4混凝土3教學講解課件

土木工程材料

土木工程學院建筑工程系

6/4/202314混凝土Concrete4.1混凝土概述4.2普通混凝土的組成材料4.3混凝土拌和物的性能4.4硬化混凝土的性能4.5混凝土質量控制與強度評定4.6普通混凝土的配合比設計4.7其它種類混凝土6/4/20232（一）砼的質量控制1.具有與施工條件相適應的和易性。

2.滿足混凝土結構設計的強度等級。

3.具有適應所處環(huán)境條件下的耐久性。

4.在保證上述三項基本要求前提下的經(jīng)濟性。一、砼的基本要求和質量控制

4.5混凝土的質量控制與強度評定6/4/202331.生產(chǎn)前的初步控制：人員配備、設備調試、組成材料的檢驗、配合比的確定與調整等項內(nèi)容。

2.生產(chǎn)過程中的控制：控制稱量、攪拌、運輸、澆筑、振搗及養(yǎng)護等項內(nèi)容。

3.生產(chǎn)后的合格性控制：批量劃分，確定批取樣數(shù)，確定檢測方法和驗收界限等項內(nèi)容。

（二）質量控制

4.5混凝土的質量控制與強度評定6/4/20234二、砼強度的檢測及評定方法（一）砼強度波動規(guī)律—正態(tài)分布

4.5混凝土的質量控制與強度評定混凝土強度概率分布曲線6/4/20235

強度平均值

標準差（均方差)σσ、cV越大：砼強度離散程度越大，質量越不穩(wěn)定。

4.5混凝土的質量控制與強度評定

變異系數(shù)（離散系數(shù)）Cv6/4/20236（二）砼強度保證率1.概念：砼強度總體中，不小于設計要求的強度等級標準值（fcu,k）的概率P(%)。

工程中P(%)值可根據(jù)統(tǒng)計周期內(nèi)，砼試件強度不低于要求強度等級標準值的組數(shù)N0與試件總數(shù)N(N≥25)之比求得，即：2.計算

(1)計算概率度

(2)根據(jù)t查表求p(%)t=0,p=50%t=1.645,p=95%

4.5混凝土的質量控制與強度評定6/4/20237

4.5混凝土的質量控制與強度評定(三)砼配制強度fcu,0

GB規(guī)定，p=95%

，則：

1.σ值應統(tǒng)計資料計算確定：（1)試件組數(shù)n≥30組；

(2)fcu,k＜C30

，σ≥3.0MPa

fcu,k≥C30

，σ≥4.0MPa

2.無資料時，參考如下：（1）fcu,k≤C20，σ=4.0MPa

（2）fcu,k=C25～C45

，σ=5.0MPa

（3）fcu,k=C50～C55

，σ=6.0MPa

6/4/20238(四)砼強度的檢驗評定1.統(tǒng)計方法（一）（1）適用：連續(xù)生產(chǎn)的砼—生產(chǎn)條件保持一致；砼強度變異性保持穩(wěn)定。（2）判定：符合以下條件，則強度合格。①②≤20N/mm2時，＞20N/mm2時，注：當σ0計算值小于2.5N/mm2時，應取2.5N/mm2；n—前一檢驗期內(nèi)的樣本容量不應少于45；檢驗期不應少于60d，也不得大于90d；

4.5混凝土的質量控制與強度評定6/4/202392.統(tǒng)計方法（二）（1）適用：其他情況，且樣本容量不少于10組。（2）判定：符合以下條件，則強度合格。

注：

—同一檢驗批標準差，計算值小于2.5N/mm2時，取2.5N/mm2；n—本檢驗期內(nèi)的樣本容量；

—合格評定系數(shù)，按下表取用：

4.5混凝土的質量控制與強度評定試件組數(shù)10～1415～19≥201.151.050.950.900.856/4/2023103.非統(tǒng)計方法（1）適用：樣本容量少于10組。（2）判定：符合以下條件，則強度合格。

注：λ3、λ4

—合格評定系數(shù)，按下表取用：

4.5混凝土的質量控制與強度評定砼強度等級＜C60≥C60λ31.151.10λ40.956/4/202311一、混凝土配合比設計的基本要點1.配合比表示方法每m3砼中各材料用量各材料之間的質量比（通常以水泥質量為1）

2.配合比設計的基本要求：和易性強度耐久性經(jīng)濟和環(huán)保

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202312

3.配合比設計的三個參數(shù)水膠比W/B—滿足強度及耐久性前提下，取較大值。單位用水量mw—滿足流動性前提下，取較小值。砂率βs—保證和易性要求下，取較小值4.配合比設計的算料基準骨料取干燥狀態(tài)：W砂＜0.5%，W石＜

0.2%.

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202313二、配合比設計方法及步驟

4.6普通混凝土的配合比設計（一）準備工作—了解：強度等級fcu,k

標準差σ

環(huán)境條件（耐久性）流動性要求原材料的種類和性質6/4/202314（二）計算理論（初步）配合比1.確定配制強度（fcu,0）①設計強度等級小于C60時

②設計強度等級大于或等于C60時2.確定水膠比（W/B）(1)根據(jù)強度公式計算：

fcu，0

=αa?fb(B/W–αb

)

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202315

4.6普通混凝土的配合比設計當膠凝材料28d膠砂強度無實測值時，可按下式計算:當水泥28d膠砂強度無實測值時，可按下式計算:（2)根據(jù)耐久性要求調整：滿足表4-6-2最大W/B規(guī)定摻量（%）種類粉煤灰影響系數(shù)粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)01.001.00100.90～0.951.00200.80～0.850.95～1.00300.70～0.750.90～1.00400.60～0.650.80～0.9050－0.70～0.85表4-6-1粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)6/4/202316表4-6-2砼最大水膠比和最小膠凝材料用量限值環(huán)境條件最大水膠比最小膠凝材料用量（kg/m3）素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土室內(nèi)干燥環(huán)境；無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境0.60250280300室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境0.55280300300干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境0.50320嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動區(qū)環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；海風環(huán)境；鹽漬土環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境；海水環(huán)境；受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境≤0.453306/4/2023173.確定1m3砼中用水量（

）和外加劑用量（）

（1)干硬性和塑性砼用水量：A.W/B=0.40～0.80，查表4-6-3（4）選??；B.W/B＜0.40，試驗確定。（2)流動性和大流動性砼（摻外加劑）用水量：

——滿足實際坍落度要求的1m3砼用水量；

——未摻外加劑時推定的滿足實際坍落度要求的1m3砼用水量，以坍落度90mm的用水量為基礎，按坍落度每增大20mm,用水量增加5kg/m3來計算，當坍落度增大到180mm以上時，隨坍落度相應增加的用水量可減少；

——外加劑的減水率（%），經(jīng)試驗確定。

4.6普通混凝土的配合比設計

6/4/202318表4-6-3干硬性砼的用水量拌合物稠度

卵石最大粒徑(mm)

碎石最大粒徑(mm)

項目指標102040162040維勃稠度

(s)

16-2017516014518017015511-251801651451851751605-10185170155190180165

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202319表4-6-4塑性砼的用水量拌合物稠度

卵石最大粒徑(mm)

碎石最大粒徑(mm)

項目指標102031.540162031.540坍落度

(mm)

10-3019017016015020018517516535-5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575-90215195185175230215205195

4.6普通混凝土的配合比設計注：①本表用水量系采用中砂時的取值。采用細砂時，每立方米砼用水量可增加（5～10）kg；采用粗砂時，可減少（5～10）kg。②摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調整。6/4/202320（3)外加劑用量（）

：——外加劑摻量（%）,經(jīng)試驗確定。4.確定1m3砼中膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量

(1)1m3砼中膠凝材料用量（）：

①計算：

②調整：滿足表4-6-2最小膠凝材料用量規(guī)定。

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202321（2)1m3砼中礦物摻合料用量（）：

——礦物摻合料摻量（%），見書P108表4-35規(guī)定。

（3)1m3砼中水泥用量（）：

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/2023225.確定砂率（βs)

（1)坍落度＜10mm：試驗確定βs

。

（2)坍落度=10～60mm：查表4-6-5選用。（3)坍落度＞60mm：

①試驗確定βs

，

②或在查表的基礎上，按坍落度增大20mm,βs增大1%加以調整。

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202323表4-6-5砼砂率選用表

4.6普通混凝土的配合比設計水膠比卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)1020401620400.4026-3225-3124-3030-3529-3427-320.5030-3529-3428-3333-3832-3730-350.6033-3832-3731-3636-4135-4033-380.7036-4135-4034-3939-4438-4336-416/4/2023246/4/202325

體積法：——混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取為1。

6.確定1m3砂、石用量（、）

質量法(假定表觀密度法)：

4.6普通混凝土的配合比設計

——1m3混凝土拌合物的假定質量（kg/m3），可取（2350～2450）kg/m3。6/4/202325（三）試拌調整—確定試拌（基準）配合比1.目的：滿足和易性2.調整方法：（1）流動性太小：W/B不變，增加水和膠凝材料；（2）流動性太大：βs不變，增加砂、石；（3）粘聚性和保水性不良：增加βs。3.確定基準配合比

令：Q拌=B拌+W拌+S拌+G拌則：mbj=B拌×ρoh/Qmwj=W拌×ρoh/Q

msj=S拌×ρoh/Qmgj

=G拌×ρoh/Q

其中ρoh:混凝土的實測濕表觀密度

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202326（三）檢驗強度—確定實驗室配合比1.目的：滿足強度2.方法取三組配合比：

(W/B)jmwj(βs)j(W/B)j±0.05mwj(βs)j±1%(1)測其和易性、表觀密度和f28(2)作圖或計算，求出與fcu,0對應的W/B

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/2023273.確定各材料用量①用水量（mw）和外加劑用量（ma

）：在試拌配合比的基礎上，根據(jù)制作強度試塊時測得的坍落度（或維勃稠度）值，加以適當調整。②膠凝材料用量（mb）：以用水量乘以最終確定的膠水比計算得出。③粗骨料和細骨料用量（mg和ms

）：隨用水量和膠凝材料用量進行調整。

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202328

4.校正

◆計算砼的表觀密度ρc,c

=mc+mf+ms+mg+mw

◆實測砼的表觀密度ρc,t

◆校正系數(shù)δ=ρc,t/ρc,c

（1）當ρc,t與ρc,c之差的絕對值不超過ρc,c的2%時，由以上定出的配合比，即為確定的設計配合比；

（2）若二者之差超過2%時，。則：

mb,sh=mb×δ

mw,sh=mw×δ

ms,sh=ms×δ

mg,sh=mg×δ

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/2023296/4/202330（五）施工配合比的換算

現(xiàn)定砂的含水率為a%、石子的含水率為b%，則：

4.6普通混凝土的配合比設計6/4/202330一、填空題

1.砼拌合物的和易性包括＿＿、＿＿和＿＿三個方面等的含義。

2.測定砼拌合物和易性的方法有＿＿法或＿＿法。

3.在混凝土中，砂子和石子起

作用，水泥漿在硬化前起

作用，在硬化后起

作用。4.混凝土用砂當其含泥量較大時，將對混凝土

、

和

等產(chǎn)生影響。5.提高混凝土拌合物的流動性，又不降低混凝土強度的一般措施是

，最好措施是

。6.設計混凝土配合比應同時滿足

、

、

和

四項基本要求。

習題6/4/202331二、選擇題

1.在混凝土拌合物中，如果水膠比過大，會造成＿＿。

A.粘聚性和保水性不良B.產(chǎn)生流漿

C.有離析現(xiàn)象D.影響混凝土的強度

2.以下哪些屬于混凝土的耐久性？

A.抗凍性B.抗?jié)B性C.和易性D.抗腐蝕性

3.配制混凝土用砂的要求是盡量采用（）的砂。

A.空隙率最大B.總表面積最小

C.總表面積最大D.空隙率和總表面積均最小4.混凝土施工質量驗收規(guī)范規(guī)定，粗集料的最大粒徑不得大于鋼筋最小間距的（）。

A.1/2B.1/3C.3/4D.1/4

習題6/4/2023325.在試拌混凝土時，發(fā)現(xiàn)混凝土拌合物的流動性偏大，應采?。ǎ?/p>

A.直接加水泥B.保持砂率不變，增加砂石用量

C.加混合材料D.保持W/C不變加水泥漿6.普通混凝土的強度等級是以具有95%保證率的（）立方體抗壓強度標準值來確定的。

A.3d、7d、28dB.3d、28dC.7d、28dD.28d7.在原材料質量不變的情況下，決定混凝土強度的主要因素是（）。

A.水泥用量B.砂率C.單位用水量D.水膠比8.摻入引氣劑后混凝土的（）顯著提高。

A.強度B.抗沖擊性C.彈性模量D.抗凍性

習題6/4/202333

習題三、某砼攪拌站原使用砂的細度模數(shù)為2.5，后改用細度模數(shù)為2.1的砂。改砂后原混凝土配方不變，發(fā)覺混凝土坍落度明顯變小。請分析原因。四、某砼的W/B為0.5，W為180kg，βs為33%，砼拌合物成型后測其ρ0為2400kg/m3，試求該砼配合比。

6/4/2023341.現(xiàn)有一組100mm×100mm×100mm的混凝土試塊，標準養(yǎng)護28d后做抗壓強度試驗，得到破壞荷載分別為270、255、240kN，試評定該組砼的強度。若該混凝土用強度等級為32.5的普通水泥和卵石配制，試估計水灰比。（卵石αa=0.49、αb=0.13；水泥富余系數(shù)γc為1.12）6/4/2023356/4/202335平均抗壓荷載P壓=[（270+255+240））×103]/3=255000N邊長為100mm試件的抗壓強度f100=P壓/Ａ=255000/100２=25.5Mpa邊長為150mm試件的抗壓強度f150=0.95×f100=0.95×25.5=24.2Mpafcu=f150=αa

fce(C/W-αb)W/C=αafce/(fcu+αaαb

fce)=0.49×1.12×32.5/(24.2+0.49×0.13×1.12×32.5)=0.67

6/4/2023366/4/2023362.某工地采用剛出廠的42.5普通硅酸鹽水泥和碎石配制混凝土，其施工配合比為水泥336kg、砂685kg、碎石1260kg、水129kg。已知