1、第五章 混凝土,第四节 混凝土的掺合料,掺合料：为了改善混凝土的性质，除水泥、水和骨料以外，根据需要在拌制时作为混凝土的一个成分所加的材料。 一、粉煤灰火力发电厂的煤粉燃烧后排放出来的废料。 1、种类 2、技术要求,3、掺用方法（具体见书本） （1）等量取代法 （2）超量取代法 （3）外加法 4、应用 二、矿渣微粉 三、硅灰 四、煤矸石,主要包括以下内容： （一）和易性的概念 （二）和易性的测定方法 （三）流动性的选择 （四）影响新拌混凝土和易性的因素 （五）改善新拌混凝土和易性的措施,第五节 混凝土拌合物的和易性,（一）和易性的概念,1、流动性 指砼拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流
2、动并均匀密实地充满模型的性能。反映拌合物的稀稠程度。 （1）拌合物太稠，砼难以振捣，易造成内部孔隙； （2）拌合物过稀，会分层离析，影响砼的均匀性。关系到施工的难易和浇筑的质量。,2、黏聚性 指砼拌合物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使砼能保持整体均匀的性能。,离析砂浆与石子分离产生蜂窝、空洞影响工程质量,泌水的后果： （1）形成毛细管孔，渗水。 （2）上下浇筑面薄弱粘结。 （3）形成水隙，在粗骨料、钢筋下形成弱粘结。,3、保水性 指砼拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象。,4、关系 互相关联，又互相矛盾。 如：流动性很大
3、时，往往粘聚性和保水性差。反之亦然。粘聚性好，一般保水性较好。 因此，所谓的拌合物和易性良好，就是使这三方面的性能，在某种具体条件下得到统一，达到均为良好的状况。,（二）和易性的测定方法,流动性 坍落度维勃稠度粘聚性和保水性直观经验目测评定1、坍落度试验（Slump test）坍落度试验是用标准坍落圆锥筒测定，筒为钢皮制成，高度H=300mm，上口直径d=100mm，下底直径D=200mm，试验时，将圆锥置于平台上，然后将混凝土拌和物分三层装入标准圆锥筒内，每层用弹头棒均匀地捣插25次。多余试样用镘刀刮平，然后垂直提取圆锥筒，将圆锥筒与混合料排放于平板上，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的
4、高差，即为新拌混凝土的坍落度，以mm为单位.,标准坍落圆锥筒,测定坍落度后，观察拌合物的下述性质：粘聚性： 用捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，如果锥体逐步下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒塌，部分崩裂或石子离析，则为粘聚性不好的表现。保水性： 当提起坍落度筒后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的拌合物也因失浆而骨料外露，则表明保水性不好。如无这种现象，则表明保水性良好。,分级 坍落度S（mm）T1低塑性砼 1040T2塑性砼 5090T3流动性砼 100150T4大流动性砼 160,若S 10mm：干硬性砼。,2、维勃稠度试验（Vebe consistometer test）维勃稠度试验方
5、法使将坍落度筒放在直径位40mm、高度为200mm圆筒中，圆筒安装在专用的振动台上。按坍落度试验的方法将新拌砼装入坍落度筒内后再拔去坍落筒，并在新拌砼顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间，从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的实践，以s计（精确至1s），即为新拌砼的维勃稠度值。,维勃稠度仪,分级：维勃稠度（s）V0超干硬性砼 31V1特干硬性砼 3021V2干硬性砼 2011V3半干硬性砼 105,基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构 1030mm 板、梁或大型及中型截面的柱子等。 3050mm 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等） 5
6、070mm 配筋特密的结构 7090mm,(三)流动性的选用,水泥浆作用：填充骨料空隙，包裹骨料形成润滑层，增加流动性。砼拌合物保持水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，流动性越大，反之越小。,1、水泥浆数量的影响,（四）影响新拌混凝土的和易性的因素,水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，强度及耐久性产生不利影响。水泥浆用量过小，粘聚性差。因此，水泥浆不能用量太少，但也不能太多，应该满足拌和物流动性、粘聚性、保水性要求。,2. 水泥浆的稠度 当水泥浆用量一定时水泥浆的稠度决定于水灰比大小，水灰比（W/C）为用水量与水泥质量之比。W/C过小 水泥浆稠 拌合物流动性小 W/C过大 水泥浆稀 易产生离析
7、及泌水现象故水灰比大小应根据混凝土强度和耐久性要求合理选用，取值范围为0.400.75之间。,恒定用水量法则：在配制混凝土时，若所用粗、细骨料种类及比例一定，水灰比在一定范围内（0.40.8）变动时，为获得要求的流动性，所需拌合用水量基本是一定的。即骨料一定时，混凝土的坍落度只与单位用水量有关。,取决于,水泥浆的数量,水泥浆的稠度,塑性混凝土用水量可根据骨料的品种与规格及要求的流动性，参考下表选取（水灰比：0.40 0.80）。,3.砂率的影响 （1）砂率：是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。（2）砂率对和易性的影响砂率过大 孔隙率及总表面积大 拌合物干稠,流动性小砂率过小 砂浆数量不
8、足,流动性降低，且影响粘聚性和保水性,故砂率大小影响拌合物的工作性及水泥用量。,（3）合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。或指混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性及保水性，而水泥用量为最少时的砂率值。,4、组成材料性质的影响 （1）水泥品种的影响水泥对和易性的影响主要表现在水泥的需水性上。使用不同水泥拌制的混凝土其和易性由好至坏：粉煤灰水泥普通水泥、硅酸盐水泥矿渣水泥（流动性大，但粘聚性差） 火山灰水泥（流动性差，但粘聚性和保水性好） （2）骨料性质的影响,（3）外加剂的影响外加剂（如减水剂、引气剂等）对混凝
9、土的和易性有很大 的影响。少量的外加剂 能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条 件下，获得良好的和易性。,骨料特性,1、调节混凝土的材料组成采用合理砂率改善砂、石的级配在可能的条件下，尽量 采用较粗的砂、石,坍落度太小水灰比不 变，增加适量的水泥浆；坍落度太大砂率不变，增加适量的砂石。,2、掺加各种外加剂（如减水剂、引气剂等） 3、提高振捣机械的效能,（五）改善新拌混凝土和易性的措施,硬化后混凝土（ Hardened concrete）的强度（Strength）：立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度和与钢筋的粘结强度等。抗压 抗弯 抗剪 抗拉 （一）混凝土的抗压强度与
10、强度等级混凝土的抗压强度是指其标准试件在压力作用下直到破坏的单位面积所能承受的最大应力。常作为评定混凝土质量的指标，并作为确定强度等级的依据。,第六节 硬化混凝土的性质,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203，相对湿度90%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“混凝土立方体试件抗压强度”（简称“立方抗压强度”以fcu表示），以MPa计。 2、立方体抗压强度标准值（ fcu，k ） :按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验测定的抗压强度总体分布中的一个
11、值，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），以N/mm2即MPa计。,（一）混凝土的抗压强度,立方体抗压强度（fcu）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（fcu,k）是按数理统计方法确定，具有不低于保证率的立方体抗压强度。,3、强度等级（Grading strength）混凝土“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。表示方法：用“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示。如：“C30”即表示混凝土立方体抗压强度标准值f cu，k =30MPa,测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的
12、尺寸而选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。,混凝土试件不同尺寸的强度换算系数,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。 我国现行标准（/T500812002）规定，测定轴心抗压强度采用 棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体强度与立方体强度的比值为0.70.8。,轴心抗压强度（fcp）,我国现行GB50010-2002混凝土结构设计规范规定，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
13、、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。C20以下用于垫层、基础、地面及受力不大的结构。 C20-c35用于梁板柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构。 C35以上用于大跨度结构、预应力混凝土结构等。,劈裂试验测得劈裂抗拉强度（Splitting tension strength） 混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/101/20，故在结构设计中，不考虑混凝土承受拉力，而是在混凝土中配以钢筋，由钢筋来承受拉力。确定抗裂度时，须考虑抗拉强度，它是结构设计中确定混凝土抗裂度的主要指标。,实验方法：劈裂法，测出强度为劈裂抗拉强度fts,（二）砼的抗拉强度,我国现行
14、标准规定，采用标准试件立方体，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 混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算： 式中fts混凝土劈裂抗拉强度，MPa； F破坏荷载，； 试件劈裂面面积，mm2。,混凝土的劈裂抗拉强度与混凝土标准立方体抗压强度之间的关系，可用经验公式表达如下：,主要来源：混凝土与钢筋间的摩擦力、钢筋与水泥石间的粘结力、变形钢筋的表面机械咬合力。,（三）砼与钢筋的粘结强度,影响因素：混凝土质量（强度）、钢筋尺寸及种类、钢筋在混凝土中的位置、加载类型、干湿变化和温度变化等。,（四）影响硬化后水泥砼强度的因素,硬化水泥石与骨料间破坏 砼破坏 硬化水泥石的破坏骨料本
15、身的破坏,材料组成 影响 制备方法 因素 养护条件试验条件,（1）水泥的强度和水灰比,fcu,28混凝土28d龄期的立方体抗压强度（M Pa）; fce 水泥实际强度（MPa）， fce =1.13 fceb; C/W灰水比； a、b回归系数，碎石： a =0.46； b =0.07 卵石： a =0.48； b =0.33 以上经验公式一般只适用于流动性混凝土、低流动性混凝土 ，不适于干硬性混凝土。,1、材料组成对混凝土强度的影响,（）强度与水灰比的关系；（）强度与灰水比的关系,（2）骨料的影响有害杂质含量少级配良好，砂率适当 砼强度高 碎石骨料强度高球形及立方体形状,（1）湿度 1-空气养
16、护 2-九个月后水中养护 3-三个月后水中养护 4-标准湿度条件下养护,1,2,3,4,0 龄期（月） 12,相对强度（%）,2、养护条件对混凝土强度的影响,（2）温度,1 龄期（d） 28,相对强度（%）,4,21 ,46 ,（3）龄期（Age） 砼的强度随龄期的增长而提高。早期显著，后期缓慢。,相对强度%,3 7 28 90 龄期（d） 365,试验条件： 试件形状与尺寸试件湿度、温度表面状态加载方式,混凝土试件不同尺寸的强度换算系数,(1)尺寸,3、试验条件对混凝土强度的影响,(2)试件形状,环箍效应:当试件受压面积相同，而高度不同时，高宽比越大，抗压强度越小。,（3）表面状态,压力机压
17、板 试件破坏后 不受压板约束时 对试件的约束作用 残存的棱锥体 试件的破坏情况,环箍效应导致的破坏形态,（五）提高混凝土强度的措施,（1）选用高强度水泥和低水灰比 水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的重要因素，试验证明，水灰比增加 ，则混凝土强度将下降，在满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强度是十分有效的。,（2）掺用混凝土外加剂 在混凝土中掺入减水剂，可减少用水量，提高混凝土强度；掺入早强剂，可提高混凝土的早期强度。在混凝土中掺入矿物外加剂（如磨细矿渣、粉煤灰、
18、硅灰、沸石粉等），可以节约水泥，降低成本；减少环境污染，改善混凝土诸多性能。,（3）采用机械搅拌和机械振动成型。 采用机械搅拌、机械振捣的混合料，可使混凝土混合料的颗粒产生振动，降低水泥浆的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物转入液体状态，在满足施工和易性要求条件下，可减少拌合用水量，降低水灰比。同时，混凝土混合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。,（4）采用湿热处理 湿热处理可分为蒸汽养护和蒸压养护两类。蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经1620的蒸汽养护
19、后，其强度即可达到标准养护条件下28强度的70 80。 蒸压养护混凝土在175温度和个大气压的蒸压釜中进行养护。主要适用于硅酸盐混凝土拌合物及其制品。,耐久性（Durability）：在实用过程中具有与环境相适应的经久耐用的性质。,耐久性：综合性指标，指抗渗性、抗冻性、抗腐蚀、抗碳化性、抗磨性、抗碱骨料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀等性能。,1、抗渗性：指砼在有压水、油等液体作用下，抵抗渗透的能力。用抗渗等级（P）表示，有P4、P6、P8、P10、P12等五个等级。 砼内部存在：贯穿孔隙、毛细管和孔洞、蜂窝等； 措施：降低水灰比提高密实度、改变孔隙结构。,第七节 砼的耐久性,抗冻性用抗冻等级表示，
20、抗冻标号是按规范规定的试验进行反复冻融循环，以同时满足强度损失率不超过25%，质量损失率不超过5%时的循环次数。它分为F25、F50、F100、F250、F300等。,2、抗冻性（Frost resistance）,影响因素：密实程度、孔隙特征和数量、孔隙内充水程度,3.耐磨性（Wearing capacity）抵抗机械磨损的能力。 影响因素：砼的表面光滑程度、水泥品种、石子硬度等。,4.抗侵蚀性 混凝土的抗侵蚀性主要取决于其所用水泥的品种及混凝土的密实度。故提高混凝土抗侵蚀性的主要措施是合理选用水泥品种、降低水灰比、提高混凝土的密实度及尽量减少混凝土中的开口孔隙。,5.混凝土的碳化混凝土的碳
21、化是指混凝土内水泥石中Ca（OH）2与空气中的CO2时发生化学反应，生成CaCO3和H2O。 不利影响：减弱了对钢筋的保护作用。增加混凝土的收缩，降低混凝土的抗拉、抗折强度及抗渗能力。 有利影响：提高混凝土的密实度，对提高抗压强度有利。,影响因素：二氧化碳的浓度、环境湿度、水泥品种、水灰比等。二氧化碳的浓度高，碳化速度快；环境中湿度在50%75%时，碳化速度最快；湿度小于25%或大于100%时，碳化作用将停止进行采取措施：a.合理选用水泥品种；b.使用减水剂，提高混凝土的密实度 ；c.采用水灰比小，单位水泥用量较大的混凝土配合比d.在混凝土表面涂刷保护层，防止二氧化碳侵入等；e.加强施工质量控
22、制，加强养护，保证振捣质量。,碱骨料反应是指水泥中的碱（Na2O、K2O）与骨料中的活性二氧化硅发生反应，在骨料表面生成复杂的碱硅酸凝胶，吸水，体积膨胀（可增加3倍以上），从而导致混凝土产生膨胀开裂而破坏，这种现象称为碱骨料反应。,碱骨料反应必须具备的三个条件： a.水泥中碱含量高，(Na2O+0.658K2O)%大于0.6%； b.骨料中含有活性二氧化硅成分，此类岩石有流纹岩、玉髓等； c.有水的存在。,6.碱骨料反应,碱骨料反应速度极慢，但造成的危害极大，而且无法弥补，其危害需几年或几十年才表现出来。通常用长度法，如六个月试块的膨胀率超过0.05%或一年中超过0.1%，这种骨料认为具有活性
23、。,1、合理选择水泥品种 ；2、适当控制砼的水灰比和水泥用量 ； 3、选用品种良好，级配合格的骨料；4、掺外加剂；5、保证砼的施工质量。,提高混凝土耐久性的措施,某32.5普通水泥，储存期超过三个月。已测得其3d强度达到强度等级为32.5MPa的要求。现又测得其28d抗折、抗压破坏荷载如下表所示：,计算后判定该水泥是否能按原强度等级使用。,例题1,解: 1.抗折破坏强度v = 3 F L / 2 b2 = 0.00234 F 试件1: v=0.00234*2900=6.786MPa 试件2: v=0.00234*2600=6.084MPa 试件3: v=0.00234*2800=6.552MP
24、a 平均值=(6.786+6.084+6.552)/3=6.474 MPa 三个值中无超过平均值10%,故无剔除值. 故该水泥的抗折强度为6.474 MPa.,2.抗压强度c = F / A = F/1600 试件1: c =65000/1600=40.6MPac =64000/1600=40MPa 试件2: c =64000/1600=40MPac =53000/1600=33.1MPa,例题1,L100mm b40mm h40mm,试件3: c =66000/1600=41.3MPac =70000/1600=43.8MPa 平均值=(40.6+40+40+33.1+41.3+43.8)/
25、6=39.8 MPa其中33.1超过平均值的10%,应剔除。剩余5个的平均值为: 平均值=(40.6+40+40+41.3+43.8)/5=41.1 MPa无值超过平均值的10%,故该水泥的抗压强度为41.1 MPa。国家标准规定32.5#普通水泥28d抗折强度须大于5.5 MPa、抗压强度须大于32.5MPa，根据试验结果得出该水泥28d抗折强度为6.474 MPa、抗压强度为41.1MPa，因此该水泥满足28天的强度要求。已测得其3d强度达到强度等级为32.5MPa的要求。故该水泥能按原强度等级使用。,例题1,例题2,例题2,Concrete mix design,第八节普通混凝土的配合比
26、设计,普通混凝土的配合比,砼配合比：是指砼各组成材料数量间的关系。 这种关系常用两种方法表示：1）单位用量表示法 以每1m3混凝土种各种材料的用量表示（例如水泥：水：砂：石子=330kg：150kg：706kg：1264kg）。2）相对用量表示 以水泥的质量为1，并按“水泥：砂：石子；水灰比”的顺序排列表示（例如1：2.14：3.82；W/C=0.45）。 砼配合比设计：确定这种数量比例关系的工作叫砼配合比设计。,配合比设计的任务：根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。 基本要求： 满足结构物设计强度的要求满足施工工作性的要求满足环境耐久性的
27、要求满足经济的要求,一、混凝土配合比设计的基本要求,（1）了解工程设计要求的混凝土强度等级，以备确定混凝土配制强度。,二、混凝土配合比设计的资料准备,（2）了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，以便确定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。（3）了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径。,（4）了解混凝土施工方法及管理水平，以便选择混凝土拌合物坍落度及骨料最大粒径。 （5）掌握原材料的性能指标，包括：水泥的品种、等级、密度；砂、石骨料的种类、表观密度、级配、石子、最大粒径；拌和用水的水质情况；外加剂的品种、性能、适宜掺量。,4个基本变量（材料参数）：水泥、水、砂子、石
28、子（1）水和水泥的关系（水灰比） 三个关系 （2）砂和石子的关系（砂率）（3）水泥浆与骨料的关系（单位用水量）,砼配合比设计基本参数,C,W,S,G,水泥浆,骨 料,满足各项技术要求，且经济的砼,满足强度、耐久性前提下，取较大值,达到流动性前提下，取较小值,保证粘聚性前提下，取较小值,砼配合比设计基本参数,计算“初步计算配合比”。根据原始资料，按我国现行的配合比设计方法，算出初步计算配合比，即水泥水砂子石子=mc0mw0ms0mg0。提出“基准配合比”。根据初步配合比，采用施工实际资料，进行试料，测定混凝土拌和物的工作性（坍落度或维勃稠度），调整材料用量，提出一个满足工作性要求的“基准配合比”
29、，即mc0mw0ms0mg0。,混凝土配合比设计的步骤,确定“试验室配合比”（设计配合比）。以基准配合比为基础，增加和减少水灰比，拟定几组（通常为三组）适合工作性要求的配合比，通过制备试块、测定强度，强度既符合强度和工作性要求，又较经济的试验室配合比，即mcmwmsmg。（4）换算“施工配合比”。根据工地现场材料的实际含水率，将试验室配合比换算为工地配合比，即mcmwmsmg。,混凝土配合比设计的步骤,（一）初步计算配合比1. 确定砼配制强度（ fcu，o ）fcu，o = fcu，k+1.645 式中 fcu,o混凝土配制强度（MPa）； fcu,k 混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；混
30、凝土强度标准差（MPa）。,六、砼配合比设计,值确定方法如下：A.当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差按下式计算：,式中 fcu,i第i组试件的强度值（Mpa）；,n组试件强度的平均值（Mpa）； n混凝土试件的组数，n25。当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算值2.5MPa，取=2.5MPa；当强度等级等于或大于C30时，如计算值3.0MPa，取3.0MPa。,B.当施工单位无历史统计资料时，可按表取用。,混凝土值,2.确定水灰比（WC）,fce水泥28d抗压强度实测值（MPa）。水泥厂为保证水泥出厂强度，所生产水泥实际强度要高于其强度的标准值，在无法取得水
31、泥实际强度数据时，可按式 fce=1.13fceb,碎石：a=0.46；b=0.07 卵石：a=0.48；b=0.33,砼配合比设计,求得的 W/C 还必须进行耐久性复核。查表，取两者的 较小值。,3. 选定砼拌和用水量（mw0）根据所用骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，根据有关规范，查表选取1m3混凝土的用水量。,A.干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a.水灰比在0.400.80范围时，根据粗骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，查表选取1m3混凝土的用水量。b.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的用水量，应通过试验确定。,砼配合比设计,干硬性混凝土的用水量
32、(kg/m3),砼配合比设计,塑性混凝土的用水量(kg/m3),砼配合比设计,B.流动性和大流动性混凝土的用水量计算 a.以表5.22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm，用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时混凝土的用水量。 b.掺外加剂时的混凝土用水量按下式计算： mwa=mw0(1-)式中 mwa掺外加剂时，每1m3混凝土的用水量(kg/m3)； mw0未掺外加剂时，每1m3混凝土的用水量(kg/m3)； 外加剂的减水率（），应经试验确定。,砼配合比设计,求得的 mc0 还必须进行耐久性复核。查表取两者的较大值。,4.确定水泥用量（ mc0 ）,砼配合比设计,混凝土的砂率
33、（）（JGJ/T55一2000）,5. 确定砂率（s）,砼配合比设计,6. 计算砂、石用量 （1）体积法,砼配合比设计,（2）质量法,7. 写出砼配合比1m 砼各种材料用量：水泥：砂：石：水=1：x : y : zW/C = z,砼配合比设计,（二） 配合比的试配、调整与确定（基准配合比） 1.配合比的试配,砼配合比设计,试拌调整混凝土拌合物的和易性符合要求提出供检验强度用的基准配合比。 砼拌和物和易性调整: 1）若坍落度不满足：过小保持W/C 不变，增加水泥浆量；过大保持砂率不变，增加骨料； 2）若粘聚性、保水性不满足要求:应保持骨料总量不变，调整砂率。,和易性调整后混凝土拌合物的实测表观密
34、度,砼配合比设计,2.基准配合比的调整与确定,强度复核 ： 采用3 个不同的配合比：（1）基准配合比（2）基准配合比的水灰比 + 0.05（3）基准配合比 的水灰比0.05用水量与基准配合比相同，砂率可作适当调整（增、减1%） 每个配合比做 1 组试件标准养护28d抗压强度代表值,砼配合比设计,（三）试验室配合比的确定（设计配合比）,根据强度检验结果修正配合比 确定用水量（mwb ）取基准配合比中的用水量（mw0 ），并根据制作强度检验试件时测得的坍落度（或维勃稠度）值加以适当调整。 确定水泥用量（mcb）取用水量乘以由“强度水灰比”关系定出的，为达到配制强度（fcu,0 ）所必须的水灰比。
35、确定粗、细骨料用量（msb 、msb ） 取基准配合比中砂、石用量，并按定出的水灰比做适当调整。,砼配合比设计,（三） 施工配合比换算 设施工现场实测砂、石含水率分别为a%、b%，则,砼配合比设计,混凝土配合比设计实例,某工程的预制钢筋混凝土梁不受风雪影响。混凝土设计强度等级为C25，要求强度保证率95%。施工要求坍落度为3050mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。采用的材料：普通水泥42.5#（实测28d强度43.5MPa）， c=3000kg/m3; 中砂，表观密度s= 2650kg/m3 ； 碎石，表观密度g=2700kg/m3，最大粒径为20mm；自来水。 试
36、设计该混凝土的配合比。施工现场砂含水率3%，碎石含水率1%， 求施工配合比。,；,混凝土配合比设计实例,解：（一）初步配合比的计算 1.确定配制强度（fcu，o）fcu，o =fcu，k+t 其中t=1.645，查表，取 =5.0MPa,fcu，o=25+1.6455.0=33.2MPa 2.确定水灰比（W/C）碎石回归系数a=0.46，b=0.07,由于结构物处于干燥环境，查表，（WC）max0.65，故可取WC=0.57。3.确定单位用水量（mw0）查表，取mw0=195Kg,=,=0.57,混凝土配合比设计实例,混凝土配合比设计实例,4.计算水泥用量（mc0） 查表，最小水泥用量为260
37、kg/m3，故可取mc0=342.1kg 5.确定合理砂率值（s） 根据骨料及水灰比情况，查表，取s=36%,混凝土配合比设计实例,mc0+mg0+ms0+mw0=mcp假定1m3混凝土拌合物的质量mcp=2400，则 该混凝土初步配合比为： mc0：ms0：mg0：mw0=342.1：652：1210.9：195=1：1.91：3.54：0.57,6.计算粗细骨料用量（mg0）及（ms0） A.质量法计算,混凝土配合比设计实例,B.体积法计算,取=1,混凝土配合比设计实例,联立解得ms0=661，mg0=1177 所以，该混凝土的初步配合比为 mc0：ms0：mg0：mw0=342：661：
38、1177：195=1：1.93：3.44：0.57 两种方法计算结果相近。,混凝土配合比设计实例,1.配合比的试配、调整按初步配合比试拌15L，其材料用量： 水泥 0.015342=5.13 水 0.015195=2.93 砂 0.015661=9.92 碎石 0.0151177=17.66,（二）配合比的试配、调整与确定（基准配合比）,搅拌均匀后，做坍落度试验，测得的坍落度为20mm。,增加水泥浆用量5%，即水泥用量增加到5.39，水用量增加到3.07， 坍落度测定为30mm，粘聚性、保水性均良好。经调整后各项材料用量： 水泥5.38，水3.08，砂9.92，碎石17.66， 其总量为36.
39、04。,坍落度过小,调整,混凝土配合比设计实例,混凝土配合比设计实例,2.配合比的确定 （1）基准配合比的确定 混凝土拌合物的实测表观密度为2390/m3则拌制1m3的材料用量为,混凝土配合比设计实例,混凝土的基准配合比为 mc0ms0mg0mw0=3576581171204=11.843.280.57,混凝土配合比设计实例,采用水灰比为0.52、0.57和0.62三个不同的配合比,不同水灰比的混凝土强度测定值,根据上述三组抗压强度试验结果，可知水灰比为0.57的基准配合比的混凝土强度能满足配制强度（33.2MPa）的要求，可定为混凝土的设计配合比。,(三)设计配合比的确定,混凝土配合比设计实
40、例,将设计配合比换算为现场施工配合比，用水量应扣除砂、石所含水量，而砂石则应增加砂、石的含水量。 所以，施工配合比： mc=357（kg） ms=658（13）=678（kg） mg=1171（11）=1183（kg） mw=204-6583-11711=173（kg）,（四）现场施工配合比,第九节 混凝土的质量控制与评定,一、混凝土生产的质量控制 二、混凝土的质量评定,第十节 特殊品种混凝土,一、高强混凝土是指等级为C60及其以上的混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。,二、轻骨料混凝土凡是由轻粗骨料、轻细骨
41、料（或普通砂）、水和水泥配制成的混凝土，起表观密度不大于1950Kg/3者称为轻骨料混凝土。轻骨料混凝土具有表观密度小，保温隔热，吸声及抗震性好等特点，是一种良好的保温或结构兼保温材料。,（一）轻骨料的分类 轻骨料按材料来源分为三大类： 1. 天然轻骨料 天然形成的多孔岩石，经过加工而成的轻骨料，如浮石，火山渣及其轻砂。 2.人造轻骨料 以地方材料为原料，经过加工而成的轻骨料，如膨胀珍珠岩，黏土陶粒，页岩陶粒及其轻砂。 3.工业废料轻骨料 以工业废料为原料，经加工而成的轻骨料，如粉煤灰陶粒，膨胀矿渣珠、煤矸石陶粒及其轻砂等。,（二）轻骨料混凝土的技术性质1.轻骨料混凝土拌合物的和易性 为了便于
42、施工，轻骨料混凝土拌合物应具有良好的和易性，其流动性的大小主要决定于用水量。在选择流动性时，一般应比普通混凝土拌合物的坍落度要求低12cm为宜。2.轻骨料混凝土的表观密度 轻骨料混凝土按干燥状态下的表观密度划分为十二个等级：800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900。,3.轻骨料混凝土的强度 轻骨料混凝土的强度等级检验和评定方法与普通混凝土相同，按起立方体抗压标准强度划分为CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45、CL50。 影响轻骨料混凝土强度的因素很多，轻骨
43、料的性质（强度、堆密度、形状、吸水率等）和用量对混凝土的强度影响极大。如用轻砂代替普通砂，虽然可以降低混凝土的 表观密度，但强度将明显下降。,4.轻骨料混凝土的变形性能较大，起干缩值和徐变值均较普通混凝土大。5.良好的保温性能 轻骨料混凝土具有较好的保温性能，轻骨料混凝土可作为保温的围护结构材料，也可用来作为承重的结构材料，见表。,（三）轻骨料混凝土的施工轻骨料混凝土的施工与普通混凝土基本相同，但因轻骨料具有表观密度小，吸水能力强等性能，故施工中要注意以下几个问题：1.应严格控制或掌握骨料的含水率，并随之调整搅拌时的加水量；2.应采用强制搅拌机，并延长搅拌时间，防止轻骨料上浮或搅拌不均匀；3.
44、震捣时间应适宜，防止轻骨料上浮造成分层现象；4.轻骨料混凝土易干裂，必须加强早期的潮湿养护。,三、防水混凝土、特细砂混凝土、大孔混凝土及流态混凝土 （一）防水混凝土 防水混凝土是通过各种方法提高混凝土的抗渗透性能，以达到防水要求的一种混凝土，常用的防水混凝土按其配制方法可分为普通防水混凝土和外加剂防水混凝土两类。,（二）特细砂混凝土 细度模数在1.50.7的砂称为特细砂。在我国的长江、黄河、珠江、嘉陵江、松花江等流域和甘肃、新疆、四川等地缺少普通粒径的砂，却蕴涵着大量的特细砂。这种砂的特点是总表面积大，空隙率大，含泥量高，因此拌制的混凝土会出现水泥用量大，干缩大，耐磨性差等缺点。但施工时间证明
45、，如果处理得当，特细砂混凝土的基本性能可接近于同登记的普通混凝土，并且可就地取材，降低造价。,（三）大孔混凝土 大孔混凝土是以粗骨料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土，又称为无砂大孔混凝土。它是由水泥浆将骨料包裹并粘结在一起，却不天充粗骨料的空隙而形成大孔结构的混凝土。为了提高强度，有时也加入了少量细骨料，这就是少砂大孔混凝土，它与普通混凝土相比，表观密度小，水泥用量小，强度低，主要用于非承重的墙体，砌块，板材等。,（四）流态混凝土流态混凝土是指其拌合物的坍落度大于200mm的混凝土，为了得到要求的大流动性，通常是采用50100mm坍落度的混凝土拌合物，在浇注前假如高效减水剂，并再次搅拌而成。因
46、为拌合物流动性大，成型速度快，质量好，适用采用泵送，管道输送等施工方法来浇注配筋以及断面尺寸较小的构件。,2、某现浇钢筋混凝土柱，混凝土设计要求强度等级为C30，塌落度要求为30-50mm,使用环境为干燥的办公用房内，所用原材料情况如下：水泥：强度等级为42.5的普通水泥，密度c=3.00g/cm3，强度富裕系数为1.08砂：级配良好、中砂，表观密度为s=2650kg/m3石：530mm的碎石，表观密度为g=2700kg/m3试求混凝土的初步配合比。,1）确定配制强度 查表的=5 fcu，o =fcu，k+1.645=30+1.645*5=38.2 Mpa 2）确定水灰比 碎石回归系数a=0.46，b=0.07= =0.53根据已知可得最大水灰比为0.65,0.53小于0.65.所以取水灰比为0.533）确定用水量 查表得 按塌落度要求30-50mm,碎石最大粒径为30mm, 则1m3混凝土的用水量可选用185 Kg,4）确定水泥用量根据已知，要求的最小水泥用量为260kg/cm3，所以取水泥用量为349kg 5)确定砂率 根据骨料及水灰比情况，查表，取s=35% 6）计算砂、石用量 采用体积法,可得ms=641 kg mg=1192 kg 综上计算可得混凝土配合比，1m3混凝土材料的用量为 水泥：349 kg 水：185 kg 砂：641 kg 石：1192kg,
