模塊四混凝土

模塊四混凝土混凝土正在施工的秦山核電站混凝土三峽工程鋼筋混凝土重力壩混凝土教師引導(dǎo)，學(xué)生探索單元概述：本模塊關(guān)于砼的定義、材料組成及技術(shù)性能等知識的學(xué)習(xí)任務(wù)：一、了解砼的定義及分類二、掌握普通砼的組成三、掌握砼的性能四、掌握砼配合比轉(zhuǎn)換五、了解其他砼學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)：1、能了解普通砼的組成，能掌握其原材料的質(zhì)量控制2、能掌握普通砼的主要技術(shù)性能：和易性、強(qiáng)度、耐久性3、能了解砼外加的應(yīng)用4、能了解其他砼的特性及應(yīng)用技能目標(biāo)：1、能獨(dú)立完成砼拌合物和易性測定方法2、能獨(dú)立進(jìn)行砼拌合物和易性的測定3、能合理選用普通砼的組成材料4、能獨(dú)立進(jìn)行配合比的計(jì)算5、能檢測砼質(zhì)量學(xué)習(xí)目標(biāo)職業(yè)素養(yǎng)要求1、養(yǎng)成良好的思想道德品質(zhì)，熱愛祖國，遵紀(jì)守法，愛崗敬業(yè)，團(tuán)結(jié)協(xié)作2、具備積極的工作態(tài)度與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)3、具有獲取信息、學(xué)習(xí)新知識的能力任務(wù)一了解砼的定義與分類一．砼定義【混凝土】是由膠凝材料、水（或不加水）和粗細(xì)骨料（集料）及其它材料按適當(dāng)?shù)谋壤浜?，?jīng)一定時(shí)間后硬化而成的人造石材。另外，為了改善砼的某些性能，還常在砼中摻入適量的外加劑和摻和料。

砼的定義普通混凝土由水泥、砂、石子、水以及必要時(shí)摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的、干體積密度為2000～2800kg/m3，具有一定強(qiáng)度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。二、混凝土的分類（1）按體積密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜2000kg/m3。（2）按膠凝材料分水泥混凝土、瀝青混凝土、裝飾混凝土、水玻璃混凝土、石膏混凝土和聚合物水泥混凝土等。（3）按用途分結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、裝飾混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土、隔熱混凝土和耐火混凝土等。混凝土的分類（4）按拌合物的流動性分類：可分為干硬性混凝土、塑性混凝土（5）按強(qiáng)度等級分類：普通混凝土（強(qiáng)度等級為C15~C60)、高強(qiáng)混凝土（強(qiáng)的等級為C65~C100）、超高強(qiáng)混凝土（強(qiáng)度等級為C100以上）?；炷恋膬?yōu)越性1）材料來源廣2）性能可調(diào)范圍大3）硬化前具有良好的可塑性4）施工工藝簡易多變5）可用鋼筋增強(qiáng)6）有較高的強(qiáng)度和耐久性混凝土的缺點(diǎn)

混凝土的缺點(diǎn)主要有：自重大、養(yǎng)護(hù)周期長、導(dǎo)熱系數(shù)大、不耐高溫、拆除廢棄物再生利用性較差等。隨著混凝土新功能、新品種的不斷開發(fā)，這些缺點(diǎn)正在不斷被克服和改進(jìn)。任務(wù)二掌握混凝土的組成§2普通混凝土的組成材料混凝土組成材料集料（骨料）③粗骨料（石）④細(xì)骨料（砂）⑤外加劑（化學(xué)外加劑）⑥摻合料（礦物外加劑）外加劑①

水泥②

水混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu)水泥+水→水泥漿+砂→水泥砂漿+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土組成材料的作用混凝土體積構(gòu)成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

混凝土的組織結(jié)構(gòu)一、水泥

1．水泥品種的選擇依據(jù)：工程性質(zhì)、部位，所處環(huán)境等2．水泥強(qiáng)度等級的選擇依據(jù)：混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度3．技術(shù)要求

粒徑在0.15~4.75mm之間的骨料稱為細(xì)骨料（砂）定義

又稱骨料?；炷恋闹饕M成材料之一。主要起骨架作用和減小由于膠凝材料在凝結(jié)硬化過程中干縮濕脹所引起的體積變化，同時(shí)還作為膠凝材料的廉價(jià)填充料。有天然集料和人造集料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、礦渣、陶粒、膨脹珍珠巖等。顆集料按顆粒大小分為粗集料和細(xì)集料，一般規(guī)定粒徑大于4.75毫米者為粗集料，如碎石和卵石，粒徑自0.15~4.75毫米者為細(xì)集料，如天然砂。

(二)

細(xì)集料（砂）主要技術(shù)性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)細(xì)骨料人工砂天然砂河砂山砂機(jī)制砂混合砂分類砂子技術(shù)性能含泥量、石粉含量和泥塊含量有害物質(zhì)含量表觀密度、堆積密度、空隙率堅(jiān)固性粗細(xì)程度和顆粒級配堿的含量1、有害雜質(zhì)骨料中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物；

有害物質(zhì)限量工程事故實(shí)例：某中學(xué)五層教學(xué)樓，建筑面積2244m2，磚混結(jié)構(gòu)，使用半年后，發(fā)現(xiàn)磚砌體裂縫，墻面抹灰起殼。一年后，建筑物裂縫嚴(yán)重，墻面滲水，屋面漏雨，許多門窗不能開關(guān)，并且還在繼續(xù)，成為危房不能使用。調(diào)查原因：所用的砂漿中的砂采用硫鐵礦渣代替，其中含硫量較高，有的高達(dá)4.6%。有害物質(zhì)的危害2、顆粒形狀及表面特征

細(xì)骨料的顆粒形狀及表面特征會影響其與水泥的黏結(jié)及混凝土拌合物的流動性。河砂、海砂的顆粒圓滑，拌制的混凝土流動性好，但海砂中常混有貝殼碎片及可溶性鹽類，會影響混凝土強(qiáng)度，所以配制混凝土?xí)r多采用河砂。山砂顆粒多棱角、表面粗糙，與水泥石黏結(jié)好，故拌制的混凝土強(qiáng)度較高，但拌合物的流動性較差。粗細(xì)程度：不同粒徑顆粒混在一起的平均粗細(xì)程度。級配：不同粒徑顆粒的分布情況。細(xì)度等級：粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂。3、骨料的粗細(xì)程度和顆粒級配圖4-2

細(xì)骨料顆粒級配a-—單一粒徑；b—配有部分次大粒徑；c—在圖b的剩余空隙中再填入小顆粒1）定義

砂的顆粒級配，是表示砂大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充的，空隙率越小，混凝土骨架越密實(shí)，所需水泥漿越少且有助于混凝土強(qiáng)度和耐久性的提高。從圖4-2可以看出：多粒級搭配的砂，空隙率較小。細(xì)骨料

砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同用量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。砂的顆粒級配，即表示砂中大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。細(xì)骨料

因此，在拌制混凝土?xí)r，砂的顆粒級配和粗細(xì)程度應(yīng)同時(shí)考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗粒徑砂，并以適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙，則可達(dá)到空隙及總表面積均較小，這樣的砂比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度。它是評定砂質(zhì)量的重要指標(biāo)。砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分析的方法，是用一套孔徑（凈尺寸）為9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得各篩余留在各個(gè)篩上的砂的重量，并計(jì)算出各篩上的分計(jì)篩余百分率ai及累計(jì)篩余百分率Ａi（各個(gè)篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之和）。2）測定方法篩分析法：

評定砂的粗細(xì)程度和顆粒級配150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm表4-2篩余量、分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率的關(guān)系Ａi---累計(jì)篩余百分率，即該號篩與大于該號各篩分計(jì)篩余百分率之和。細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的細(xì)度模數(shù)范圍一般為3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１為粗砂，Ｍx在3.0～2.3為中砂，Ｍx在2.2～1.6為細(xì)砂，Ｍx在1.5～0.7為特細(xì)砂。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)一般.在2.2～3.2之間較為適宜。國家規(guī)范將細(xì)度模數(shù)為3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜篩孔的累計(jì)篩余量分成三個(gè)級配區(qū)。普通混凝土用砂的篩分曲線必須包容在三個(gè)級配曲線區(qū)域中的任一個(gè)區(qū)域以內(nèi)。某砂作篩分試驗(yàn)，分別稱取各篩兩次篩余量的平均值如下表所示：課堂練習(xí)

計(jì)算各號篩的分計(jì)篩余率、累計(jì)篩余率、細(xì)度模數(shù)，并評定該砂的顆粒級配和粗細(xì)程度。①4.75mm：②2.36mm：③1.18mm：④600μm：解：（1）各號篩的分計(jì)篩余率：⑤300μm：⑥150μm：（2）各號篩的累計(jì)篩余率為：①4.75mm：②2.36mm：③1.18mm：④600μm：⑤300μm：⑥150μm：（3）該砂的級配根據(jù)A4＝61.8％可知，該砂的級配為2區(qū)。A1～A5全部在2區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi)，因此級配合格。該砂的細(xì)度模數(shù)為：因此該砂屬于中砂。１Ｍx在3.7～3.１為粗砂，Ｍx在３.0～2.3為中砂，Ｍx在2.2～1.6為細(xì)砂，Ｍx在1.5～0.7為特細(xì)砂。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)一般.在2.2～3.2之間較為適宜。表4-3

砂級配區(qū)的規(guī)定

為便于應(yīng)用，可將表4-3中的數(shù)據(jù)，繪制成砂級配曲線圖，即以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo)，以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，畫出砂的“1、2、3”三個(gè)區(qū)的級配曲線，如下圖所示。使用時(shí)，將砂子篩分試驗(yàn)測算得到的各累計(jì)篩余百分率，點(diǎn)繪到下圖中，并連成曲線，然后觀察此篩分結(jié)果的曲線，只要曲線落在三個(gè)區(qū)的任何一個(gè)區(qū)內(nèi)，判斷砂子級配合格。配制混凝土?xí)r，應(yīng)優(yōu)先選用2區(qū)砂；采用1區(qū)砂時(shí)，在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)提高砂率并保持足夠的水泥用量，以滿足和易性；采用3區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土強(qiáng)度。配制混凝土?xí)r，宜優(yōu)先選用2區(qū)砂，當(dāng)采用1區(qū)砂時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高砂率，并保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性，當(dāng)采用3區(qū)砂時(shí)，適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土的強(qiáng)度。3區(qū)2區(qū)1區(qū)砂的1、2、3級配區(qū)曲線

4.砂的等級評定

1、堅(jiān)固性的含義：骨料在自然風(fēng)化和其它外界物理、化學(xué)因素作用下抵抗碎裂的能力。

2、骨料堅(jiān)固性的技術(shù)要求41

（三）粗集料——石子

混凝土中的粗骨料是指粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，常用的有碎石和卵石。卵石又稱礫石，它是由天然巖石經(jīng)自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石及山卵石等幾種，其中以河卵石應(yīng)用較多。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》規(guī)定，按卵石、碎石技術(shù)要求，石子分為三類，Ⅰ類宜用于強(qiáng)度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類宜用于強(qiáng)度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強(qiáng)度等級小于C30的混凝土。42卵石43碎石44強(qiáng)度及堅(jiān)固性表觀密度、堆積密度、空隙率堿—集料反應(yīng)針片狀顆粒含量含泥量和泥塊含量有害物質(zhì)最大粒徑及顆粒級配

粗集料技術(shù)要求451.有害雜質(zhì)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、碎石》中規(guī)定，粗集料中常含有黏土、淤泥、硫化物和硫酸鹽及卵石中的有機(jī)質(zhì)等有害物質(zhì)，它們的危害作用與在細(xì)集料中相同。另外，在石子中常含有針狀（顆粒長度大于該顆粒相應(yīng)粒級平均粒徑2.4倍）和片狀（厚度小于平均粒徑的0.4倍）顆粒。針、片狀顆粒易折斷，其含量較多時(shí)，會降低拌合物的流動性和硬化后混凝土的強(qiáng)度。47有害物質(zhì)含量

為保證混凝土的強(qiáng)度及耐久性，石子中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物，其有害物質(zhì)含量不得大于表的規(guī)定。4.6

碎石或卵石的有害物質(zhì)含量（GB/T14685-2001）48含泥量和泥塊含量含泥量是指石子中粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量是指石子中粒徑大于4.75mm，經(jīng)水洗手捏后變成小于2.36mm的顆粒含量。建筑用卵石、碎石的含泥量和泥塊含量應(yīng)符合表4.5的規(guī)定。

表4.5

建筑用卵石、碎石的含泥量和泥塊含量（GB/T14685-2001）

1、骨料中泥和泥塊的技術(shù)要求Ⅰ類骨料:宜用于強(qiáng)度等級＞C60的混凝土Ⅱ類骨料:宜用于強(qiáng)度等級C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土。Ⅲ類骨料：宜用于強(qiáng)度等級＜C30的混凝土和建筑砂漿1、泥和泥塊的危害工程事故實(shí)例：某工程采用30cm×30cm斷面，9m長的方樁，當(dāng)樁打入土內(nèi)2.5m時(shí)，在樁頂下2m處，樁身出現(xiàn)裂縫，隨著錘擊次數(shù)的增加，混凝土逐漸破碎，直至最后破壞。在樁內(nèi)混凝土破碎處，發(fā)現(xiàn)一塊5cm×8cm×4cm橢圓形的粘土塊。51

針片狀顆粒含量凡石子長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑的2.4倍的為針狀顆粒，厚度小于平均粒徑0.4倍的為片狀顆粒。平均粒徑指該粒級上、下限粒徑尺寸的平均值。針片狀顆粒不僅本身易折斷，影響混凝土的強(qiáng)度，而且還會增加石子的空隙率，并影響混凝土拌和物的和易性，降低混凝土的質(zhì)量，因此應(yīng)控制其含量。限制指標(biāo)見表4.4。表4.4碎石或卵石的針片狀顆粒含量（GB/T14685-2001）52針片狀顆粒測定方法：規(guī)準(zhǔn)儀法532、石的最大粒徑和顆粒級配

1、最大粒徑

粗集料中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗集料的粗細(xì)程度用最大粒徑表示。當(dāng)粗集料最大粒徑增大時(shí)，在質(zhì)量相同的條件下，總表面積隨之減少。因此，保證一定厚度潤滑層所需的水泥漿或砂漿的數(shù)量也相應(yīng)減少，從而節(jié)約水泥，所以粗集料的最大粒徑應(yīng)在條件許可下，盡量選用較大的。由試驗(yàn)研究證明，最佳的最大粒徑取決于混凝土的水泥用量。當(dāng)集料最大粒徑小于80mm時(shí)，水泥用量隨最大粒徑的增大而急劇減少；但當(dāng)最大粒徑大于150mm時(shí)，對節(jié)約水泥并不明顯。因此，在大體積混凝土中，條件許可時(shí)，應(yīng)盡量采用較大粒徑。在水利、水港等大型工程中最大粒徑常采用120mm或150mm；在房屋建筑工程中，由于構(gòu)件尺寸小，一般最大粒徑只用到40mm或60mm。集料最大粒徑還受結(jié)構(gòu)型式和配筋疏密限制，石子粒徑過大，對攪拌和運(yùn)輸都不方便，因此，要綜合考慮集料最大粒徑。2、石的最大粒徑1）最大粒徑（通常5mm<d<40mm）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》對混凝土粗骨料最大粒徑（dmax）的規(guī)定：柱：dmax<結(jié)構(gòu)最小截面尺寸的1/4板：dmax≤板厚的1/3，且≤40mm

鋼筋混凝土：dmax≤鋼筋最小間距的3/4

高強(qiáng)混凝土：dmax≤20mm55粗集料最大粒徑是指集料100%都能通過的最小的標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸；而“公稱最大粒徑”則是指集料可能全部通過或允許有少量不通過（一般允許篩余不超過10%）的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸，通常比“最大粒徑”小一個(gè)粒級

小知識56按供應(yīng)情況分顆粒級配分類單粒粒級連續(xù)粒級2）顆粒級配與最大粒徑最大粒徑粗骨料中公稱粒級的上限定義57粗骨料（2）顆粒級配粗骨料的級配原理和要求與細(xì)骨料基本相同。級配試驗(yàn)采用篩分法測定，即用2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和9.0ｍｍ等十二種孔徑的方孔篩進(jìn)行篩分。粗集料級配按供應(yīng)情況可分為連續(xù)粒級和單粒粒級兩種。連續(xù)級配是石子粒級呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級石子占一定比例。連續(xù)級配集料與天然集料情況比較接近，是工程上最常用的級配。58用連續(xù)級配的骨料配制的混凝土混合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。易于保證混凝土的質(zhì)量，便于大型混凝土攪拌站使用，適合泵送混凝土，但連續(xù)級配集料不一定是級配最好的集料。單粒粒級集料配制混凝土?xí)哟笏嘤昧浚瑢炷恋氖湛s等性能造成不利影響，但它可以通過各粒級的不同組合，配制成各種不同要求的級配集料，以保證混凝土的質(zhì)量和施工要求，也可與連續(xù)粒級混合使用，以改善其級配或配成較大粒度的連續(xù)粒級。59

另外還有一種間斷級配，是人為地剔除某些中間粒級顆粒，大集料空隙由小許多的小粒徑顆粒填充，故能降低集料的空隙率，增加密實(shí)度，節(jié)約水泥。按理論上計(jì)算，當(dāng)分級增大時(shí)集料空隙率的降低速率較連續(xù)級配大，可較好地發(fā)揮集料的骨架作用而減少水泥用量，適用于低流動性或干硬性混凝土。但間斷級配集料配制的混凝土拌和物往往易于離析、和易性較差，施工困難，工程中較少采用。60表4.8

碎石或卵石的顆粒級配范圍（GB/T14685-2001）613、強(qiáng)度粗集料在混凝土中主要起骨架作用，為保證混凝土的強(qiáng)度要求，粗集料都必須是質(zhì)地致密、具有足夠的強(qiáng)度。碎石或卵石的強(qiáng)度，用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法表示。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C60及以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行巖石抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)。在選擇采石場或?qū)Υ旨蠌?qiáng)度有嚴(yán)格要求或?qū)|(zhì)量有爭議時(shí)，也宜用巖石立方體強(qiáng)度作檢驗(yàn)。對經(jīng)常性的生產(chǎn)質(zhì)量控制則用壓碎指標(biāo)值檢驗(yàn)較為簡便。通常卵石的強(qiáng)度用壓碎指標(biāo)表示，碎石的強(qiáng)度即可用壓碎指標(biāo)，又可用抗壓強(qiáng)度表示。巖石立方體強(qiáng)度是將巖石制成50mm×50mm×50mm的立方體（或直徑與高均為50mm的圓柱體）試件，浸沒于水中48h后，從水中取出，擦干表面，放在壓力機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度（MPa）試驗(yàn)?；鸪蓭r試件的強(qiáng)度應(yīng)不小于80MPa，變質(zhì)巖應(yīng)不小于60MPa，水成巖應(yīng)不小于30MPa。62

壓碎指標(biāo)表示石子抵抗壓碎的能力，混凝土用碎石或卵石的壓碎指標(biāo)值愈小，表示石子抵抗破碎的能力愈強(qiáng)，可間接推測其相應(yīng)強(qiáng)度。對不同強(qiáng)度等級的混凝土，壓碎指標(biāo)應(yīng)符合表4.9的規(guī)定。表4.9碎石、卵石壓碎指標(biāo)值（GB/T14685-2001）

混凝土用水的質(zhì)量要求基本要求：1、不影響混凝土的凝結(jié)硬化2、不影響混凝土的強(qiáng)度發(fā)展及耐久性3、不加快鋼筋銹蝕4、不引起預(yù)應(yīng)力筋脆斷5、不污染混凝土表面4、拌合及養(yǎng)護(hù)用水

在拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用的水中，不得含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的有害雜質(zhì)，如油脂、糖類等。污PH值小于4的酸性水，含硫酸鹽超過水重1％的水及會對鋼筋造成銹蝕的海水等均不得使用。凡是可以飲用的自來水、清潔的天然水都可用來拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土。5、外加劑（一）外加劑的定義混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量一般不大于水泥重量的5%（特殊情況除外）。（二）分類1、按化學(xué)成分分無機(jī)外加劑有機(jī)外加劑有機(jī)—無機(jī)外加劑①改善混凝土流變性能的外加劑②調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間和硬化性能的外加劑③改善耐久性的外加劑④改善其它性能的外加劑

2、按主要功能分（三）常用外加劑

1、改善混凝土流變性能的外加劑

1）減水劑①減水劑的定義：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量，從而提高混凝土強(qiáng)度，節(jié)約水泥；或在不減水的情況下能提高拌合物流動性的外加劑。木質(zhì)素系減水劑：

木鈣（簡稱M劑）奈磺酸鹽系減水劑：水溶性樹脂類減水劑：

磺化三聚氰胺甲醛樹脂（密胺樹脂）糖蜜類減水劑復(fù)合減水劑

②常用減水劑③應(yīng)用注意事項(xiàng)：施工中要嚴(yán)格控制摻量工程事故實(shí)例：四川某工程采用木質(zhì)素磺酸鈣粉作減水劑，規(guī)定摻量為水泥用量的0.25%，施工時(shí)木鈣粉減水劑配成溶液，加入混凝土中進(jìn)行攪拌，按照配合比要求每罐混凝土中加一桶減水劑液，實(shí)際加了兩桶，當(dāng)時(shí)施工氣溫又較低，混凝土澆搗二天后還未硬化，不得不把混凝土全部挖掉，重新澆筑。2）引氣劑①引氣劑的定義在攪拌混凝土過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

松香樹脂皂類②常用類型烷基苯磺酸鹽類脂肪醇磺酸鹽類石油磺酸鹽類

改善混凝土拌合物的和易性提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性混凝土抗壓強(qiáng)度有所下降

⑤摻加注意事項(xiàng)

④應(yīng)用③引氣劑對混凝土性能的影響及作用

2、改善混凝土早期強(qiáng)度的外加劑1）定義：能加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑2）常用類型：氯鹽、硫酸鹽、有機(jī)胺等3、調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化時(shí)間的外加劑1）速凝劑2）緩凝劑6、混凝土摻合料（一）定義

在混凝土攪拌前或攪拌過程中為改善混凝土的性能、減少混凝土的水泥用量、降低混凝土的成本、而加入的磨細(xì)礦物粉料。（二）作用及機(jī)理

1、改善新拌混凝土的和易性——形態(tài)效應(yīng)2、改善混凝土的強(qiáng)度——活性效應(yīng)

微集料效應(yīng)3、降低水化熱4、改善混凝土耐久性§3混凝土的性質(zhì)

混凝土的性質(zhì)

二．硬化混凝土的性質(zhì)一．新拌混凝土的性質(zhì)一．新拌混凝土的性能

—和易性（工作性）

（一）定義【和易性】是指混凝土拌合物能保持其組成成分均勻、不發(fā)生分層離析、泌水等現(xiàn)象，適于運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)成型等施工作業(yè)，并能獲得質(zhì)量均勻、密實(shí)的混凝土的性能。

流動性和易性粘聚性保水性

（二）和易性的測定

坍落度維勃稠度流動性：和易性粘聚性：目測，經(jīng)驗(yàn)判斷保水性：目測，經(jīng)驗(yàn)判斷維勃稠度儀1．坍落度法測定測定混凝土流動性適用條件骨料最大粒徑40mmSL>10mm

≥200mm自流平混凝土≥160mm大流動性混凝土SL100-150mm流動性混凝土50-90mm塑性混凝土10-40mm低塑性混凝土<10mm干硬性混凝土2．維勃稠度法測定混凝土流動性適用條件骨料最大粒徑40mm

SL<10mmV0≥31S超干硬性混凝土V1=30-21S特干硬性混凝土V2=20-11S干硬性混凝土V3=10-5S半干硬性混凝土

坍落度的選擇原則：不妨礙施工操作并能保證振搗密實(shí)的條件下，盡可能采用較小坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量較高的混凝土依據(jù)：《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204

（三）影響和易性的因素

組成材料質(zhì)量、性質(zhì)內(nèi)因組成材料相對含量外因環(huán)境溫度存放時(shí)間1．混凝土組成材料質(zhì)量、性質(zhì)的影響1）水泥——品種、細(xì)度、摻加量2）骨料——表面形狀、顆粒粗細(xì)、級配、品種3）外加劑——品種、摻量4）摻合料——品種、細(xì)度、摻量2．混凝土組成材料相對含量的影響1）水灰比（W/C）2）水泥漿數(shù)量（漿骨比）注意：施工中為了保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，不準(zhǔn)用單純改變用水量的方法調(diào)整拌合物的稠度，應(yīng)在保持W/C條件下，改變水泥漿量來調(diào)整流動性。合理砂率（最佳砂率）：用水量及水泥用量一定、拌合物獲得最大流動性，且保持粘聚性及保水性能良好的砂率值；或在拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性和保水性條件下，使水泥用量最少。

3）砂率（SP）砂率：3．環(huán)境溫度4．拌合物存放時(shí)間水泥C水W砂S石G外加劑摻合料水泥漿骨料漿骨比①③W/C②④⑤SP⑥⑦（四）改善和易性的措施1．選擇適宜品種的水泥2．采用最佳砂率，以提高混凝土質(zhì)量及節(jié)約水泥3．改善砂、石級配4．在可能條件下盡量采用較粗的砂、石5．當(dāng)混凝土拌合物坍落度太小時(shí)，保持W/C不變，增加適量的水泥漿；當(dāng)坍落度太大，保持砂率不變，增加適量的砂、石。6．有條件時(shí)盡量摻用外加劑

二．硬化混凝土的性質(zhì)強(qiáng)度耐久性變形性

（一）硬化混凝土的強(qiáng)度

1．抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級1）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測定方法：①按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的，②邊長為150mm的立方體試件，③在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（20±1℃，相對濕度90%以上），④養(yǎng)護(hù)至28d，⑤以標(biāo)準(zhǔn)方法測試、⑥計(jì)算，得到的抗壓強(qiáng)度值。

試件尺寸的選擇及抗壓強(qiáng)度折算系數(shù)

2）強(qiáng)度等級Cn強(qiáng)度等級的劃分：

標(biāo)準(zhǔn)方法制作的，150mm×150mm×150mm試件，養(yǎng)護(hù)溫度、濕度20±1℃，相對濕度90%以上，養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d，批次混凝土的強(qiáng)度保證率≥95%目前我國混凝土劃分為：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,14個(gè)等級.2．影響混凝土強(qiáng)度的因素內(nèi)因：外因：水泥石骨料水泥石—骨料界面的強(qiáng)度環(huán)境溫濕度及養(yǎng)護(hù)制度養(yǎng)護(hù)齡期施工方法實(shí)驗(yàn)條件1）水泥強(qiáng)度2）水灰比3）粗集料

碎石：A=0.53,B=0.20卵石:A=0.49,B=0.13fe=fc?γc適用條件：W/C=0.4～0.8拌合物充分振搗密實(shí)

4）養(yǎng)護(hù)條件（溫度和濕度）5）齡期3．提高混凝土強(qiáng)度的措施

1）采用高強(qiáng)度等級的水泥或早強(qiáng)型水泥2）采用低水灰比的干硬性混凝土3）采用質(zhì)量合格，級配良好的碎石，合理的砂率4）施工采用機(jī)拌機(jī)振

5）摻外加劑和摻合料

6）

采用合理的養(yǎng)護(hù)條件

（三）硬化混凝土的耐久性1．定義：混凝土在長期外界因素作用下，抵抗外部和內(nèi)部不利影響的能力。2．混凝土耐久性良好的意義延長結(jié)構(gòu)使用壽命，減少維修保養(yǎng)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益

3．常見耐久性問題抗?jié)B性抗凍性抗侵蝕性抗碳化性抗堿集料反應(yīng)

1）抗?jié)B性A．定義：混凝土抵抗壓力液體（水、油、溶液等）滲透作用的能力B．表示方法：抗?jié)B標(biāo)號PnC．測定方法：D．滲透原因：E．提高混凝土抗?jié)B性能措施：——提高混凝土的密實(shí)性2）抗凍性A．定義：硬化混凝土在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。B．表示方法：抗凍標(biāo)號FnC．影響因素D．提高措施3）抗侵蝕性4）碳化A．定義：混凝土中的水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度相宜時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，也稱混凝土的中性化。B．影響因素：水泥品種

內(nèi)因水灰比外因水泥漿量CO2濃度環(huán)境濕度外加劑施工質(zhì)量

5）堿——集料反應(yīng)A．定義B．A—A反應(yīng)的三個(gè)條件C．預(yù)防措施采用低堿水泥水泥中摻加火山灰混合材，摻引氣劑或引氣減水劑4．提高耐久性的措施1）選用適當(dāng)品種的水泥2）控制W/C比，并保證足夠的水泥用量3）選用品質(zhì)良好，級配合格的骨料4）摻減水劑、引氣劑5）改善施工工藝，攪拌均勻、振搗密實(shí)、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等6）在混凝土表面涂刷保護(hù)層。

§4普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級要求；滿足混凝土施工所要求的和易性；滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本.混凝土配合比設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備了解工程設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級、質(zhì)量穩(wěn)定性的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配置情況了解混凝土施工方法及管理水平掌握原材料(水泥、砂、石骨料、拌和用水的水質(zhì)、外加劑等)的性能指標(biāo)配合比設(shè)計(jì)中三個(gè)基本參數(shù)

水灰比（mw/mc）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法步驟:1首先按照已選擇的原材料性能及對混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行初步計(jì)算,得出‘‘初步計(jì)算配合比”2再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試拌調(diào)整,得出‘‘基準(zhǔn)配合比”3然后經(jīng)過強(qiáng)度檢驗(yàn),定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)的‘‘設(shè)計(jì)配合比”4最后根據(jù)現(xiàn)場砂.石的實(shí)際含水率,對實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行調(diào)整,求出‘‘施工配合比”（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比1.試配按基準(zhǔn)配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強(qiáng)度。2.調(diào)整（１）調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比

測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實(shí)測坍落度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實(shí)際體積密度（ρc,t）。（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（2）強(qiáng)度調(diào)整一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。3.設(shè)計(jì)配合比的確定（1）根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）相對應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：①單位用水量（mw）應(yīng)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)測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；②水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計(jì)算確定；③粗集料和細(xì)集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。（三）計(jì)算施工配合比假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a％和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為：＝mc＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示為：任務(wù)五其他品種混凝土抗?jié)B混凝土高強(qiáng)混凝土大體積混凝土纖維混凝土防輻射混凝土混凝土的裝飾手法很多，通常是在混凝土表面做成一定的線形、圖案、質(zhì)感、色彩等獲得建筑藝術(shù)性，從而滿足建筑立面、地面或屋面的不同裝飾要求。目前裝飾混凝土主要有以下幾種。一、彩色混凝土：是用白水泥或彩色水泥、白色或彩色石子、石屑和水等配制而成的混凝土?？蓪炷琳w著色，但成本較高，不能廣泛使用。也可僅對面層著色，即將彩色飾面材料先鋪于模板上，再在其上澆筑混凝土。除此之外，還可在新澆筑的混凝土表面上干撒著色硬化劑顯色，或?qū)⒒瘜W(xué)著色劑滲入已硬化混凝土表面毛細(xì)孔中，生成難溶且耐磨的有色沉淀物而顯示色彩。彩色混凝土目前多用于制作路面磚，可使路面形成多彩美麗的圖案和永久性的交通管理標(biāo)志，具有美化城市的作用。但彩色混凝土在使用時(shí)表面易出現(xiàn)白霜，原因是混凝土中的氫氧化鈣和少量的硫酸鈉隨混凝土內(nèi)水分蒸發(fā)而被帶向表面并沉積在混凝土表面，以后又與空氣中二氧化碳作用變?yōu)榘咨奶妓徕}和碳酸鈉晶體，這就是白霜。白霜遮蓋了混凝土的色彩，嚴(yán)重降低了裝飾效果。防止白霜的常用方法：提高混凝土的密實(shí)度，如降低水灰比、機(jī)械攪拌和振搗、摻加摻合料和外加劑；采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可有效防止初期白霜的形成；在硬化混凝土表面噴涂聚烴硅氧系憎水劑、丙烯酸系樹脂等處理劑等。二、清水混凝土1、定義：根據(jù)《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ169-2009，清水混凝土為表面不做任何外裝飾，直接用混凝土的自然表面效果作為飾面效果的混凝土。分普通清水混凝土、飾面清水混凝土和裝飾清水混凝土。要求其表面平整，色澤均勻，線條規(guī)則分明，棱角分明，表面無蜂窩、麻面及氣泡，預(yù)埋件、預(yù)埋螺栓、對拉螺栓位置排列整齊，模板拼縫有規(guī)律，無碰損和污染。普通清水混凝土：表面顏色無明顯色差，對飾面效果無特殊要求的清水混凝土。飾面清水混凝土：表面顏色基本一致，由有規(guī)律排列的對拉螺栓孔眼、明縫、禪縫、假眼等組合形成的、以自然質(zhì)感為飾面效果的清水混凝土。裝飾清水混凝土：表面形成裝飾圖案、鑲嵌裝飾片或彩色的清水混凝土。明縫：凹入混凝土表面的分割線或裝飾線。禪縫：模板面板拼縫在混凝土表面留下的細(xì)小痕跡。假眼：在沒有螺栓孔的位置設(shè)置的有飾面效果的孔眼。

2、發(fā)展歷程：20世紀(jì)初時(shí)，混凝土因其力學(xué)特性開始廣泛應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域。在一段時(shí)間里混凝土被人們普遍認(rèn)為是一種單調(diào)乏味、冷漠丑陋、毫無人性化可言的建筑材料。到20世紀(jì)中期，建筑家們逐漸把目光從混凝土作為結(jié)構(gòu)材料的利用轉(zhuǎn)移到混凝土材料本身所擁有的柔軟感、剛硬感、溫暖感、冷漠感等對人的感官及精神的影響和刺激上，開始用混凝土所擁有的與生俱來的裝飾性來表達(dá)建筑的情感。到20世紀(jì)后期，越來越多的清水混凝土出現(xiàn)在歐洲、北美州等發(fā)達(dá)國家，尤其在日本，一種被認(rèn)為更接近于東方“無為而為”思想的精神被以安藤忠雄為代表的日本建筑師融入其設(shè)計(jì)的清水混凝土建筑中，混凝土脫模之后所呈現(xiàn)的自然紋理在禪縫與螺栓孔的劃分限定下，