì))(%) 3.05.07.02泥塊含量(按質(zhì)量計(jì))(%) 01.02.03MB值1.40或不合格 石粉含量(按質(zhì)量計(jì))(%) 1.03.05.04泥塊含量(按質(zhì)量計(jì))(%)01.02.0國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定砂中不應(yīng)混有草根、樹(shù)葉、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應(yīng)符合表5.6的規(guī)定。 5.1.2.3 有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)含量項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 云母(按質(zhì)量計(jì))(%，小于） 1.02.02.0輕物質(zhì)(按質(zhì)量計(jì))(%，小于） 1.01.01.0有機(jī)物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(SO3質(zhì)量計(jì))（%）0.50

11、.50.5氯化物(以氯離子質(zhì)量計(jì))(%，小于) 0.010.020.06表表5.6 砂中有害物質(zhì)含量（砂中有害物質(zhì)含量（GB/T 146842001） 砂的堅(jiān)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。天然砂采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗(yàn)，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合表5.7的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)，壓碎指標(biāo)值應(yīng)符合表5.8的規(guī)定。 5.1.2.4 堅(jiān)固性堅(jiān)固性表表5.7 堅(jiān)固性指標(biāo)堅(jiān)固性指標(biāo)(GB/T 146842001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 質(zhì)量損失（%，小于） 8810表表5.8 壓碎指標(biāo)壓碎指標(biāo)(GB/T 146842001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 單級(jí)最大

12、壓碎指標(biāo)(%，小于) 202530砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。 5.1.2.5 表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度、堆積密度、空隙率堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂破壞的膨脹反應(yīng)。經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂制備的試件無(wú)裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.10%。 5.1.2.6 堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石兩類。卵石是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的，粒徑大于4.7

13、5mm的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。碎石是天然巖石或卵石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。 5.1.3 粗骨料石子粗骨料石子卵石、碎石按技術(shù)要求分為、類。類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30混凝土。 (1)最大粒徑Dmax粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。粗骨料的最大粒徑增大，則其總表面積相應(yīng)減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就減少，可節(jié)約水泥；或者在一定和易性和水泥用量條件下，能減少用水量而提高混凝土強(qiáng)度。 5.1.3.1 最大粒徑和顆粒級(jí)配最大粒徑和顆粒

14、級(jí)配(2)顆粒級(jí)配良好的粗骨料，對(duì)提高混凝土強(qiáng)度、耐久性，節(jié)約水泥是極為有利的。粗骨料的顆粒級(jí)配分連續(xù)粒級(jí)和單粒粒級(jí)。粗骨料顆粒級(jí)配好壞的判定也是通過(guò)篩分析法進(jìn)行的。據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，建筑用卵石、碎石的顆粒級(jí)配應(yīng)符合表5.9的規(guī)定。 表表5.9建筑用卵石、碎石的顆粒級(jí)配建筑用卵石、碎石的顆粒級(jí)配(GB/T 146852001) 粗骨料中含泥量是指粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于4.75mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。粗骨料中含泥量和泥塊含量應(yīng)符合表5.10的規(guī)定。 5.1.3.2 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量表表5.10 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量(GB/

15、T 146852001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%） 0.51.01.5泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%） 00.50.7卵石和碎石顆粒的長(zhǎng)度大于該顆粒所屬相應(yīng)粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒(平均粒徑指該粒級(jí)上、下限粒徑的平均值)。針片狀顆粒易折斷，且會(huì)增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強(qiáng)度、耐久性降低。其含量應(yīng)符合表5.11的規(guī)定。 5.1.3.3 針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量表表5.11 針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量(GB/T 146852001) 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 針、片狀顆粒(按質(zhì)量計(jì))(%，小于) 51525卵石和碎

16、石中不應(yīng)混有草根、樹(shù)葉、樹(shù)枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。卵石和碎石中如含有有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽，其含量應(yīng)符合表5.12的規(guī)定。 5.1.3.4 有害物質(zhì)有害物質(zhì)項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 有機(jī)物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(SO3質(zhì)量計(jì))（%）0.51.01.0表表5.12 有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)含量(GB/T 146852001) 堅(jiān)固性是指卵石、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。采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗(yàn)，卵石和碎石經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)符合表5.13的規(guī)定。 5.1.3.5 堅(jiān)固性堅(jiān)固性表表5.13 堅(jiān)固性指標(biāo)堅(jiān)固性指標(biāo)(GB/T 146852001) 項(xiàng)目 指標(biāo)

17、類類類 質(zhì)量損失(%，小于) 5812(1)巖石抗壓強(qiáng)度巖石抗壓強(qiáng)度是將母巖制成50mm50mm50mm的立方體試件或50mm50mm的圓柱體試件，測(cè)得的其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，巖石抗壓強(qiáng)度：火成巖應(yīng)不小于80MPa，變質(zhì)巖應(yīng)不小于60MPa，水成巖應(yīng)不小于30MPa。 5.1.3.6 強(qiáng)度強(qiáng)度(2)壓碎指標(biāo) 壓碎指標(biāo)表示石子抵抗壓碎的能力，以間接地推測(cè)其相應(yīng)的強(qiáng)度，其值越小，說(shuō)明強(qiáng)度越高。碎石和卵石的壓碎指標(biāo)應(yīng)符合表5.14的規(guī)定。 項(xiàng)目 指標(biāo)類類類 碎石壓碎指標(biāo)（%，小于） 102030卵石壓碎指標(biāo)（%，小于） 121616表表5.14 壓碎指標(biāo)壓碎指標(biāo)(GB/T 14

18、6852001) 碎石和卵石的表觀密度、堆積密度、空隙率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。 5.1.3.7 表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度、堆積密度、空隙率經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由卵石、碎石制備的試件無(wú)裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期的膨脹率應(yīng)小于0.10%。 5.1.3.8 堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)對(duì)混凝土用水的質(zhì)量要求：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強(qiáng)度的發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性，加快鋼筋銹蝕及導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面?；炷涟韬陀盟畼?biāo)準(zhǔn)(JGJ 631989)對(duì)混凝土用水提出了

19、具體的質(zhì)量要求。 5.1.4 混凝土用水混凝土用水5.2 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性，混凝土強(qiáng)度、變形及耐久性等?；炷粮鹘M成材料按一定比例攪拌后尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物。5.2.1.1 和易性概念和易性概念和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實(shí)的混凝土的性能。和易性是一項(xiàng)綜合技術(shù)指標(biāo)，包括流動(dòng)性(稠度)、粘聚性和保水性三個(gè)主要方面。 5.2.1 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性(1)流動(dòng)性是指拌合物在自重或施工機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并均勻密實(shí)地填充整個(gè)模型的性能。

20、流動(dòng)性好的混凝土拌合物操作方便、易于搗實(shí)和成型。(2)粘聚性是指拌合物在施工過(guò)程中，各組成材料互相之間有一定的粘聚力，不出現(xiàn)分層離析，保持整體均勻的性能。 (3)保水性是指拌合物保持水分，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性質(zhì)?；炷涟韬衔锏牧鲃?dòng)性、粘聚性和保水性三者既互相聯(lián)系，又互相矛盾。施工時(shí)應(yīng)兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動(dòng)性，又保證良好的粘聚性和保水性。普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法(GB/T 500802002)規(guī)定采用坍落度及坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)和維勃稠度試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。(1)坍落度及坍落擴(kuò)展度試驗(yàn) 將混凝土拌合物分3次按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，刮平表面后，垂直向上提起坍落度筒。拌合物因自重而坍落，測(cè)量坍

21、落的值(mm)，即為該拌合物的坍落度(如圖5.4)。 5.2.1.2 和易性測(cè)定和易性測(cè)定根據(jù)坍落度大小，可將混凝土拌合物分成4級(jí)，見(jiàn)表5.15。 混凝土拌合物的坍落度應(yīng)在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)。其值可根據(jù)工程結(jié)構(gòu)種類、鋼筋疏密程度及振搗方法按表5.16選用。 對(duì)于干硬性混凝土，和易性測(cè)定常采用維勃稠度試驗(yàn)。 (2)維勃稠度試驗(yàn)維勃稠度試驗(yàn)需用維勃稠度測(cè)定儀(見(jiàn)圖5.5)。 所用的時(shí)間(以秒計(jì))稱為該混凝土拌合物的維勃稠度。維勃稠度值越大，說(shuō)明混凝土拌合物越干硬?；炷涟韬衔锔鶕?jù)維勃稠度大小分為4級(jí)，見(jiàn)表5.17。 圖5.4 坍落度測(cè)定 表表5.15 混凝土拌合物按坍落度分級(jí)混凝土拌合物按坍落度分級(jí)

22、 級(jí)別名稱坍落度(mm)允許偏差(mm)T1T2T3T4 低塑性混凝土塑性混凝土流動(dòng)性混凝土大流動(dòng)性混凝土 10405090100150160 10203030表表5.16 混凝土澆筑時(shí)的坍落度混凝土澆筑時(shí)的坍落度 項(xiàng)次結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)1基礎(chǔ)或地面等的墊層、無(wú)筋的厚大結(jié)構(gòu)(擋土墻、基礎(chǔ)或厚大的塊體等)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu) 10302板、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的結(jié)構(gòu)(薄壁、斗倉(cāng)、筒倉(cāng)、細(xì)柱等)50704配筋特密的結(jié)構(gòu)7090圖5.5 維勃稠度儀 級(jí)別名稱坍落度(mm)允許偏差(mm)V0V1V2V3 低塑性混凝土塑性混凝土流動(dòng)性混凝土大流動(dòng)性混凝土 31312120111

23、05 6643表表5.17 混凝土按維勃稠度的分級(jí)混凝土按維勃稠度的分級(jí) (1)水泥漿的數(shù)量在水灰比不變的條件下，增加混凝土單位體積中的水泥漿數(shù)量，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤(rùn)滑性能，從而使混凝土拌合物的流動(dòng)性提高。但水泥漿數(shù)量不宜過(guò)多，否則會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費(fèi)水泥，同時(shí)影響混凝土強(qiáng)度。5.2.1.3 影響混凝土和易性的主要因素影響混凝土和易性的主要因素(2)水泥漿的稠度水泥漿的稠度主要取決于水灰比(1m3混凝土中水與水泥用量的比值)大小。水灰比過(guò)大，水泥漿太稀，產(chǎn)生嚴(yán)重離析及泌水現(xiàn)象；過(guò)小，因流動(dòng)性差而難于施工，通常水灰比在0.400.75之間，并盡量選用小的

24、水灰比。 (3)砂率(S)砂率是指混凝土內(nèi)砂的質(zhì)量占砂、石總量的百分比。 選擇砂率應(yīng)該是在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物獲得最大的流動(dòng)性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保證良好和易性的同時(shí)，水泥用量最少。此時(shí)的砂率值稱為合理砂率(如圖5.6、圖5.7)。合理砂率一般通過(guò)試驗(yàn)確定，在不具備試驗(yàn)的條件下，可參考表5.18選取。 (4)原材料的性質(zhì)水泥品種 在其他條件相同時(shí)，硅酸鹽水泥和普通水泥較礦渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。 骨料 如其他條件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流動(dòng)性大，級(jí)配好的比級(jí)配差的流動(dòng)性大。 (5)其他因素外加劑拌制混凝土?xí)r，摻入少量外加劑，有利于改善和易性

25、 溫度混凝土拌合物的流動(dòng)性隨溫度的升高而降低。 時(shí)間隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，拌和后的混凝土坍落度逐漸減小。 圖5.6 砂率與坍落度關(guān)系 (水及水泥用量不變) 圖5.7 砂率與水泥用量關(guān)系 (坍落度不變) 表表5.18 混凝土砂率混凝土砂率(%) 水灰比(W/C) 卵石最大粒徑(mm) 碎石最大粒徑(mm) 1020401020400.400.500.600.70 2632303533383641 2531293432373540 2430283331363439 3035333836413944 2934323735403843 27323035333836415.2.2.1 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝

26、土立方體抗壓強(qiáng)度普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法(GB/T 500812002)規(guī)定，制作150mm150mm150 mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件(在特殊情況下，可采用150mm300mm的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件)，在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度202，相對(duì)濕度95%以上)下或在溫度為202的不流動(dòng)的Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)到28d，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。 5.2.2 混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件時(shí)，應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度。換算方法是將所測(cè)得的強(qiáng)度乘以相應(yīng)的換算系數(shù)(見(jiàn)表5.19)?；炷翉?qiáng)度等級(jí)采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表示。普通混凝土通常劃分為C7.5、C10、C15

27、、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個(gè)強(qiáng)度等級(jí)(C60以上的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土)。 表表5.19 強(qiáng)度換算系數(shù)強(qiáng)度換算系數(shù)(GB/T 500812002) 試件尺寸(mm )骨料最大粒徑(mm)強(qiáng)度換算系數(shù) 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法(GB/T 500812002)規(guī)定，采用150mm150mm300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度為軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp。 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp與立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu之間具有一定的關(guān)系，通過(guò)大量試驗(yàn)表明：在立方體抗壓

28、強(qiáng)度f(wàn)cu為1055MPa的范圍內(nèi)，fcp=(0.70.8)fcu。 5.2.2.2 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度，而水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。同時(shí)，齡期及養(yǎng)護(hù)條件等因素對(duì)混凝土強(qiáng)度也有較大影響。 5.2.2.3 影響混凝土強(qiáng)度的主要因素影響混凝土強(qiáng)度的主要因素(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比 配合比相同時(shí)，水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土強(qiáng)度也越大；在一定范圍內(nèi)，水灰比越小，混凝土強(qiáng)度也越高。試驗(yàn)證明，混凝土強(qiáng)度與水灰比呈曲線關(guān)系，而與灰水比呈直線關(guān)系(見(jiàn)圖5.8)。其強(qiáng)度計(jì)算公式是：()cu

29、acebCffW(2)粗骨料的顆粒形狀和表面特征粗骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在顆粒形狀和表面特征上。當(dāng)粗骨料中含有大量針片狀顆粒及風(fēng)化的巖石時(shí)，會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。碎石表面粗糙、多棱角，與水泥石粘結(jié)力較強(qiáng)，而卵石表面光滑，與水泥石粘結(jié)力較弱。因此，水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比相同時(shí)，碎石混凝土強(qiáng)度比卵石混凝土的高些。 (3)養(yǎng)護(hù)條件 試驗(yàn)表明，保持足夠濕度時(shí)，溫度升高，水泥水化速度加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也快?；炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)?；炷翉?qiáng)度與保持潮濕日期的關(guān)系見(jiàn)圖5.9，溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖5.10。 (4)

30、齡期 混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)而提高。在最初37d內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢(見(jiàn)圖5.10)?；炷翉?qiáng)度的發(fā)展大致與齡期的對(duì)數(shù)成正比關(guān)系： 28lglg28ccuffn(5) 試驗(yàn)條件 試件尺寸 相同的混凝土，試件尺寸越小測(cè)得的強(qiáng)度越高。 試件的形狀當(dāng)試件受壓面積(aa)相同，而高度(h)不同時(shí)，高寬比(h/a)越大，抗壓強(qiáng)度越小。見(jiàn)圖5.11 表面狀態(tài) 加荷速度 圖5.8 混凝土強(qiáng)度與水灰比及灰水比關(guān)系 (a)強(qiáng)度與水灰比關(guān)系；(b)強(qiáng)度與灰水比關(guān)系 圖5.9 混凝土強(qiáng)度與保持潮濕時(shí)間的關(guān)系 1長(zhǎng)期保持潮濕；2保持潮濕14d；3保持潮濕7d；4保持潮濕3d；5保持

31、潮濕1d 圖5.10 溫度、齡期對(duì)混凝土強(qiáng)度影響參考曲線 圖5.11 混凝土試件的破壞狀態(tài) (a)立方體試件；(b)棱柱體試件；(c)試件破壞后的棱錐體；(d)不受承壓板約束時(shí)試件的破壞情況 (1) 采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥(2) 采用干硬性混凝土(3) 采用蒸汽或蒸壓養(yǎng)護(hù) (4) 采用機(jī)械攪拌和振搗 圖5.12 (5) 摻入減水劑或早強(qiáng)劑 5.2.2.4 提高混凝土強(qiáng)度的措施提高混凝土強(qiáng)度的措施圖5.12 搗實(shí)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響 5.2.3.1 非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形有化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形等。 (1)化學(xué)收縮是指由于水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體

32、積小，致使混凝土產(chǎn)生收縮。水泥用量過(guò)多，在混凝土的內(nèi)部易產(chǎn)生化學(xué)收縮而引起微細(xì)裂縫。5.2.3 混凝土變形混凝土變形(2)干濕變形即混凝土干燥、潮濕引起的尺寸變化。其中濕脹變形量很小，一般無(wú)破壞性，但干縮對(duì)混凝土危害較大，應(yīng)盡量減小。 (3)溫度變形即混凝土熱脹冷縮的性能。由于水泥水化放出熱量，因此，溫度變形對(duì)大體積混凝土工程極為不利，容易引起內(nèi)外膨脹不均而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。 荷載作用下的變形主要是徐變，所謂徐變是指在長(zhǎng)期不變的荷載作用下，隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形。圖5.13表示混凝土徐變的曲線?；炷列熳兇笮∨c許多因素有關(guān)。如水灰比、養(yǎng)護(hù)條件、水泥用量等均對(duì)徐變有影響。 徐變的產(chǎn)生，有利也有弊。 5

33、.2.3.2 載荷作用下的變形載荷作用下的變形圖5.13 混凝土徐變曲線 5.2.4.1 混凝土耐久性概念混凝土耐久性概念混凝土耐久性是指混凝土在實(shí)際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗蝕性及抗碳化能力等等。 5.2.4 混凝土耐久性混凝土耐久性(1)抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能，是評(píng)定混凝土耐久性的主要指標(biāo)?？箖龅燃?jí)根據(jù)混凝土所能承受的反復(fù)凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個(gè)等級(jí)。混凝土的密實(shí)度、孔隙的構(gòu)造特征

34、是影響抗凍性的重要因素 (2)抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示?？?jié)B等級(jí)分為P4、P6、P8、P10、P12等5個(gè)等級(jí)。混凝土水灰比對(duì)抗?jié)B性起決定性作用。 提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。 (3)抗侵蝕性 腐蝕的類型通常有淡水腐蝕、硫酸鹽腐蝕、溶解性化學(xué)腐蝕、強(qiáng)堿腐蝕等，其腐蝕機(jī)理詳見(jiàn)第4.1節(jié)?；炷恋目骨治g性與密實(shí)度有關(guān)，同時(shí)，水泥品種、混凝土內(nèi)部孔隙特征對(duì)抗腐蝕性也有較大影響。 (1) 根據(jù)工程所處環(huán)境及要求，合理選擇水泥品種。(2) 控制水灰比及保證足夠的水泥用量(表5.20)(3) 改善粗細(xì)骨料的顆粒級(jí)配。(4) 摻加外加劑，以

35、改善抗凍、抗?jié)B性能。(5) 加強(qiáng)澆搗和養(yǎng)護(hù)，以提高混凝土強(qiáng)度及密實(shí)度，避免出現(xiàn)裂縫、蜂窩等現(xiàn)象。(6) 采用浸漬處理或用有機(jī)材料作防護(hù)涂層。 5.2.4.2 提高混凝土耐久性措施提高混凝土耐久性措施表表5.20 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ 552000) 5.3 混凝土外加劑混凝土外加劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 807587中按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為4類： (1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。5.3.1 外加劑的分類外加劑的分類(

36、3)改善混凝土耐久性的外加劑，其中包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。(4)改善混凝土其他性能的外加劑，其中包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 5.3.2.1 減水劑減水劑減水劑是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著減少其拌和用水量的外加劑。 (1)減水劑的減水作用水泥加水拌和后，水泥顆粒間會(huì)相互吸引，形成許多絮狀物圖5.14(a)。當(dāng)加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結(jié)構(gòu)，把包裹的游離水釋放出來(lái)圖5.14(b)。5.3.2 常用的外加劑常用的外加劑(2)使用減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果在保持和易性不變，也不減少水泥用量時(shí)，可減少拌和水量5%25%或更多。 在保持原配合比不變的情況下，可使

37、拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100200mm) 。若保持強(qiáng)度及和易性不變，可節(jié)省水泥10%20%。 提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性，使混凝土的耐久性得到提高。 (3)常用的減水劑 目前，減水劑主要有木質(zhì)素系、萘系、樹(shù)脂系、糖蜜系和腐殖酸等幾類，各類可按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種?，F(xiàn)將常用品種簡(jiǎn)要介紹如下： 木質(zhì)素系減水劑 萘系減水劑 圖5.14 水泥漿結(jié)構(gòu) 1水泥顆粒；2游離水 (a)未摻減水劑時(shí)的水泥漿體中絮狀結(jié)構(gòu)；(b)摻減水劑的水泥漿結(jié)構(gòu) 加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑稱為早強(qiáng)劑。這類外加劑能加速水泥的水化過(guò)程，提高混凝土的早期強(qiáng)度并對(duì)后

38、期強(qiáng)度無(wú)顯著影響。目前常用的早強(qiáng)劑有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺三大類及以它們?yōu)榛A(chǔ)的復(fù)合早強(qiáng)劑。 5.3.2.2 早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑在攪拌混凝土的過(guò)程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑稱為引氣劑。引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.051.25mm的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性，適用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。常用的產(chǎn)品有松香熱聚物、松香皂等，此外還有烷基磺酸鈉及烷基苯磺酸鈉等。 5.3.2.3 引氣劑引氣劑延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間的外加劑稱為緩凝劑。 常用的緩凝劑有無(wú)機(jī)鹽類，如硼砂(Na2B4O710H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%0.2%；磷

39、酸三鈉(Na3PO412H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%1.0%等。還有有機(jī)物羥基羥酸鹽類，如酒石酸，摻量為0.2%0.3%；檸檬酸，其摻量為0.05%0.1%；以及使用較多的糖蜜類緩凝劑，其摻量為0.1%0.5%。 5.3.2.4 緩凝劑緩凝劑能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑稱為防凍劑。在負(fù)溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍劑。一般，防凍劑除能降低冰點(diǎn)外，還有促凝、早強(qiáng)、減水等作用，所以多為復(fù)合防凍劑。常用的復(fù)合防凍劑有NON-F型、NC-3型、MN-F型、FW2、FW3、AN-4等。 5.3.2.5 防凍劑防凍劑(1)外加劑品種的選擇選擇外加劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)工

40、程需要、現(xiàn)場(chǎng)條件及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行全面考慮。(2)外加劑摻量的選擇外加劑品種選定后，還要認(rèn)真確定外加劑的摻量。(3)外加劑的摻入方法一般外加劑不能直接加入混凝土攪拌機(jī)內(nèi)。 5.3.3 外加劑施工和保管注意事項(xiàng)外加劑施工和保管注意事項(xiàng)5.4 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土配合比設(shè)計(jì)，是根據(jù)材料的技術(shù)性能、工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件，來(lái)確定混凝土各組成材料之間的配合比例。通常有兩種表示方式：一種是以每立方米混凝土中各種材料的用量來(lái)表示。另一種是以各種材料相互間質(zhì)量比來(lái)表示(以水泥質(zhì)量為1)。 5.4.1.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求(1)滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)

41、度；(2)滿足施工要求的和易性；(3)滿足與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性；(4)在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量節(jié)約水泥，降低成本。 5.4.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求和主要參數(shù)混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求和主要參數(shù)在混凝土配合比中，水灰比、單位用水量及砂率值直接影響混凝土的技術(shù)性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，是混凝土配合比的3個(gè)重要參數(shù)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)就是要正確地確定這3個(gè)參數(shù)。 5.4.1.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要參數(shù)混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要參數(shù)按照已選擇的原材料性能及混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行初步計(jì)算，得出“初步配合比”；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室試拌調(diào)整，得出“基準(zhǔn)配合比”；經(jīng)過(guò)強(qiáng)度檢驗(yàn)(如有抗?jié)B、抗凍等其他性能要求，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的檢

42、驗(yàn))，定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)的“試驗(yàn)室配合比”(也叫設(shè)計(jì)配合比)；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂、石的實(shí)際含水率，對(duì)試驗(yàn)室配合比進(jìn)行調(diào)整，求出“施工配合比”。 5.4.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法、步驟及實(shí)例混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法、步驟及實(shí)例(1)確定配制強(qiáng)度(fcu,o) 配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：(2)初步確定水灰比(W/C) 采用碎石時(shí)： 采用卵石時(shí)： 5.4.2.1 計(jì)算初步配合比計(jì)算初步配合比,1.645cu vcu kff,0.46(0.07)cu vceCffW,0.48(0.33)cu vceCffW(3)選擇單位用水量(mW0) 干硬性和塑性混凝土用水量的確定a. 水灰比在0.400.80范圍

43、時(shí)，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表5.22選取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。 流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土的用水量宜按下列步驟進(jìn)行a. 以表5.22中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)的混凝土的用水量；b. 摻外加劑時(shí)的混凝土的用水量可按下式計(jì)算： (1)wwomm(4)計(jì)算單位水泥用量(mC0) 根據(jù)已選定的單位用水量(mW0)及初步確定的水灰比(W/C)，可計(jì)算出單位水泥用量(mC0)： (5)選取合理砂率值(S)一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)找出合理砂率，也可按骨

44、料種類、規(guī)格及混凝土水灰比，參考表5.18選取。 /wocommW C(6)計(jì)算砂、石用量(mS0、mG0) 體積法 即將混凝土拌合物的體積，看成是各組成材料絕對(duì)體積，加上拌合物中所含空氣的體積。據(jù)此可列關(guān)系式(5.1)： 再根據(jù)已選取的砂率值列出關(guān)系式(5.2)： 101000coGoSoWocoGoSWmmmmSoSSoGommm質(zhì)量法 即假定混凝土拌合物在振搗密實(shí)狀態(tài)下每立方米的質(zhì)量mCP為一固定值，再根據(jù)已知砂率，列出關(guān)系式(5.3)及式(5.4)： coGoSoWoCPmmmmmSoSSoGommm表表5.22 塑性和干硬性混凝土的單位用水量塑性和干硬性混凝土的單位用水量(JGJ 5

45、52000) 調(diào)整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性滿足施工需要；二是使水灰比符合混凝土強(qiáng)度及耐久性要求。(1)和易性調(diào)整按初步配合比稱取表5.24規(guī)定的體積時(shí)各組成材料的用量，攪拌均勻后測(cè)定其坍落度，同時(shí)觀察其粘聚性和保水性。 5.4.2.2 確定試驗(yàn)室配合比確定試驗(yàn)室配合比當(dāng)試樣調(diào)整工作完成后，應(yīng)測(cè)出混凝土拌合物的實(shí)際表觀密度mCP(kg/m3)，并按下式重新計(jì)算每立方米混凝土的各項(xiàng)材料用量： WccpCmmC拌拌拌拌拌+S +GWwcpCmmC拌拌拌拌拌+S +GWscpCmmC拌拌拌拌拌+S +GWGcpCmmC拌拌拌拌拌+S +G表表5.24 混凝土試配時(shí)最小拌和量混凝土試配時(shí)最小拌

46、和量 骨料最大粒徑(mm)拌合物體積(L)31.5以下154025(2)強(qiáng)度復(fù)核 方法是采用調(diào)整后的配合比制成3組不同水灰比的混凝土試塊：一組采用基準(zhǔn)配合比，另外兩組配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比的水灰比分別增加和減少0.05，用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。 分別將3組試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，根據(jù)測(cè)得的強(qiáng)度值與相對(duì)應(yīng)的灰水比(C/W)關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度f(wàn)cu,o相對(duì)應(yīng)的灰水比，并應(yīng)按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量： 用水量(mW)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；水泥用量(mC) 以用水量乘選定的灰

47、水比計(jì)算確定；粗、細(xì)骨料用量(mG、mS)應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗、細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的灰水比調(diào)整后確定。 由強(qiáng)度復(fù)核之后的配合比，還應(yīng)根據(jù)混凝土拌合物表觀密度實(shí)測(cè)值(c,t)和混凝土拌合物表觀密度計(jì)算值(c,c)進(jìn)行校正。校正系數(shù)為： ,mc tc tc cmcsGW+m +m假定工地上測(cè)出砂的含水率為a%、石子含水率為b%，則將上述試驗(yàn)室配合比換算為施工配合比，其材料稱量為： 水泥 砂子 石子水 5.4.2.3 計(jì)算施工配合比計(jì)算施工配合比(1%)()ssmmakg ()CCmmkg (1%)()GGmmbkg %()wwsGmmm ambkg 【例題】某工程制作室內(nèi)用的鋼筋混凝土大梁，

48、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C20，施工要求坍落度為3550mm，采用機(jī)械振搗。該施工單位無(wú)歷史統(tǒng)計(jì)資料。采用材料：普通水泥，32.5級(jí)，實(shí)測(cè)強(qiáng)度為34.8MPa，密度為3100kg/m3；中砂，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1450kg/m3；卵石，最大粒徑20mm，表觀密度為2.73g/cm3，堆積密度為1500kg/m3；自來(lái)水。試設(shè)計(jì)混凝土的配合比(按干燥材料計(jì)算)。若施工現(xiàn)場(chǎng)中砂含水率為3%，卵石含水率為1%，求施工配合比。 【解】 (1) 確定配制強(qiáng)度。 (2) 確定水灰比(W/C) (3) 確定用水量(mW0) (4) 計(jì)算水泥用量(mC0） (5) 確定砂率 (6) 計(jì)算砂、

49、石用量mS0、mG0 (7) 計(jì)算初步配合比 (8) 配合比調(diào)整 (9) 試驗(yàn)室配合比 (10) 施工配合比(1)確定配制強(qiáng)度。該施工單位無(wú)歷史統(tǒng)計(jì)資料，查表5.21取=5.0MPa。fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa)(2)確定水灰比(W/C) 利用強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算水灰比： 復(fù)核耐久性 查表5.20規(guī)定最大水灰比為0.65，因此W/C=0.49滿足耐久性要求。 ,0.48(0.33)cu vceCffW0.49WC(3)確定用水量(mW0) 此題要求施工坍落度為3550mm，卵石最大粒徑為20mm，查表5.22得每立方米混凝土用水量：mW0=180kg(4

50、)計(jì)算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg)查表5.20規(guī)定最小水泥用量為260kg，故滿足耐久性要求。(5)確定砂率根據(jù)上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒徑20mm，查表5.18，選砂率S=32%。 (6)計(jì)算砂、石用量mS0、mG0按體積法列方程組 解得 mSO=599kg mGO=1273kg101000coGoSoWocoGoSWmmmmSoSSoGommm 按質(zhì)量法：強(qiáng)度等級(jí)C20的混凝土查表5.23，取混凝土拌合物計(jì)算表觀密度mCP=2400kg/m3，列方程組解得 mSO=594kg mGO=1262kgcoGoSoWoCPmmmmmSoSSo

51、Gommm(7)計(jì)算初步配合比體積法mC0 mS0 mG0=364 599 1273=1 1.65 3.50W/C=0.49質(zhì)量法mC0 mS0 mG0=364 594 1262=1 1.63 3.47W/C=0.49兩種方法計(jì)算結(jié)果相近。 (8)配合比調(diào)整按初步配合比稱取15L混凝土拌合物的材料：水泥 36415/1000=5.46kg砂子 59915/1000=8.99kg石子 127315/1000=19.10kg水 18015/1000=2.70kg和易性調(diào)整 將稱好的材料均勻拌和后，進(jìn)行坍落度試驗(yàn)。假設(shè)測(cè)得坍落度為25mm，小于施工要求的3550mm，應(yīng)保持原水灰比不變，增加5%水泥

52、漿。再經(jīng)拌和后，坍落度為45mm，粘聚性、保水性均良好，已滿足施工要求。 此時(shí)各材料實(shí)際用量為：水泥5.46+5.465%=5.73kg砂8.99kg石19.10kg水2.70+2.705%=2.84kg并測(cè)得每立方米拌合物質(zhì)量為mCP=2380kg/m3強(qiáng)度調(diào)整方法如前所述，此題假定W/C=0.49時(shí)，強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，故不需調(diào)整。 (9)試驗(yàn)室配合比上述基準(zhǔn)配合比為：水泥 砂 石=5.73 8.99 19.10=1 1.57 3.33W/C=0.49則調(diào)整后1m3混凝土拌合物的各種材料用量為：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kgmS=1.5737

53、2=584kgmG=3.33372=1239kgmW=0.49372=182kg試驗(yàn)室配合比見(jiàn)下表： 材料名稱水泥砂卵石水1m3混凝土拌合物各材料用量(kg) 3725841239182質(zhì)量配合比 11.573.330.49(10)施工配合比1m3拌合物的實(shí)際材料用量(kg)：mC=mC=375kgmS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kgmG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kgmW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg 5.5 輕混凝土輕混凝土凡表觀密度小于1950kg/m3的混凝土統(tǒng)稱為輕混凝土。按其組成成分可分為輕骨料混凝土、多孔

54、混凝土(如加氣混凝土)和大孔混凝土(如無(wú)砂大孔混凝土)三種類型。 用輕質(zhì)粗骨料、輕質(zhì)細(xì)骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的，其干表觀密度不大于1950kg/m3的混凝土叫輕骨料混凝土。輕骨料混凝土是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能的新型建筑材料，具有表觀密度小、保濕性好、抗震性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 5.5.1 輕骨料混凝土輕骨料混凝土(1)輕骨料的分類凡粒徑大于5mm，堆積密度小于1000kg/m3的骨料，稱為輕的粗骨料；粒徑不大于5mm，堆積密度小于1200kg/m3的骨料，稱為輕的細(xì)骨料。輕骨料按其來(lái)源可分為3類：天然輕骨料 人造輕骨料 工業(yè)廢料 5.5.1.1 輕骨料的分類及技術(shù)性能輕骨料的分類及技術(shù)性能(

55、2)輕骨料技術(shù)性能輕骨料的技術(shù)性能主要包括堆積密度、強(qiáng)度、顆粒級(jí)配和吸水率等4項(xiàng)。此外，對(duì)耐久性、安定性、有害雜質(zhì)含量也提出了要求。 堆積密度輕骨料堆積密度的大小，將影響輕骨料混凝土的表觀密度和性能。根據(jù)堆積密度大小，輕骨料可劃分為若干密度等級(jí)(見(jiàn)表5.25)。強(qiáng)度輕骨料 用筒壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)表示。輕骨料的筒壓強(qiáng)度以“筒壓法”測(cè)定。 輕粗骨料的筒壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于表5.26規(guī)定。 輕骨料顆粒級(jí)配、最大粒徑及粗細(xì)程度 其指標(biāo)詳見(jiàn)表5.27。 吸水率輕 測(cè)定輕骨料1h吸水率。規(guī)程規(guī)定，輕砂和天然輕粗骨料的吸水率不作規(guī)定；其他輕粗骨料的吸水率不應(yīng)大于22%。有害雜質(zhì)含量及其他性能輕骨料中嚴(yán)禁混

56、入煅燒過(guò)的石灰石、白云石和硫酸鹽、氯化物等。輕骨料的有害雜質(zhì)含量和其他性能指標(biāo)應(yīng)不大于表5.28的規(guī)定。 表表5.25輕骨料密度等級(jí)輕骨料密度等級(jí) 密度等級(jí) 堆積密度范圍(kg/m3) 輕粗骨料輕砂004005006007008009001000 500600700800900100011001200 21030031040041050051060061070071080081090091010001010110011101200 表表5.26 輕粗骨料筒壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)輕粗骨料筒壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí) 密度等級(jí) 筒壓強(qiáng)度f(wàn)a(MPa)強(qiáng)度等級(jí)fak(MPa)碎石型普通型和圓球型普通型圓球型3004

57、005006007008009001000 0.2/0.30.4/0.50.6/1.00.8/1.51.0/2.01.2/2.51.5/3.01.8/4.0 0.30.51.02.03.04.05.06.5 3.55.07.51015202530 3.55.07.51520253040表表5.27 輕粗骨料級(jí)配輕粗骨料級(jí)配 篩孔尺寸 dmin1/2dmaxdmax2dmax圓球型及單一粒級(jí)普通型混合級(jí)配碎石型混合級(jí)配 累計(jì)篩余(按質(zhì)量計(jì)，%) 909090 不規(guī)定30704060 101010 000 表表5.28 輕骨料有害物質(zhì)含量及其他性能指標(biāo)輕骨料有害物質(zhì)含量及其他性能指標(biāo) 項(xiàng)目名稱指標(biāo)

58、抗凍性(F15，質(zhì)量損失，%)安定性(煮沸法，質(zhì)量損失，%)燒失量，輕粗骨料 (質(zhì)量損失，%)輕砂(質(zhì)量損失，%)硫酸鹽含量(按SO3計(jì)，%)氯鹽含量(以Cl2計(jì)，%)含泥量(質(zhì)量，%)有機(jī)雜質(zhì)(用比色法檢驗(yàn)) 55450.50.023不深于標(biāo)準(zhǔn)色(1)輕骨料混凝土的技術(shù)性能 和易性 強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 512002)規(guī)定，根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，可將輕骨料混凝土劃分為13個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60，其中結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按表5.29采用。

59、 5.5.1.2 輕骨料混凝土的技術(shù)性能與分類輕骨料混凝土的技術(shù)性能與分類表觀密度輕骨料混凝土按干燥狀態(tài)下的表觀密度劃分為14個(gè)密度等級(jí)，見(jiàn)表5.30。 收縮與徐變 保溫性能輕骨料混凝土具有較好的保溫性能，其表觀密度為1000kg/m3、1400kg/m3、1800kg/m3的輕骨料混凝土導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.28W/(mK)、0.49W/(m.K)、0.87W/(m.K)。 表表5.29 結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(JGJ 512002) 強(qiáng)度種類軸心抗壓軸心抗拉符號(hào)fck(MPa)ftk(MPa)混凝土強(qiáng)度等級(jí) LC15LC20LC25LC30LC35LC40LC

60、45LC50LC55LC60 10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.5 1.271.541.782.012.202.392.512.642.742.85表表5.30 輕骨料混凝土的密度等級(jí)輕骨料混凝土的密度等級(jí)(JGJ 512002) 密度等級(jí)干表觀密度的變化范圍(kg/m3)密度等級(jí)干表觀密度的變化范圍(kg/m3)600700800900100011001200 56065066075076085086095096010501060115011601250 1300140015001600170018001900 126013501360145014