1、书名：道路工程制图 ISBN： 7-111-17371-0 作者：蒋玲 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件,第三章 水泥混凝土和建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,内容概述：本章阐述了普通水泥混凝土的组成材料、技术性质、配合比设计和质量控制方法。同时，对其他功能混凝土也作了简要介绍。 学习目标：1、掌握普通水泥混凝土的主要技术性质及其影响因素，现行配合比组成设计方法和质量评定。2、了解其他混凝土的特点。,第三章 水泥混凝土和建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,水泥混凝土是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定的条件下，
2、硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,一、普通水泥混凝土的组成材料,水泥混凝土的技术性质很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的。要得到优质的混凝土，首先要正确选用原材料。,（一）水泥 1、水泥品种的选择配制水泥砼一般可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。水泥的性能必须符合现行国家有关标准的规定。采用何种水泥，应根据砼工程特点和所处的环境条件、施工气候和条件等因素选用。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、水泥强度等级的选择选用水泥强度等级应与要求配制的混
3、凝土等级相适应。水泥混凝土路面用水泥的强度等级的选择，应根据路面的交通等级所要求的设计抗弯拉强度确定，参照表31。水泥供应条件允许，应优先选用早强型水泥，以缩短养护时间。,表31 各交通等级路面水泥各龄期的抗压强度、抗折强度,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（二）集料,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,1、细集料,（1）砂的颗粒级配和细度模数,水泥混凝土用砂按技术要求分为、类，其技术要求主要包括：颗粒级配，含泥量，石粉、泥块、有害物质含量及坚固性等。,颗粒级配 细度模数,按细度模数可分为粗砂、中砂、细沙。按0.63mm筛孔的累计筛余百分率分为3
4、个级配区,细度模数只反应全部颗粒的粗细程度，不能反应颗粒级配情况,两项指标同时应用才能反映其全部性质,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）有害杂质含量集料中会含有妨碍水泥水化或降低集料与水泥石粘附性，以及能与水泥水化物产生不良化学反应的各种物质，称为有害杂质。,有害杂质,云母,轻物质,有机物,硫化物及硫酸盐,氯化物,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（3）含泥量、石粉含量和泥块含量 混凝土用砂的含泥量是指粒径小于0.074mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量百分数；泥块是指原粒径大于1.18mm,经水洗、手压后可破碎成小于0.6mm的颗粒含量。,（
5、4）坚固性 天然砂的坚固性采用硫酸钠溶液法进行试验检测，砂样经5次循环后其质量损失应符合相关规定；人工砂采用压碎指标法进行试验检测，压碎指标值应符合相关的规定。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（5）表观密度、堆积密度、孔隙率 砂的表观密度、堆积密度、空隙率是砂的三项重要指标，应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3、松散堆积密度大于1350kg/m3、空隙率小于47%。,（6）碱集料反应 经碱集料反应试验后，由碎石、卵石制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2
6、.粗集料 粗集料的主要技术要求包括：颗粒级配、含泥量和泥块含量、针片状颗粒含量、有害物质含量、坚固性、强度、密度、空隙率和碱集料反应等。,（1）强度,强 度,岩石立方体强度,压碎指标,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）坚固性 碎石或卵石的坚固性是指集料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。,（3）最大粒径及颗粒级配,1）最大粒径 应符合GB50204-2002混凝土结构工程施工及验收规范,2）颗粒级配 其好坏直接影响混凝土的技术性质、经济效果，因而粗集料级配的选定，是保证混凝土质量的重要一环。当连续级配不能配合成满意的混合料时，可掺加单粒级集料配合。
7、,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（4）表面特征及形状 表面粗糙且棱角多的碎石与相比较，碎石配制的混凝土，具有较高的强度，但是在相同水泥浆用量）条件上，表面光滑和圆形的卵石配制的新拌混凝土具有较好的工作性。粗集料的颗粒形状以正立方体为佳，不宜含有过多的针、片状颗粒，否则将显著影响混凝土的抗折强度，同时影响新拌混凝土的工作性。,（5）有害物质含量粗集料中常含有的有害物质有：粘土、淤泥、云母、硫酸盐、硫化物和有机质 。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（6）表观密度、堆积密度、孔隙率 应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3、松散堆积密度大
8、于1350kg/m3、空隙率小于47%。,（7）碱集料反应应采用含碱量小于是0.6%的水泥，不宜采用含有活性二氧化硅和碳酸盐的石料，同时，在粗集料中严禁混入煅烧过的白云石或石灰石块。经碱集料反应试验后，由碎石、卵石制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（三）混凝土拌和用水,拌和用水,符合JGJ63-1989混凝土拌和用水标准,有害物质含量控制,检验水与蒸馏水进行的水泥凝结时间试验，二者初凝及终凝时间差均不得大于30min,检验水配制的砼或砂浆的28d抗压强度不应低于蒸馏水配制的砼或砂浆28d抗
9、压强度90,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（四）外加剂混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性质的物质。掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）。,表32 外加剂分类,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,二、普通水泥混凝土的主要技术性质,普通水泥混凝土的主要技术性质包括：新拌混凝土的工作性；硬化后混凝土的力学性质和耐久性。,（一）新拌混凝土的工作性（和易性）水泥混凝土在尚未凝结硬化以前，称为新拌混凝土或称混凝土拌和物。新拌混凝土具有良好的工艺性质，称之为工作性（或称和易性）。 1、工作性的含义优质的新拌混凝土应具有：满足输送和浇捣
10、要求的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、工作性的测定方法 （1）坍落度与坍落扩展度法试验 （2）维勃稠度试验,3、影响和易性的主要因素,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,4、混凝土拌和物工作性的选择混凝土拌和物和易性依据结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣实的机械类型和施工方法等来选择。一般对无筋厚大结构、钢筋配置稀疏易于施工的结构，尽可能选用较小的坍落度，以节约水泥。反之，对断面尺寸较小、形状复杂或者说配筋特密的结构，尽可能选用较大的坍落度，易于浇捣密
11、实，以保证施工质量。,（二）硬化混凝土的强度,强度是混凝土硬化后的主要力学性质，按国家标准普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T500812002）的规定，混凝土的强度有：立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,1、混凝土的抗压强度标准值和强度等级 结构设计时，混凝土材料的强度是用强度等级作为设计依据的，混凝土各种力学强度的标准值，均可由强度等级换算出，所以强度等级是混凝土各种力学强度值的基础。,（1）立方体抗压强度,按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件，在标准养护室中（温度202，相对湿度为95%
12、以上），或在温度为202的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护；养护28天龄期，按标准方法测定其抗压强度值，称为“混凝土立方体抗压强度” 。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）立方体抗压强度标准值,按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值(MPa)，强度低于该值的百分率不超过5%（即具有95%保证率的抗压强度）。,试件破坏荷载（N）,试件承压面积（mm2）,具有不低于95的保证率,（3）强度等级,混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国
13、家级规划教材,我国现行规范（GB500102002）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。,2、轴心抗压强度,采用150mm150mm300mm的棱柱体作为标准试件，测定砼轴心抗压强度。,试验表明：在立方体抗压强度为1050 MPa的范围内，轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0.70.8。,试件破坏荷载（N）,试件承压面积（mm2）,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,3、劈裂抗拉强度,GB/T500812002规定，采用150mm150mm1
14、50mm的立方体作为标准试件，在立方体试件（或圆柱体）中心平面内用圆弧为垫条施加两个方向相反、均匀分布的压应力，当压力增大至一定程度时试件就沿此平面劈裂破坏，这样测得的强度称为劈裂抗拉强度。,试件破坏荷载（N）,试件承压面积（mm2）,标准立方体抗压强度,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,4、抗弯拉强度,道路路面或机场跑道用水泥混凝土，以称抗弯拉强度为主要强度指标，抗压强度作为参考指标。JTG E30-2005公路水泥及水泥混凝土试验规程规定，道路路面用水泥混凝土的抗弯拉强度是以标准方法制备成150mm150mm550mm的梁形试件，在标准条件下，经养护28天后，按三分
15、点加荷方式测定其抗弯拉强度。,支座间距（mm）,试件破坏荷载（N）,试件高度（mm）,试件宽度（mm）,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,跨中单点加荷得到的抗弯拉强度，按断裂力学推导应乘以系数0.85。根据JTG D402002规定，不同交通分级的水泥混凝土弯拉强度标准值见表33。,表33 混凝土抗弯拉强度标准值,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,5、影响水泥混凝土强度的因素,影响 因素,3、材料组成,1、养护温度与湿度,2、龄期,水泥强度,水灰比,集料特性,水泥浆用量,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,6、提高混凝土强度
16、的技术措施,技术措施,2、采用低水灰比和浆集比,1、采用高强度水泥和特种水泥,3、掺外加剂,4、采用湿热处理法,5、采用机械搅拌和振倒,蒸汽养护,蒸压养护,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（三）混凝土的变形,变形,2、化学收缩,1、温度变形,3、干湿变形,4、荷载作用下的变形,短期荷载作用下的变形,长期荷载作用下的变形徐变,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（四）混凝土的耐久性,耐久性,2、耐磨性,1、抗冻性,3、碱集料反应,4、碳化,5、抗侵蚀性,指大气中的二氧化碳在有水的条件下与水泥水化产物氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙和水。,第一节 普通混
17、凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,三、普通水泥混凝土配合比设计,混凝土的配合比是指混凝土中各组成材料的质量比例。确定配合比的工作，称为配合比设计。配合比设计优劣与混凝土性能有着密切的关系。,（一）混凝土配合比设计的基本资料,1）混凝土设计强度等级；,2）工程特征；,3）耐久性要求；,4）水泥强度等级和品种；,5）砂、石的种类，石子最大粒径、密度等；,6）施工方法。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（二）混凝土配合比表示方法,（1）单位用量表示法 以每1m3混凝土中各种材料的用量表示（例如 水泥：水：细集料：粗集料330kg150kg726kg1364kg）。
18、,（2）相对用量表示法 以水泥的质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料；水灰比”的顺序排列表示（例如12.143.81；W/C=0.45）。,对于道路与桥梁工程用水泥混凝土的配合比设计，应满足下列四项基本要求：,（三）基本要求,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（1）施工工作性的要求,（2）结构物强度要求,（3）环境耐久性要求,由水泥、水、粗集料、细集料组成的普通水泥混凝土配合比设计，实际上就是确定水泥、水、砂和石这四种基本组成材料的用量。其中有三个重要参数：水灰比、砂率和单位用水量。,（四）混凝土配合比设计的三个参数,（4）经济性的要求,第一节 普通混凝土,普通高等教育
19、“十一五”国家级规划教材,1、水灰比水与水泥组成水泥浆体，在混凝土配合比设计中起着决定性作用。水泥浆体的性能，在水与水泥性质一定的条件下，决定于水与水泥的比例，这一比例就称为“水灰比”,3、单位用水量单位用水量指1m3混凝土拌和物中水的用量（kg/ m3）。单位用水量反映了水泥浆与集料之间的比例关系。 。,2、砂率砂率是砂的用量占砂石总质量的百分率，它影响着混凝土的粘聚性和保水性。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（五）混凝土配合比设计的步骤,1、初步配合比的计算,（1）确定混凝土配制强度 首先应根据设计要求的混凝土强度等级和施工单位质量管理水平，再按JG J5520
20、00普通水泥混凝土配合比设计规程的规定，按下式计算。,混凝土强度标准差可根据近期同类混凝土强度资料求得，当无历史统计资料时，强度标准值可根据强度等级按表34规定取用。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）初步确定水灰比当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水灰比按下式计算。,表34 强度标准差值,式中 回归系数水泥28d抗压强度实测值（MPa），当无水泥28d抗压强度实测值时，按下式确定,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（3）确定单位用水量。,式中 水泥强度等级值（MPa）水泥强度等级值富余系数，按实际统计资 料确定。,1）干硬性、塑性混凝土
21、用水量的确定水灰比在0.400.80范围时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表35、表36选取。水灰比小于0.40的混凝土以及用特殊成型工艺的混凝土用水量通过试验确定。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,表35 干硬性混凝土的用水量,表36 塑性混凝土的用水量,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2）流动性和大流动性混凝土用水量的确定以表35、表36中坍落度为90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg计算为掺外加剂时的混凝土用水量；掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算。,式中 掺外加剂混凝土每立方
22、米的砼用水量（kg）为掺外加剂混凝土每立方米的砼用水量（kg）外加剂的减水率（）,（4）计算单位水泥用量,1）按配制强度要求计算单位水泥用量,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2)按砼耐久性要求校核单位水泥用量。,（5）砂率的选定当无历史资料可参考时，砼砂率的确定应符合下列规定。,1）坍落度为10mm60mm的砼砂率，可根据粗集料品种、粒径及水灰比按表37选取 。 2）坍落度60mm的砼砂率,可经试验确定,也可在表37的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。 3）坍落度10mm的砼，其砂率应经试验确定。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国
23、家级规划教材,表37 混凝土的砂率（）,注：1.本表数值系中砂的选用砂率,其细砂或粗砂,可相应地减少可增大砂率；2.只用一个单粒级粗集料配制混凝土时,砂率应适当增大；3.对薄壁构件,砂率取偏大值；4.本表中砂率系指砂与集料总量和重量比。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（6）计算粗、细集料单位用量,1）质量法假定密度法假定混凝土拌和物的表观密度为一固定值，混凝土拌和物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。在砂率值为已知的条件下，粗、细集料的单位用量可用下式计算得：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,式中 每立方米砼中的水泥、粗集料、细集料和水
24、的用量（kg/m3)砼的砂率（）每立方米砼拌和物的湿表观密度（kg/m3),其值可根据施工单位积累的试验资料确定。当缺乏资料时，可根据集料粒径以及砼强度等级，在23502450kg范围内（可参考表38）选定。,表38 混凝土拌和物的湿表观密度参考值,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,1）体积法绝对体积法假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积法和混凝土拌和物中所含空气之和。在砂率值为已知的条件下，粗、细集料的单位用量可用下式计算得：,式中 水泥密度（kg/m3），可取29003100kg/m3；水的密度（kg/m3），可取1000kg/m3；,第一节 普通混凝土,普
25、通高等教育“十一五”国家级规划教材,粗细集料的表观密度（kg/m3)砼的含气量百分数，在不使用引气剂时取1,通过以上六个步骤计算，可将水泥、水、粗集料、细集料的用量全部求出，得到初步配合比，而以上各项计算多数利用经验公式或经验资料获得，因此配合比所制得的混凝土不一定符合实际要求，所以应对配合比进行试配、调整和确定。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、试拌调整提出基准配合比,1）材料的要求,试配砼所用各种原材料，要与实际工程使用的材料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为基准。如不是干燥的集料配制，称料时应在用水量中扣除集料中的水，集料也应增加。,2）搅拌方法和拌和物数
26、量,砼的搅拌方法，应尽量与生产时使用方法相同。试拌时，每盘砼数量一般应不少于表39中的建议值。如需要进行抗弯拉强度试验，则应根据实际需要计算拌和用量。采用机械搅拌时，拌和量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。,（1）试配,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）校核工作性、调整配合比,按初步配合比计算出试配所需的材料用量，配制砼拌和物。首先通过试验测定砼的坍落度，同时观察拌和物粘聚性和保水性。当不符合要求时，应进行调整。经反复调整后得到的配合比 就称为基准配合比。,表39 混凝土试配的最小搅拌量,3、检验强度，确定试验室配合比,（1）制作试件、检验强度,第一节 普通混凝土
27、,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）根据检验强度后确定的水灰比和砂率，重新计算砼的配合比 。,由强度复核之后的配合比，还应根据实测的砼拌和物的表观密度作校正，以确定1m3砼中各种材料的用量，由此得到的配合比 ，称为试验室配合比,（3）根据实测拌和物湿表观密度修正配合比,校正系数的确定步骤如下：,1）计算砼拌和物的计算表观密度，按下式计算,2）计算砼密度校正系数,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,式中 砼表观密度计算值（kg/m3）；砼表观密度实测值（kg/m3）。,当砼表观密度计算值与实测值之差的绝对值不超过计算2%时，按以上原则确定的配合比即为确定的设计配合
28、比；当两者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量乘以校正系数，即为确定的设计配合比。,4、施工配合比,试验室最后确定的配合比，是按绝干状态集料计算的，而施工现场的砂、石材料为露天堆放，都含有一定的水分。因此，施工现场应根据现场砂、石实际含水率变化，将试验定配合比换算为施工配合比,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,设施工现场实测砂、石含水率分别为a，b，施工配制1m3砼各种材料用量为：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,实例：普通水泥混凝土配合比设计,原始资料：,1）已知砼设计强度等级为C30，强度标准差为30MPa，要求由机械拌和、振捣，施工要
29、求砼拌和物坍落度为3550mm。桥梁所在地属寒冷地区。,题目：试设计钢筋混凝土桥台配合比,2）组成材料为可供应强度等级32.5MPa普通硅酸盐水泥；实测28d抗压强度为36.8MPa，密度为3.11000kg/m3；中砂,表观密度为2.651000kg/m3，施工现场砂含水率为2；粒径为537.5mm碎石，表观密度为2.70103kg/m3，施工现场碎石含水率为1；水为自来水。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,设计要求：,1）按所给资料计算出初步配合比。,2）按初步配合比在试验室进行试样，调整得出试验室配合比。,2）根据现场砂、石实际含水率，将试验室配合比换算为施工配
30、合比。,设计步骤：,1、确定砼配制强度 。,按题意已知：设计要求砼强度为30MPa，标准差为3.0MPa。则砼配制强度为：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、计算水灰比,(1)按强度要求计算水灰比已知砼配制强度为34.9MPa，水泥实际强度为36.8MPa，本单位无砼强度回归系数统一资料，查表可得：0.46、 0.07，则水灰比为,(2)按耐久性校核水灰比,根据砼所处环境属于寒冷地区，允许最大水灰比为0.50，按强度计算的水灰比能满足耐久性要求，采用0.47。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,3、选用单位用水量,由题意知，要求砼拌和物坍落度
31、为3050mm，碎石最大粒径为37.5mm。查表后，选用砼用水量为175kg/m3。,4、计算单位水泥用量,（1）按强度计算单位水泥用量 已知砼单位用水量为175kg/m3，水灰比为0.47，砼单位水泥用量为：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）按耐久性校核单位水泥用量,根据砼所处环境属于寒冷地区，查表，最小水泥用量不得小于300kg/m3。按强度计算单位水泥用量符合耐久性要求。采用单位水泥用量372kg/m3。,5、选定砂率,按已知集料采用碎石，最大粒径37.5mm，水灰比0.47，查表，选取砂率为0.32。,6、计算砂石用量,（1）采用质量法 已知单位水泥用量
32、为372kg/m3，单位水用量为175kg/m3，查表，砼拌和物湿表观密度为2400kg/m3，砂率为0.32，得,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）采用体积法 已知水泥密度为3100kg/m3，砂的表观密度为2650kg/m3，碎石表观密度为2700kg/m3得,解得,按质量法计算得初步配合比为：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（二）调整工作性、提出基准配合比,1、计算试样材料用量,2、调整工作性,按计算材料用量拌制砼拌和物，测定其坍落度为25mm，不满足资料所给的施工和易性要求。为此，保持水灰比不变，增加3水泥浆，即水泥浆用量增加至
33、9.58kg，水用量增至4.50kg，再经搅拌后测得坍落度为40mm，粘聚性、保水性均良好。,按计算初步配合比取样25L，则各种材料的用量为,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）按耐久性校核单位水泥用量,根据砼所处环境属于寒冷地区，查表，最小水泥用量不得小于300kg/m3。按强度计算单位水泥用量符合耐久性要求。采用单位水泥用量372kg/m3。,5、选定砂率,按已知集料采用碎石，最大粒径37.5mm，水灰比0.47，查表，选取砂率为0.32。,6、计算砂石用量,（1）采用质量法 已知单位水泥用量为372kg/m3，单位水用量为175kg/m3，查表，砼拌和物湿表观
34、密度为2400kg/m3，砂率为0.32，得,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,3、提出基准配合比,可得出基准配合比为：,（三）检验确定、测定试验室配合比,1、检验强度,以0.47为基准，选用0.42、0.47和0.52三个水灰比，基准用水量不便，相应调整水泥、砂、碎石用量，分别拌制三组砼试样，其中对水灰比为0.42和0.52的两组砼作工作性调整，满足设计要求。按三个水灰比分别做成试块，实测28d抗压强度。与三个水灰比相应的28d抗压强度结果分别为45.1MPa、37.8MPa和30.1MPa。,做强度水灰比曲线，可确定配制强度34.9MPa的砼对应的水灰比为0.49。
35、,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、砼试验室配合比,（1）按强度试验结果计算配合比,1立方米各材料用量为：,水： 175（13）kg180kg,水泥：180kg0.49367kg,砂、石用量按体积法计算的砂：594kg；碎石：1263kg,（2）根据实测拌和物湿表观密度修正配合比,计算湿表观密度为 （3671801263）kg/m3=2404kg/m3,实测湿表观密度为 2478kg/m3,修正系数为 2478/2404=1.03,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,按实测湿表观密度修正各种材料用量。,水： （3671.03)kg378kg,水
36、泥： (1801.03)kg185kg,砂： （5941.03)kg=612kg,因此，试验室配合比为,根据工地实测，砂的含水率为2，碎石的含水率为1，各种材料的用量为：,碎石：（12631.03)kg=1301kg,（四）换算工地配合比,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,水： 185-(624213141）kg/m3159kg/m3,水泥： 378kg,砂： 612kg/m3（12）=624kg,因此，工地配合比为,碎石：1301kg/m3(1+1）=1314kg,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,四、掺外加剂普通混凝土配合比设计,1、确定试配
37、强度和水灰比,与前述普通水泥砼配合比设计方法相同,2、计算掺外加剂砼的单位用水量,根据集料品种和规格、外掺剂的类型与掺量以及施工和易性的要求，按下式确定1m3混凝土的用水量：,式中 1m3基准砼（未掺外加剂砼）中的用水量kg；外加剂的减水率，无减水作用的外加剂取零。1m3外加剂混凝土的用水量。,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,4、计算单位粗、细集料用量,查表选定砂率后，用质量法或体积法确定粗、细集料用量。,3、计算外加剂混凝土的单位水泥用量,5、试拌调整,根据计算所得各种材料用量进行混凝土试拌，如不满足要求则应对材料用量进行调整，重新计算和试拌，达到设计要求为止。,第
38、一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,五、普通水泥混凝土的质量控制,（一）普通水泥混凝土强度的评定方法,按规定，砼强度应分批进行检验评定。一个验收批的砼应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的砼组成。,1、统计方法评定,（1）已知标准差方法 当砼生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种砼的强度变异性能保持稳定时，应由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,当混凝土强度等级高度C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：,式中 第i批试件立方体抗压强度中最大值与最小值之差； 用以确定
39、验收批混凝土立方体抗压强度的标准差的数据总批数。,验收批混凝土立方体抗压强度标准差，应根据前一个检验期内同一品种混凝土试件的强度数据，按下式确定：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（2）未知标准差方法,当砼生产条件不能满足前述规定，或在前一个检验期内的同一品种砼没有足够的数据用以确定验收批砼强度的标准差时，应由不少于10组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列公式的要求：,式中 12合格判定系数，按表310取用。,表310 混凝土强度的合格判定系数,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,混凝土立方体抗压强度的标准差可按下列公式计算：,式中 第i组
40、混凝土立方体抗压强度值（N/mm2）；一个验收批混凝土试件的组数。,2、非统计方法评定,试件少于10组时，按非统计方法评定混凝土强度时，其所保留强度应同时满足下列要求：,第一节 普通混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（二）混凝土强度的合格性判断,当检验结果能满足上述规定时，则该批砼强度判为合格；当不满足上述规定时，则该批砼强度判为不合格。由不合格批砼制成的结构或构件，应进行鉴定。对不合格的结构或构件必须及时处理。当对砼试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中砼的强度进行推定。,第二节 功能混凝土,普通高等教育“
41、十一五”国家级规划教材,一、高强混凝土强度等级不低于C60的混凝土,优质高强水泥,磁化水拌和,硬质高强集料,高效外交剂,改善水泥水化条件,提高水泥磨细度,采用蒸压养护,掺加高效外加剂,增加砼的密度,第二节 功能混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,二、流态混凝土,流态混凝土是在预拌的坍落度为812cm的基体混凝土拌和物中，加入外加剂流化剂，经过二次搅拌，使基体混凝土拌和物的坍落度增加至1822cm。能自流填满模型或钢筋间隙的混凝土，又称为超塑性混凝土。流态混凝土由基体混凝土和流化剂组成，具有流动性大、浇注性好；可减少用水量、提高混凝土性能；降低浆集比、减少收缩、不产生离析和泌水等特点流
42、态混凝土在道路和桥梁工程中应用日益广泛，如越江隧道的水泥混凝土路面、斜拉桥的混凝土主塔以及地铁的衬砌封顶等均须采用流态混凝土。,第二节 功能混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,三、纤维增强混凝土,纤维增强混凝土简称纤维混凝土，是以水泥混凝土为基材，以不连续而分散的纤维为增强材料所组成的一种复合材料。常作为增强材料的纤维有钢纤维、玻璃纤维、合成纤维和天然纤维等。目前用于道路或桥梁桥面混凝土的增强纤维主要为钢纤维。钢纤维与混凝土组成复合材料后，可使混凝土的抗弯拉强度、抗劈裂强度、韧度和抗冲击强度等性能得到改善，所以钢纤维混凝土广泛应用与道路与桥隧工程中，如机场道面、高等级路面、桥梁桥面铺
43、装和隧道衬砌等工程。,第二节 功能混凝土,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,四、碾压式混凝土,碾压式混凝土是以级配集料和较低的水泥用量与用水量以及掺合料和外加剂等组成的超干硬性混凝土拌和物，经振动压路机等机械碾压密实而形成的一种混凝土。这种混凝土铺筑成的路面具有强度高、密度大、耐久性好和节约水泥等优点。碾压式混凝土应用于水泥混凝土路面，可以做成一层或两层式；亦可作为底层，面层采用沥青混凝土作为抗滑、磨耗层。特别指出的是，碾压式混凝土路面的质量，不仅取决于材料的组成配合，更主要的取决于路面施工工艺。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,一、砌筑砂浆,砂浆由胶结材料、细集料
44、和水按适当比例配制而成。为了改善砂浆的和易性，可掺入适量的外加剂和混合材料。在道路、桥梁和隧道工程中，砂浆是一种用量大、用途广的工程材料，主要用于砌筑桥涵、挡土墙和隧道衬砌等砌体及砌体表面的抹面。按砂浆用途，可分为砌筑砂浆和抹面砂浆两类。合理地选择和使用砂浆，对保证工程质量、降低工程成本有着重要意义。,1、组成材料,砂浆的组成材料除了不含粗集料外，基本上与混凝土的组成材料要求相同，但亦有差异。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2、技术性质,指新拌砂浆在自重或外力作用下流动，能在粗糙的砖、石几面上铺筑成均匀的薄层并能与地面很好粘结的性能。它实际上反映了砂浆的稠度，用砂浆稠
45、度测定仪测定。试验时，将按预定配合比拌制的砂浆装入圆锥体容器中，使标准的滑针自由下沉，以沉入量作为流动性的指标，以“mm”计。砂浆的流动性受用水量、胶结材料的品种和用量、混合材料及外加剂掺量、砂粒粗细、砂粒形状和级配以及搅拌时间的影响。,（1）新拌砂浆的和易性指其是否便于施工并保证质量的综合性质。新拌砂浆的和易性可以根据其流动性和保水性来综合评定。,1）流动性（稠度）,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,砂浆流动性的选择应根据砌体种类、用途、气候条件、施工方法等因素决定，参见表3-11。,表311 砌筑砂浆的稠度,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2）
46、保水性,砂浆的保水性采用分层度表示。分层度用分层度仪测定。实验室，将已测定稠度的砂浆装入圆筒中，静置30min后取圆筒底部1/3砂浆再测稠度，两次稠度的差值即为分层度（mm），保水性好的砂浆，其分层度应为1020mm。分层度大，表明砂浆的分层离析现象严重，保水性不好。分层度过小，表明砂浆干缩较大，影响粘结力。,保水性指新拌砂浆保持水分不流失的能力，也表示各组成材料不易分离的性质。保水性不好的砂浆，其塑性差，贮运过程中水分容易离析，砌筑时水分易被砖石吸收，施工较为困难，对砌体质量将会带来不利影响。,砂浆的保水性与胶结材料的类型和用量、细集料的级配、用水量等有关。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“
47、十一五”国家级规划教材,（2）硬化后砂浆的强度,砂浆强度等级是以边长为70.7mm的六个立方体试块，按规定方法成型并养护至28d后测定的抗压强度平均值（MPa）来表示的。砂浆强度等级为M20、M15、M10、M7.5、M5和M2.5六个强度等级。,砂浆硬化后成为砌体的组成材料之一，应能承受和传递各种外力，因此砂浆应具有一定的抗压强度。砂浆抗压强度是确定其强度等级的重要依据。,砂浆在砌筑时实际强度主要决定于所砌筑的基层材料的吸水性。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,1）基层为不吸水材料时，影响砂浆强度的因素与影响砼强度的因素基本相同，主要有水泥强度与水灰比,2）基层为吸水
48、材料时，由于基层吸水性强，即使砂浆用水量不同，经基层吸水后，保留在砂浆中的水分也大至相同。因此，砂浆的强度主要决定于水泥强度及用量，而与用水量无关。,式中，A、B为砂浆的特征系数，其值可由试验确定，或参考表312。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,（3）粘结力,由于砖石等砌体是依靠砂浆粘结成整体的，因而要求砂浆与基材之间应由一定的粘结力。其与其强度密切相关，通常砂浆强度越高则粘结力越大。此外，粘结力也与基材的表面状态、清洁程度、湿润状况及施工养护条件等有关系。,表312 A、B系数值,（4）耐久性,提高砂浆的密实度可提高其耐久性。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五
49、”国家级规划教材,3.砌筑砂浆的配合比,1）砂浆的试配强度有下式计算得出,（1）水泥混合砂浆配合比计算,式中 砂浆试配强度（MPa）；砂浆设计强度（MPa）；砂浆现场抗压强度标准差（MPa），当有统计资料时，应通过计算确定，当没有近期统计资料时，砂浆现场强度标准差可按表313取用。,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2）确定水泥用量,表313 砂浆强度标准差限用值,每立方米水泥混合砂浆的水泥用量由下式求得,第三节 建筑砂浆,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,式中 每立方米砂浆中的水泥用量（kg/m3）；砂浆试配强度（MPa）；水泥的实测强度（MPa），在无法取得水泥的实测强度时，可按下式计算式中 水泥强度等级对应的强度值（MPa）；水泥强度的富余系数，该值按实际统计资料确定，无统计资料时，取 1.0。,
