混凝土及砂漿課件

混凝土、砂漿

Concreteandmortar混凝土

Concrete

以水泥為膠結(jié)材，在現(xiàn)代土木建筑工程中最為廣泛應(yīng)用的一類建筑材料混凝土的定義廣義上----凡由膠凝材料、骨料按適當(dāng)比例配合，拌合制成的混合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材統(tǒng)稱之為混凝土。目前工程上使用最多的是以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石為骨料，加水及摻入適量外加劑和摻和料拌制的普通水泥混凝土（簡稱普通混凝土）美國——SunshineSkywayBridgeinFlorida混凝土橋預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)混凝土的組份水泥(Cement)：顆粒尺寸1-50μm

密度3.1g/cm3骨料(Aggregate):粗骨料（粒徑大于5mm）細(xì)骨料（粒徑小于5mm）密度2.7g/cm3水(water)：密度1g/cm3化學(xué)外加劑(admixture)和礦物摻合料水泥混凝土的主要組份混凝土的分類按表觀密度分類重混凝土——其表觀密度大于2600kg/m3，用重骨料和鋇水泥、鍶水泥等重水泥配制而成。具有防射線的性能，又稱防輻射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽結(jié)構(gòu)材料。普通混凝土——表觀密度2100kg/m3～2500kg/m3，用普通的天然砂石為骨料配制而成，為建筑工程中常用的混凝土。輕混凝土——表觀密度小于1900kg/m3，是采用陶粒等輕質(zhì)多孔的骨料，或者不采用骨料而摻入加氣劑或泡沫劑，形成多孔結(jié)構(gòu)的混凝土。主要用作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料和絕熱材料。按用途分類結(jié)構(gòu)混凝土防水混凝土道路混凝土防輻射混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土大體積混凝土膨脹混凝土等。按生產(chǎn)和施工方法分類

泵送混凝土

噴射混凝土

滑?；炷?/p>

碾壓混凝土

自密實(shí)混凝土

離心混凝土壓力灌漿混凝土、預(yù)拌混凝土（商品混凝土）混凝土的特點(diǎn)地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。凝結(jié)前具有良好的可塑性，可以按工程結(jié)構(gòu)的要求澆筑成各種形狀和任意尺寸的結(jié)構(gòu)或預(yù)制構(gòu)件。硬化后有高的力學(xué)強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度可達(dá)120MPa)和良好的耐久性。與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，復(fù)合成鋼筋混凝土能大大擴(kuò)展了混凝土的應(yīng)用范圍?？筛鶕?jù)不同要求，通過調(diào)整配比配制出不同性質(zhì)的混凝土?？沙浞掷诠I(yè)廢料作骨料或摻和料，有利于環(huán)境保護(hù)?；炷恋娜秉c(diǎn)如自重大，比強(qiáng)度?。豢估瓘?qiáng)度低，一般只有其抗壓強(qiáng)度的1/10-1/20；硬化速度慢，生產(chǎn)周期長，強(qiáng)度波動因素多等。改性：——采用輕質(zhì)骨料可顯著降低混凝土的自重，提高比強(qiáng)度；——摻入纖維或聚合物，可提高抗拉強(qiáng)度，大大降低混凝土的脆性；——摻入減水劑、早強(qiáng)劑等外加劑，可顯著縮短硬化周期，改善力學(xué)性能。混凝土結(jié)構(gòu)圖水泥混凝土的主要組份一、水泥的品質(zhì)要求水泥品種的選擇—依據(jù)工程性質(zhì)、工程環(huán)境、施工條件等合理選擇。水泥標(biāo)號的選擇—與配制的混凝土強(qiáng)度等級相適應(yīng)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度：

≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu

＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu二、骨料對骨料要求主要有：有害雜質(zhì)含量少具有良好的顆粒形狀，適宜的顆粒級配和細(xì)度；表面粗糙，與水泥粘結(jié)牢固性能穩(wěn)定、堅固耐久等。1、細(xì)骨料定義：粒徑在0.16—5mm之間的巖石顆粒稱為細(xì)骨料。分類：天然砂——天然砂是由天然巖石經(jīng)長期風(fēng)化等自然條件作用而形成的。河砂湖砂海砂山砂天然砂按其技術(shù)要求分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級人工砂——人工砂是將天然巖石軋碎而成，其顆粒棱角多，較潔凈，但片狀顆粒及細(xì)粉含量較多，且成本較高，一般只在當(dāng)?shù)厝狈μ烊簧霸磿r才采用人工砂。品質(zhì)要求：對細(xì)骨料的質(zhì)量要求：

a、有害雜質(zhì)含量

b、顆粒形狀及表面特征

c、砂的粗細(xì)程度－細(xì)度模數(shù)

d砂的級配－級配曲線a、有害雜質(zhì)含量砂中有害雜質(zhì)有：泥塊、草根、樹葉、樹枝、塑料、煤渣等雜物，以及云母、硫化物、硫酸鹽、氯鹽和有機(jī)質(zhì)等砂中有害雜質(zhì)含量限值項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)含泥量（按質(zhì)量計％）≥C30＜C30泥快含量(按質(zhì)量計％)≤3.0≤5.0云母含量(按質(zhì)量計％)≤1.0≤2.0輕物質(zhì)含量(按質(zhì)量計％)≤2.0硫化物和硫酸鹽含量≤2.0有機(jī)物含量(比色法試驗(yàn))應(yīng)不深于標(biāo)準(zhǔn)色有害雜質(zhì)的危害云母——表面光滑的層、片狀物質(zhì)，與水泥粘結(jié)性差，影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性；硫化物及硫酸鹽——對水泥有侵蝕作用；有機(jī)質(zhì)——影響水泥的水化硬化；粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨礙水泥與砂的粘結(jié)，增大用水量，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性，并增大混凝土的干縮；海砂——含的氯化鈉等氯化物對鋼筋有銹蝕作用，因此對使用海砂配制混凝土?xí)r，其氯鹽含量（折算成NaCl）不應(yīng)大于0.1%,對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不宜采用海砂。砂中有機(jī)雜質(zhì)的處理當(dāng)砂中有害雜質(zhì)含量多，但有無合適砂源時，可過篩和用清水或石灰水（有機(jī)質(zhì)含量多時）沖洗后使用，以符合就地取材原則。b、砂的顆粒形狀及表面特征河砂、湖砂和海砂→由于長期受水流的沖刷作用，顆粒表面比較圓滑，比較潔凈，且產(chǎn)源較廣，但海砂中常含有貝殼碎片及可容鹽等有害雜質(zhì)。山砂→顆粒多具棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有機(jī)質(zhì)等有害雜質(zhì)較多。c、細(xì)骨料的粗細(xì)程度和顆粒級配砂的粗細(xì)程度砂的粗細(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。砂子通常分為——粗砂、中砂、細(xì)砂和特細(xì)砂等幾種。在相同用砂量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，粗砂的總表面積較小。在混凝土中砂子表面需用水泥槳包裹，賦予流動性和粘結(jié)強(qiáng)度，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥槳就愈多。一般用粗砂配制混凝土比用細(xì)砂所用水泥為省。砂的顆粒級配定義：是指不同大小顆粒和數(shù)量比例的砂子的組合或搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥槳所填充，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。砂的顆粒級配圖從圖可看出：同樣粒徑的砂，空隙率最大;兩種粒徑的砂搭配起來，空隙率就減??；三種粒徑的砂搭配，空隙就更小。因此，要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。骨料的顆粒級配圖理想的顆粒級配在拌制混凝土?xí)r，砂的粗細(xì)和顆粒級配應(yīng)同時考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗顆粒，并以適量的中粗顆粒及少量的細(xì)顆粒填充其空隙，則可達(dá)到空隙率及總表面積均較小，這種砂是比較理想的，不僅水泥用量少，而且還提高混凝土的密實(shí)性與強(qiáng)度。顆粒級配和粗細(xì)程度的定量表示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)表示砂的級配；用細(xì)度模數(shù)表示沙的粗細(xì)。累計篩余與分計篩余百分率關(guān)系篩孔尺寸（mm）分計篩余（％）累計篩余（％）5a1A1=a12.5a2A2=a1+a21.25a3A3=a1+a2+a30.63a4A4=a1+a2+a3+a40.315a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.16a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6篩分析的方法是用一套孔徑（凈尺寸）為5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm的6個標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱量余留在各篩上的砂重，并計算出個篩上的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6、（各篩上的篩余量占砂樣總重的百分率）及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6（各篩和比該篩粗的所有分計篩余百分率之和）。累計篩余百分率與分計篩余百分率的關(guān)系見下表。砂的粗細(xì)－細(xì)度模數(shù)（Mx）砂的粗細(xì)程度用表示細(xì)度模數(shù)（μf

），其計算公式為Mx=A1+A2+A3+A4+A5+A6

100-A1細(xì)度模數(shù)（Mx

）愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的細(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d、砂的顆粒級配－級配曲線砂的顆粒級配用級配區(qū)表示；以級配區(qū)或篩分曲線判定砂級配的合格性；對細(xì)度模數(shù)為3.7－1.6的普通混凝土用砂，根據(jù)0.63mm孔徑篩（控制粒級）的累計篩余百分率，劃分成為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)三個級配區(qū)，見下表。普通混凝土用砂的顆粒級配，應(yīng)處于下表中的任何一個級配區(qū)中，才符合級配要求。除5mm及0.63mm篩外，允許有部分超出分區(qū)界限，但其總量不應(yīng)大于5％。

孔徑（mm）累計篩余（％）Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅲ區(qū)10.00005.0010~010~010~02.5035~525~515~01.2565~3550~1025~00.6385~7570~4140~16031595~8092~7085~550.16100~90100~90100~90篩分曲線圖篩分曲線以累計篩余百分率為縱坐標(biāo)，以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)上表的數(shù)值可以畫出砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級配區(qū)的篩分曲線，如下圖。通過觀察所計算的砂的篩分曲線是否完全落在三個級配區(qū)的任一區(qū)內(nèi)，即可判定該砂級配的合格性。同時也可根據(jù)篩分曲線偏區(qū)情況大致判斷砂的粗細(xì)程度，當(dāng)篩分曲線偏向右下方時，表示砂較粗，篩分曲線偏向左上方時，表示砂較細(xì)。砂的選擇配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當(dāng)采用Ⅰ區(qū)砂時，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Ⅲ區(qū)砂時，宜適當(dāng)降低砂率，以滿足混凝土強(qiáng)度。砂級配的調(diào)整在實(shí)際工程中，若砂的級配不合適，可采用人工摻配的方法來改善，即將粗、細(xì)砂按適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行摻合使用；或?qū)⑸斑^篩，篩除過粗或過細(xì)顆粒。3、粗骨料粗骨料的定義：粗骨料----粒徑＞5mm的巖石顆粒分類：卵石——是由天然巖石經(jīng)自然條件長期作用而形成的粒徑大于5mm的顆粒，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應(yīng)用較多。碎石——由天然巖石經(jīng)破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。a、要害雜質(zhì)含量的限值

粘土物質(zhì)、石粉（<0.15mm）、硫化物、硫酸鹽、氯化物、有機(jī)質(zhì)、針片狀顆粒、云母、風(fēng)化顆粒、泥巖、活性骨料等碎石或卵石中有害雜質(zhì)含量限值（JGJ52-92）項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)≥C30混凝土＜C30混凝土含泥量（以重量計，％）≤1.0≤2.0硫化物及硫酸鹽含量（以SO3重量計，％≤1.0有機(jī)質(zhì)含量（用比色法試驗(yàn)）不深于標(biāo)準(zhǔn)色氯化物含量（以NaCl重量計，％）≤1.0≤1.5b、骨料顆粒形狀及表面特征理想的顆粒形狀——三維長度相等或相近的球形或立方體形顆粒；而三維長度相差較大的針、片狀顆粒粒形較差。粗骨料中針、片狀顆粒不僅本身受力時容易折斷，影響混凝土的強(qiáng)度，而且會增大骨料的空隙率。針、片狀顆粒含量要求混凝土強(qiáng)度等級≥C30＜C30針、片狀顆粒含量≤15≤25

骨料表面特征骨料表面特征——主要是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。影響骨料與水泥石之間的粘結(jié)性能，進(jìn)而影響混凝土的強(qiáng)度。碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥槳的孔隙特征，所以它與水泥石的粘結(jié)能力強(qiáng)；卵石→表面光滑且少棱角，與水泥石的粘結(jié)能力較差，但混凝土拌合物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高10％左右。C、粗骨料的顆粒級配和最大粒徑粗骨料與細(xì)骨料一樣，也要求有良好的顆粒級配，以減少空隙率，增強(qiáng)密實(shí)性，從而可以節(jié)約水泥，保證混凝土的和易性及混凝土的強(qiáng)度。粗骨料的級配也是通過篩分試驗(yàn)來確定，其標(biāo)準(zhǔn)篩的孔徑為：

2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100mm等十二個篩。分計篩余百分率及累計篩余百分率的計算與砂相同。碎石或卵石的顆粒級配范圍圖連續(xù)級配和間斷級配連續(xù)級配——是按顆粒尺寸大小由小到大連續(xù)分級（5mm—Dmax）,每一級骨料都占有一定比例。連續(xù)級配顆粒級差小（D/d≈2）,配制的混凝土拌和物和易性好，不易發(fā)生離析；間斷級配——是人為剔除某些中間粒級顆粒，大顆粒的空隙直接由比它小得多的顆粒去填充，顆粒級差大（D/d≈6）,空隙率的降低比連續(xù)級配快得多，可最大限度地發(fā)揮骨料的骨架，減小水泥用量。但混凝土拌和物易產(chǎn)生離析現(xiàn)象；單粒級宜用于組合成具有所要求級配的連續(xù)粒級，也可與連續(xù)粒級配合使用，以改善骨料級配或配成較大粒度的連續(xù)粒級。工程中不宜采用單一的單粒級配制混凝土?；炷令愋虳max（mm)大壩混凝土150普通混凝土40高強(qiáng)混凝土25（碎石）

15（卵石）活性粉末混凝土0.6粗骨料的最大粒徑

(Dmax

)定義——公稱粒級的上限（如20~40mm）最大粒徑限值《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ50204—92）規(guī)定:混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋最小凈距的3/4；對于混凝土實(shí)心板，可允許采用最大粒徑達(dá)1/2板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm；對泵送混凝土，碎石最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，宜小于或等于1：3，卵石宜小于或等于1：2.5。三、混凝土拌和及養(yǎng)護(hù)用水對混凝土用水的質(zhì)量要求是:

不影響混凝土的凝結(jié)硬化無損于混凝土強(qiáng)度發(fā)展及耐久性不加快鋼筋銹蝕不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷不污染混凝土表面拌和及養(yǎng)護(hù)用水的選擇依《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63－89）飲用水——可以直接使用；地表水和地下水——按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)合格后可使用。海水——可以拌制素混凝土；不得拌制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，有飾面要求的混凝土，也不得采用海水拌制；工業(yè)廢水——經(jīng)檢驗(yàn)合格后可用于拌制混凝土。生活污水——水質(zhì)比較復(fù)雜，不能用于拌制混凝土。6.2混凝土拌合物的和易性研究：新拌混凝土（FreshConcrete）的施工性、施工前后如何保持勻質(zhì)性

包括：和易性的定義和易性的評定方法影響和易性的因素實(shí)際工程調(diào)整和易性的方法新拌混凝土——混凝土的各組成材料按一定比例攪拌而制成的尚末凝固的混凝土拌和物。1、和易性的概念和易性——指混凝土拌和物易于各施工工序施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻，成型密實(shí)的混凝土的性能。和易性是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，包括：流動性粘聚性保水性不同的施工方式，所要求的和易性不同。骨料水可見泌水內(nèi)泌水泌水與塑性沉降粘聚性粘聚性——是指混凝土拌和物內(nèi)部組分之間具有一定的凝聚力，在運(yùn)輸和澆注過程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，在施工過程中易出現(xiàn)分層、離析現(xiàn)象。離析——指混凝土拌合物各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現(xiàn)象。常有兩種形式：粗骨料從混合料中分離；稀水泥漿從混合料中淌出。分層——指混凝土澆注后由于重力沉降產(chǎn)生的不均勻分布現(xiàn)象。流動性流動性——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(shí)地填滿模板的性能。流動性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影響著澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。保水性保水性——是指混凝土拌和物具有一定的保持內(nèi)部水份的能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。保水性差的混凝土拌和物，在施工過程中，一部分水易從內(nèi)部析出至表面，在混凝土內(nèi)部形成泌水通道，使混凝土的密實(shí)性變差，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。它反映混凝土拌和物的穩(wěn)定性。矛盾的統(tǒng)一混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性，三者之間互相關(guān)聯(lián)又互相矛盾。如粘聚性好則保水性往往也好，但當(dāng)流動性增大時，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌和物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，亦即使矛盾得到統(tǒng)一。和易性良好的混凝土2、和易性的評定方法根據(jù)《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法》（GBJ80－85），用坍落度和維勃稠度來測定混凝土拌和物的流動性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)來評定粘聚性和保水性。坍落度（Slump）測定方法：

將混凝土拌和物按規(guī)定的試驗(yàn)方法裝入標(biāo)準(zhǔn)坍落度筒（圓臺形筒）內(nèi)，裝搗刮平后，將筒垂直向上提起，這時錐形混凝土拌和物因自重而產(chǎn)生坍落，量測筒高與坍落后混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差，以mm計，即為該混凝土拌和物的坍落度值。坍落度越大，表示混凝土拌和物的流動性越大。

圖3-43單點(diǎn)工作度試驗(yàn)方法(a)坍落度(b)VB儀坍落度試驗(yàn)示意圖維勃稠度法現(xiàn)場坍落度試驗(yàn)坍落度試驗(yàn)2坍落度試驗(yàn)3其它性能的評價

在測定坍落度的同時，用目測的方法評定粘聚性和保水性：粘聚性的檢查方法——是用搗棒在已坍落的混凝土拌和物錐體一側(cè)輕輕敲打，如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好；如果錐體突然倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示粘聚性不好。保水性的檢查——則是觀察混凝土拌和物中稀漿的析出程度，如有較多的稀漿從錐體底部流出，錐體部分也因失漿而骨料外露，則表明混凝土拌和物的保水性不好；如坍落筒提起后無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示混凝土拌和物保水性良好?；炷涟韬臀锏姆旨?/p>

根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164—92），依坍落度的不同，將混凝土拌和物分為四級：

T1級—低塑性混凝土（坍落度10～40mm）；

T2級—塑性混凝土（坍落度50～90mm）;T3級—流動性混凝土（坍落度100～150mm）；

T4級—大流動性混凝土（坍落度≥160mm）。坍落度試驗(yàn)法的適用范圍坍落度試驗(yàn)只適用：

骨料最大粒徑不大于40mm，坍落度值不小于10mm的塑性和流動性混凝土對干硬性混凝土：采用維勃稠度法維勃稠度法－擊震力下的坍落度法方法：按規(guī)定的方法在坍落度筒內(nèi)裝滿混凝土拌和物，提起坍落度筒，在混凝土拌和物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時以秒表計時，到透明圓盤表面完全為水泥漿所布滿時，記錄秒表時間，即為該混凝土拌和物的維勃稠度值，常用Vt（秒）表示。Vt值越大，表示混凝土拌和物越干稠。維勃稠度法的適用范圍適用于：

骨料最大粒徑不大于40mm，

Vt值在5～30秒之間的干硬性混凝土拌和物干硬性混凝土拌和物的分級

依據(jù)維勃稠度值的大小，干硬性混凝土拌和物可分為四級：V0級—超干硬性混凝土（Vt≥31秒）；V1級—特干硬性混凝土（Vt值30～21秒）；V2級—干硬性混凝土（Vt值20～11秒）；V3級—半干硬性混凝土（Vt值10～5秒）。流動性（坍落度）的選擇需考慮的因素：

結(jié)構(gòu)類型構(gòu)件截面大小配筋疏密攪拌方式——機(jī)械、人工輸送方式澆注方法——是否泵送搗實(shí)方法等原則：在不妨礙施工操作并能保證振搗密實(shí)的條件下，盡可能采用較小的坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量高的混凝土。坍落度選擇表結(jié)構(gòu)種類坍落度（mm）基礎(chǔ)或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(gòu)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)構(gòu)件10~30板、梁和大型及中型截面的柱子等30~50配筋密列的結(jié)構(gòu)（薄壁、筒倉、細(xì)柱等50~70配筋特密的結(jié)構(gòu)70~90注：采用常規(guī)的施工方法摻高效減水劑后的坍落度普通混凝土高強(qiáng)混凝土普通/高強(qiáng)混凝土坍落度對比3、影響和易性的因素水泥漿的數(shù)量水泥漿的稠度砂率組成材料性質(zhì)的影響外加劑時間和溫度a、水泥漿的數(shù)量水泥漿的作用——賦予混凝土拌和物以一定的流動性。在水灰比不變的情況下，單位體積拌和物內(nèi)，如果水泥漿愈多，則拌和物的流動性愈大。但若水泥漿過多，將會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使拌和物的粘聚性變差，同時對混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會產(chǎn)生一定的影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，不能填滿骨料間空隙或不能很好包裹骨料表面時，就會產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，粘聚性變差。因此，混凝土拌和物中水泥漿的數(shù)量應(yīng)以滿足流動性要求為度，不宜過量。b、水泥漿的稠度－W/C在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小，水泥漿就愈稠，混凝土拌和物的流動性就愈小。當(dāng)水灰比過小時，水泥漿干稠，混凝土拌和物的流動性過低，會使施工困難，不能保證混凝土的密實(shí)性。水灰比過大，又會造成混凝土拌和物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。水灰比不能過大或過小，依據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求合理地選用。單位體積用水量（kg/m3）

無論是水泥漿的多少還是水泥漿的稀稠，實(shí)際上對混凝土拌和物流動性起決定作用的是用水量的多少。

對混凝土拌和物流動性的調(diào)整，應(yīng)在保證水灰比不變的條件下，用調(diào)整水泥漿量的方法來調(diào)整。單位體積用水量的選用依據(jù)：骨料種類和粒徑要求的坍落度值單位體積用水量表C、砂率砂率定義——指混凝土中砂的重量占砂石總重量的百分率。砂的作用——填充石子間空隙，并以砂漿包裹在石子外表面減少粗骨料顆粒間的摩擦阻力，賦予混凝土拌和物一定的流動性。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著改變，因而對混凝土拌和物的和易性產(chǎn)生顯著的影響。砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大，在水泥漿含量不變的情況下，相對地水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，導(dǎo)致混凝土拌和物流動性降低。如果砂率過小，又不能保證粗骨料之間有足夠的砂漿層，也會降低混凝土拌和物的流動性，而且會嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿。合理（最佳）砂率

當(dāng)砂率適宜時，砂不但填滿石子間的空隙，而且還能保證粗骨料間有一定厚度的砂漿層以減小粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土拌和物有較好的流動性，這個適宜的砂率稱為合理砂率。砂率對混凝土坍落度的影響d、組成材料性質(zhì)的影響骨料的性質(zhì)：骨料的級配骨料的種類——碎石卵石砂的粗細(xì)水泥：對和易性的影響主要表現(xiàn)在水泥的需水性上。不同的水泥品種，需水量不同。Ⅴ外加劑在拌制混凝土?xí)r，加入少量的外加劑能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的條件下，獲得良好的和易性，不僅流動性顯著增加，而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性。e、時間和溫度

攪拌完的混凝土拌和物，隨著時間的延長而逐漸變得干稠，和易性變差，其原因是一部分水供水泥水化、一部分水被骨料吸收、一部分水蒸發(fā)以及凝聚結(jié)構(gòu)的逐漸形成，致使混凝土拌和物的流動性變差。拌和物的和易性也受溫度的影響。因?yàn)榄h(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水化反應(yīng)加快，坍落度損失也變快。因此施工中為保證一定的和易性，必須注意環(huán)境溫度的變化，采取相應(yīng)的措施。重慶綦江彩虹橋鋼筋混凝土柱的破壞狀態(tài)預(yù)存缺陷的存在

對硬化后的水泥混凝土結(jié)構(gòu)，在未受荷載之前，由于各種原因，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部已存在孔縫系統(tǒng)?；炷两Y(jié)構(gòu)受荷下的破壞，主要是原有孔縫系統(tǒng)的延伸、聯(lián)生和擴(kuò)大。

混凝土內(nèi)多余水分的泌水、蒸發(fā)形成的毛細(xì)孔；溫度的變化引起的溫度裂縫；濕度變化引起的干縮裂縫；砂漿和粗骨料之間的不一致變化產(chǎn)生的界面裂縫等。一、混凝土強(qiáng)度的分類包括：抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。1、砼的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級定義：混凝土的抗壓強(qiáng)度是指標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到破壞的單位面積所能承受的最大應(yīng)力（亦稱極限強(qiáng)度）?；炷两Y(jié)構(gòu)物常以抗壓強(qiáng)度為主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，而且抗壓強(qiáng)度與其它強(qiáng)度及變形有良好的相關(guān)性，因此，抗壓強(qiáng)度常作為評定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)，并作為確定強(qiáng)度等級的依據(jù)。立方體標(biāo)準(zhǔn)試件依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GBJ87－85）：

150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度20±3℃，相對濕度90％以上）下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，所測得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。a2aaa圓柱體（美、法、日）立方體（英、德、中）試件形狀示意圖砼強(qiáng)度等級依據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（以fcu.k表示），將混凝土劃分為十二個強(qiáng)度等級：

C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指對按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的抗壓強(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％。普通混凝土二、影響混凝土強(qiáng)度的因素砼結(jié)構(gòu)連續(xù)性的喪失：硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化學(xué)收縮和物理收縮引起砂漿體積的變化，在粗骨料與砂漿界面上產(chǎn)生了分布極不均勻的拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致界面上形成了許多微細(xì)的裂縫。另外還因?yàn)榛炷脸尚秃蟮拿谒饔?，某些上升的水分為粗骨料顆粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下緣，混凝土硬化后就成為界面裂縫。當(dāng)混凝土受力時，這些預(yù)存的界面裂縫會逐漸擴(kuò)大、延長并匯合連通起來，形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構(gòu)喪失連續(xù)性而遭到完全破壞。破壞斷面圖1、水泥標(biāo)號與水灰比水泥標(biāo)號和水灰比是決定混凝土強(qiáng)度最主要的因素。水灰比不變時，水泥標(biāo)號越高，則硬化水泥石強(qiáng)度越大，對骨料的膠結(jié)力也就越強(qiáng)，配制成的混凝土強(qiáng)度也就愈高。水泥標(biāo)號相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力愈大，混凝土強(qiáng)度愈高。但水灰比過小，拌和物過于干稠，在一定的施工振搗條件下，混凝土不能被振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，反將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

W/C理論=0.223W/C實(shí)際=0.4~0.6

圖3-6齡期與水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系示意圖砼強(qiáng)度與W/C、水泥強(qiáng)度等的經(jīng)驗(yàn)公式

fcu=Afce（C/W—B）

式中fcu———混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度（Mpa）；

C————每立方米混凝土中水泥用量（Kg）；

W————每立方米混凝土中水的用量（Kg）；

C/W———混凝土的灰水比；

fce———水泥的實(shí)際強(qiáng)度（Mpa）。在無法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時，可用式

fce=γ.fce.k代入，其中fce.k為水泥標(biāo)號，γ為水泥標(biāo)號值的富余系數(shù)（一般為1.13）。A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種及水泥品種等因素有關(guān)，其數(shù)值通過試驗(yàn)求得。若無試驗(yàn)統(tǒng)計資料，則可按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55－96）提供的A、B經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取用：采用碎石A＝0.49B＝0.52

采用卵石A＝0.50B＝0.61公式的適用范圍：只適用于流動性混凝土及低流動性混凝土，對于干硬性混凝土則不適用?；炷翉?qiáng)度公式的應(yīng)用：可根據(jù)所用的水泥標(biāo)號和水灰比來估計所配制混凝土的強(qiáng)度，也可根據(jù)水泥標(biāo)號和要求的混凝土強(qiáng)度等級來計算應(yīng)采用的水灰比。2、骨料的影響影響因素：骨料的強(qiáng)度骨料的種類、表面狀態(tài)、粒形骨料的級配骨料的有害雜質(zhì)和弱顆粒含量3、養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響混凝土強(qiáng)度是一個漸進(jìn)發(fā)展的過程，其發(fā)展的程度和速度取決于水泥的水化，而混凝土成型后的溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土澆搗成型后，必須在一定時間內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏囟群妥銐虻臐穸纫允顾喑浞炙?，保證混凝土強(qiáng)度不斷增長，以獲得質(zhì)量良好的混凝土。溫度影響

養(yǎng)護(hù)溫度高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展也快；在低溫下混凝土強(qiáng)度發(fā)展遲緩。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時，則由于混凝土中水分大部分結(jié)冰，不但水泥停止水化，混凝土強(qiáng)度停止發(fā)展，而且由于混凝土孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹（約9％），而對孔壁產(chǎn)生相當(dāng)大的壓應(yīng)力（可達(dá)100MPa），從而使硬化中的混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞，導(dǎo)致混凝土已獲得的強(qiáng)度受到損失。冬季施工時，要特別注意保溫養(yǎng)護(hù)，以免混凝土早期受凍破壞。濕度影響

周圍環(huán)境的濕度對水泥的水化能否正常進(jìn)行有顯著影響。濕度適當(dāng)，水泥水化反應(yīng)順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展，因?yàn)樗撬嗨磻?yīng)的必要成份。如果濕度不夠，水泥水化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，甚至停止水化，嚴(yán)重降低砼強(qiáng)度，而且使砼結(jié)構(gòu)疏松，形成干縮裂縫，增大了滲水性，從而影響混凝土的耐久性。施工規(guī)范規(guī)定：在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋，以防止水分蒸發(fā)過快。在夏季施工混凝土進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)時，使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣水泥時，澆水保濕應(yīng)不少于7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求時，應(yīng)不少于14d。砼強(qiáng)度與保濕時間的關(guān)系圖覆蓋養(yǎng)護(hù)噴養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)野外公路的遮陽保濕養(yǎng)護(hù)野外公路的遮陽保濕4、齡期定義：齡期——是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時間。在正常養(yǎng)護(hù)的條件下，混凝土的強(qiáng)度將隨齡期的增長而不斷發(fā)展，最初7～14天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸變緩，28天達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。28天后強(qiáng)度仍在發(fā)展，其增長過程可延續(xù)數(shù)十年之久。砼強(qiáng)度與齡期的關(guān)系圖齡期與強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的常用對數(shù)成正比關(guān)系（齡期不小于3d）。

式中fn———nd齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

f28———28d齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

n———養(yǎng)護(hù)齡期（d），n≥3。齡期與強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用

可以由所測混凝土早期強(qiáng)度，估算其28d齡期的強(qiáng)度。或者可由混凝土的28d強(qiáng)度，推算28d前混凝土達(dá)到某一強(qiáng)度需要養(yǎng)護(hù)的天數(shù)，如確定混凝土拆模、構(gòu)件起吊、放松預(yù)應(yīng)力鋼筋、制品養(yǎng)護(hù)、出廠等日期。DurabilityofConcreteStructure存在只有只有二十年！拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructure拆除前的西直門橋DurabilityofConcreteStructureDurabilityofConcreteStructure耐久性破壞的大壩DurabilityofConcreteStructure耐久性破壞的大壩細(xì)部DurabilityofConcreteStructure一、混凝土耐久性的定義定義——混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性?；炷恋牧踊诃h(huán)境介質(zhì)的長期作用下造成混凝土使用使用性能的降低，稱為混凝土的劣化。Construction

MaterialsDurabilityofConcreteStructure二、砼在侵蝕介質(zhì)作用下的破壞原因混凝土的親水性與內(nèi)部非穩(wěn)定成分的存在；混凝土非勻質(zhì)性與孔縫系統(tǒng)的存在；混凝土的滲透性和水作用下的侵蝕性傳輸；混凝土內(nèi)部提供介質(zhì)反應(yīng)空間和產(chǎn)物重分布；外界侵蝕介質(zhì)的存在。DurabilityofConcreteStructurea、混凝土的抗?jié)B性定義——混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)（水、油、溶液等）滲透作用的能力?？?jié)B性是決定混凝土耐久性最主要的因素，若混凝土的抗?jié)B性差，不僅周圍水等液體物質(zhì)易滲入內(nèi)部，而且當(dāng)遇有負(fù)溫或環(huán)境水中含有侵蝕性介質(zhì)時，混凝土就易遭受冰凍或侵蝕作用而破壞，對鋼筋混凝土還將引起其內(nèi)部鋼筋銹蝕并導(dǎo)致表面混凝土保護(hù)層開裂與剝落。因此，對地下建筑、水壩、水池、港工、海工等工程，必須要求混凝土具有一定的抗?jié)B性。DurabilityofConcreteStructure混凝土的抗?jié)B性的評價——抗?jié)B等級：抗?jié)B等級是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下所能承受的最大靜水壓來確定的?？?jié)B等級有P4、P6、P8、P10、P12等五個等級，表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓力而不滲透。DurabilityofConcreteStructure混凝土滲水的主要原因內(nèi)部的孔隙形成連通的滲水通道。產(chǎn)生于:

施工振搗不密實(shí)水泥漿中多余水分的蒸發(fā)而留下的氣孔水泥漿泌水所形成的毛細(xì)孔粗骨料下部界面水富集所形成的孔穴。這些滲水通道的多少，主要與水灰比大小有關(guān)，隨著水灰比的增大，抗?jié)B性逐漸變差，當(dāng)水灰比大于0.6時，抗?jié)B性急劇下降。DurabilityofConcreteStructure提高混凝土抗?jié)B性的主要措施提高混凝土的密實(shí)度;改善混凝土中的孔隙結(jié)構(gòu)，減少連通孔隙;可通過低的水灰比、好的骨料級配、充分的振搗和養(yǎng)護(hù)、摻入引氣劑等方法來實(shí)現(xiàn)。DurabilityofConcreteStructureb、混凝土的抗凍性定義——是指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時也不嚴(yán)重降低確定的性能。在寒冷地區(qū)，特別是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土要求具有較高的抗凍性。DurabilityofConcreteStructure混凝土受凍融破壞的原因

由于混凝土內(nèi)部孔隙中的水在負(fù)溫下結(jié)冰后體積膨脹形成的靜水壓力；當(dāng)這種壓力產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土就會產(chǎn)生裂縫；多次凍融循環(huán)使裂縫不斷擴(kuò)展直至破壞；混凝土的密實(shí)度、孔隙率和孔隙構(gòu)造、孔隙的充水程度是影響抗凍性的主要因素；密實(shí)的混凝土和具有封閉孔隙的混凝土（如引氣混凝土），抗凍性較高。摻入引氣劑、減水劑和防凍劑可有效提高混凝土的抗凍性。DurabilityofConcreteStructure混凝土的抗凍性的評價——抗凍等級來表示。抗凍等級是以28d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽水后承受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強(qiáng)度損失不超過25％，且質(zhì)量損失不超過5％時所能承受的最大循環(huán)次數(shù)來確定?；炷恋目箖龅燃売蠪10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等九個等級，分別表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最大次數(shù)不小于10、15、25、50、100、150、200、250和300次。DurabilityofConcreteStructure引氣與抗凍融循環(huán)性能的關(guān)系示意DurabilityofConcreteStructure摻引氣劑對抗凍性的改善DurabilityofConcreteStructureC、硫酸鹽與海水的腐蝕硫酸鹽侵蝕引起混凝土劣化的機(jī)理，是它與硬化水泥漿體中的水化鋁酸鹽反應(yīng)，生成有破壞性的膨脹產(chǎn)物鈣礬石。Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O—CaSO4·2H2O+2NaOH3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)—CaO·Al2O3·CaSO4·31H2ODurabilityofConcreteStructured、酸腐蝕主要是對水泥石的腐蝕，其機(jī)理水泥部分。而混凝土中硬化水泥漿體呈高堿性，沒有任何硅酸鹽水泥混凝土可以耐酸腐蝕。但如果注意降低滲透性并且養(yǎng)護(hù)良好，也能夠生產(chǎn)出在弱酸環(huán)境中足夠耐久的混凝土。DurabilityofConcreteStructuree、混凝土的碳化定義——是指混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度相宜時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，也稱中性化。混凝土的碳化是二氧化碳由表及里逐漸向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散的過程。碳化引起水泥石化學(xué)組成及組織結(jié)構(gòu)的變化，對混凝土的堿度、強(qiáng)度和收縮產(chǎn)生影響。DurabilityofConcreteStructure碳化對混凝土性能的影響。碳化作用引起的堿度降低減弱了對鋼筋的保護(hù)作用。因鋼筋處在堿性環(huán)境中而在表面生成一層鈍化膜，保護(hù)鋼筋不易腐蝕；當(dāng)碳化深度穿透混凝土保護(hù)層而達(dá)鋼筋表面時，鋼筋鈍化膜被破壞而發(fā)生銹蝕，此時產(chǎn)生體積膨脹，致使混凝土保護(hù)層產(chǎn)生開裂；開裂后的混凝土有利于二氧化碳、水、氧等有害介質(zhì)的進(jìn)入，更加劇了碳化的進(jìn)行和鋼筋的銹蝕，最后導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生順筋開裂而破壞。DurabilityofConcreteStructure影響碳化速度的主要因素環(huán)境中二氧化碳的濃度——二氧化碳濃度高（如鑄造車間），碳化速度快水泥品種——摻混合材的水泥堿度較低，碳化速度隨混合材料摻量的增多而加快。水灰比——水灰比愈小，混凝土愈密實(shí)，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度就慢。環(huán)境濕度——當(dāng)環(huán)境中的相對濕度在50～75％時，碳化速度最快，當(dāng)相對濕度小于25％或大于100％時，碳化將停止。CementConcretef、干濕變形定義——由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。機(jī)理：混凝土在干燥過程中，由于毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。CementConcrete干濕變形的特點(diǎn)可恢復(fù)性－吸水膨脹；混凝土的濕脹變形量很小，一般無破壞作用。但干縮收縮（DryShrinkage）能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。一般條件下混凝土的極限收縮值為(50～90)×10－5mm/mm左右，在工程設(shè)計時，混凝土的線收縮采用(15～20)×10-5mm/mm，即每m收縮0.15～0.20mCementConcrete干燥環(huán)境干縮示意圖CementConcrete泌水速率<蒸發(fā)速率開裂混凝土表面干縮示意圖一、砼外加劑的定義與分類

依據(jù)《混凝土外加劑分類、命名與定義》（GB8075）:

混凝土外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，摻量一般不超過水泥質(zhì)量的5％。外加劑的分類按其主要功能分為四類：（1）改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。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)時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)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。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑等。使用外加劑的主要目的Ⅰ、改善新拌混凝土、砂漿、水泥漿的性能如：不增加用水量而提高和易性、或和易性相同減少用水量；縮短或延長除凝時間；減少泌水和離析；大幅度提高可泵性；使用外加劑的主要目的Ⅱ、改善硬化混凝土、砂漿、水泥漿的性能，如：延緩或減少水化熱；加速早期強(qiáng)度增長率；提高混凝土強(qiáng)度（壓、拉、彎）；提高耐久性，特別是抵抗嚴(yán)酷的暴露環(huán)境；阻止或減緩混凝土中鋼筋的銹蝕；控制與減緩堿骨料反應(yīng)造成的膨脹破壞。二、常用外加劑的性能與選用工程上常用的混凝土外加劑主要有：各類減水劑早強(qiáng)劑、防凍劑引氣劑緩凝劑等1、減水劑定義——減水劑是指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能顯著減少其拌和水量的外加劑。分類——普通減水劑和高效減水劑兩大類。減水劑的主要作用：

1、降低水灰比（水膠比），提高混凝土強(qiáng)度；

2、增大工作度，使混凝土易于澆注、成型密實(shí)；

3、不改變混凝土強(qiáng)度和工作度，在減少用水量的同時降低水泥用量。

4、改善混凝土拌合物的可泵性2、減水劑的作用原理常用減水劑均屬表面活性劑，是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)兩個部分組成。當(dāng)水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，包裹了一定的拌和水（游離水），從而降低了混凝土拌和物的和易性。如在水泥漿中加入適量的減水劑，由于減水劑的表面活性作用，致使憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團(tuán)指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷。在電斥力作用下，使水泥顆?；ハ喾珠_，絮凝結(jié)構(gòu)解體，包裹的游離水被釋放出來，從而有效地增加了混凝土拌和物的流動性。減水劑的作用原理當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑后，使水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。此外，由于水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤濕，增大了水泥顆粒的水化面積，使水化比較充分，從而也提高了混凝土的強(qiáng)度水泥漿的絮凝結(jié)構(gòu)沒加減水劑的水泥漿加減水劑后的水泥漿減水劑分散水泥的機(jī)理示意圖3、減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果效果：1）、增加流動性。W,W/C=定值，坍落度可增大100～200mm，且不影響混凝土的強(qiáng)度。2）、提高混凝土強(qiáng)度。C,Slump=定值，可減少拌和水量10％～15％，從而降低水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高15％～20％，特別是早期強(qiáng)度提高更為顯著。3）、節(jié)約水泥。Slump,W/C=定值，可以在減少拌和水量的同時，相應(yīng)減少水泥用量，即在保持混凝土強(qiáng)度不變時，可節(jié)約水泥用量10％～15％。減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果4）、改善混凝土的耐久性。由于減水劑的摻入，顯著地改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的密實(shí)度提高，透水性可降低40％～80％，從而可提高抗?jié)B、抗凍、耐化學(xué)腐蝕及防銹蝕等能力。5）、可以改善混凝土拌和物的泌水、離析現(xiàn)象，延緩混凝土拌和物的凝結(jié)時間，減慢水泥水化放熱速度和配制特種混凝土。（二）、早強(qiáng)劑定義——早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。適于在低溫施工時使用。在負(fù)溫下使用的早強(qiáng)劑稱為防凍劑或防凍早強(qiáng)劑，用途——在低溫和負(fù)溫條件下它能夠降低冰點(diǎn)，使拌合物中的水分不會很快結(jié)冰，使水泥繼續(xù)水化，達(dá)到抵抗冰體膨脹的臨界強(qiáng)度。多用于冬期施工和搶修工程。分類——主要有氯鹽類、硫酸鹽類、有機(jī)胺類三種。Ⅰ氯鹽類早強(qiáng)劑主要有——氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應(yīng)用最廣。其適宜摻量——為水泥質(zhì)量的0.5%～1.0%，能使混凝土3d強(qiáng)度提高50％～100％，7d強(qiáng)度提高20％～40％，同時能降低混凝土中水的冰點(diǎn)，防止混凝土早期受凍。缺點(diǎn)——含有離子，會使鋼筋銹蝕，并導(dǎo)致混凝土開裂。為了抑制氯化鈣對鋼筋的銹蝕作用，常將氯化鈣與阻銹劑亞硫酸鈉（NaNO2）復(fù)合使用。Ⅲ有機(jī)胺類早強(qiáng)劑主要有——三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺等，其中早強(qiáng)效果以三乙醇胺為佳。摻量為水泥質(zhì)量的0.02%～0.05%，能使混凝土早期強(qiáng)度提高50％左右。與其它外加劑（如氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等）復(fù)合使用，早強(qiáng)效果更加顯著。三乙醇胺對混凝土稍有緩凝作用，摻量過多會造成混凝土嚴(yán)重緩凝和混凝土強(qiáng)度下降。（三）、引氣劑1、定義——引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物泌水離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍融耐久性的外加劑。目前應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。2、引氣劑的作用機(jī)理引氣劑屬憎水性表面活性劑，能顯著降低水的表面張力和界面能，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50～250μm。同時引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。按混凝土含氣量3％～5％計，每立方米混凝土拌和物中含數(shù)百億個氣泡。大量微小、封閉并均勻分布?xì)馀莸拇嬖?，使混凝土的某些性能得到明顯改善。3、引氣劑的效果

顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性。改善拌和物的和易性。。降低部分強(qiáng)度。（一般含氣量每增加1％時，其抗壓強(qiáng)度將降低4％～5％，抗折強(qiáng)度降低2％～3％。）混凝土配合比設(shè)計的基本要求滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計——強(qiáng)度等級；滿足混凝土施工——和易性；滿足工程所處環(huán)境——耐久性的要求；符合經(jīng)濟(jì)原則——盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?。混凝土配合比設(shè)計的資料準(zhǔn)備

了解工程設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度等級，以便確定混凝土配制強(qiáng)度。了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求，以便確定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配制情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。了解混凝土施工方法及管理水平，以便選擇混凝土拌和物坍落度及混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差?；炷僚浜媳仍O(shè)計中的三個參數(shù)Ⅰ、水與水泥之間的比例關(guān)系——水灰比表示；Ⅱ、砂與石子之間的比關(guān)系——砂率表示；Ⅲ、水泥漿與骨料之間的關(guān)系——單位體積用水量來表示。確定三個參數(shù)的基本原則：

在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定混凝土的單位用水量；砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來確定砂率?；炷僚浜媳仍O(shè)計的步驟Ⅰ初步計算配合比Ⅲ實(shí)驗(yàn)室配合比Ⅱ基準(zhǔn)配合比Ⅳ施工配合比調(diào)整坍落度校核強(qiáng)度、耐久性扣減工地砂石含水量二、初步計算配合比計算步驟：第一步：確定配制混凝土強(qiáng)度第二步：確定水灰比第三步：確定用水量第四步：確定水泥用量第五步：確定砂率第六步：確定砂石用量第一步：混凝土配制強(qiáng)度的確定依據(jù)公式：

fcu.0

＝fcu.k

+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配制強(qiáng)度（MPa）

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

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。

σ的確定：A、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時，依公式計算；B、施工單位無強(qiáng)度歷史資料時，查表6-6取用。第二步、初步確定水灰比（W/C）依混凝土強(qiáng)度公式：fcu,o=Afce(C/W-B)W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)耐久性校核：水灰比還不得大于表6-5中規(guī)定的最大水灰比值結(jié)果——兩者取最小值。第三步選取1M3混凝土的用水量（W)

根據(jù)所用粗骨料的種類、最大粒徑及施工所要求的坍落度值（表6-4），查表6－7，選取1M3混凝土的用水量。第四步計算1M3混凝土的水泥用量（C）計算——根據(jù)確定的水灰比（W/C）和選用的單位用水量（W），可計算出水泥用量（C）。

W/C=（W/C）

C=W/(W/C)校核——為保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥用量還應(yīng)滿足表6－5規(guī)定的最小水泥用量的要求；取值——兩者最大值。第五步選取合理砂率值（Sp）方法：Ⅰ、依據(jù)填充理論和砂石狀態(tài)參數(shù)，計算砂率；Ⅱ、根據(jù)混凝土拌和物的和易性，通過試驗(yàn)求出合理砂率——坍落度最大的最小砂率；Ⅲ、如無試驗(yàn)資料，可根據(jù)骨料品種、規(guī)格和水灰比，按表6－8選用。水灰比（W/C）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）1020401620400.426－3225－3124－3030－3529－3427－320.530－3529－3428－3333－3832－3730－350.633－3832－3731－3636－4135－4033－380.741－3635－4034－3939－4438－4336－41水灰比（W/C）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）1020401620400.426－3225－3124－3030－3529－3427－320.530－3529－3428－3333－3832－3730－350.633－3832－3731－3636－4135－4033－380.741－3635－4034－3939－4438－4336－41混凝土的砂率（％）

（JGJ/T55-96）表6－5第六步計算粗、細(xì)骨料的用量（G）及（S）A質(zhì)量法：若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌和物的表觀密度將接近一個固定值。

W+C+S+G=2450Sp=S/(S+G)B

體積法：假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。

C/γc+W/1+S/γs+G/γg+0.01α=1Sp=S/(S+G)C:S:G:W=1:S/C:G/C:W/C第六步計算粗、細(xì)骨料的用量（G）及（S）三、實(shí)驗(yàn)室（設(shè)計）配合比——強(qiáng)度校驗(yàn)采用三個不同的配合比，其一為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的W/C較基準(zhǔn)配合比分別增加或減少0.05。每種配合比至少制作一組（三塊）試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d時進(jìn)行強(qiáng)度（活耐久性）測試。由試驗(yàn)得出的各灰水比及其對應(yīng)的混凝土的強(qiáng)度（和耐久性）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,o）相對應(yīng)的灰水比,并確定出設(shè)計配合比。設(shè)計配合比的確定用水量（mw）──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)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；水泥用量（mc）──以用水量乘以選定出的灰水比計算確定；粗、細(xì)骨料用量（mg、ms）──取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按選定的灰水比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。四、施工配合比——現(xiàn)場砂石含水量的扣減

設(shè)計配合比是以干燥材料為基準(zhǔn)的，而工地存放的砂、石的水分隨著氣候的變化。所以現(xiàn)場材料的實(shí)際稱量應(yīng)按工地砂、石的含水情況進(jìn)行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比?，F(xiàn)假定工地存放砂的含水率為a（%），石子的含水率為b（％），則將設(shè)計配合比換算為施工配合比，其材料稱量為：

m/c=mc

（kg）；

m/s=ms(1+a%)（kg）；

m/g=mg(1+b%)（kg）

m/w=mw-a%ms-b%mg

（kg）。普通混凝土配合比設(shè)計實(shí)例【例題】某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設(shè)計強(qiáng)度等級為C30，施工要求坍落度為30～50mm（混凝土由機(jī)械攪拌，機(jī)械振搗），根據(jù)施工單位歷史統(tǒng)計資料，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ＝4.8MPa。采用的原材料：525號普通水泥（實(shí)測28天強(qiáng)度56.7MPa），密度ρc＝3100kg/m3；中砂，表觀密度ρs=2650kg/m3；碎石，表觀密度ρg＝2700kg/m3，最大粒徑Dmax=20mm；自來水。要求：

1、試設(shè)計混凝土配合比（按干燥材料計算）。

2、施工現(xiàn)場砂含水率3％，碎石含水率1％，求施工配合比。【解】：初步計算配合比的計算⑴、確定配制強(qiáng)度（fcu,o）

fcu,o

＝fcu,k+1.645σ＝30＋1.645×4.8=37.9MPa⑵、確定水灰比（W/C）

碎石A＝0.48B=0.52W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)=0.48×56.7/(37.9+0.48×0.52×56.7)=0.52

由于框架結(jié)構(gòu)梁處于干燥環(huán)境，查表6－5，（W/C）max=0.65，故可取w/c=0.52。⑶、確定單位用水量（W）查表6－7，取W＝195kg⑷、計算水泥用量（C）

C＝W/(W/C)=195/0.52=375(kg)

查表6－5，最小水泥用量為260kg/，故可取C＝375kg。⑸、確定合理砂率值（Sp）根據(jù)骨料及水灰比情況，查表6-8，取βs＝35％⑹、計算粗、細(xì)骨料用量（mg）及（ms）

A、用質(zhì)量法計算:W+C+S+G=2450Sp=S/(S+G)假定每立方米混凝土拌和物重mcp=2400kg則

375+S+G+195=2400S/(S+G)=35%

解得：G＝1189kgS=641kgB、

用體積法計算方程略解得：G＝1211kgS＝652kg兩種方法計算結(jié)果相近。

配合比的試配、調(diào)整1、按初步計算配合比試拌15L，其材料用量為水泥0.015×373=5.63kg

水0.015×195=2.93kg

砂0.015×641=9.62kg

石子0.015×1189=17.84kg

攪拌均勻后做和易性試驗(yàn)，測得的坍落度為20mm，不符合要求。增加5％的水泥漿，即水泥用量增加到5.91kg，水用量增加到3.08kg，測得坍落度為30mm，粘聚性、保水性均良好。試拌調(diào)整后的材料用量為：水泥5.91kg，水3.08kg，砂9.62kg，石子17.84kg，總重量36.45kg。混凝土拌和物的實(shí)測表觀密度為2410kg/，則拌制1混凝土的材料用量－檢驗(yàn)強(qiáng)度

在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，拌制三種不同水灰比的混凝土，并制作三組強(qiáng)度試件。其一是水灰比為0.52的基準(zhǔn)配合比，另兩種水灰比分別為0.47及0.57，經(jīng)試拌檢查和易性均滿足要求。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，得出的強(qiáng)度值分別為：水灰比0.47（灰水比2.13）………45.5MPa

水灰比0.52（灰水比1.92）………39.6MPa

水灰比0.57（灰水比1.75）………34.5MPa確定設(shè)計配合比

根據(jù)上述三組灰水比與其相對應(yīng)的強(qiáng)度關(guān)系，計算（或作圖）出與混凝土配制強(qiáng)度（37.9MPa）對應(yīng)的灰水比值為1.86，即水灰比為0.54。則初步定出混凝土的配合比為：水W=204kg

水泥C=204/0.54=378kg

砂S=636kg

石子G=1180kg

裝飾混凝土在我國還屬新型材料，但它已廣泛使用于歐、美、日等許多發(fā)達(dá)國家，它使水泥地面永久地呈現(xiàn)各種色澤、圖案、質(zhì)感，逼真地模擬自然的材質(zhì)和紋理，隨心所欲地勾劃各類圖案，而且久而彌新，使人們輕松地實(shí)現(xiàn)建筑物與人文環(huán)境