幻燈片 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)

第五章水泥混凝土和砂漿概述普通水泥混凝土的定義及其發(fā)展（素混凝土－鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，以及高性能混凝土），使用中存在的問題，以及水泥混凝土的發(fā)展趨勢（如高性能以及綠色混凝土的介紹）。水泥混凝土（cementconlerte）是以水泥和水組成的水泥漿體為粘結(jié)介質(zhì)，將分散某間的不同粒徑的粗細(xì)集料膠結(jié)起來，在一定的條件下，硬化成為具有一定力學(xué)性能的一種人工石材。分類：按其表觀密度可分為：普通混凝土：天然砂卵石或碎石為集料的混凝土，干表觀密度約為2900kg/m3輕混凝土：人跨徑鋼筋混凝土橋梁為減輕結(jié)構(gòu)自重，用輕配制或輕集料結(jié)構(gòu)砼，達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)，以增大跨度干表觀密度為1900kg/m3重混凝土：為了屏薇各種射線的輻射采用各種高密度集料配制的砼，干表觀密度達(dá)3200kg/m3按其強(qiáng)度分級（抗壓強(qiáng)度）低強(qiáng)度砼：低于20MPa中強(qiáng)度砼：低于20~50MPa高強(qiáng)度砼：大于50MPa

砼因其具有很高的抗壓強(qiáng)度但抗強(qiáng)度低，因此通常在砼構(gòu)件受拉區(qū)中配加鋼筋以承受抗力加有鋼筋的砼稱為鋼筋砼，未設(shè)加鋼筋的稱為素砼。第一節(jié)水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)混凝土：（ordinarycementconcrete）以通用水泥為膠結(jié)材料，以普通砂石為集料，并以水為原材料，經(jīng)攪拌成型養(yǎng)護(hù)而得到的復(fù)合材料。一、普通水泥砼的技術(shù)性質(zhì)（一）新拌水泥砼的工作性（和易性）定義：表示砼拌和物的施工操作難易程度和抵抗離析作用程度的性質(zhì)稱為和易性。它的全部含意應(yīng)該是流動性+搗實性+粘聚性+保水性，四者缺一不可。流動性：是指混凝土拌和物在自重或機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。搗實性：是指混凝土拌合物易于振搗密實,排除所有被挾帶空氣的性質(zhì)。粘聚性：是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力,不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象。保水性：是指混凝土拌合物表面（此現(xiàn)象稱為泌水），同時在混凝土內(nèi)部形成泌水通道，使混凝土的密實性降低，耐久性下降．

（二）工作性的測定方法目前還沒有一種能夠全面表示新拌水泥砼工作性的測定方法，但可以通過測定新拌水泥砼拌合物的流動性并輔以經(jīng)驗評定其它幾個特性。1．坍落度試驗（slumptest）分3層裝入砼拌合物，每層用彈頭棒均勻的插搗25次，取出圓錐筒量取坍落值（mm）。該試驗適用于較大流動性的砼，對富水泥漿的新拌砼才比較敏感，且骨料最大公稱粒徑不宜大于31.5mm的砼。2．維勃稠度試驗（Vebe

consistemetentest）適用于坍落度小于10mm的新拌混凝土。按上述試驗法裝入新拌水泥砼，再拔去坍落度簡并在新砼上的入透明圓錐。啟動振動臺并記錄時間，主透明板上被水泥漿布滿瞬間上，經(jīng)歷的時間以計。3．影響新拌混凝土工作性因素：主要是內(nèi)因與外因，內(nèi)因是組成材料的質(zhì)量及其用量，外因是環(huán)境條件（溫度、濕度和風(fēng)速）以及時間等方向。1）內(nèi)因的影響（1）水泥特性的影響：水泥的品種、細(xì)度、礦物組成以及混合料的摻量都影響需水量，影響工作性集料特性的影響。（2）集料特性：集料最大粒徑，形狀，表面紋理（卵石或碎石），級配和順?biāo)缘龋瑢⒂绊懝ぷ餍?。卵石拌制的砼拌和物山砂的好。?）集漿比的影響：定義：單位砼拌合物中集料對體積和水泥漿體絕對體積之比。在單位體積砼拌合物中，水灰比保持不變，水泥漿數(shù)量越多，拌合物的流動性愈大。但過多會造成流漿現(xiàn)象。但過少不足以填滿集料的空隙和包裹集料表面，則拌合物粘聚性為差，甚至產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。滿足工作性前提下，強(qiáng)度和耐久性要求，盡量采用大集漿比，以節(jié)約水泥。（4）水灰比影響單位砼中集漿比確定水泥漿用量一定，水灰比即決定水泥漿稠度。實際中：為了使砼拌和物流動性增加而加水使，必須使水灰比不變，否則將顯著降低砼質(zhì)量。（5）砂率的影響：砂率指砂的質(zhì)量石砂石總質(zhì)量的百分率。砼拌合物合理砂率是指用水量和水泥用量一定情況下，能使混合物凝土拌合物獲得最大的流動性，又能保持粘聚性和保水性能良好的砂率。（6）外加劑影響減水劑、引氣劑等2）外界環(huán)境的影響主要有溫度、濕度和風(fēng)速，綜合組成的材料性質(zhì)和配合比例的拌合物，工作性變化主要受水泥的水化率和水分的蒸發(fā)率的影響。濕度升高會導(dǎo)致水分蒸發(fā)等的損失。3）時間的影響隨時間增長坍落逐漸減少稱為坍落度損失（slumploss）原因是拌合物自由水隨時間蒸發(fā)，集料的吸水和水泥早期水化造成的結(jié)果。4．改善新料砼工作性的措施（1）調(diào)節(jié)砼的材料組成（2）摻加各種外加劑（3）提高振搗機(jī)械的功能5．砼拌和物的工作性選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的斷面尺寸、鋼筋配置以及機(jī)械類型與施工方法來選擇。對斷面尺寸較小形狀復(fù)雜或配筋物密的結(jié)構(gòu)，則應(yīng)選用較大的坍落度，易澆搗密實。反之對無筋原大結(jié)構(gòu)，鋼筋配置稀易于施工的結(jié)構(gòu)，盡量選較小坍落度以節(jié)約水泥。道路砼拌和物的工作性選擇：（GBJ97-94）坍落度10~25mm;坍落度小于10mm，維勃時間為10~30s。二、硬化砼的強(qiáng)度特性

（hardenedconcrete）1．強(qiáng)度（stein）

砼強(qiáng)度有：立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度等。1）抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)與強(qiáng)度等級（1）立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）：150mm正方方體試件，（T：20±3℃，相對濕度90%以上）標(biāo)養(yǎng)28天測試的強(qiáng)度。（2）立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu.k）（GBJ107-87）（GBJ10-89）150mm的正方體試件，在28d齡期，標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測定的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5%，（95%保證率）以N/mm3。（3）強(qiáng)度等級（gradingstrength）現(xiàn)行規(guī)范（GBJ10-89）標(biāo)準(zhǔn)劃為C7.5，C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C50，C55與C60共12個強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。2）軸心抗壓強(qiáng)度（fcp）用立方體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗時，由于材料試驗機(jī)的承壓板對試件局部的摩阻效應(yīng)使期強(qiáng)度有較大的提高，因而用棱柱體（h/b=2）的試件。（GBJ81-85）規(guī)定：

150mm×150mm×300mm棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，3）劈裂抗拉強(qiáng)度（fts）我國國標(biāo)（GBJ81-85）規(guī)定：150mm×150mm×150mm立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。4）彎拉強(qiáng)度

150mm×150mm×550mm的梁形試件，標(biāo)準(zhǔn)條件下，養(yǎng)護(hù)28d后，三分點(diǎn)加荷方式求得2．影響硬化后水泥砼強(qiáng)度的因素：主要有：材料組成，刷備方法，養(yǎng)生條件和試驗條件四大方面。1）材料組成對砼強(qiáng)度的影響：砼組成材料的比例對砼強(qiáng)度的影響。（1）水泥的強(qiáng)度和水灰比（watercementratiovalue）水泥砼強(qiáng)度主要取決于其內(nèi)部起膠結(jié)作用的水泥石的模量，水泥石的模量取決于水泥的特性和水灰比。（2）集料特性集料對砼強(qiáng)度有明顯的影響，特別是粗集料的形狀和表面性質(zhì)對強(qiáng)度有著直接的關(guān)系。（3）漿集比：對砼強(qiáng)度有影響。2）養(yǎng)護(hù)條件對砼強(qiáng)度的影響相同配合組成與施工方法的水泥砼，力學(xué)強(qiáng)度主要取決于養(yǎng)護(hù)的濕度、溫度和養(yǎng)護(hù)的時間（齡期）。3）試驗條件對砼強(qiáng)度的影響有試件形狀與尺寸，支撐條件與加載方式等為影響因素。3．提高砼強(qiáng)度的措施1）選用高強(qiáng)度的水泥和早強(qiáng)型水泥2）采用低水灰比和漿集比為提高路面砼強(qiáng)度，通常采用的水灰比不大于0.45，用水量不超過150kg/m3（卵石為140kg/m3）。采用低的水灰比，可減少游離水，而減少砼中的空隙，提高砼的密實度和強(qiáng)度。降低了漿集比，減薄了水泥漿層的厚度，可以充分發(fā)揮集料的骨架作用。3）摻加砼外加劑和混合料4）采用濕熱處理5）采用機(jī)械攪拌和振搗拌和物在強(qiáng)力攪拌和振搗下，水泥漿的凝聚結(jié)構(gòu)暫時受到破壞，因而是降低了水泥漿的粘度和集料間的摩阻力，提高了拌和物的流動性，使砼拌合物更好的均勻容度充滿模型，提高砼的強(qiáng)度。四、水泥砼的質(zhì)量控制（一）砼質(zhì)量的強(qiáng)度：標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d立方體試件的抗壓強(qiáng)度來表示。不能滿足及時控制和制度砼質(zhì)量的要求?？焖夙艔?qiáng)度試驗的方法研究：4h壓蒸養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)制作的砼試件，規(guī)定方法壓蒸養(yǎng)護(hù)4h，測定其抗壓（折）強(qiáng)度。f28=a+bf4h確定f28。（二）砼強(qiáng)度的評價方法1．統(tǒng)計方法：（σ0已知）當(dāng)質(zhì)量較穩(wěn)定時，由連續(xù)三組試件代表一個驗收批。fcu.k標(biāo)準(zhǔn)值σ0——標(biāo)準(zhǔn)差：等級低于C20時，等級高于C20時，強(qiáng)度應(yīng)符合統(tǒng)計方法：（σo未知）（大于10個以上試件代表一個驗收批）3．非統(tǒng)計方法砼材料本身的抗裂性很差，而產(chǎn)生砼裂縫的原因又很多，而砼裂縫修補(bǔ)技術(shù)就更顯重要。因為水泥砼是一種脆性非勻質(zhì)工程材料，其內(nèi)部存在大量微細(xì)裂縫和不同大的裂縫，所以砼結(jié)構(gòu)物的裂縫是一個帶普遍性的技術(shù)問題。（三）砼生產(chǎn)質(zhì)量的控制4．變形特性（deformation）1)彈性變形——彈性模量彈性變形指荷載加工于材料的出現(xiàn)，缺載后立即消失。收縮變形（shrinkage）的水化作用產(chǎn)生的體積縮小的總稱。徐變變形（cheep）：持續(xù)荷載作用下，隨時間的變形。2)徐變變形在持續(xù)荷載作用下變形隨時間連續(xù)增長，稱為徐變。3）溫度變形4）干燥收縮變形在干燥條件下，混凝土內(nèi)部水分散失引起的體積變化，稱為干縮。5．耐久性（Depravity）道路與橋梁建筑砼在滿足強(qiáng)度與工作性要求外，耐久性的要求是抗凍性；其次對道路砼，需要耐磨性，對橋墩臺有耐蝕性要求。1）抗凍性（Fortrevistame）試驗測定：

100mm×100mm×400mm棱柱體砼試件，28d齡期于-17℃與5℃條件下快速凍結(jié)與融化循環(huán)，每25次凍融循環(huán)，對試件進(jìn)行一次橫向基頻的測試并稱重，當(dāng)凍融至300次時或相對模量下降至60℃以下，或質(zhì)量損失達(dá)到5%，即停止試驗或用耐久性指數(shù)Kn表示。2）耐磨性（wearingcapacity）

高等級路面的水泥砼必須具有抵抗車輛輪胎磨耗和磨光的性能，墩臺有抵抗湍流容的能力。測定方法：（JTJ053-T0527-94）

150mm×150mm×150mm立方體試件養(yǎng)生至27d齡期，60℃烘干主恒重，在摩耗機(jī)下，200N負(fù)荷下磨削50轉(zhuǎn)3）堿集料反應(yīng)（Alkali-aggregcte

keation）

三種此類反應(yīng)：堿硅反應(yīng)、堿碳酸鹽反應(yīng)、堿硅酸鹽反應(yīng)。水泥中的活性堿與集料中的活性物質(zhì)在潮濕狀態(tài)下發(fā)生大緩慢的化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生裂縫、開裂等病害。巖像法對集料活性物質(zhì)進(jìn)行分類，此外，采用砂漿長度法測試試件膨脹量來評價是否存在堿集料反應(yīng)。第二節(jié)普通水泥砼的組成設(shè)計

砼的性能在很大程度上取決于組成材料的性質(zhì)，因此必須對所用材料進(jìn)行選擇，各組成材料需滿足一定的技術(shù)要求。一、組成材料（一）水泥：水泥是砼的膠結(jié)材料（1）品種：根據(jù)砼工程的特點(diǎn)、環(huán)境因素、施工條件與氣候選用類型，常用五種水泥的技術(shù)特點(diǎn)。（2）強(qiáng)度的選擇選用水泥的強(qiáng)度應(yīng)于要求配制的砼強(qiáng)度等級相適應(yīng)。水泥強(qiáng)度過高，則水泥量過少影響砼的和易性與耐久性，標(biāo)號過低，則水泥用量較多。一般配制一般砼時，水泥強(qiáng)度為砼抗壓強(qiáng)度的1.5～2倍，配制高強(qiáng)度砼時，為砼抗壓強(qiáng)度的0.9～1.5倍。水泥砼路面用水泥的標(biāo)號與品種選擇，應(yīng)根據(jù)路面的交通等級所要求的設(shè)計抗折強(qiáng)度來確定。（二）細(xì)集料1．級配和細(xì)度模數(shù)

(1)級配（gradation）

(2)細(xì)度模數(shù)砼用砂需有高的密度和小的比面，才能保證工作性能與強(qiáng)度，耐久性的保證，同時也能降低水泥用量。2．有害雜志的含量含泥量與泥塊含量；云母含量；輕物質(zhì)含量；有機(jī)質(zhì)含量；硫化物含量。（三）粗集料（coarseaggregate）1．強(qiáng)度：為保證砼強(qiáng)度，要求碎石具備它的強(qiáng)度。工程中用壓碎指標(biāo)值控制巖石的抗壓強(qiáng)度。碎石和卵石要求的壓碎指標(biāo)值，由砼強(qiáng)度確定。巖石抗壓強(qiáng)度與砼等級之比不應(yīng)小于1.5。2．堅固性（soundlass）為保證砼的耐久性，粗集料應(yīng)有足夠的堅固性，以抵抗凍融和自然因素的風(fēng)化作用。3．級配（gradation）為獲得密實高強(qiáng)砼，并節(jié)約水泥，要求粗細(xì)集料組成的礦質(zhì)混合料要有良好的級配。4．最大粒徑的選擇粗集料中公稱粒級的上限稱為該粗級的最大粒徑。通常在結(jié)構(gòu)截面允許條件下，盡量增大最大粒徑，以節(jié)約水泥。5．表面特征和形狀表面粗且棱角多碎石與卵石相比較，碎石配制成的砼，對水泥石的粘附性好，故具有較高的強(qiáng)度，但卵石配制的新拌砼具有較好的和易性。6．含泥量和泥塊含量7．有害雜質(zhì)含量8．堿活性檢驗第二節(jié)普通水泥混凝土的組成設(shè)計道路建筑材料·水泥混凝土二、普通混凝土的配合比設(shè)計砼配合比是指砼中多組成材料的數(shù)量比例，設(shè)計的任務(wù)就是要根據(jù)原材料的技術(shù)性能和對砼的技術(shù)要求及施工條件通過計算試配和調(diào)整等過程求出各項的組成材料的用量，以便配制出經(jīng)濟(jì)且符合技術(shù)性能要求的砼。砼配合設(shè)計（concretemix-design）：

包括兩方面，選料和配料?，F(xiàn)代普通砼由水泥、水、細(xì)集料、粗集料、外加劑、摻和料六個部分組成。（一）配合比設(shè)計的基本要求：1）滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計強(qiáng)度的要求2）滿足施工工作性的要求3）滿足環(huán)境耐久性的要求4）滿足經(jīng)濟(jì)的要求（二）配合比設(shè)計的三個參數(shù)（水灰比、單位用水量、砂率）：1）水灰比2）砂率：細(xì)（砂）與粗（石）組成礦質(zhì)混合料。礦料骨架的性能，在砂石性質(zhì)一定的前提下，取決于砂與石之間的用量比例。

3）用水量：水泥漿體與集料組成砼拌合物，拌合物的性能在水泥漿與集料性質(zhì)一定的前提下，取決于漿集比，也可用單位用水量來表示，單位用水量指1m3砼拌合物中水的用量（kg/m3）。1.普通水泥混凝土組成材料的技術(shù)要求（1）水泥品種和強(qiáng)度等級

一般來說，硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等均可用于配制普通水泥混凝土。（2）粗集料

混凝土所用粗集料包括卵石和碎石，是混凝土的主要組成材料，也是影響混凝土主要強(qiáng)度的因素之一。（3）細(xì)集料

混凝土用于細(xì)集料應(yīng)采用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的河砂或海砂。道路建筑材料·水泥混凝土（4）拌和用水（5）外加劑與摻合料

外加劑是在混凝土拌和前加入或拌和時加入，摻量不超過水泥質(zhì)量的5%，并能按某些要求改善混凝土性能的物質(zhì)。摻和料在混凝土中的作用是改善混凝土拌合物的施工和易性、降低混凝土水化熱、調(diào)解凝結(jié)時間。道路建筑材料·水泥混凝土2.混凝土組成設(shè)計要點(diǎn)混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例。確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，稱為混凝土配合比設(shè)計。包括選料、配料兩方面內(nèi)容配合比表示方法：單位用量法、相對用量法混凝土配合比設(shè)計的三個參數(shù)：水灰比、砂率、用水量道路建筑材料·水泥混凝土3.混凝土配合比設(shè)計步驟（1）計算“初步配合比”（2）提出“基準(zhǔn)配合比”（3）確定“實驗室配合比”（4）換算“工地配合比”道路建筑材料·水泥混凝土(1)、初步配合比的計算１）確定混凝土的配制強(qiáng)度fcu,o

fcu,o=fcu,k+tσ

fcu,o

——混凝土施工配制強(qiáng)度（MPa）；

fcu,k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）

σ——由施工單位質(zhì)量管理水平確定的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）4.普通混凝土配合比設(shè)計方法

道路建筑材料·水泥混凝土混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（σ）

混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差又稱均方差，其計算式為

對于C20、C25級混凝土，σ計算值<2.5MPa時,計算配制強(qiáng)度時取σ≮2.5MPa；對于C30級以上的混凝土，σ計算值<3.0MPa時,計算配制強(qiáng)度時取σ≮3.0MPa；道路建筑材料·水泥混凝土當(dāng)施工單位不具有近期的同一品種混凝土的強(qiáng)度資料時，σ值可按下表取值?；炷猎O(shè)計強(qiáng)度等級fcu,k

低于C20C20~C35高于C35σ(MPa)4.05.06.0混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(σ)道路建筑材料·水泥混凝土２）計算水灰比（W/C）

按混凝土要求強(qiáng)度等級計算水灰比和水泥實際強(qiáng)度，根據(jù)已確定的混凝土配制強(qiáng)度fcu,o，計算水灰比：根據(jù)強(qiáng)度公式計算水灰比：

C/W=Afce/（fcu,o+ABfce）式中fcu,o——混凝土試配強(qiáng)度,MPa；

fce——水泥28d的實測強(qiáng)度,MPa；

A,B——回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗求得。

C/W——混凝土要求的灰水比道路建筑材料·水泥混凝土３）選定單位用水量（ｍw0）根據(jù)集料的品種、粒徑及施工的要求的混凝土拌合物稠度值（坍落度或維勃稠度）選擇每立方米混凝土拌合物的用水量。一般可根據(jù)施工單位對所用材料的經(jīng)驗確定。如經(jīng)驗不足可參照表選取。道路建筑材料·水泥混凝土混凝土用水量選用表注：①本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細(xì)砂時，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂則可減少5～10㎏。②摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。道路建筑材料·水泥混凝土４）計算單位水泥用量（ｍco）

[1]按強(qiáng)度要求計算單位用水量根據(jù)已確定的

W/C和mwo，求1m3混凝土中水泥用量mco：

mco=mwo×C/W[2]按耐久性要求膠合單位用灰量道路建筑材料·水泥混凝土５）選定砂率值（βs）

根據(jù)骨料品種、最大粒徑和混凝土拌和物的水灰比確定砂率。一般可根據(jù)施工單位所用材料的使用經(jīng)驗選定，也可根據(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比，參考表選用。混凝土的砂率選用表（%）水灰比卵石最大粒徑

(㎜)碎石最大粒徑

(㎜)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道路建筑材料·水泥混凝土

6）計算粗、細(xì)骨料用量

[1].質(zhì)量法（假定表觀密度法）應(yīng)按下式計算：

ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ρcp

ｍso/(ｍso＋ＭGo)×100=βS

式中ｍco——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；ＭGo——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）； ｍso——每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg）；ｍwo——每立方米混凝土的用水量（kg）；

βs——砂率（％）；

ρcp——每立方米混凝土拌和物的濕表觀密度（kg/m3）；其值可取2260～2450kg。道路建筑材料·水泥混凝土[2].體積法（絕對體積法）應(yīng)按下式計算：式中 ρc——水泥密度（kg/ｍ3），可取2900～3100kg/ｍ3。

ρG——粗骨料的表觀密度（kg/ｍ3）；

ρs——細(xì)骨料的表觀密度（kg/ｍ3）；

ρw——水的密度（kg/ｍ3），可取1000kg/ｍ3；

βs——砂率（％）；

α——混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，α可取為１。通過以上計算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計算完成。道路建筑材料·水泥混凝土

(２)、試拌調(diào)整提出基準(zhǔn)配合比

1）試拌

[1]試拌材料要求試拌混凝土所用各種原材料，要與實際工程使用的材料相同，粗、細(xì)集料的稱量均以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)，否則應(yīng)扣除含水量值。

[2]攪拌方法和拌和物數(shù)量混凝土攪拌方法，應(yīng)盡量與生產(chǎn)時使用的方法相同。

2）校正工作性，調(diào)整配合比道路建筑材料·水泥混凝土1）制作試件、檢驗強(qiáng)度至少擬定三個配合比，一個為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少0.05（或0.10），其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率可增加或減少1%。為檢驗混凝土強(qiáng)度，每種配比至少制作三個試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天條件下進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。(3)、檢驗強(qiáng)度、確定試驗室配合比道路建筑材料·水泥混凝土

2）確定試驗室配合比

[1]根據(jù)強(qiáng)度檢驗結(jié)果修正配合比

①用水量（mwb）——取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行調(diào)整；

②水泥用量（mcb）——取用水量乘以選定出的灰水比計算而得；

③粗、細(xì)骨料用量（msb、mGb）——取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按定出的灰水比進(jìn)行調(diào)整。

道路建筑材料·水泥混凝土[2]根據(jù)實測拌和物濕表觀密度修正配合比①根據(jù)強(qiáng)度檢驗結(jié)果修正后定出的混凝土配合比，計算出混凝土的計算濕表觀密度：

ρ’cp=mcb+msb+mGb+mwb②將混凝土的實測表觀密度值除以計算濕表觀密度得出校正系數(shù)③將混凝土配合比中各項材料用量乘以校正系數(shù)，即得最終確定的試驗室配合比設(shè)計值。道路建筑材料·水泥混凝土(4)混凝土施工配合比換算

混凝土實驗室配合比計算用料是以干燥骨料為基準(zhǔn)的，但實際工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實驗室配合比進(jìn)行換算，換算成扣除骨料中水分后、工地實際施工用的配合比。其換算方法如下：

設(shè)工地砂子含水率為a％，石子含水率為b％。則施工配合比混凝土中各材料用量為

mc=m’cb(kg)

ms=m’sb(1+a%)(kg)

mG=m’Gb·(1+b%)(kg)mw=m’wb－(m’sb·a%－m’Gb·b%)(kg)道路建筑材料·水泥混凝土施工配合比1:X:Y=1:(ms/mc):(mG/mc)W/C=mw/mc道路建筑材料·水泥混凝土普通水泥混凝土設(shè)計例題1－－以抗壓強(qiáng)度為設(shè)計指標(biāo)

【1】組成材料：

普通硅酸鹽水泥32.5級，實測28d抗壓強(qiáng)度36.8MPa，密度ρc=3100kg/m3；

中砂：表觀密度ρs=2650kg/m3，施工現(xiàn)場含水率2％；

碎石：5～40mm，表觀密度ρg=2700kg/m3，施工現(xiàn)場含水率1％；

水：自來水。【2】設(shè)計要求：

某橋梁工程橋臺用鋼筋混凝土（受冰雪影響），混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級C30，要求強(qiáng)度保證率為95％，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差3.0MPa。混凝土由機(jī)械拌合、振搗，施工要求坍落度為35～50mm。試確定該混凝土的設(shè)計配合比及施工配合比。例題：一、計算初步配合比1．確定混凝土配制強(qiáng)度2．計算水灰比1）按強(qiáng)度要求計算水灰比①實測28d抗壓強(qiáng)度為水泥實際強(qiáng)度fce=36.8MPa②計算砼水灰比已知fcu.o=34.9MPa，fce=36.8MPa由表5-13A=0.46B=0.072）抗耐久性校核水灰比3．單位用水量已知坍落度要求T=35～50mm，φmax=40mm，mwo=175kg/m34．計算單位用灰量1）按強(qiáng)度要求計算單位用灰量2）耐久性校核查表5-12，滿足要求，因而采用mco=372kg/m33）選定砂率Φmax＝40，w/c=0.47，查表5-15，βs=32%；1）采用質(zhì)量法①已知mco=372kg/m3，mwo=175kg，砼拌合物濕表觀密度ρcp=2400kg/m3，βs=0.32mso+mGo=ρcp-mco-mwomso+mGo=2400-372-175∴mGo=1260kg/m3；mso=593kg/m3mc0:mw0:mso:mg0=372:175:593:1260（二）調(diào)整工作性，技術(shù)基準(zhǔn)配合比1．計算試件材料用量試拌0.025m3mc0:mw0:mso:mg0=372:175:593:1260水泥372×0.025=9.3kg水175×0.025=4.38kg砂596×0.025=14.9kg碎石1268×0.025=31.7kg測得坍落度25mm，不滿足35－50mm的要求，為此在保證水灰比不變的前提下，增加3％水泥漿的用量。mca:mwa:msa:mga=383:185:596:1268（三）檢驗強(qiáng)度，測定試驗配合比1．檢驗強(qiáng)度(w/c)/A=0.42(w/c)B=0.47(w/c)/C=0.52基準(zhǔn)用水量180kg/m3不變；做成試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后級別水灰比

fcu.28A0.4245.1B0.4737.8C0.5230.1對應(yīng)于配制強(qiáng)度為34.9MPa的水灰比，取0.492）確定實驗室配合比用水量：mwb=180kg水泥用量mcb=180÷0.49=367kg按體積法計算出砂594kg；石1263kg。（3）設(shè)計配合比的調(diào)整計算濕表觀密度

ρc,c=367+180+594+1263=2404kg/m3實測ρ=2478kg/m3水泥用量367×1.03=378水用量180×1.03=185砂用量594×1.03=612碎石用量1263×1.03=1301（四）換為工地配合比

wG=1.0%ws=2.0%∴ms=612×(1+2%)=624kg/m3mG=1301×(1+1%)=1314kg/m3mw=185-(624×2%+1314×1%)=(159kg)mc=378kg/m3

第四節(jié)路面水泥混凝土的組成設(shè)計道路建筑材料·水泥混凝土1.路面普通水泥混凝土(1)路面普通混凝土組成材料的技術(shù)要求

1)水泥品種與強(qiáng)度要求：特重、重交通等級的水泥混凝土路面，應(yīng)優(yōu)先采用旋窯道路硅酸鹽水泥，中、輕交通路面，也可采用礦渣硅酸鹽水泥。

2）粉煤灰

3）粗集料

4）細(xì)集料品種與質(zhì)量要求

5）外加劑

6）水道路建筑材料·水泥混凝土2.路面普通混凝土配合比設(shè)計指標(biāo)（1）設(shè)計彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（2）施工和易性

1）路面混凝土拌合物的施工方式

2）路面混凝土拌合物的施工和易性要求（3）耐久性道路建筑材料·水泥混凝土3.路面普通水泥混凝土配合比設(shè)計步驟（1）配制彎拉強(qiáng)度（2）水灰比的計算、校核及確定（3）選取砂率（4）計算單位用水量（5）確定單位水泥用量（6）單位粉煤灰用量（7）砂石材料用量道路建筑材料·水泥混凝土第五節(jié)砂漿道路建筑材料·水泥混凝土1.砌筑砂漿的技術(shù)性質(zhì)新拌砂漿的施工和易性新拌砂漿的施工和易性包括流動性和保水性兩個方面的要求

1）流動性：砂漿的流動性是指其在重力或外力作用下流動，能在粗糙的磚，石基面上鋪筑成均勻的薄層并能與底面很好粘結(jié)的性能。

2）保水性：砂漿保水性是指砂漿保持水分的能力，即新拌砂漿在運(yùn)輸過程中，不易產(chǎn)生分層，析水現(xiàn)象，水不易從砂漿中分離出來的性質(zhì)。道路建筑材料·水泥混凝土2.砂漿的組成材料（1）水泥

砂漿通常由水泥，礦渣水泥，火山灰水泥等配制。（2）摻合料和外加劑

為了節(jié)約水泥并改善施工和易性，砂漿中可以摻加各種摻合料，如粉煤灰、石灰、石膏和粘土等。（3）細(xì)集料

砂漿用砂應(yīng)符合混凝土用砂的技術(shù)性能要求道路建筑材料·水泥混凝土3.砂漿的配合比（1）砌筑砂漿配合比計算與確定

1）水泥混合砂漿配合比計算

2）水泥砂漿的配合比確定

3）砂漿配合比試配、調(diào)整與確定（2）抹面砂漿的配合比

1）普通抹面砂漿

2）防水砂漿道路建筑材料·水泥混凝土本章小結(jié)

本章主要介紹了水泥混凝土的發(fā)展歷史、特點(diǎn)、分類以及優(yōu)缺點(diǎn)，混凝土的外加劑，砂漿。并以此為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)了普通混凝土的配合比設(shè)計。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)，掌握普通混凝土的配合比設(shè)計。道路建筑材料·水泥混凝土課后習(xí)題5-1試述混凝土拌合物施工和易行的含義，影響混凝土拌合物和易性的主要因素及改善措施5-2解釋下列關(guān)于混凝土強(qiáng)度名詞的含義：（1）立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（2）強(qiáng)度等級（3）混凝土配制強(qiáng)度（4）劈裂抗拉強(qiáng)度（5）抗折強(qiáng)度5-3試述“水灰比定則”的意義，簡述影響混凝土強(qiáng)度的主要因素及提高混凝土強(qiáng)度的主要途徑。5-4水泥混凝土熱脹冷縮特性對其路用性能有何影響？5-5普通水泥混凝土的組成材料在技術(shù)性質(zhì)上有哪些主要要求？5-6簡述普通水泥混凝土初步設(shè)計步驟。經(jīng)初步計算所得的配合比，為什么還要進(jìn)行試拌、調(diào)整？試拌、調(diào)整的內(nèi)容是什么，如何進(jìn)行？5-7混凝土外加劑按其功能可分為幾類？試述減水劑和引氣劑的作用機(jī)理和應(yīng)用效果。5-8簡述路用普通水泥混凝土配合比設(shè)計步驟。道路建筑材料·水泥混凝土5-9試設(shè)計某跨度6m預(yù)應(yīng)力T梁用水泥混凝土的配合比。

[設(shè)計資料]水泥混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級C40，工程要求的強(qiáng)度保證率為95%，水泥混凝土施工強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差6.0MPa;要求混凝土拌合物的坍落度為30～50mm.

組成材料及性質(zhì)：水泥P.152.5級，實測抗壓強(qiáng)度58.5MPa，密度ρ=3100kg/m3；碎石用一級石灰?guī)r軋制，最大粒徑20mm，表觀密度為2780kg/m3，現(xiàn)場含水率為1.0%；砂為清潔河砂，細(xì)度模數(shù)=2.4，表觀密度=2680kg/m3，現(xiàn)場含水率為5.0%；水符合水泥混凝土拌合用水要求；減水劑用量0.8%，減水率為12%；粉煤灰符合Ⅰ級灰標(biāo)準(zhǔn)，表觀密度為2120kg/m3。

[設(shè)計要求]（1）計算混凝土初步配合比（不摻減水劑和粉煤灰），并按現(xiàn)場含水率折算為工地配合比；

（2）計算摻加0.8%減水劑后，混凝土的初步配合比。（3）用超量取代法計算粉煤灰混凝土的初步配合比。道路建筑材料·水泥混凝土設(shè)計步驟1．計算初步配合比（1）確定配制強(qiáng)度（2）計算水灰比（）（3）單位用水量（4）單位水泥用量：

2．試拌調(diào)整混凝土基準(zhǔn)配合比3．強(qiáng)度測定，確定實驗配合比。粉煤灰的加入，可減少水泥劑量，改善混凝土一系列性能，可以充當(dāng)混凝土的減水劑、釋水劑、增塑劑、密實劑、抑熱劑、抑脹劑，經(jīng)濟(jì)效益明顯。粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒，亦稱飛灰。可用于水泥生產(chǎn)原料，在公路工程基層以及水泥混凝土的組成材料。第四節(jié)粉煤灰混凝土粉煤灰等級質(zhì)量指標(biāo)45μm篩余(％)≤燒失量(％)≤需水量比(％)≤SO3含量(％)≤Ⅰ125953Ⅱ2081053Ⅲ45151153粉煤灰技術(shù)指標(biāo)使用條件：1、Ⅰ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6米的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土；2、Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土；3、Ⅲ級粉煤灰主要用于無筋混凝土，對設(shè)計強(qiáng)度等級C30及以上無筋粉煤灰宜采用Ⅰ