1、 混凝土配合比 实用手册 HUNNINGTU PEIHEBI SHIYONG SHOUCE 谢洪学 编 沈承庭 审 中国计划出版社 前 言 1992 年，为配合我国混凝土由强度等级取代标号进行工程设计、施工、质 量检评等新规范的实施，我们编写了混凝土强度等级配合比手册一书，经过 十年的使用，得到了读者的肯定。近年来，与混凝土相关的国家规范已经修改， 为此， 编者根据最新的规范， 对前书进行了认真的修改， 收录了混凝土 （C10C50） 使用不同强度的水泥，不同种类、规格的砂石，在不同温度、不同坍落度条件下 的数千组配合比及材料用量；介绍了混凝土配合比的设计以及用水量、水灰比、 砂率、坍落度的适
2、用范围等数据和使用水泥、砂石等材料的标准。对有特殊要求 的混凝土配合比也作了简要介绍。 由于混凝土是一种非匀质的建筑材料，要设计一个技术经济性很高的混凝 土配合比是不大容易的，这并不是因为混凝土配合比设计有什么高不可攀的内 容，其主要难点在于各地使用的水泥、砂石材料以及施工工艺和管理水平、气温 条件等存在差异。尽管编者在混凝土配合比实用手册中考虑了若干因素，该 手册仍仅是指导混凝土试配的一种参考。 因此， 务请生产单位按照国家有关规范， 加强混凝土试验工作和生产质量控制，以达到保证工程质量及节约水泥的目的。 由于作者水平所限，深盼各位读者在使用中提出宝贵意见，以便改进。 编者 2002年 10
3、月 目 录 1 普通混凝土的组成材料5 1.1 水泥.5 1.1. 1水泥的品种及特性.5 1.1.2水泥的品质指标.6 1.1.3水泥的选用.7 1.1.4使用水泥的注意事项.8 1.2砂9 1.2.1砂的分类及特性.9 1.2.2砂的质量要求.9 1.3石子12 1.3.1石子的种类及特性.12 1.3.2石子的质量要求.13 1.4 水.16 1.4.1混凝土拌和用水的类型.16 2 普通混凝土配合比设计17 2.1 普通混凝土配合设计的基本要求.17 2.2 普通混凝土配合比设计的参数选择与流程.18 2.2.1掌握基本资料.19 2.2.2施工配制强度的确定.19 2.2.3水泥品种
4、及标号的选择.20 2.2.4 水灰比的确定21 2.2.5坍落度的选择.22 2.2.6石子最大粒径的选择.22 2.2.7用水量的取值.23 2.2.8水泥用量的确定.24 2.2.9砂率的选择.24 2.2.10砂石用量的计算.25 2.2.11试配.26 2.2.12调整.27 2.2.13配合比的确定.27 2.2.14配合比使用积累.28 2.2.15混凝土配合比设计示例.28 2.3 施工配合比.30 2.3.2根据每次搅拌量换算配合比.31 3 普通混凝土强度等级配合比（参考）32 3.1 普通混凝土强度等级配合比编制依据.32 3.2 普通混凝土强度等级配合比使用说明.32
5、3.3普通混凝土强度等级配合比33 4 有特殊要求的混凝土配合比设计33 4.1抗渗混凝土33 4.1.1原材料.33 4.1.2配合比.33 4.1.3抗渗混凝土性能试验.33 4.2 抗冻混凝土.34 4.2.1原材料.34 4.2.2配合比.34 4.2.3抗冻融性能试验.35 4.3 高强混凝土.35 4.3.1原材料.35 4.3.2配合比.36 4.3.3试配验证.36 4.4 泵送混凝土.37 4.4.1原材料.37 4.4.2配合比.38 4.5 大体积混凝土.39 4.5.1原材料.39 4.5.2配合比.39 5 普通混凝土掺合料39 5.1 混凝土掺合料的作用.39 5.
6、2 混凝土掺合料的种类.40 5.3 混凝土掺合料的品质指标.40 5.4 混凝土掺合料的应用范围.41 5.4.1 掺合料的适用范围41 5.4.2粉煤灰混凝土的工程应用.41 5.5 使用掺合料的技术要求.42 5.5.1掺合料的最大限量.42 5.5.2粉煤灰取代水泥的最大限量.42 5.5.3粉煤灰掺入混凝土的方式.42 5.6 粉煤灰混凝土配合比设计.43 5.6.1粉煤灰混凝土配合比设计要求.43 5.6.2粉煤灰混凝土配合比设计流程.43 5.6.3粉煤灰混凝土配合比设计示例.44 6 混凝土外加剂45 6.1混凝土外加剂的分类及定义45 6.1.1混凝土外加剂的分类.45 6.
7、1.2混凝土外加剂的定义.46 6.2外加剂的技术要求46 6.2.1减水剂、早强剂、缓凝剂和引气剂.46 6.2.2膨胀剂.48 6.2.3防冻剂.49 参考文献66 1 普通混凝土的组成材料 普通混凝土是由水泥、石子、砂加水按适当比例配合，经均匀拌制、密实 成型、养护硬化而成的一种人造石材。为了保证混凝土产品的质量，组成混凝土 的各种材料必须符合国家有关规范、标准的规定。 1.1 水泥 1.1. 1 水泥的品种及特性 水泥是一种无机粉状水硬性胶凝材料。水泥加水搅拌后成塑性浆体，能在 空气和水中硬化，胶能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，且具有一定的强度。 因此，水泥是组成普通混凝土的不可缺少
8、的材料。 水泥的品种很多，按大类可分为通用水泥、特种水泥和专用水泥三类。普 通混凝土常用的是通用水泥，主要有五种：即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（以 上两种水泥参看国家标准 GB175-1999） 、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥 及粉煤灰水泥（以上三种水泥参看国家标准 GB1344-1999） 。其组成成分特性如 下： 1.1.1.1硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成 的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国家通称的波特兰水泥） 。硅酸盐水泥 分两种，不掺加混合材料的称 I 类硅酸盐水泥，代号 PI。在硅酸盐水泥粉磨时 掺加不超过水泥质量 5%石灰
9、石或粒化高炉矿渣混合材料的称 II 型硅酸盐水泥， 代号 PII。 硅酸盐水泥的特性是：早期及后期强度都较高，在低温下强度增长比其他 水泥低，抗冻、耐磨性都好，但水化热较高，抗腐蚀性较差。 1.1.1.2普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、 6%15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝 材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥） ，代号 P0。 掺活性混合材料（活性混合材料：指符合 GB1596 的粉煤灰、符合 GB2847 的火山炭质混合材料和符合 GB203 的粒化高炉矿渣。 ）时，最大掺量不得超过 15%，其中允许利用不超过水泥质量 5%的窑灰（窑灰：指从泥回转窑窑尾废气 中收集下的粉
10、尘。其质量必须符合 JC/T742 的规定。 ）或不超过水泥质量 10%的 非活性混合材料（非活性混合材料：指活性指标低于 GB/T203、GB/T1596、GB/T2847 标准要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰性质混合材料以及砂岩和 石灰石。石灰石中的三氧化二铝含量不得超过 2.5%。 ）来代替。 掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量 10%。 普通硅酸盐水泥的特性除早期强度比硅酸盐水泥稍低外，其他性质接近硅 酸盐水泥。 1.1.1.3矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材 料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） ，代号 PS。水泥中粒化高
11、炉矿渣掺 加量按质量百分计为 20%70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合 材料中的一种材料代替矿渣，数量不得超过水泥质量的 8%。替代后水泥中的粒 化高炉矿渣不得少于 20%。 矿渣水泥的特性是：早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，但后期 强度增长块，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，耐热性较好，干缩变形较大， 析水性较大，抗冻、耐磨性较差。 1.1.1.4火山灰质硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和火山炭质混合材料，适量石膏磨细制成的水硬 性胶 凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥） ，代号 PP。水泥中火山 灰质混合材料掺加量按质量百分比计为 20%50%。 火山灰水泥
12、的特性是：早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，在高 温潮湿环境中强度增长较快，水化热低，抗硫酸盐侵蚀性好，但抗冻、耐磨性差， 拌制混凝土需水量比普通水泥大，干缩变形也大。 1.1.1.5粉煤灰质硅酸盐水泥 凡由硅酸盐熟料和粉煤灰，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉 煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥） ，代号 PF。水泥中粉煤灰掺加量按质量百 分比计为 2040%。 粉煤灰水泥的特性是：早期强度较低，水化热比火山灰水泥还低，和易性 比火山灰水泥要好，干缩性也较小，抗腐蚀性能强，但抗冻、耐磨性较差。 1.1.2 水泥的品质指标 国家标准 GB175-1999、GB1344-1999 规定，
13、硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣 水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的主要技术要求如下： （1）氧化镁：熟料中氧化镁的含量不得超过 5%。如水泥经压蒸安定性试 验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到 6%（熟料中氧化镁的含量为 5%6% 时，如矿渣水泥中混合材料总掺加量大于 40%，或火山灰水泥和粉煤灰水泥中混 合材料总掺加量大于 30%，制成的水泥可不做压蒸试验） 。 （2）三氧化硫：水泥中的三氧化硫的含量不得超过 3.5%（矿渣水泥中三氧 化硫的含量不得超过 4%） 。 （3）细度：通过 80m方孔筛筛余不得超过 10.0%。 （4）凝结时间：初凝不得早于 45min，终凝不得迟于 10h（硅酸盐水泥
14、终 凝不得迟于 6.5h） 。 （5）安定性：用沸煮法检验，必须合格。 （6）强度：水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各强 度等级水泥的各龄期强度分别不得低于表 1-1、表 1-2、表 1-3的数值（表中强度 等级带 R的表示早强型水泥） 。 表 1-1硅酸盐水泥强度指标表（Mpa） 抗压强度 抗折强度 强度等级 3d 28d 3d 28d 425 17.0 42.5 3.5 6.5 425R 22.0 42.5 4.0 6.5 525 230 525 40 70 525R 270 525 40 70 625 280 625 50 80 625R 320 625 55 80 表
15、 1-2普通水泥强度指标表（Mpa） 抗压强度 抗折强度 强度等级 3d 28d 3d 28d 325 110 325 25 55 325R 160 325 35 55 425 160 425 35 65 425R 210 425 40 65 525 220 525 40 70 525R 260 525 50 70 表 1-3矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥强度指标表（Mpa） 抗压强度 抗折强度 强度等级 3d 28d 3d 28d 325 100 325 25 55 325R 150 325 35 55 425 150 425 35 65 425R 190 425 40 65 525 21
16、0 525 40 70 525R 230 525 45 70 1.1.3 水泥的选用 由于水泥的组成材料不同，特性就不一样，用途也就有所区别。如要求早 强的混凝土工程，应选用硅酸盐水泥或普通水泥；对大体积混凝土工程，应选用 矿渣水泥。根据混凝土工程的特点及施工环境条件选用水泥可参照表 14。 表 14 水泥的选用 混凝土工程特点或所处环境条件 优先选用 可以使用 不得使用 在普通气候环境中的混凝土 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 在干燥环境中的混凝土 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 在高湿度环境中或永远处在水 下的混凝土 矿渣水泥 普通水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 严寒
17、地区的露天混凝土、寒冷 地区的处在水位升降范围内的 混凝土 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 严寒地区处在水位升降范围内 的混凝土 普通水泥（强 度等级 42.5） 火山灰水泥 粉煤灰水泥 矿渣水泥 厚大休积的混凝土 粉煤灰水泥 矿渣水泥 普通水泥 火山灰水泥 硅酸盐水泥 要求快硬的混凝土 硅酸盐水泥 普通水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 矿渣水泥 高强（大于 C40）的混凝土 硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 有抗渗性要求的混凝土 普通水泥 火山灰水泥 不宜使用矿 渣水泥 环 境 条 件 有耐磨性要求的混凝土 硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥
18、 注：1、受侵蚀性环境水或侵蚀性气体作用的混凝土，应根据侵蚀性介质的种类、浓度 等具体条件按专门（或设计）规定选用。 2、蒸汽养护用的水泥品种，宜根据具体条件通过试验确定。 3、寒冷地区指最寒冷月份里的平均温度处在-5-15 O C 之间者；严寒地区指最冷月 份里的月平均温度低于-15 O C 者。 1.1.4 使用水泥的注意事项 （1）水泥进场时必须检查验收才能使用。水泥进场时，必须有出厂合格证 或进场试验报告，并应对品种、强度等级、包装等级、包装（或散装仓号） 、出 厂日期等进行检查验收，对水泥质量有怀疑时，应复查试验，并按其试验结果使 用。 （2）存放时间过长或受潮的水泥要经过试验才能使
19、用。水泥贮存时间不宜过长，以免降低强度。水泥按出厂日期起算，超过三个月（快硬硅酸盐水泥为一 个月）时，应视为过期水泥。或虽未过期，但已受潮结块的水泥，使用时必须重 新试验确定标号。 （3）不同品种的水泥不能混合使用。不同品种的水泥，具有不同的特性， 如果混合使用，其化学反应，凝结时间等均不一致，势必影响混凝土质量。 以同一品种的水泥，但强度等级高低不同，或出厂期差距过久的水泥，也 不能混合使用。 1.2 砂 砂、石是普通混凝土的主要组成材料。石子在普通混凝土中堆聚成紧密的 架构，砂与水泥、水混合成砂浆，填充架构的空隙。砂、石普通混凝土中起骨架 作用，水泥起胶凝作用。 砂、石在普通混凝土中既有技
20、术上的作用，又有经济上的意义。在技术上， 砂、石的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高的体积稳定性和更好的耐久性； 在经济上，砂、石比水泥便宜得多，作为水泥混凝土的廉价的填充材料，使混凝 土成本降低。 1.2.1 砂的分类及特性 由自然条件作用而形成的，粒径在 5mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。 按其产源不同，天然砂可分为河砂、海砂和山砂。 按其细度模数（ f ）或平均料径划分，天然砂可为粗砂、中砂、细砂、特 细砂。 粗砂：细度模数 f 为 3.73.1；平均粒径大于 0.5mm。 中砂：细度模数 f 为 3.02.3；平均粒径大于 0.50.35mm。 细砂：细度模数 f 为 2.21.6；平
21、均粒径大于 0.350.25mm。 特细砂：细度模数 f 为 1.50.7；平均粒径为 0.25mm。 细度模数为各号筛上的累计筛余百分数的总和。细度模数和平均粒径仅可 用来作为表示砂子粗细的指标，它不能完全反映颗粒的级配。相同的细度模数和 平均粒径可以由各种不同的级配获得。但作为一种简明指标，仍然能在一定程度 上反映砂的差别及其对混凝土性能的影响。 天然砂的特长表现为：河砂、海砂比较清洁，颗粒较圆，拌制的混凝土工 作性（和易性）较好。但海砂带有盐分和夹有贝壳，因而，一般多选用河砂为普 通混凝土的细骨料。山砂有棱角，粘结力强，但常含有有机质等杂物，只能在无 河砂的情况下经过筛洗后使用。 1.2
22、.2 砂的质量要求 1.2.2.1颗粒级配 砂子的精细程度及颗粒级配的好坏，对混凝土的技术性能有很大的影响。当砂的用量相同时，如果过粗，则拌出的混凝土粘聚性较差，容易产生离析、泌 水现象；如果过细，则它的总表面积较大，需要包围在砂子表面的水泥浆较多， 拌制的混凝土粘度较大，水泥的耗用量相应增大。因此，拌制混凝土所用的砂子 既不要过粗，也不要过细。 按照普通混凝土用砂质量标准的规定，对细度模数为 3.71.6的粗砂、中砂 和细砂，按 0.63mm筛孔的累计筛余量（以重量百分率计，下同）分成三个级配 区（见表 15） 。砂的颗粒级配，应处于表 1-5中的任何一个级配区以内。 累计筛余(%) 筛孔尺
23、寸 (mm) 级配 I 区 级配 II区 级配 III区 10.00 0 0 0 5.00 100 100 100 2.50 355 250 150 1.25 6535 5010 250 0.63 8571 7041 4016 0.315 9580 9270 8555 0.16 10090 10090 10090 砂的实际颗粒级配级配与表 1-5 中所列的累计筛百分率相比,除 5.00mm 和 0.63mm筛号(表 1-5中黑体字所标数值)外，允许稍有超出分界线，但其总量不应 大于 5%。 配制混凝土时宜优先选用 II 区砂。当采用 I 区砂时，应提高砂率，并保持 足够的水泥用量，以满足混凝土
24、的和易性；当采用 III 区砂时，宜适当降低砂率， 以保证混凝土强度。 对于泵送混凝土用砂，宜选用中砂。 当颗粒线配不符合表 1-5的要求时，应采取相应措施，经试验证明以能确保 工程质量，方允许使用。 对细度模数为 1.50.7的特细砂，配制混凝土时，其细度模数不得小于 0.7。 且通过 0.15mm 筛的量不得大于 30%，或平均粒径不得小于 0.15mm。配制的混 凝土强度等级为 C25 或 C30 时，其细度模数不得小于 0.9，且通过 0.15筛的量不 大于 15%，或平均粒径大于 0.18mm。如不符合上述规定，应通过试验。 1.2.2.2含泥量 砂的含泥量（即粒径小于 0.080的
25、尘屑、淤泥和粘土的总含量）对混凝土质 量有很大影响。这些极细粒的泥屑在骨料表面形成包裹层，妨碍骨料与水泥石的 粘结；或者以松散的颗粒出现，大大地增加了表面积，因而增加了需水量。特别 是粘土颗粒，体积不稳定，干燥时收缩，潮湿时膨胀，对混凝土有很大的破坏作 用。总之，含泥量过多，混凝土容易产生塑性干缩裂缝，降低混凝土强度，增加 浮浆量，降低混凝土耐磨性。因此，砂的含泥量应符合表 1-6的规定。 表 16砂中含泥量限值 混凝土强度等级 C30 C30 含泥量（按重量计%） 3.0 5.0 对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土用砂，其含泥量不应大于 3.0%。 对于 C10 和 C10 以下的混凝土
26、用砂，根据水泥强度等级，其含泥量可予以放宽。 1.2.2.3泥块含量 泥块含量指的是砂中粒径大于 1.25mm，经水洗、手捏后变成小于 0.630mm 颗粒的含量，对混凝土质量有较大影响。因此，砂中的泥含量应符合表 1-7的规 定。 对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土用砂，其泥块含量应不大于 1.0%。 对于 C10 和 C10 以下的混凝土用砂，应根据水泥强度等级，其泥块含量可 予以放宽。 表 1-7砂中的泥块含量 混凝土强度等级 C30 C30 含泥量（按重量计%） 1.0 2.0 1.2.2.4坚固性 砂的坚固性，用硫酸钠液法检验，试样经 5 次循环后，其重量损失应符合 表 1-8的
27、规定。 表 1-8砂的坚固性指标 混凝土所处的环境条件 循环后的重量损失（%） 在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿 交替状态下的混凝土 8 其他条件下使用的混凝土 10 对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土用砂或腐蚀介质作用或经常处 理水位变化区的地下结构混凝土用砂，其坚固性重量损失率应小于 8%。 1.2.2.5有害物质含量 当同一产源的砂，在类似的气候条件下使用，已有可靠的经验时，可不做 坚固性检验。 骨料中存在着妨碍水泥水化，削弱骨料与水泥石的粘结，与水泥的水化产 物进行化学反应并产生有害膨胀物质的称为有害物质。 砂中含有云母、 轻物质 （视 比重小于 2.0g/cm3，如煤
28、和褐煤等） 、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质，其 含量应符合表 1-9的规定。 表 1-9砂中的有害物质限值 项目 质量指标 云母含量（按重量计%） 2.0 轻物质含量（按重量计%） 1.0 硫化物及硫酸盐含量（折算成 SO3，按 重量计%） 1.0 有机物含量（用比色法试验） 颜色不应深于标准色，如深于标准色， 则应按水泥胶砂强度试验方法，进行强度对比试验，抗压强度比不应低于 0.95 有抗冻、抗渗要求的混凝土，砂中云母含量不应大于 1.0%。 砂中如发现含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，则要进行专门检验，确 认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。 1.2.2.6碱活性 对重要工程混凝土使
29、用砂，应采用化学法和砂浆长度法进行集料的碱活性 检验。经上述检验判断为有法潜在危害时，应采取下列措施： （1）使用含碱量小于 0.6%的水泥或采用能抑制碱集料反应的掺合料。 （2）当使用含钾、钠离子的外加剂时，必须进行专门试验。 1.2.2.7海砂（氯离子含量） 采用海砂配制混凝土时，其氯离子含量应符合下列规定： （1）对素混凝土，海砂中氯离子含量不予限制。 （2）对钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应大于 0.06%（以干砂重的百分 率计，下同） 。 （3）对预应力混凝土不宜用海砂。若必须使用海砂时，则应经淡水冲洗， 其氯离子不得大于 0.02%。 对山砂的质量和使用，可对照各地区的有关规定执行
30、。 对特细砂的质量要求，按特细砂混凝土配制及应用规程（试行） （BJG19-65）的有关规定执行。 1.3 石子 1.3.1 石子的种类及特性 由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得，粒径大于 5mm的岩石颗粒，称为碎 石。 岩石由于自然条件作用而形成的无棱角卵形石粒，粒径大于 5mm的颗粒， 称为卵石，亦称为砾石。按其产生可分为河卵石、海卵石、山卵石。 碎石由于在破碎加工过程中经过筛分，杂质较少；其表面粗糙、富有棱角， 表面积较大，与水泥的粘结比卵石好；碎石的空隙率比卵石大，在同样条件下配 制混凝土，水泥用量较多，混凝土强度较高。 卵石表面光滑，与水泥的粘结力比不上碎石好，但卵石的空隙率较小，在
31、同样条件下配制混凝土，水泥用量比碎石少，但强度较低。此外，河卵石比较洁 净，海卵石混有贝壳且带有盐分，山卵石杂质较多，一般多选用河卵石作为普通 混凝土的粗骨料。 在建筑工程中，究竟选用碎石或卵石作为混凝土的粗骨料，主要取决于能 否就地取材，以便降低工程成本。 1.3.2 石子的质量要求 1.3.2.1颗粒级配 石子的颗粒级配就是石子颗粒的分级和有良好的搭配。良好的骨料级配可 用较小的加水量拌制出流动性好、离析泌水少的混合料，并能在相应的成型条件 下，得到均匀密实的混凝土，并同时达到节约水泥的效果。 在混凝土工艺上对石子分为连续级配和间断级配。连续级配是使大颗粒的 空隙由中颗粒填充，大、中颗粒的
32、空隙又由较小的颗粒来填充。这样互相填充， 空隙率可以达到最少，水泥可以减少浪费，强度也能达到最好。但是，也要避免 中小颗粒过多。影响颗粒的分布，甚至因楔塞支撑着大颗粒，而扩大了大颗粒间 的距离，也就是扩大了强度较为薄弱的砂浆区。因此，普通混凝土用碎石或卵石 质量标准规定，碎石或卵石的颗粒级配，应符合表 1-10的要求。 单粒级宜用于组合成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用， 以改善其级配或配成较大粒度的连续粒级。不宜用单一的单粒级配制混凝土。如 必须单独使用，则应作技术经济分析，并应通过试验证明不会发生离析或影响混 凝土的质量。 颗粒级配不符合表 1-10要求时， 应采取措施并经试
33、验证实能确保工程质量， 方允许使用。 1.3.2.2针、片状颗粒含量 石子的颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平粒径 2.4倍者称为针状颗粒； 厚度 小于平均粒径 0.4倍者称为片状颗粒。平均颗径指该粒径的平均值。 石子中的针、片状颗粒过多，会影响混凝土混合料的和易性，并倾向于一 个方向排列，对混凝土的耐久性不利。这些颗粒还易于折断，不易振捣密实，从 而影响混凝土的质量。因此，碎石或卵石中针、片状的颗粒含量，应符合表 1-11 的规定。 表 1-10碎石卵石的颗粒级配范围 累计筛余（按重量计%） 筛孔尺寸（圆孔筛 mm） 级配 情况 公称 粒级 (mm) 2.50 5.00 10.0 16.0 20
34、.0 25.0 31.5 40.0 50.0 63.0 80.0 100 510 95100 80100 015 0 516 95100 90100 3060 010 0 520 95100 90100 4070 010 0 525 95100 90100 3070 05 0 531.5 95100 95100 7090 1545 05 0 连 续 粒 级 540 95100 7590 3065 05 0 1020 95100 85100 015 0 1631.5 95100 85100 010 0 2040 9510 80100 010 0 31.563 95100 751004575 01
35、00 单 粒 级 4080 95100 70100 30600100 注：公称粒级的上限为该粒级的最大粒径。 表 1-11 碎石或卵石中针、片状颗粒的含量 混凝土强度等级 C30 C30 针、片状颗粒含量（按重量计%） 15 25 对 C10及小于 C10级的混凝土， 其石子中的针、 片状颗粒含量可放宽到 40%。 1.3.2.3含泥量 碎石或卵石中的含泥量（即颗粒小于 0.080mm）的尘屑、淤泥和粘土的总 含量） ，应符合表 1-12的规定。 表 1-12 碎石或卵石中的含泥量 混凝土强度等级 C30 C30 含泥量（按重量计%） 1.0 2.0 对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土，其所
36、用碎石或卵石的含泥量不 应大于 1.0%。 如含泥基本上是非粘土质的石粉时，含泥量可由 1.0%、2.0%分别提高到 1.5%、3.0%。 对 C10 和低于 C10 的混凝土用碎石或卵石，其含泥量可放宽到 2.5%。 1.3.2.4泥块含量 集料中粒径在大于 5mm，经水浇、物捏后变成小于 2.5mm的颗粒的含量， 称为泥块含量。碎石或卵石中的泥块含量应符合表 1-13的规定。 有抗冻、抗渗和其他特殊要求的混凝土，其所用碎石或卵石的泥块含量应 不大于 0.5%；对等于或小于 C10 级的混凝土用碎石或卵石其泥块含量可放宽到 1.0%。 表 1-13 碎石或卵石的泥块含量 混凝土强度等级 C3
37、0 C30 泥块含量（按重量计%） 0.5 0.7 1.3.2.5强度 碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎指标值表示。岩石强度首先应由生 产单位提供，工程中可采用压碎指标进行质量控制，碎石的压碎指标宜符合表 1-14 的规定。混凝土强度等级为 C60 及以上时应进行岩石抗压强度检验，其他 情况下如有怀疑或认为有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。 岩石的抗压强度 与混凝土强度等级之比不应小于 1.5，且火成岩强度不宜低于 80Mpa，变质岩不 宜低于 60Mpa，水成岩不宜低于 30Mpa。 表 1-14 碎石压碎指标值 岩石品种 混凝土强度等级 碎石压碎指标值（%） C55 C45 10 水成
38、岩 C35 16 C55 C45 12 变质岩或深成的火成岩 C35 20 C55 C45 13 火成岩 C35 30 注：水成岩包括石灰岩、砂岩等。变质岩包括片麻岩、石英岩等。深成的火成岩包括 花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等。喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。 卵石的强度用压碎指标值表示。其压碎指标值宜按表 1-15的规定采用。 表 1-15 卵石的压碎指标值 混凝土强度等级 C55 C45 C35 碎石压碎指标值（%） 12 16 1.3.2.6坚固性 坚固性是指骨料抵抗由冷热、干燥、瘩融、腐蚀的交替循环等自然条件的 变化，而引起体积过分变化的能力，即体积稳定性。骨料的体积变化可能导致混
39、 凝土的局部开裂、剥落，甚至使整个结构处于危险状态。因此，对石子应做坚固 性检验。 碎石和卵石的坚固性用硫酸钠溶液法检验，试样经 5 次循环后，其重量损 失应符合表 1-16的规定。 表 1-16 碎石和卵石的坚固性指标 混凝土所处的环境条件 循环后的重量损失（%） 在严寒及寒冷地区室外使用，并经常处 于潮湿或干湿交替状态下的混凝土 8 在其他条件下使用的混凝土 12 有腐蚀性介质作用或经常处于水位变化的地下结构或有抗疲劳、耐磨、抗 冲击等要求的混凝土用碎石或卵石，其重量损失应不大于 8%。 在一般情况下，石子作为地方材料，使用历史较长。对同一产源的碎石或 卵石，在类似的气候条件下，使用已有可
40、靠的经验时，可不做坚固性检验。 1.3.2.7有害物质含量 骨料中有时含有硫化物或硫酸盐及有机杂质。硫化物或硫酸盐有可能与水 泥的水化产物反应而生成硫铝酸钙，发生体积膨胀。有机杂质在混凝土中能转化 为有机酸，它基本上粘附在骨料的表面，影响骨料与水泥的粘结。这些都会影响 混凝土的质量。因此，碎石或卵石中的硫化物和硫酸盐含量，以及卵石中有机杂 质等有害物质含量应符合表 1-17的规定。 表 1-17 碎石或卵石中的有害物质含量 项 目 质 量 要 求 硫化物及硫酸盐含量（折算成 SO3，按 重量计%） 1 卵石中有机质含量（用比色法试验） 颜色应不深于标准色，如深于标准色， 则应配制成混凝土进行强
41、度对比试验， 抗压强度比应不低于 0.95 如发现有颗粒状硫酸盐或硫化物质的碎石或卵石，则要求进行专门检验， 确认能满足混凝土耐久性要求时方可采用。 1.3.2.8碱活性 在集料中能与水泥或混凝土中的碱发生化学反应的特性，称为碱活性。对 重要工程的混凝土所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验。 进行碱活性检验时，首先应采用岩相法检验碱活性集料的品种、类型和数 量（也可由地质部门提供） 。若集料中含有活性二氧化硅时，应采用化学法和砂 浆长度法进行检验；若含有活性碳酸盐集料时，应采用岩石柱法进行检验。 经上述检验，集料判定为有潜在危害时，属碱-碳酸盐反应的，不宜作混凝 土集料，如必须使用，应以专门的混
42、凝土试验结果做出最后评定。 潜在危害属碱-硅反应的，应遵守以下规定方可使用： （1）使用含碱量小于 0.6%的水泥或采用能抑制碱-集料反应的掺合料。 （2）当使用含钾、钠离子的混凝土外加剂时，必须进行专门试验。 1.4 水 1.4.1 混凝土拌和用水的类型 混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当 处理后的工业废水。符合国家标准的生活饮用水，可用于拌制各种混凝土。 地表水和地下水首次使用前，应按照混凝土拌合用水标准 （JGJ63-89） 的规定进行检验。 海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。 不应用于拌制有饰面要求的混凝土。 处理后的工业废水
43、经检验合格后可用于拌制混凝土。否则必须再进行处理， 检验合格后才能使用。 1.4.2混凝土拌合用水技术要求 （1）混凝土拌合用水所含物质对混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土不应 产生以下有害作用： 1）影响混凝土的和易性及凝结。 2）有损于混凝土强度发展。 3）降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断。 4）污染混凝土表面。 （2）用待检验水和蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差，均不得大于 30min，其初凝和终凝时间应符合水泥 国家标准的规定。 （3）用待检验水配制的水泥砂浆或混凝土的 28d抗压强度（若有早期抗压 强度要求时，需增加 7d抗压
44、强度） ，不得低于用蒸馏水（或符合国家标准的生活 饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的 90%。 （4）水的 PH 值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物的含量应符 合表 1-18的规定。 （5）混凝土生产厂及商品混凝土厂设备的洗刷水，可用作拌合混凝土的部 分用水。但要注意洗刷水所含水泥和外加剂品种对所拌合混凝土的影响，且最终 拌合水中氯化物、硫酸盐及硫化物的含量应符合表 1-18的规定。 表 1-18 水的 PH 值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物的含量的规定 项目 预应力混凝土 钢筋混凝土 素混凝土 PH值 4 4 4 不溶物（mg/L） 2000 2000 5000 可溶
45、物(mg/L) 2000 5000 10000 氯化物（以 Cl - 计） （mg/L） 5000 1200 3500 硫酸盐（以 SO 2- 4 计） （mg/L） 600 2700 2700 硫化物（以 S 2- 计） (mg/L) 100 - - 注：使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土氯化物含量不得超过 350mg/L。 2 普通混凝土配合比设计 普通混凝土的基本组成材料是水泥、砂、石子和水。混凝土配合比设计， 就在于合理确定单位体积混凝土中水泥、砂、石子和水的用量（通常以重量计） ， 使其既保证质量， 以保证造价最低。 为此， 混凝土配合比设计应遵循一定的程序。 2.1 普通混凝土配
46、合设计的基本要求 普通混凝土配合设计的基本要求就是在保证混凝土质量指标得到满足的同 时，使它的造价最低。具体的要求是： （1）混凝土应满足设计要求的强度和耐久性。进行混凝土配合比设计时， 所要求的混凝土强度等级有多大，是根据设计的强度等级来确定的。但是，混凝 土是一种非匀质材料，由于原材料质量和生产中各种因素的影响，使混凝土的实 际强度具有波动性。因此，为了保证混凝土的实际强度不低于设计强度，混凝土 的施工配制强度就应比设计强度有所提高。 按照 混凝土强度等级检验评定标准 （GBJ107-87）的规定，混凝土施工配制强度等级加上 1.645 倍标准差，保证率 为 95%。 此外，还必须充分考虑
47、混凝土的耐久性。在一般情况下，如在建筑物内部 和地下的混凝土，因为混凝土强度与耐久之间存在着内在联系，如果强度满足了 结构设计的要求，混凝土也是耐久的。但在某些条件下，如在严寒地区水位升降 范围内的混凝土，钢筋混凝土薄壁构件在经常冻融地区使用时，则应在配合比设 计时选择恰当的水灰比，以符合混凝土耐久性的要求。对此，规范规定了水灰比 的最大允许值，见表 2-5。 混凝土在受到化学侵蚀作用的情况下，还需选用适宜的水泥品种。 （2）混凝土拌合料应具有良好的施工和易性。进行混凝土配合比设计时， 对混凝土拌合料和易性的要求主要根据混凝土浇筑时的坍落度来控制。 而对坍落 度的选择，则要根据建筑工程的结构、
48、施工采用的浇筑振捣方法以及混凝土拌合 物的运输工具等因素。例如，配筋密列的结构对混凝土坍落度的要求就比无配筋 的大体积结构要高；当采用机械振捣对混凝土坍落度的要求较用人工捣实低。 坍落度的大小实际只是和易性的一项性能，说明混凝土拌合料的流动性如 何。和易性还包括粘聚性和保水性，它反映的抵抗混凝土分层离析的能力，虽然 没有具体的数据要求， 但在混凝土配合比设计时应加以考虑。 在做坍落度试验时， 一并加以检验，使混凝土拌合料在整个施工过程中能保质均匀性。 混凝土拌合料的和易性取决于组成材料水泥、砂、石和水的特性及其相对 含量，以及时间和温度的影响等，这些也是配合比设计时应加以注意的。 （3）用料经
49、济、节约水泥、降低成本。混凝土配合比设计的经济效果方面， 首先要考虑的是材料中价格最贵的水泥。在满足混凝土质量要求的前提下，单位 体积混凝土的水泥用量愈少愈经济。 水泥用量的多少不仅是一个经济问题，还联系到某些混凝土技术性能的高 低。例如，对于大体积混凝土，水泥腹胀 量过多会由于水化热过大而引起裂缝 的危险性；在火热气候条件下，水泥用量过多会由于硬化过早而影响浇筑作业。 混凝土拌合料的需水性主要取决于骨料的品种、规格和级配。在保持水灰 比不变的情况下，用水量愈大，水泥用量也必然增大。因此，在混凝土配合比设 计中， 合理选择骨料的品种、 规格和级配是关系到混凝土经济性的一个重要环节。 混凝土的经济性不仅与原材料有关，而且与生产中的质量控制有关。有的 问题不是混凝土配合比设计所能解决
