建筑材料-混凝土介紹

建筑材料——混凝土介紹第1頁/共103頁4.1概述正在施工的秦山核電站第2頁/共103頁4.1.1混凝土的定義和分類混凝土由膠凝材料（膠結料）、粗、細骨料（集料）、水及其他材料，按適當比例配制并硬化而成的具有所需形狀、強度和耐久性的人造石材。普通混凝土由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的化學外加劑組成，經過水泥凝結硬化后形成的、干體積密度為2000～2800kg/m3，具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。三峽工程鋼筋混凝土重力壩第3頁/共103頁4.1.1混凝土的特點優(yōu)點良好的可澆筑性；易于加工成型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件及構筑物；性能的多樣性；可通過改變混凝土組成成分及數(shù)量比例，獲得不同物理性能的產品。良好的耐久性與經濟性；

混凝土經久耐用，原材料來源廣泛，成本低廉混凝土中約80%以上的材料是砂石料，屬地方性材料，來源豐富，價格低廉；符合就地取材和經濟原則水泥混凝土與鋼筋可牢固粘結；具有一定的美學特性。缺點自重大

1m3混凝土重2400kg，故結構物自重較大，導致地基處理費用增加。脆性大，易開裂，抗拉強度?。蛔冃文芰Σ?、比強度小第4頁/共103頁混凝土的結構混凝土的結構水泥+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成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結作用砂+石子填充作用骨架作用第5頁/共103頁4.1.3混凝土的分類按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土、石膏混凝土及水玻璃混凝土等。按表觀密度分重混凝土ρ0＞2600kg/m3。普通混凝土ρ0＝1950～2600kg/m3。輕混凝土ρ0＜1950kg/m3

按用途分結構混凝土、裝飾混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等。第6頁/共103頁混凝土的分類按強度分普通混凝土＜C60。高強混凝土≥C60。超高強混凝土≥100MPa。按生產和施工工藝分泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、預拌混凝土（商品混凝土）等。按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土等。噴射混凝土施工泵送混凝土施工第7頁/共103頁4.2普通混凝土的用骨料第8頁/共103頁一、砂的技術質量要求定義砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。分類按產源分按技術要求分Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等第9頁/共103頁砂的技術質量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度ρs′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρso′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.08mm的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于1.25mm，經水洗、手捏后小于630μm的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。第10頁/共103頁砂的技術質量要求項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（質量計，%）0＜1.0＜2.0天然砂含泥量和泥塊含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍試驗MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥塊含量第11頁/共103頁砂的技術質量要求3.有害物質含量砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質主要是云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質量計）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質（%)（質量計）＜1.0＜1.0＜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＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質量計）＜0.01＜0.02＜0.06第12頁/共103頁砂的技術質量要求4.顆粒級配（1）顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。（2）級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當，其空隙率小，且總表面積小，可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。（3）顆粒級配采用篩分法確定，詳見實驗部分。（4）顆粒級配的指標級配區(qū)按600μm篩的累計篩余率的大小，可分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)共三個級配區(qū)。詳見下頁表。級配合格判定砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內；除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。第13頁/共103頁砂的技術質量要求方篩孔累計篩余率，％1區(qū)2區(qū)3區(qū)9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。2）1區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～85，2區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～80，3區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～75。砂的顆粒級配區(qū)第14頁/共103頁砂的技術質量要求（5）級配的選擇宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當采用1區(qū)砂時，應適當提高砂率；當采用3區(qū)砂時，應適當減小砂率。5.規(guī)格砂按細度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細砂：粗砂Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；細砂

Mx=2.2～1.6。細度模數(shù)按下式計算：式中：Mx——細度模數(shù)；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計篩余百分率，％。第15頁/共103頁二、石子的技術質量要求定義粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。分類按產源分：卵石和碎石按技術要求分：Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。第16頁/共103頁石子的技術質量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度ρg′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρgo′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標見表。第17頁/共103頁石子的技術質量要求3.針片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。見表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥塊含量（質量計，%）0＜0.5＜0.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量第18頁/共103頁石子的技術質量要求項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（質量計）＜5＜15＜25碎石、卵石針片狀顆粒含量4.有害物質含量卵石、碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%）（SO3質量計）＜0.5＜1.0＜1.0第19頁/共103頁三、石子的技術質量要求5.強度采用巖石抗壓強度和壓碎指標兩種檢驗：巖石抗壓強度是將母巖制成50mm×50mm×50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。壓碎指標是將一定質量風干狀態(tài)下9.50～19.0mm的顆粒裝入標準圓模內，在壓力機上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)定，卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細粉，稱出篩余量。按下式計算：式中：Qc——壓碎指標值；

G1——試樣的質量，g；

G2——壓碎后的篩余量，g。第20頁/共103頁6.顆粒級配為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度，粗骨料也要求有良好的顆粒級配。粗骨料的顆粒級配有連續(xù)級配與間斷級配兩種。連續(xù)級配是石子由小到大連續(xù)分級；間斷級配是指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配，中間為不連續(xù)的級配，由于易產生離析，應用較少。三、石子的技術質量要求項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的壓碎指標第21頁/共103頁石子的技術質量要求7.最大粒徑粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒級的最大粒徑。從結構上考慮根據(jù)規(guī)定，混凝土用粗骨料的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間距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。從施工上考慮對泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內徑之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高層建筑宜在1：3～1：4，超高層建筑宜在1：4～1：5。從經濟上考慮當最大粒徑小于80mm時，水泥用量隨最大粒徑減小而增加，當大于150mm后，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。第22頁/共103頁三、水泥的選擇品種的選擇配制普通混凝土的水泥品種，應根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件，結合水泥性能，且考慮當?shù)厣a的水泥品種情況等，進行合理地選擇。強度等級的選擇原則上，配制高強度等級的混凝土，選擇高強度等級的水泥；一般情況下，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.5～2.0倍；配制高強混凝土時，可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右。第23頁/共103頁四、拌合用水的選擇混凝土拌合和養(yǎng)護用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下水和經適當處理的工業(yè)用水。拌制和養(yǎng)護混凝土宜采用飲用水，當采用其它來源水時，應符合《混凝土拌合用水標準》（JGJ63—1989）的規(guī)定。第24頁/共103頁§4－4混凝土拌合物的和易性第25頁/共103頁一、和易性（工作性）的概念

混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到結構均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流動性易達結構均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內聚力，在運輸和澆注過程中不致產生離析和分層現(xiàn)象的性質。具有一定的保持內部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質。保證混凝土硬化后的質量第26頁/共103頁二、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。1.坍落度法測定混凝土拌合物在自重作用下產生的變形值——坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。第27頁/共103頁二、和易性的評定維勃稠度法采用維勃稠度儀測定。其方法是：開始在坍落度筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時用秒表計時，當振動到透明圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間停止計時，并關閉振動臺。由秒表讀出時間即為該混凝土拌合物的維勃稠度值，精確至1s。2.維勃稠度法測定使拌合物密實所需要的時間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。第28頁/共103頁三、混凝土拌合物按流動性的分類

按《混凝土質量控制標準》（GB50164）的規(guī)定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度、維勃稠度分為四級。見下表。名稱代號指標混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s第29頁/共103頁混凝土施工時坍落度的選擇

混凝土拌合物坍落度的選擇，應根據(jù)施工條件、構件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。見下表4-6。結構種類坍落度，mm基礎或地面等的墊層，無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結構（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結構70～90第30頁/共103頁4.4.3影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關系①水泥漿數(shù)量和單位用水量；②骨料的品種、級配和粗細程度；③砂率；④外加劑。見下圖。2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。水泥水①砂石子外加劑④水泥漿①骨料②混凝土拌合物第31頁/共103頁影響和易性的因素合理砂率的確定合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌合物的流動性（坍落度T）達到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。第32頁/共103頁改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的級配；摻外加劑或摻合料；根據(jù)環(huán)境條件，注意坍落度的現(xiàn)場控制；在水灰比不變的條件下，適當增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動性；在砂率不變的條件下，適當增加砂石的用量，可減小拌合物的流動性。摻外加劑的混凝土第33頁/共103頁§4－5硬化混凝土的技術性質第34頁/共103頁一、混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結強度第35頁/共103頁一、混凝土的強度1.立方體抗壓強度

以邊長為150mm的標準立方體試件，在溫度為20±3℃，相對濕度為90％以上的潮濕條件下或者在Ca（OH）2飽和溶液中養(yǎng)護，經28d齡期，采用標準試驗方法測得的抗壓極限強度。用fcu表示。當采用非標準試件時，須乘以換算系數(shù)，見下表：標準試驗方法是指《普通混凝土力學性能試驗方法》（GB/T50081－2002），詳見實驗部分。試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數(shù)標準試件150×150×150401.00非標準試件100×100×100300.95200×200×200601.05第36頁/共103頁一、混凝土的強度2.混凝土強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。以“C”和混凝土立方體抗壓強度標準值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五個強度等級。立方體抗壓強度標準值（fcu,k

），是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。強度等級表示的含義：強度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。C30“C”代表“混凝土”?！?0”代表fcu,k＝30.0MPa；第37頁/共103頁一、混凝土的強度3.軸心抗壓強度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為0～55MPa范圍內fcp=（0.7～0.8）fcu。在結構設計計算時，一般取fcp＝0.67fcu。非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。FF第38頁/共103頁一、混凝土的強度4.劈裂抗拉強度式中：fts——劈裂抗拉強度，MPa；

P——破壞荷載，N；

A——試件劈裂面積，mm2。

劈裂抗拉強度較低，一般為抗壓強度的1/10～1/20。拉應力壓應力PP第39頁/共103頁一、混凝土的強度4.影響抗壓強度的因素（1）水泥的強度和水灰比式中：fcu——混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa；

fce——水泥28d抗壓強度的實測值，MPa；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；

αa、αb——回歸系數(shù)。當混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時越大，則混凝土的強度越低；水泥強度越高，則混凝土強度越高。第40頁/共103頁一、混凝土的強度（2）粗集料的品種碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結強度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結強度較低。在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。（3）養(yǎng)護條件在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結硬化速度越快，早期強度越高；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0℃以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險?；炷翝仓戤吅螅仨毤訌婐B(yǎng)護，保持適當?shù)臏囟群蜐穸龋员ＷC混凝土不斷地凝結硬化。第41頁/共103頁一、混凝土的強度（4）齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經歷的時間。在正常的養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在7～14d內強度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發(fā)展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的強度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標準養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。

式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。（5）外加劑n≥3第42頁/共103頁一、混凝土的強度5.提高混凝土抗壓強度的措施（1）采用高強度等級水泥；（2）采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；（3）采用濕熱處理養(yǎng)護混凝土構件；（4）改進施工工藝，加強攪拌和振搗；（5）在混凝土拌合時摻入減水劑或早強劑。第43頁/共103頁4.7混凝土的耐久性1.耐久性的主要內容（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質滲透的能力。混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規(guī)定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性質。用抗凍等級表示。抗凍等級是以28d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態(tài)下，強度損失不超過25％，且質量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。第44頁/共103頁二、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產生收縮而開裂。（5）堿集料反應堿集料反應是指水泥、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)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。應嚴格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質的含量。第45頁/共103頁二、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施（1）合理選擇混凝土的組成材料根據(jù)混凝土工程特點或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種；選擇質量良好、技術要求合格的骨料。（2）保證合理的混凝土配合比嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。（3）改進施工操作程序及工藝嚴格按操作規(guī)程進行施工操作。第46頁/共103頁二、混凝土的耐久性環(huán)境條件結構物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經受凍害的部件高濕度且經受凍害的室內部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經受凍害和除冰劑作用的室內和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）第47頁/共103頁§4.8混凝土外加劑第48頁/共103頁外加劑及其分類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。一般情況摻量不超過水泥質量的5%。按主要功能的分類（1）改善混凝土拌合物流動性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。（2）調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。（3）改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。（4）改善混凝土其它性能的外加劑，包括引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。第49頁/共103頁一、減水劑

混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。1.減水劑的作用機理減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結構是由親水基團和憎水基團組成；摻入減水劑前：當水泥加水拌合形成水泥漿的過程中，水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結構，水的作用不能充分發(fā)揮；第50頁/共103頁一、減水劑摻入減水劑后：表面活性劑在水泥顆粒表面作定向排列使水泥顆粒表面帶有同種電荷，這種排斥力遠遠大于水泥顆粒之間的分子引力，使水泥顆粒分散，絮凝狀結構中的水分釋放出來，混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮，拌合物的流動性明顯提高；表面活性劑的極性基與水分子產生締合作用，使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒之間直接接觸，起到潤滑作用，改善了拌合物的流動性。絮凝狀結構第51頁/共103頁一、減水劑2.減水劑的作用效果（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量5％～25％（普通型5％～15％，高效型10％～30％）。（2）提高混凝土拌合物的流動性。在用水量和強度一定的條件下，坍落度可提高100～200mm。（3）節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強度一定的情況下，可節(jié)約水泥5％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。第52頁/共103頁一、減水劑3.常用的減水劑（1）木質素系減水劑（M型）木質素系減水劑主要使用木質素磺酸鈣（木鈣），屬于陰離子表面活性劑，為普通減水劑，其適宜摻量為0.2～0.3％，減水率10％左右。對混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。（2）萘系減水劑高效減水劑，其主要成分為β一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多，目前我國生產的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ⅰ型等。萘系減水劑適宜摻量為0.5％～1.0％，其減水率較大，為10％～25%增強效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫０℃以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強、早強、流態(tài)等混凝土。第53頁/共103頁一、減水劑（3）樹脂類減水劑為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡稱密胺樹脂減水劑，為陰離子表面活性劑。我國產品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強高效減水劑，其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。SM適宜摻量為0.5％～2.0％，減水率達20％～27％。（4）糖蜜類減水劑普通減水劑。它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內產品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.2％～0.3％，減水率10％左右，屬緩凝減水劑。第54頁/共103頁二、早強劑

早強劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強度，對后期強度無明顯影響的外加劑。種類無機鹽類早強劑有機物類早強劑復合早強劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣1％～2％；硫酸鈉0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亞硝酸鈉+0.05％三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d～3d強度提高40％～100％，7d強度提高25％能使3d強度提高50％注意事項氯鹽會銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關規(guī)定對鋼筋無銹蝕作用早強效果顯著，適用于嚴格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強劑的品種、摻量及作用效果第55頁/共103頁§4.9普通混凝土的質量控制與評定第56頁/共103頁水泥安定性和強度；質保單骨料石：針片狀顆粒含量砂：顆粒級配，含泥量，氯鹽含量（海砂）一、材料進場質量檢驗和質量控制第57頁/共103頁水泥、水±2%骨料±3%混凝土在攪拌、運輸、澆注過程中的檢查：⒈組成材料質量和用量，每工作班≥2次⒉稠度，每工作班≥2次⒊拌和時間，最短時間（表6-18）

⒋從攪拌機中卸出到澆注完畢的持續(xù)時間（表6-19）二、新拌混凝土的質量檢驗和質量控制第58頁/共103頁頻率㈠.100盤但不超過100m3的同配合比的混凝土，取樣次數(shù)不得少于1次。㈡.每一工作班拌制的同配合比的混凝土，取樣次數(shù)不得少于1次。㈢.根據(jù)需要，增加試件組數(shù)。三、混凝土強度的檢驗第59頁/共103頁準備數(shù)據(jù)

強度平均值

f=∑fcu,i

四、混凝土強度的合格評定1nni=1

強度標準差

σ=ni=1∑fcu,i-n·fcu22n-1保證率P=N0N第60頁/共103頁統(tǒng)計方法評定

1.標準差已知方案

fcu≥fcu,k+0.7σ0

fcu,min≥fcu,k-0.7σ0

當≤C20時

fcu,min≥0.85fcu,k

當＞C20時

fcu,min≥0.9fcu,k四、混凝土強度的合格評定第61頁/共103頁2.標準差未知方案

fcu–λ1·σ0≥0.9fcu,k

fcu,min≥λ2·fcu,k四、混凝土強度的合格評定σ0=ni=1∑fcu,i-n·fcu22n-1第62頁/共103頁非統(tǒng)計方法評定

fcu≥1.15

fcu,k

fcu,min≥0.95

fcu,k

對于用不合格批混凝土制成的結構或構件應進行鑒定。對不合格批的結構或構件，必須及時處理。四、混凝土強度的合格評定第63頁/共103頁§4－8普通混凝土配合比設計第64頁/共103頁一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質量比”表示。質量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。（2）以各組成材料用量之比表示。例如上例也可表示為：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。第65頁/共103頁二、配合比設計的要求滿足結構設計的強度等級要求；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；符合經濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。第66頁/共103頁三、配合比設計基本參數(shù)

水灰比（mw/mc

）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設計的三個基本參數(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與強度、耐久性有關與流動性有關與粘聚性、保水性有關第67頁/共103頁四、配合比設計的步驟與方法（一）確定混凝土基準配合比（二）試配、調整，確定設計配合比（三）計算施工配合比第68頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比1.計算施工配制強度fcu,0式中:fcu,0——混凝土配制強度，MPa；

fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，MPa；

σ——混凝土強度標準差，MPa。混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應符合以下規(guī)定：計算時，強度試件組數(shù)不應少于25組；當混凝土強度等級為C20和C25級，其強度標準差計算值σ＜2.5MPa時，取σ＝3.0MPa；當混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標準差計算值σ＜3.0MPa時，取σ＝3.0MPa；當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204）的規(guī)定取用。第69頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比2.確定水灰比mw/mc（1）按混凝土強度要求計算水灰比式中：αa、αb——回歸系數(shù)；應根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關系式確定；當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混凝土αa＝0.46，αb＝0.07；卵石混凝土αa＝0.48，αb＝0.33。

fce——水泥28d抗壓強度實測值，MPa。強度等級＜C20C20～C35≥C35標準差σ，MPa4.05.06.0混凝土強度標準差第70頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比（2）復核耐久性為了使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。3.確定單位用水量mw（1）水灰比在0.40～0.80范圍內時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102031.540162031.540坍落度，mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg第71頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比（2）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單位用水量應通過試驗確定。（3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算：

mwa＝mw0（1－β）式中：mwa——摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg；

mw0——未摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg；

β——外加劑的減水率，應經試驗確定。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102040162040維勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165干硬性混凝土的單位用水量，kg第72頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比4.計算水泥用量mc（1）計算（2）復核耐久性將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應取規(guī)定的最小水泥用量。5.確定砂率βs

（1）坍落度為10～60mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經試驗確定；也可在下表基礎上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％確定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經試驗確定。第73頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比6.計算砂、石子用量ms0、mg0

（1）體積法又稱絕對體積法。1m3混凝土中的組成材料——水泥、砂、石子、水經過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即：

Vc+Vs+Vg+Vw+Va

＝1混凝土砂率，％水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41第74頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比

解方程組，可得ms0、mg0

。式中：ρc、ρs、ρg、ρw——分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3；

α——混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取α＝1。（2）質量法質量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質量為mcp

，kg。第75頁/共103頁（一）確定混凝土基準配合比

解方程組可得ms0、mg0。式中：mc0、ms0、mg0、mw0——分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；

mcp——1m3混凝土拌合物的假定質量，kg。可取2350～2450kg/m3。

βs——混凝土砂率。7.計算基準配合比（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y，mw/mc

＝？。第76頁/共103頁（二）試配調整，確定設計配合比1.試配按基準配合比稱取一定質量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強度。2.調整（1）調整和易性，確定基準配合比

測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實測坍落度小于或大于設計要求，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，可適當提高砂率；每次調整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積密度（ρc,t）。第77頁/共103頁（二）試配調整，確定設計配合比（2）強度調整一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應較基準配合比分別增加及減少0.05，其用水量應該與基準配合比相同，但砂率值可做適當調整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標準養(yǎng)護28d進行強度測定。3.設計配合比的確定（1）根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應的灰水比（mc/mw）關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：①單位用水量（mw）應在基準配合比用水量的基礎上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調整確定；②水泥用量（mc）應以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；③粗集料和細集料用量（ms、mg）應在基準配合比的用量基礎上，按選定的灰水比進行調整后確定。第78頁/共103頁（二）試配調整，確定設計配合比（2）經試配確定配合比后，按下列步驟進行校正：①按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值ρc,c：

ρc,c＝mc+ms+mg+mw②應按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)δ：式中：ρc,t——混凝土體積密度實測值，kg/m3；

ρc,c——混凝土體積密度計算值，kg/m3。③當體積密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2％時，按（1）條確定的配合比即為設計配合比；當二者之差超過2％時，應將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)δ，得到設計配合比。第79頁/共103頁（三）換算施工配合比

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：第80頁/共103頁五、配合比計算例題例題某工程現(xiàn)澆室內鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C30。施工采用機械拌合和振搗，選擇的混凝土拌合物坍落度為30～50mm。施工單位無混凝土強度統(tǒng)計資料。所用原材料如下：

水泥：普通水泥，強度等級42.5MPa，實測28d抗壓強度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3；砂：中砂，級配2區(qū)合格。表觀密度ρs＝2.65g/cm3；石子：卵石，5～40mm。表觀密度ρg＝2.60g/cm3；水：自來水，密度ρw＝1.00g/cm3。施工中不使用任何外加劑。

試用體積法和質量法計算該混凝土的基準配合比。第81頁/共103頁五、配合比計算例題解:1.計算混凝土的施工配制強度fcu,0：根據(jù)題意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表3.24取σ＝5.0MPa，則

fcu,0

＝fcu,k+1.645σ

＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.確定混凝土水灰比mw/mc

（1）按強度要求計算根據(jù)題意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，則：（2）復核耐久性：經復核，耐久性合格。第82頁/共103頁五、配合比計算例題3.確定用水量mw0

根據(jù)題意，骨料為中砂，卵石，最大粒徑為40mm，查表取mw0＝160kg。4.計算水泥用量mc0（1）計算：（2）復核耐久性經復核，耐久性合格。5.確定砂率βs

根據(jù)題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。6.計算砂、石子用量ms0、mg0第83頁/共103頁五、配合比計算例題（1）體積法將數(shù)據(jù)代入體積法的計算公式，取α＝1，可得：

解方程組，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg。（2）質量法假定混凝土拌合物的質量為mcp＝2400kg，將數(shù)據(jù)代入質量法計算公式，得：

ms0+mg0＝2400－320－160

解方程組，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。第84頁/共103頁6.計算基準配合比（1）體積法

mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16，mw/mc

＝0.50；（2）質量法

mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20，mw/mc

＝0.50。第85頁/共103頁4.11其他品種的混凝土一、高強與高性能混凝土

概念：高強（C60以上）

高性能（主要以耐久性為指標）

特性：二、輕混凝土

輕骨料

大孔

多孔第86頁/共103頁§5建筑砂漿第87頁/共103頁定義和分類定義砂漿是由膠凝材料、細骨料、摻加料和水按一定比例配制而成的建筑工程材料。分類按用途不同分砌筑砂漿、抹面砂漿和特種砂漿。按膠凝材料分水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿第88頁/共103頁一、砌筑砂漿第89頁/共103頁（一）砌筑砂漿的組成材料1.膠凝材料及摻加料砌筑砂漿常用的膠凝材料是水泥，其品種應根據(jù)砂漿的用途和使用環(huán)境來選擇；水泥強度等級宜為砂漿強度等級的4～5倍，用于配制水泥砂漿的水泥強度等級不宜大于32.5級；用于配制混合砂漿的水泥強度等級不宜大于42.5級。摻加料的選用及質量要求見下表。常用種類質量要求塊狀生石灰經熟化成石灰膏后使用①消化時應用孔徑不超過3mm×3mm的網(wǎng)過濾，消化時間不得少于7d②石灰膏應潔白細膩，不得含未消化顆粒，脫水硬化的石灰膏不得使用；③消石灰粉不得直接用于砌筑砂漿中。建筑石膏凝結時間應符合有關規(guī)定，電石渣應經20min加熱至沒乙炔味方可使用。砂質粘土①干法時，應將其烘干磨細再使用②濕法時，應將其淋漿過篩沉淀再使用。第90頁/共103頁（一）