道路建筑（工程）材料 第5章 混凝土和砂浆

nullnull一、 混凝土拌和物的性能 混凝土拌合物——混凝土在未凝结硬化以前，称作新拌混凝土，或混凝土拌合物。 混凝土拌合物必须具有良好的和易性，以便于施工，保证能获得良好的浇灌质量。第5章 混凝土和砂浆第一节　水泥混凝土的技术性质混凝土搅拌机混凝土搅拌机振动台振动台抗压试模抗压试模 第5章 混凝土和砂浆 第5章 混凝土和砂浆　　混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。低强度混凝土 ＜ 20MPa 中强度混凝土 20～60MPa 高强度混凝土 ≥ 60MPa按密度分按抗压强度 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值分 （fcu,k）重砼 ＞ 2600kg/m3 普通砼 1950～2500kg/m3 轻砼 ＜ 1950kg/m3 null优点 抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低 ； 原材料丰富、成本低； 混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋 。 缺点 抗拉强度低（约为抗压强度的1/10～1/20）、变形性能差； 导热系数大〔约为1.8W/（m·K）〕； 体积密度大（约为2400kg/m3左右）； 硬化较缓慢。 null正在施工的秦山核电站null三峡工程钢筋混凝土重力坝喷射混凝土施工null一 水泥砼的组成材料 1.品种——五大品种水泥、特种水泥 2.强度等级——原则：高对高，低对低 3.用量——混凝土配合比设计计算确定第三节 普通水泥砼的组成材料null品种的选择 配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。 强度等级的选择 原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥； 一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.1～1.6倍； 配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的0.7-1.1倍左右。 (一)　水泥null 5.0.2 集料(骨料) 1.粗集料（1）强度 （2）坚固性 （3）级配 （4）最大粒径的选择 （5）表面特征和形状 （6）有害杂质的含量 （7）碱活性检验2.细集料（1）级配和细度模数 （2）有害杂质的含量 1）含泥量和泥块含量 2）云母含量 3）轻物质含量 4）有机质含量 5）硫化物和硫酸盐含量还需要测定 表观密度null定义 砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。 分类 按产源分 按技术要求分 Ⅰ类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； Ⅱ类 用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； Ⅲ类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。 砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等（二）细集料null表观密度、堆积密度及空隙率 表观密度ρs´＞2500kg/m3； 松散堆积密度ρso´＞1350kg/m3； 空隙率P′＜47%。null1.颗粒级配 （1）颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。 （2）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，且总表面积小，可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。 （3）颗粒级配采用筛分法确定，详见实验部分。 （4）颗粒级配的指标 级配区 按600μm筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区。详见下页表。 级配合格判定 砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。 二、砂的技术质量要求二、砂的技术质量要求砂的颗粒级配区二、砂的技术质量要求二、砂的技术质量要求（5）级配的选择 宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。 规格 砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 Mx =3.7～3.1；中砂 Mx =3.0～2.3；细砂 Mx =2.2～1.6。 细度模数按下式计算： 式中：Mx——细度模数； A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分率，％。null3.有害物质含量 砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。null 2.含泥量、泥块含量及石粉含量 含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量； 泥块含量是指粒径大于1.18mm，经水洗、手捏后小于600μm的颗粒含量； 石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。null天然砂含泥量和泥块含量人工砂石粉含量和泥块含量null1.拌和用水水质不纯最常见的危害 ① 影响混凝土的和易性和凝结； ② 有损于混凝土强度发展； ③ 降低混凝土耐久性,加快钢筋腐蚀,导致预应力钢筋脆断； ④ 使混凝土表面出现污斑等。 2.为保证混凝土的质量和耐久性，必须使用合格水。 水的分类：饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理 或处置后的工业废水。 要求：能饮用的水均能用于制备砼。5.0.3 砼拌和用水null定义 粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料。 分类 按产源分：卵石和碎石 按技术要求分： Ⅰ类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； Ⅱ类 用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； Ⅲ类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。(三) 粗集料null1.强度 采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验： 岩石抗压强度是将母岩制成50mm×50mm×50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。 压碎指标是将一定质量风干状态下9.50～19.0mm的颗粒装入标准圆模内，在压力机上按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定，卸荷后用2.36mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。按下式计算： 式中：Qc——压碎指标值 ； 　　　 　G1——试样的质量 ，g； 　　　　 G2——压碎后的筛余量，g。null 2.有害物质含量 卵石、碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物。见下表。null 3.颗粒级配 为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。 粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。 连续级配是石子由小到大连续分级； 间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。null7.最大粒径 粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。 从结构上考虑 根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。 从施工上考虑 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高层建筑宜在1：3～1：4，超高层建筑宜在1：4～1：5。 从经济上考虑 当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加， 当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。null4.针片状颗粒含量 针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者； 片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。 针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。见表。碎石、卵石针片状颗粒含量(四)、拌合用水的技术质量要求(四)、拌合用水的技术质量要求混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。 拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—1989）的规定。null 1.外加剂的定义 ——在拌制砼过程中掺入能改善砼性能的物质，一般掺量 不大于水泥质量的5%。（砼第五组分） 2.功能: （1）改善流变性能（减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂、灌浆剂等） （2）调节凝结时间 硬化性能（缓凝剂、早强剂、速凝剂等） （3）改善耐久性（引气剂、阻锈剂、防水剂等） （4）改善其他性能（加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、碱-集料反应 抑制剂等） 3.掺加方法：先掺法、后掺法、同掺法。5.1.4 砼外加剂null  4.常用外加剂 （1）减水剂 1）技术经济效益 ① 工作性、水泥用量不变,可以减少用水量,提高混凝土强度 ② 用水量、水泥用量不变,可增大混凝土的流变性 ③ 工作性、强度不变,可节约水泥用量null  2）减水剂的种类 ① 木质素磺酸盐类 ② 聚烷基芳族磺酸盐类 ③ 三氯氰氨胶甲醛树脂磺酸盐类 3）注意 ① 掺量为水泥量的0.5%～1.0%，减水率为10%～27%； ② 28d强度提高30%～50%； ③ 当水泥用量相同和强度相近时，可使塑性混凝土的坍落度增加 150mm以上。 ④ 适用于蒸养混凝土、高强混凝主、早强混凝土及流态混凝土。null  1）机理：引气剂为憎水性表面活性物质，能降低水泥-水-空气的界面能， 而且由于它的定向排列，形成单分子吸附膜提高泡膜的强度，并 使气泡排开水分而吸着固相粒子表面，因而能使搅拌过程混进的 空气形成微小而稳定的气泡、均匀分布于混凝土中。 2）常用种类：有松香热聚物、烷基磺酸钠和烷基苯碳酸钠等阴离子表面活 性剂。 3）适宜掺加量：为水泥用量的0.005%～0.01%,混凝土中含气量为3%～6% 4）作用：由于气泡的存在，可改善新拌混凝土的和易性；减少泌水和离析 对硬化后的混凝土，由于气泡彼此隔离，切断毛细孔通道，使 水分不易渗入。又可缓冲其结冰膨胀的作用，因而提高混凝土 的抗冻性、抗渗性和抗蚀性。 5）缺点：由于气泡的存在，混凝土强度有些降低。（2）引气剂null 1）机理 早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂对水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的水有催化作用，能加速水泥的水化和硬化，而具有早强的作用。 2）种类 通常采用复合早强剂，可以获得更为有效的早强作用。 常用的早强剂有三类：无机盐类、有机盐类和有机复合早强剂。 3）作用 掺加三乙醇胺复合早强剂能提高砼的早期强度（2d强度）40%以上，使砼达到28d强度的养护时间缩短1/2。常用于混凝土快速低温施工。（3）早强剂null  1）机理 缓凝剂是能延缓混凝土的凝结时间，对混凝土后期物理力学性能无 不利影响的外加剂。缓凝剂能延缓水泥凝结时间，是因为在水泥及其水 化物表面上的吸附作用，或与水泥反应生成不溶层而达到缓凝的效果。 2）常用缓凝剂的种类 ① 羟基羧酸盐 如酒石酸、酒石酸甲纳、柠檬酸、水杨酸等。 ② 多羟基碳水化合物 如糖蜜、含氧有机酸、多元醇等。 ③ 无机化合物 如Na3PO4、Na2B4O7、Na2SO4等。 3）应用 缓凝剂用于桥梁大体积混凝土工程，可延缓混凝土的凝结时间， 保持工作性，延长放热时间，消除或减少裂缝，保证结构整体性。（4） 缓凝剂null 1.和易性的概念 ——和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。 和易性是一项综合的技术性质，包括三方面的含义。(一)、混凝土拌合物的和易性流动性 粘聚性 保水性和易性的三个方面二 混凝土的技术性质一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念 混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流动性易达结构均匀易成型密实好好在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。保证混凝土硬化后的质量null 2.和易性测定方法 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。 主要的试验方法有： （１）坍落度与坍落扩展度法 （２）维勃稠度法二、和易性的评定二、和易性的评定定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。 1.坍落度法 测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值——坍落度（单位mm）。 适用范围： 集料最大粒径不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。 null如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒； 坍落度：筒高与坍落后试体 最高点之间的高差。 单位：mm(精确至5mm)。 观察：粘聚性、保水性。 全面地 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 混凝土拌和物的工作性。（1）坍落度 null图5-2混合料分层现象示意图图5-2混合料分层现象示意图null 1.当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时 用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。 2.适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土。注意：二、和易性的评定二、和易性的评定2.维勃稠度法 测定使拌合物密实所需要的时间，s。 适用范围 粗骨料最大粒径不大于40mm； 坍落度小于10mm，维勃稠度在5s～30s之间的干硬性混凝土。 null（2）维勃稠度试验（2）维勃稠度试验如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 时间。 维勃稠度值：从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间。 单位：以s计，( 精确至1s ) 注意：适用于骨料D不大于40mm，维勃稠度在5～30s之间。null（3）密实因素试验（英国人提出） Cf＝ρ1 /ρ； ρ－圆柱筒中完全密实的混凝土密度 Cf↑，流动性愈好 一般，Cf＝ 0.8～0.92， 对混凝土做一定功后，测定密实程度，先将混凝土装满料斗1，打开底门，落入2，再打开2的底门，混凝土落入3，刮平后，确定3中的混凝土密度ρ1。图3 捣实系数仪123null3.影响和易性的因素 （1）水泥浆的数量（单位用水量） （2）水泥浆的稠度（水灰比） （3）砂率 （4）水泥品种及细度 （5）集料的性质 （6）外加剂 （7）时间和温度（外因）图3-4-1 砂率与坍落度的关系曲线 图3-4-2 水泥用量与砂率的关系图3-4-1 砂率与坍落度的关系曲线 图3-4-2 水泥用量与砂率的关系最优砂率 在相同水泥量下，混合料工作性最好的砂率 满足工作性要求条件下，水泥浆用量最小的砂率 改善和易性的措施改善和易性的措施采用合理砂率； 改善砂石的级配； 掺外加剂或掺合料； 根据环境条件，注意坍落度的现场控制；在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性； 在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。掺外加剂的混凝土null 混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。 见下表。4 和易性的选择混凝土按坍落度的分类混凝土按坍落度的分类根据坍落度不同，可将混凝土分为： 1.大流动性混凝土： 坍落度大于160mm； 2.流动性混凝土： 坍落度为100～150mm； 3.塑性混凝土： 坍落度为10～90mm； 4.干硬性混凝土： 坍落度小于10mm。null(二) 硬化后混凝土的性能 1 混凝土的强度 1.混凝土立方体抗压强度和强度等级 （1）立方体抗压强度（fcu） 按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度２０士2°Ｃ，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。第5章 混凝土和砂浆图5-9正态分布曲线图5-9正态分布曲线平均值 标准差σ 变异系数Cv＝ null （2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k） 立方体抗压强度只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。而立方体抗压强度标准值是按数理统计方法确定，具有不低于９５％保证率的立方体抗压强度。null （3）强度等级 凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。 　　如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。我国现行GB50010-2002《混凝土结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》规定, 普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。null 2.轴心抗压强度 为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。 一、混凝土的强度一、混凝土的强度2.轴心抗压强度 采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为0～55MPa范围内fcp=（0.7～0.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取fcp＝0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm×100mm和200mm×200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。null3.混凝土抗折强度( fcf ) 道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯强度（或称抗折强度）为主要设计指标。 水泥混凝土的抗弯强度试验是以标准方法制备成 150mm×150mm×550mm的梁形试件，在标准条件下养护 ２８ｄ后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（fcf ）。 计算公式：null4.劈裂抗拉强度 我国现行标准规定，采用标准试件１５０ｍｍ立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度fts 一、混凝土的强度一、混凝土的强度4. 劈裂抗拉强度 式中：fts——劈裂抗拉强度，MPa； P——破坏荷载，N； A——试件劈裂面积，mm2。 劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/10～1/20。 拉应力压应力PPnull 1.原材料的因素 （1）水泥强度 （2）水灰比 2 影响混凝土强度的因素（3）集料的种类、质量和数量 （4）外加剂和掺和料碎石：αa=0.46，αb=0.07 卵石：αa=0.48，αb=0.33null 2.生产工艺因素 （1）施工条件 ——搅拌与振捣 （2）养护条件 （3）龄期null 3.试验因素 （1）试件形状尺寸 （2）表面状态 （3）试件湿度 （4）加荷速度 （5）支承条件 （6）加载方式null4、混凝土在荷载作用下的变形 （1）混凝土的受压变形与破坏特征 （2）弹性模量 （3）徐变null四、 混凝土的耐久性 0.混凝土的抗渗性 ——指混凝土抵抗压力水渗透的能力。 1.混凝土的抗冻性 ——指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环 作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。 2.混凝土的耐磨性 　　---指混凝土抵抗表层损伤的能力 第5章 混凝土和砂浆null 3.碱集料反应 ——是指混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应，反应生成复杂的碱—硅酸凝，这种凝胶吸水膨胀，导致混凝土开裂的现象。 反应慢，潜在危害相当大。null　4　混凝土的碳化 ——指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。 　5.抗侵蚀性 ——指混凝土在含有侵蚀性介质环境中遭受到化学侵蚀、物理作用不破坏的能力。 null 6.提高混凝土耐久性的主要措施 （1）合理选择水泥品种 （2）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量 （3）选用质量良好的砂石骨料 （4）掺入引气剂或减水剂 （5）加强混凝土的施工质量控制null三  混凝土的配合比设计和质量控 一、 混凝土的基本要求与质量控制 1. 混凝土的基本要求 2. 混凝土的质量控制 3. 混凝土生产质量水平判定第5章 混凝土和砂浆null　　　　第二节 普通水泥砼的组成设计 　　　砼的性能存很大程度上取决于组成材料的性质，因此必须对所用材料进行选择，各组成材料需满足一定的技术要求。 一、组成材料 （一）水泥：水泥是砼的胶结材料 （1）品种：根据砼工程的特点、环境因素、施工条件与气候选用类型，常用五种水泥的技术特点 （2）强度的选择 选用水泥的强度应于要求配制的砼强度等级相适应。 水泥强度过高，则水泥量过少影响砼的和易性与耐久性，标号过低，则水泥用量较多。 一般配制一般砼时，水泥强度为砼抗压强度的1.5～2倍，配制高强度砼时，为砼抗压强度的0.9～1.5倍。水泥砼路面用水泥的标号与品种选择，应根据路面的交通等级所要求的设计抗折强度来确定，。null（2）粗集料（coarse aggregate） 1.强度： 　　为保证砼强度，要求碎石具备它的强度。工程中用压碎指标值控制岩石的抗压强度。碎石和卵石要求的压碎指标值，由砼强度确定。岩石抗压强度与砼等级之比不应小于1.5。 2．坚固性（soundlass） 　　为保证砼的耐久性，粗集料应有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用。 3．级配（gradation） 　　为获得密实高强砼，并节约水泥，要求粗细集料组成的矿质混合料要有良好的级配。 null 4．最大粒径的选择 　　粗集料中公称粒级的上限称为该粗级的最大粒径。通常在结构截面允许条件下，尽量增大最大粒径，以节约水泥。 5．表面特征和形状 　　表面粗且棱角多碎石与卵石相比较，碎石配制成的砼，对水泥石的粘附性好，故具有较高的强度，但卵石配制的新拌砼具有较好的和易性。 6．含泥量和泥块含量 7．有害杂质含量 8．碱活性检验null（3）细集料 1．级配和细度模数 （1）级配（gradation） 砼用砂需有高的密度和小的比面，才能保证工作性能与强度，耐久性的保证，同时也能降低水泥用量。 2．有害杂志的含量 含泥量与泥块含量；云母含量；轻物质含量；有机质含量；硫化物含量。null混凝土配合比：是指单位体积的混凝土中各组成材料的 质量比例。 确定这种数量比例关系的工作,称为混凝土配合比设计。 混凝土配合比的表示方法: （1）相对用量表示法 （2）绝对用量表示法二 普通混凝土配合比设计null混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求（1）满足结构设计的强度等级要求； （2）满足混凝土施工所要求的和易性； （3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； （4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。null1.配合比设计指标 （1）混凝土拌合物和易性的选择　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表5-14 （2）混凝土配制强度 （3）混凝土的耐久性 null混凝土配合比设计基本参数 配合比设计的三参数：水灰比、单位用水量、砂率。 水灰比——混凝土中水与水泥的比例称为水灰比 ——砂子占砂石总量的百分率称为砂率 ——用水量是指1m3混凝土拌和物中水的 用量（kg/m3） 单位用水量 砂率null三个步骤 混凝土配合比设计 ▲1.初步配合比设计 2.实验室配合比设计 3.施工配合比设计null混凝土的配合比 是指混凝土各组成材料用量之比。 主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。 质量配合比的表示方法 （1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。 （2）以各组成材料用量之比表示。例如上例也可表示为：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。三、配合比设计的要求三、配合比设计的要求满足结构设计的强度等级要求； 满足混凝土施工所要求的和易性； 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； 符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。 null混凝土配合比设计基本参数 配合比设计的三参数：水灰比、单位用水量、砂率。 水灰比——混凝土中水与水泥的比例称为水灰比 ——砂子占砂石总量的百分率称为砂率 ——用水量是指1m3混凝土拌和物中水的 用量（kg/m3） 单位用水量 砂率2. 混凝土初步配合比设计计算null（1）确定试配强度（fcu,0）混凝土强度标准差 null（2）计算水灰比 （W/C）耐久性复核碎石：αa=0.46，αb=0.07 卵石：αa=0.48，αb=0.33null （3）选定单位用水量（ｍw0）  注：① 本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。 ② 掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。5-18null干硬性混凝土的单位用水量，kg null（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。 （3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算： mwa＝mw0（1－β） 式中： mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； mw0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； β——外加剂的减水率，应经试验确定。null（4）计算水泥用量（ｍc0）（5）选择合理的砂率值 合理砂率可通过试验、计算或查表求得。耐久性复核null混凝土砂率选用表 （%）  null（6）计算粗、细骨料用量 ① 质量法（假定表观密度法） 计算公式： ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ ｍcpnull式中：ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）； ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）； ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）； ｍw0——每立方米混凝土的用水量（kg）； βs ——砂率（％）； ｍcP——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；可取2400～2450kg。 null② 采用体积法（绝对体积法）计算公式：null式中：ρc——水泥密度（kg/ｍ3）,可取2900～3100 kg/ｍ3； ρg ——粗骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρs——细骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρw——水的密度（kg/ｍ3），可取1000 kg/ｍ3； βs——砂率（％）； α ——混凝土的含气量百分数。 在不使用引气型外加剂时，α可取１。 null （7）得出初步配合比 通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即初步配合比计算完成。 表示为：null混凝土配合比的表示方法: （1）相对用量表示法 （2）绝对用量表示法null 混凝土实验室配合比设计包括配合比的试配、调整与确定。 按初步配合比计算实际各项材料用量，进行试拌，过程如下： （1）检验工作性，确定基准配合比 （2）检验强度 （3）复核密度，确定试验室配合比2. 混凝土实验室配合比设计（1）检验工作性，确定基准配合比（1）检验工作性，确定基准配合比 按计算出的初步配合比进行试拌，以校核混凝土拌和物的工作性。 如试拌得出的拌和物的坍落度（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性能不好时，措施：保证水灰比不变的条件下，相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止。 提出供混凝土强度校核用的“基准配合比”， 表示为 mca：mwa：msa：mga。（2） 检验强度（2） 检验强度 拟定三个不同的配合比，其中一个为按上述得出的基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05（或0.10），其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可增加及减少1%。 制作检验混凝土强度的试件时，尚应检验拌和物的坍落度（或维勃稠度）、粘聚性、保水性及测定混凝土的表观密度，并以此结果表征该配合比的混凝土拌和物的性能。 每种配合比至少制作一组（3块）试件，在标准养护28d条件下进行抗压强度测试。 确定满足强度要求的配合比，表示为mcb：mwb：msb：mgb。（3）密度复核，确定实验室配合比（3）密度复核，确定实验室配合比 计算混凝土湿表观密度： 确定校正系数： 确定试验室配合比：null1) 基准配合比——检查混凝土拌合物的施工和易性 配合比调整：保持水灰比不变，相应调整用水量或砂率 2) 设计配合比 (1) 确定水灰比与强度的关系 28d强度检验：基准配合比用水灰比W/C，W/C±0.05（0.03） 试拌混合料的和易性检测符合要求 (2) 设计配合比的确定 强度试验 由配制强度fcu,0→灰水比C/W图5-22 强度与水灰比的关系 设计配合比：用水量mw、水泥用量mc、粗细集料用量mg和ms (3) 混凝土组成材料用量的调整 表观密度计算值c,c＝mc＋mw＋ms＋mg 表观密度实测值c,t 设计配合比：水泥：水：砂：石子＝ mc：mw ：ms：mgnull1.试配 按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性、强度。 2.调整 （１）调整和易性，确定基准配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能： 如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆； 如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。 记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）。null（2）强度调整 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。 3.设计配合比的确定 （1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量： ①单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定； ②水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定； ③粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。null（2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正： ①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值ρc,c： ρc,c＝mc+ ms+mg+mw ②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ： 式中： ρc,t——混凝土体积密度实测值，kg/m3； ρc,c——混凝土体积密度计算值，kg/m3。 ③当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配合比。null 假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为： ＝mc ＝ms（1+a％） ＝mg（1+b％） ＝mw－ms×a％－mg×b％ 施工配合比可表示为：图5-22 强度与水灰比的关系图5-22 强度与水灰比的关系五、配合比计算例题五、配合比计算例题例题 某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物坍落度为30～50mm。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下： 水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，实测28d抗压强度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3; 砂：中砂，级配2区合格。表观密度ρs＝2.65g/cm3; 石子：卵石，5～40mm。表观密度ρg＝2.60g/cm3; 水：自来水，密度ρw＝1.00g/cm3。 试用体积法和质量法计算该混凝土的基准配合比。五、配合比计算例题五、配合比计算例题解: 1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0： 根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表5-15取σ＝5.0MPa，则 fcu,0 ＝ fcu,k + 1.645σ ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa 2.确定混凝土水灰比mw/mc （1）按强度要求计算 根据题意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，则： （2）复核耐久性：经复核，耐久性合格。五、配合比计算例题五、配合比计算例题3.确定用水量mw0 根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为40mm，查表取mw0＝160kg。 4.计算水泥用量mc0 （1）计算： （2）复核耐久性 经复核，耐久性合格。 5.确定砂率βs 根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。 6.计算砂、石子用量ms0、mg0五、配合比计算例题五、配合比计算例题（1）体积法 将数据代入体积法的计算公式，取α＝1，可得： 解方程组，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg。 （2）质量法 假定混凝土拌合物的质量为mcp＝2400kg，将数据代入质量法计算公式，得： ms0 + mg0＝2400－320－160 解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。null6.计算基准配合比 （1）体积法 mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16， mw/mc ＝0.50； （2）质量法 mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20， mw/mc ＝0.50。 3. 施工配合比的折算3. 施工配合比的折算 实测施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则 施工配合比的各种材料单位用量为： 施工配合比为：四 路面水泥混凝土配合比设计四 路面水泥混凝土配合比设计1.水灰比确定 碎石或碎砾石混凝土：上级 上页 下页砾石混凝土：四 路面水泥混凝土配合比设计四 路面水泥混凝土配合比设计2.砂率确定 方法：根据细度模数和粗集料种类确定。上级 上页 下页四 路面水泥混凝土配合比设计四 路面水泥混凝土配合比设计3.单位用水量 方法：粗集料种类、坍落度 碎石及破碎的砾石混凝土：上级 上页 下页砾石混凝土：掺外掺剂：坍落度四 路面水泥混凝土配合比设计四 路面水泥混凝土配合比设计4.单位水泥用量 上级 上页 下页5.混凝土砂石用量 计算方法 煤矿单位产值综合能耗的计算方法营养成分理论值计算方法电缆末端电压降计算方法初中24点计算方法与技巧答案24点计算方法与技巧下载 ：密度法、体积法 ※混凝土单位质量：2400-2450kg/m3规范规定：路面混凝土单位水泥用量一般不小于300kg/m3，不大于360kg/m3nullｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ ｍcp密度法、体积法null（二）混凝土质量评定方法 混凝土质量评定一般以抗压强度作为评定指标 1、统计方法（已知标准差方法） 当强度等级<=C20时，尚应满足 ‑‑‑‑‑当强度等级>C20时，尚应满足null2、统计方法（未知标准差方法） n>=10组 为验收系数，见P99 表3-28 Sfm必须>=0.6fm,k 3、非统计方法：n<10 null（三）混凝土生产质量水平 混凝土抗压强度评为合格得满分，不合格为零分 抗弯拉强度评定 n>10组时， n>20时，允许有一组R<0.85RS2 但不得小于0.75RS2，高速、一级路均不得小于0.85RS2 N<=10时， null五 .混凝土强度质量控件制 1）评定方法 （1）己知标准差法 以C20以上C20以下null未知标准差的统计方法 　　　　　　　　　　　　　　5-19 非统计方法 混凝土质量的评定51-85-205-215-22null第二节 其他种类混凝土 1.轻集料混凝土 ——以轻粗集料、轻细集料（或普通细集料）、水泥和水配制而成的，干表观密度不大于1950 ㎏/ｍ3的水泥混凝土为轻集料混凝土。第5章 混凝土和砂浆null2.水泥粉煤灰混凝土 ——指在水泥混凝土中掺加粉煤灰组分的混凝土。 3.防水混凝土 ——系指有较高抗渗能力的混凝土，通常其抗渗等级等于或大于Ｐ６级，又称抗渗混凝土。 4.耐热混凝土 ——指能长期在高温（200～900℃）作用下保持所要求的物理和力学性能的一种特种混凝土。null 5.耐酸混凝土 ——能抵抗多种酸及大部分腐蚀性气体侵蚀作用的混凝土称为耐酸混凝土。 6.纤维混凝土 ——以普通混凝土为基材，外掺各种纤维材料而组成的复合材料，称为纤维混凝土。 7.聚合物混凝土 ——由聚合物、无机胶凝材料和骨料配制而成。null粉煤灰混凝土 粉煤灰的加入，可减少水泥剂量，改善混凝土一系列性能，可以充当混凝土的减水剂、释水剂、增塑剂、密实剂、抑热剂、抑胀剂，经济效益明显。粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰。可用于水泥生产原料，在公路工程基层以及水泥混凝土的组成材料。 粉煤灰技术指标表5-22null使用条件： 1、Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6米的预应力钢筋混凝土； 2、Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土； 3、Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土，对设计强度等级C30及以上无筋粉煤灰宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰； 4、对于预应力混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级C30及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级，如经试验论证，可采用比上述三条低一级的粉煤灰。 粉煤灰混凝土配合比设计 可以采用等量取代法、超量取代法以及外加法。 配合比设计原则 按照等强度等级、等稠度的原则，用超量取代法进行调整。 等稠度和等强度等级，是指配制成的粉煤灰混凝土具有与基准混凝土拌合物相同的稠度和硬化后制定龄期的强度等级相等。 超量取代法指的是粉煤灰总掺入量中，一部分取代等体积的水泥，超量部分却代等体积的砂。null2、设计步骤 （1）基准混凝土配合比的确定； （2）选定粉煤灰取代水泥的掺量百分率和粉煤灰超量系数，粉煤灰取代水泥剂量百分率，不得超过下表规定：表5-23null3）计算粉煤灰取代水泥剂量、超量部分质量和总掺量 粉煤灰取代水泥剂量：mf1＝mco×f％ 粉煤灰超量部分质量：mf2＝mf1×（δf－1） 粉煤灰总掺量：mf＝mf1＋mf2 （4）计算粉煤灰混凝土的单位水泥用量：mcf＝mco－mf1 （5）计算粉煤灰混凝土的单位砂用量：msf＝mso－（mf2/ρf）×ρs （6）确定粉煤灰混凝土各种材料用量 （7）试拌调整确定提出实验室配合比null例题：已知普通水泥混凝土基准配合比水：水泥：砂：石＝185：343：616：1256（Kg），普通硅酸盐水泥、钢筋混凝土，混凝土设计强度等级C30，掺加Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰密度为2.2g/cm3。 一、确定粉煤灰取代水泥掺量百分率和粉煤灰超量系数 1.由水泥品种、混凝土工程种类，查表5-26确定取代水泥的最大掺量25％，现取为20％； 2.由粉煤灰等级Ⅰ、水泥强度等级，水泥混凝土等级C30，取粉煤灰超量系数1.2(表5-27)； null3.粉煤灰取代水泥剂量：mf1＝mco×f％＝343×20％＝69Kg 粉煤灰超量部分质量：mf2＝mf1×（δf－1）＝69（1.2－1）＝14Kg 粉煤灰总量：mf＝mf1＋mf2＝68＋14＝83Kg 4.计算粉煤灰混凝土的单位水泥用量：mcf＝mco－mf1＝343－69＝274Kg 5.计算粉煤灰混凝土单位砂用量：msf＝mso－（mf2/ρf）×ρs＝599Kg 6.试拌调整提出实验室配合比 经试拌塌落度符合要求，实测湿表观密度2410Kg/m3，由上计算理论表观密度2379Kg/m3，校正系数＝1.01，调整后的各材料用量为： mco＝278Kg，mf＝84Kg，mw＝187Kg，ms＝605Kg，mGo＝1269Kgnull第三节 建筑砂浆 砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照适当比例配制而成的建筑材料。 一　 砂浆的分类 1.按用途分：砌筑砂浆、抹面砂浆； 2.按所用的胶结材料分：水泥砂浆、石灰砂浆、 水泥石灰混合砂浆。第5章 混凝土和砂浆null(一).砂浆的组成材料 （1）胶结材料——五大品种水泥，强度等级不宜大于32.5。 （2）细集料——砂，砌筑砂浆宜选中砂，毛石砌体宜选粗砂。 （3）掺加料——石灰、粘土和粉煤灰，配制成各种混合砂浆。 目的：以达到提高质量、降低成本的目的。 （4）水——拌制砂浆用水与混凝土用水相同。 （5）外加剂——最常用微沫剂，是一种松香热聚物，掺量为 水泥质量的0.005%～0.010%。 目的：提高和易性，节约结合料的用量。5.5.2 砌筑砂浆（二）主要技术性质（二）主要技术性质1.和易性 砂浆和易性包括流动性和保水性两个方面。 （1）流动性 指砂浆在自重或外力作用下能产生流动的性能。流动性采用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（mm）表示。见实验部分。 null（2）保水性 新拌砂浆能够保持水分的能力称为保水性。 砂浆的保水性用分层度表示。用分层度测定仪测定。详见实验部分。 分层度值越小，则保水性越好。砌筑砂浆的分层度以在30mm以内为宜。null 2.硬化后砂浆的技术性质 （1）抗压强度与强度等级 ——制备标准试件：边长70.7mm正方体，标准养护（温度20±3℃、规定湿度：水泥混合砂浆相对湿度为60%～80%，水泥砂浆和微沫砂浆相对湿度为90%以上）28d龄期的抗压强度平均值，确定强度等级。砂浆强度等级有：M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5等。2.砌筑砂浆的主要技术性质null(2) 粘结力 砖石砌体是靠砂浆把块状材料粘结成坚固整体的，因此要求砂浆具有一定的粘结力。 砂浆粘结力的影响因素： 1.粘结力随抗压强度增加而增强； 2.粘结力与砖石表面状态有关； 3.砖石表面清洁程度、湿润情况有关； 4.与施工养护条件有关。null三.砌筑砂浆的配合比设计 （1）计算砌筑砂浆配制强度（fm，0） fm，0=f2 + 0.645σ 式中：fm，0——砂浆的配制强度，精确至0.1MPa； f2——砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度平均值）； σ——砂浆现场强度标准差，精确至0.01MPa。null式中：fi——统计周期内同一品种砂浆第ｉ组试件的强度；砂浆强度标准差σ的计算：公式： ——统计周期内同一品种砂浆ｎ组试件强度的平均值； ｎ——统计周期内同一品种砂浆试件的总组数，ｎ≧25。null式中：Ｑc——每立方米砂浆中水泥用量, 精确至1㎏； fm，0——砂浆的配制强度，精确至0.1MPa； Ａ、Ｂ——砂浆的特征系数，A=3.03，B=-15.09； 注意： 当水泥砂浆中的计算用量不足200kg／m3时， 应按200 kg／m3采用。(２) 计算每立方米砂浆中水泥用量null（3）计算每立方米砂浆掺加料用量 水泥混合砂浆，掺加料用量的计算公式： ＱD＝ＱＡ- Qc 式中：Ｑｃ——每立方米砂浆的水泥用量，精确至１㎏； ＱＡ——每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量， 精确至1㎏；宜在300～350㎏之间。 ＱD——每立方米砂浆的掺加料用量，精确至１㎏； 石灰、粘土膏使用时的稠度为120士5ｍｍ； 对于不同稠度的石灰膏，按下表进行换算。null不同稠度（㎜）的石灰膏换算系数  null (４) 确定每立方米砂浆砂用量 Qs（kg） 每立方米砂浆砂用量，应按砂干燥状（含水率小于0.5％）的堆积 密度值作为计算值。 (５) 确定用水量 Qw （kg） 根据砂浆稠度等要求用水量可选用270～330kg/m3。 混合砂浆中的用水量，不包括石灰膏或粘土膏中的水； 当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限； 稠度小于70mm时，用水量可小于下限； 施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量。null(６) 配合比的试配、调整与确定 试配时至少应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增加及减少10％，在保证稠度、分层度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量作相应调整。 对三个不同的配合比，经调整后，应按有关标准的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。null二 抹面砂浆 ——也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加美观的作用。 5.6.4 装饰砂浆 ——指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，以满足审美需要的一种表面装饰。null5.6.5 特种砂浆 1.防水砂浆 2.绝热砂浆 3.吸声砂浆null