1、概述概述 从广义上讲，混凝土是以胶凝材料、粗细骨料及其他外掺材料按适当比例拌制、成型、养护、硬化而成的人工石材。普通混凝土的应用特性普通混凝土的应用特性 1.1.高强、防火、耐久、安全高强、防火、耐久、安全2.2.凝结前，良好的可塑、成型性凝结前，良好的可塑、成型性3.3.可与钢筋共同工作可与钢筋共同工作4.4.性能变化范围大性能变化范围大5.5.施工工艺简易、多变施工工艺简易、多变6.6.主要构成材料可就地取材，可利用工业废料，利于环主要构成材料可就地取材，可利用工业废料，利于环保保7.7.缺点：自重大；延伸强度小，易开裂；硬化前，养护缺点：自重大；延伸强度小，易开裂；硬化前，养护期较长；传
2、热快。期较长；传热快。采用轻质骨料可以降低混凝土的自重；掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期，改善力学性能。天然石材天然石材人工陶粒人工陶粒工业矿渣工业矿渣钢筋与混凝土共同工作的三大原因钢筋与混凝土共同工作的三大原因（1 1）线胀系数几乎相同）线胀系数几乎相同（2 2）良好的粘结）良好的粘结（3 3）碱性的保护）碱性的保护返回3.13.1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土3.1.1 3.1.1 普通水泥混凝土的组成材料普通水泥混凝土的组成材料 普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所
3、组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。 在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。结为一个坚实的整体。普通混凝土的四种基本组成材料：普通混凝土的四种基本组成材料：水泥水泥砂子砂子石子石子水水水泥浆砂子石子3.1.2
4、 3.1.2 水泥水泥l（1 1）水泥品种的选择）水泥品种的选择 应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。选择。例：路面抢修工程例：路面抢修工程硅酸盐水泥硅酸盐水泥 高温车间路面和抗硫酸盐高温车间路面和抗硫酸盐矿渣水泥矿渣水泥 水库大坝水库大坝火山灰水泥火山灰水泥l（2 2）水泥强度等级的选择）水泥强度等级的选择 应当与混凝土的设计强度等级相适应。 当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和耐久性差； 当水泥强度等级过低水泥用量太多，降低水泥混凝土品质，收缩率加大。
5、 经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.8倍，配制40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.01.5倍，同时宜掺入高效减水剂。3.1.3 3.1.3 细集料细集料 混凝土用细集料一般应采用粒径小于混凝土用细集料一般应采用粒径小于4.75mm4.75mm的的级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂，也可使用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂，也可使用加工的机制砂。加工的机制砂。（1 1） 砂按技术要求分为三类：砂按技术要求分为三类： I I类宜用于强度等级类宜用于强度等级C60C60的混凝土；的混凝土； II II类宜用于强度等级类宜用于强度等级C30
6、C60C30C60的混凝土及有抗冻抗的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；渗或其他要求的混凝土； III III类宜用于强度等级类宜用于强度等级C30C60的混凝土； II类宜用于强度等级C30C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土； III类宜用于强度等级C30的混凝土。碎 石卵 石l（2 2）强度）强度岩石抗压强度 将母岩制成50mm50mm50mm的立方体试件或50mm50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。 （3 3）压碎指标值）压碎指标值 将一定质量气干状态下1020mm的石子装入一标准圆筒内，在压力机上经160300s
7、内均匀地加荷到200kN；卸荷后称出试样质量G0，然后用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的碎粒，称取试样的筛余量G1，则压碎指标值按下式计算： 压碎指标值越小，骨料的强度越高。%100010GGG压碎指标l（4 4）坚固性）坚固性 集料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下集料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。l（5 5）最大粒径）最大粒径 石子最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减
8、少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。条件允许时应尽可能把石子选得大一些，以节约水泥。 从结构的角度规定，混凝土用粗骨料最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的14；同时不得超过钢筋间最小净距的34。对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的12，且不得超过50mm。l（6 6）颗粒级配）颗粒级配 粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。 石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石和卵石的颗粒级配范围见课本。l（7 7）有害杂质）有害杂质 粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；
9、有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。 粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定。 水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量，应符合GB/T14685-2010的规定.3.1.5 3.1.5 混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水 在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、
10、PH值小于的酸性水、含硫酸盐（按3计）超过水重的水均不得使用; 海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。3.2 3.2 混凝土的种类和应用混凝土的种类和应用3.2.1 3.2.1 普通混凝土普通混凝土1.普通混凝土的组成 普通混凝土的组成材料有水泥、砂子、石子和水，另外还常加少量的外加剂或掺加料。混凝土的质量主要取决于组成材料的性质与用量，同时，也受施工因素（如搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等）的影响。 普通混凝土的表观密度为2000-2800Kg/m3，采用普通的天然沙石为骨料与水泥配制而成。普通混凝土广泛用于建筑、桥梁、道路、水利
11、、码头、海洋等工程。2. 2. 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质（1 1）混凝土拌合物的和易性）混凝土拌合物的和易性 1 1）概念：和易性是指混凝土拌合物在一定的施工条件和）概念：和易性是指混凝土拌合物在一定的施工条件和环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密实混凝土的性能。实混凝土的性能。流动性流动性 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。 流动性的大小，反映混凝土拌合物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。泵送混凝土泵送混凝土碾压混凝土粘聚性粘聚性 粘
12、聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象，使混凝土保持整体均匀的性能。和离析的现象，使混凝土保持整体均匀的性能。分层分层指混凝土浇注后由于重力沉降产生的指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现象。不均匀分布现象。离析离析指混凝土拌合物各组分分离，造成不指混凝土拌合物各组分分离，造成不均匀和失去连续性的现象。均匀和失去连续性的现象。保水性保水性 保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保持内部水分的能力，不致产生严重有一定的保持内部
13、水分的能力，不致产生严重的的泌水泌水现象。现象。 泌水泌水从水泥浆中泌出部分拌合水的现象。从水泥浆中泌出部分拌合水的现象。 保水性差的混凝土拌合物，由于水分泌出保水性差的混凝土拌合物，由于水分泌出会形成容易透水的孔隙，使混凝土的密实性变会形成容易透水的孔隙，使混凝土的密实性变差，降低其的强度和耐久性。差，降低其的强度和耐久性。泌水的危害泌水的危害（1）当泌水层出现混凝土表面时，使表面水灰比过大，表面疏松出现裂缝；（2）泌水发生在钢筋底部，形成泌水区域，水分蒸发后留下孔隙，使钢筋与混凝土粘结强度下降，钢筋也容易被锈蚀；（3）泌水发生在混凝土中集料下部，也引起混凝土强度与耐久性下降；（4）泌水过程
14、中形成泌水通道，导致强度与耐久性降低；（5）在混凝土泵送施工中，容易泌水的混凝土也容易发生泵送管道堵塞的情况。混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。互相联系又存在矛盾。 如粘聚性好则保水性也好，但当流动性如粘聚性好则保水性也好，但当流动性增大时，粘聚性和保水性变差，反之亦然。增大时，粘聚性和保水性变差，反之亦然。 所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，即使矛盾得到统一。即使矛盾得到统一。2 2）混凝土拌和物和易性的评
15、定）混凝土拌和物和易性的评定A A、坍落度试验、坍落度试验方法:将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中，每层插捣25次并装满刮平。垂直向上将筒提起，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（以mm计），即为坍落度。混凝土试验搅拌机坍落度筒坍落度筒 坍落度越大，表示混凝土拌合物的流动性越大。 在进行坍落度试验的同时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性，以便全面地评定混凝土拌合物的和易性。 粘聚性的评定方法粘聚性的评定方法：用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉,则表示粘聚性良好；如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象,则表示粘聚性不好。 保水性
16、的评定方法保水性的评定方法：坍落度筒提起后，如有较多稀浆从底部析出，锥体部分混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物的保水性能不好；无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示保水性良好。 适用范围适用范围 坍落度试验只适用于骨料最大粒径不大于40，坍落度值不小于10的混凝土拌合物。 对坍落度值小于10的干硬性混凝土，采用维勃稠度试验。B B、维勃稠度试验、维勃稠度试验方法方法 在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，当水泥浆完全布满透明圆盘底面的瞬间，记下秒表的秒数，称为维勃稠度维勃稠度。维勃稠度仪维勃稠度仪
17、适用范围适用范围 该法适用于粗骨料最大粒径不超过40mm，维勃稠度在30之间的干硬性混凝土拌合物。C C、混凝土拌合物的分级、混凝土拌合物的分级 根据坍落度的不同，可将混凝土拌合物分为4级，见下表。 混凝土按坍落度的分级级级 别别名名 称称坍落度（坍落度（mmmm）T T1 1低塑性混凝土低塑性混凝土10104040T T2 2塑性混凝土塑性混凝土50509090T T3 3流动性混凝土流动性混凝土100100150150T T4 4大流动性混凝土大流动性混凝土160160lD D、和易性的选择、和易性的选择 实际施工时，混凝土拌和物的和易性要根据结构类型、构件截面大小、钢筋疏密和施工方法来确
18、定。 根据混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）的规定，混凝土浇筑时的坍落度宜按下表选用。 混凝土浇筑时的坍落度结结 构构 种种 类类坍落度坍落度(mm)(mm)基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构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（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构 10103030板、梁和大型及中型截面的柱子等板、梁和大型及中型截面的柱子等303050 50 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）505070 70 配筋特密的结构配筋特密的结构707090 90 3 3）影响和易性的因素
19、）影响和易性的因素A A、用水量：、用水量：“恒定用水量法则恒定用水量法则”在在W/CW/C一定范围内（一定范围内（0.4-0.80.4-0.8）内，而其他条件不变时，）内，而其他条件不变时，混凝土拌合物的流动性只与其单位用水量有关。混凝土拌合物的流动性只与其单位用水量有关。B B、水泥浆的稠度（水灰比、水泥浆的稠度（水灰比W/CW/C）: :“恒定用水量法则恒定用水量法则”的又一体现的又一体现 在常用在常用W/CW/C范围内，范围内，W/CW/C与流动性间的依存关系极与流动性间的依存关系极不敏感。不敏感。影响和易性影响和易性的因素的因素C C、砂率：、砂率： 砂率是指砂率是指混凝土中砂混凝土
20、中砂质量占砂石质量占砂石总质量的百总质量的百分比。分比。试验确定合理砂率试验确定合理砂率D D、其它材料因素、其它材料因素 水泥品种与性质；外加剂；骨料其他条件（粒径、水泥品种与性质；外加剂；骨料其他条件（粒径、 级配、表面情况）级配、表面情况） E E、环境条件、环境条件 现场温度（温度现场温度（温度1010，坍落度，坍落度20-40mm20-40mm）、）、湿度、风速等。湿度、风速等。4 4）改善混凝土拌合物和易性的措施）改善混凝土拌合物和易性的措施1 1 适当增加水泥浆适当增加水泥浆2 2 采用最佳砂率采用最佳砂率3 3 改善砂、石的级配改善砂、石的级配4 4 调整砂、石的粒径调整砂、石
21、的粒径5 5 掺加外加剂掺加外加剂6 6 缩短新拌混凝土的运输时间缩短新拌混凝土的运输时间（2 2）混凝土的强度）混凝土的强度 1 1）混凝土立方体抗压强度和强度等级）混凝土立方体抗压强度和强度等级l以边长为以边长为150mm150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度的立方体试件，在标准养护条件（温度20 20 2 2 ，相对湿度大于，相对湿度大于95%95%）下养护）下养护28d28d进行抗压进行抗压强度试验所测得的抗压强度强度试验所测得的抗压强度 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 立方体抗压强度的标准值是指用标准试验方法测得的立方体抗压强度的标准值是指用标准试验方法测得的混凝土立
22、方体强度的总体分布中，具有不低于混凝土立方体强度的总体分布中，具有不低于95%95%保证保证率的立方体抗压强度值，率的立方体抗压强度值，以以N/mm2N/mm2（即（即 MpaMpa）计，以）计，以f f cucu, ,k k表示。表示。 它是混凝土划分强度等级的依据。它是混凝土划分强度等级的依据。压力试验机压力试验机数显压力试验机数显压力试验机微机控制电液伺服万能试验机微机控制电液伺服万能试验机n2 2）轴心抗压强度）轴心抗压强度我国现行国家标准（GB/T500812002）规定，采用150mm150mm300mm的棱柱体作为标准试件，测定其轴心抗压强度。混凝土的轴心抗压强度可按下式计算：式
23、中：f cp混凝土的轴心抗压强度，Mpa； F试件破坏荷载，N； A试件承压面积，mm2。通过许多棱柱体和立方体试件的强度试验表明：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。AFfcpn3 3）劈裂抗拉强度）劈裂抗拉强度 我国现行国家标准（GB/T500812002）规定，采用150mm150mm150mm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。混凝土的劈裂抗拉强度（ f ts ）可按下式计算：式中：f
24、 ts混凝土的劈裂抗拉强度，Mpa； F试件破坏荷载，N； A试件承压面积，mm2。AFAFfts637. 02n4 4）抗弯拉强度）抗弯拉强度 道路路面或机场跑道用水泥混凝土，以抗弯拉强度（也称抗折强度）为主要强度指标，抗压强度作为参考指标。根据我国公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）规定道路路面用水泥混 凝 土 的 抗 折 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，按三分点加荷方式测定其抗折强度（ f cf ），可按下式计算：式中： f cf混凝土的抗弯拉（抗折）强度，Mpa F 试件破坏荷载，N； L
25、 支座间距，mm； b 试件宽度，mm； h 试件高度，mm。2bhFLfcf电液式弯折压力试验机电液式弯折压力试验机5）影响混凝土抗压强度的因素A.水泥强度和水灰比fcu=A*fce（C/W-B）B.养护条件温度： t f湿度：湿度 f 保证措施：a.浇筑12h内，湿覆盖，有一定强度后，浇水养护b.小于5度，不得浇水c.涂保护膜，防止水分蒸发C.龄期D.施工质量：计量准确、搅拌均匀、振捣密实 混凝土强度与水灰比及灰水比的关系（）强度与水灰比的关系；（）强度与灰水比的关系u混凝土强度经验公式：式中：f cu混凝土28d抗压强度， Mpa ； C每立方米混凝土中水泥用量，Kg； W每立方米混凝土
26、中水的用量，Kg； C/W灰水比； f ce水泥28d抗压强度实测值，Mpa；在无法取得水泥实际强度时，可用下式计算：式中：f cu,.k水泥强度等级标准值， Mpa ； c 水泥强度等级的富余系数，一般为1.13。)(bceacuWCffk ,cecceff a 、 b回归系数，与骨料品种及水泥品种等因素有关，其数值通过试验求得。若无试验统计资料，则可按普通混凝土配合比设计规程（JGJ552011）提供的回归系数取用： 采用碎石 a 0.53 b 0.20 采用卵石 a 0.49 b 0.13公式的适用范围公式的适用范围 只适用于流动性混凝土及低流动性混凝土，对于干硬性混凝土则不适用。混凝土
27、强度公式的应用 （1）可根据所用的水泥强度等级和水灰比来估计所配制混凝土的强度； （2）可根据水泥强度等级和要求的混凝土强度等级来计算应采用的水灰比； （3）可根据混凝土强度等级和采用的水灰比确定所用水泥的强度等级。u养护温度养护温度养护温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度的发展也快；在低温下混凝土强度发展迟缓。当温度降至冰点以下时，则由于混凝土中水分大部分结冰，不但水泥停止水化，混凝土强度停止发展，而且由于混凝土孔隙中的水结冰产生体积膨胀（约9），而对孔壁产生相当大的压应力（可达100MPa），从而使硬化中的混凝土结构遭受破坏，导致混凝土已获得的强度受到损失。混凝土早期强度低，更容易冻坏。冬
28、季施工时，要特别注意保温养护，以免混凝土早期受冻破坏。蒸汽养护的混凝土构件u湿度湿度水泥水化必须在有水的条件下进行，湿度适当，水泥水化反应顺利进行，使混凝土强度得到充分发展，因此，周围环境的湿度对水泥的水化能否正常进行有显著影响。如果湿度不够，水泥水化反应不能正常进行，甚至停止水化，严重降低砼强度，而且使砼结构疏松，形成干缩裂缝，增大了渗水性，从而影响混凝土的耐久性。施工规范规定：在混凝土浇筑完毕后，应在12h内进行覆盖，以防止水分蒸发过快。在夏季施工混凝土进行自然养护时，使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥时，浇水保湿应不少于7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中掺用缓凝型外加剂或有
29、抗渗要求时，应不少于14d。砼强度与保湿时间的关系图覆盖养护龄期龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常养护的条件下，混凝土的强度将随龄期的增长而不断发展，最初714天内强度发展较快，以后逐渐变缓，28天达到设计强度。28天后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年之久。普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于3）：龄期与强度经验公式的应用龄期与强度经验公式的应用 （1）可以由所测混凝土早期强度，估算其28d龄期的强度； （2）可由混凝土的28d强度，推算28d前混凝土达到某一强度需要养护的天数，如确定混凝土拆模、构件起吊、放松预应力
30、钢筋、制品养护、出厂等日期。|5)5)提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施1 1 采用高强度等级的水泥采用高强度等级的水泥2 2 采用低水灰比干硬性混凝土采用低水灰比干硬性混凝土3 3 湿热处理湿热处理4 4 机械振捣机械振捣5 5 掺加外加剂掺加外加剂3.2.2 3.2.2 混凝土的耐久性混凝土的耐久性 抗渗性；抗冻性；抗腐蚀性；抗碳化性；碱骨料反应抗渗性；抗冻性；抗腐蚀性；抗碳化性；碱骨料反应|提高混凝土耐久性的措施提高混凝土耐久性的措施1 1 选用合适品种的水泥选用合适品种的水泥2 2 控制水灰比和水泥用量控制水灰比和水泥用量3 3 选用质量好的沙石选用质量好的沙石4 4 掺加外加剂
31、掺加外加剂5 5 提高混凝土的密实度提高混凝土的密实度|3.2.3 3.2.3 混凝土的外加剂混凝土的外加剂 “本世纪30年代开始采用的以引气剂与塑化剂为主的混凝土外加剂技术，对优质混凝土的四大要素，即耐久性、强度、工作性与经济性，产生了十分明显甚至是决定性的作用。时至今日，外加剂已成为现代混凝土不可缺少的组分；掺加各种外加剂已成为混凝土改性的一条必经的技术途径”。 吴中伟院士 定义：定义： 混凝土中，掺入量不大于水泥质量混凝土中，掺入量不大于水泥质量5%5%，但能有，但能有效改善混凝土性能的外掺材料。效改善混凝土性能的外掺材料。 外加剂的分类外加剂的分类改善拌合物的和易性：改善拌合物的和易性
32、： 减水剂、泵送剂；减水剂、泵送剂；调节凝结性能和硬化性能：调节凝结性能和硬化性能： 早强剂、缓凝剂、速凝剂；早强剂、缓凝剂、速凝剂；改善混凝土耐久性：改善混凝土耐久性： 引气剂、防水剂、阻锈剂、矿物外加剂；引气剂、防水剂、阻锈剂、矿物外加剂；提供特殊性能：提供特殊性能： 加气剂、膨胀剂、防冻剂和着色剂等。加气剂、膨胀剂、防冻剂和着色剂等。减水剂减水剂 在保持混凝土流动性基本相同下，可明显减少其拌在保持混凝土流动性基本相同下，可明显减少其拌合用水的外加剂合用水的外加剂作用机理作用机理 减水剂是一种表面活性物质，会很快定向吸附在水减水剂是一种表面活性物质，会很快定向吸附在水泥颗粒表面，使其带同种
33、电荷而相斥，是颗粒分散，从泥颗粒表面，使其带同种电荷而相斥，是颗粒分散，从而使水泥浆由凝聚结构变成分散性结构，把包裹在凝絮而使水泥浆由凝聚结构变成分散性结构，把包裹在凝絮状结构中的游离水释放出，从而达到减水、增强、改善状结构中的游离水释放出，从而达到减水、增强、改善和易性、节约水泥的效果。和易性、节约水泥的效果。常用减水剂常用减水剂1 1、木质素系减水剂、木质素系减水剂 ( (木质璜酸钙（钠、镁）木质璜酸钙（钠、镁） - -木钙，木钙，M M剂剂) )2 2、萘系减水剂、萘系减水剂 （多环芳香族璜酸盐系减水剂（多环芳香族璜酸盐系减水剂 UNF UNF，FDNFDN）3 3、树脂系减水剂（密胺树
34、脂减水剂、树脂系减水剂（密胺树脂减水剂“SMSM” 早强高效型）早强高效型） 4 4、糖蜜类减水剂、糖蜜类减水剂早强剂早强剂 能明显提高混凝土的早期强度，但对后期强度无明显影响的外加剂。引气剂引气剂 能使混凝土拌合物产生均匀的微气泡，并在硬能使混凝土拌合物产生均匀的微气泡，并在硬化过程后，保留其气泡的外加剂。化过程后，保留其气泡的外加剂。作用效果：作用效果：1.1.作用效果：耐久性提高，改善和易性；提高抗渗性，作用效果：耐久性提高，改善和易性；提高抗渗性，强度有所降低。强度有所降低。2.2.掺量：掺量：0.005%0.005%0.012%0.012%3.3.常用品种：松香热聚物；松脂皂；松香酸
35、钠。常用品种：松香热聚物；松脂皂；松香酸钠。3.2.4 3.2.4 混凝土的配合比混凝土的配合比 混凝土中各组合材料数量间的比混凝土中各组合材料数量间的比例关系。例关系。混凝土配合比设计的基本资料混凝土配合比设计的基本资料1 设计强度等级和强度的标准差设计强度等级和强度的标准差2 材料的基本情况材料的基本情况3 工作性要求工作性要求4 耐久性有关的环境条件耐久性有关的环境条件5 工程特点及施工工艺工程特点及施工工艺设计步骤：涉及目标分部实现材料性能设计要求初步设计配合比强度、耐久性调整和易性基准配合比和易性强度复核水泥用量实验室配合比水泥用量含水率影响施工配合比实际应用混凝土设计步骤混凝土设计
36、步骤1.1.初步计算配合比：满足强度和耐久性的设计初步计算配合比：满足强度和耐久性的设计（1 1）目标：根据已知设计条件，求解满足强度要求）目标：根据已知设计条件，求解满足强度要求 的配合比。的配合比。（2 2） 求解思路：求解思路： 强度强度- -水灰比（水灰比（W/CW/C） 用水量用水量“恒定用水量法则恒定用水量法则”由坍落度确定由坍落度确定W W 最佳砂率（设计要求确定）最佳砂率（设计要求确定）-S-S、G G 体积体积/ /质量关系质量关系-S-S、G G 混凝土设计步骤混凝土设计步骤2.2.基准配合比：满足和易性要求的设计基准配合比：满足和易性要求的设计（1 1）求解目标：根据已求
37、得的初步计算配合比，求解）求解目标：根据已求得的初步计算配合比，求解满足和易性要求的配合比。满足和易性要求的配合比。（2 2）求解思路：初步计算配合比的核心参数不变）求解思路：初步计算配合比的核心参数不变（W/C/W/C/ss）试验调整与确定和易性。）试验调整与确定和易性。基准配合比的和易性调整：基准配合比的和易性调整：坍落度过小：坍落度过小：W/CW/C不变，增加水和水泥；不变，增加水和水泥；坍落度过大：坍落度过大：ss不变，增加砂和石子；不变，增加砂和石子；黏聚性、保水性差：适当加大砂率黏聚性、保水性差：适当加大砂率 混凝土设计步骤混凝土设计步骤2.2.基准配合比：满足和易性要求的设计基准
38、配合比：满足和易性要求的设计（3 3）操作和计算：）操作和计算： 试配量：试配量：15L15L（Dm31.5mmDm31.5mm）或）或25L25L（ Dm=40mm Dm=40mm ）和和易性调整：调整过程中需随时记录调整掺加量。和和易性调整：调整过程中需随时记录调整掺加量。调整后各材料的相对比例（非1m3）基准配合比（1m3）基准配合比中某种材料的量基准配合比拌合物总量（1m3）调整后某种材料的量调整后试样的总量（15L左右）等式等式c,tM总,b基准配合比3.实验室配合比：强度、水灰比的检验、修正（1）目标：保证已得强度、和易性满足的配合比下，进一步试验检验强度，并求得水泥强度 的最大发
39、挥（节约水泥）的配比。（2）解决思路： 初步配合比的水灰比三种配合比 初步配合比的水灰比+0.05 初步配合比的水灰比0.05各配制一组（三块），标养28天，强度试验混凝土设计步骤混凝土设计步骤0混凝土设计步骤混凝土设计步骤4.4.施工配合比：考虑砂、石含水，对实验室配合比进行施工配合比：考虑砂、石含水，对实验室配合比进行修正修正（1 1）目标：根据砂石料的实际含水情况，求解满足实）目标：根据砂石料的实际含水情况，求解满足实验室配合比要求的施工配合比。验室配合比要求的施工配合比。（2 2）求解思路：砂、石所含水为实际含水的一部分）求解思路：砂、石所含水为实际含水的一部分（吸入砂、石内部的不计）
40、（吸入砂、石内部的不计） 水泥用量不变；砂、石用量增加；拌合水量减少。水泥用量不变；砂、石用量增加；拌合水量减少。普通水泥混凝土的质量控制普通水泥混凝土的质量控制 为保证结构的可靠，必须在施工过程的各个工序对原材料、混凝土拌和物及硬化后的混凝土进行必要的质量检验和控制。（一）混凝土质量的波动l波动的因素：正常因素正常因素是指施工中不可避免的正常变化因素，如砂、石质量的波动，称量时的微小误差，操作人员技术上的微小差异等。受正常因素的影响而引起的质量波动，是正常波动。异常因素异常因素是指施工中出现的不正常情况，如搅拌时任意改变水灰比而随意加水，混凝土组成材料称量误差等。它们是可以避免克服的因素。受
41、异常因素影响引起的质量波动，是异常波动。l混凝土质量控制的目的 在于发现和排除异常因素，使混凝土质量波动呈正常波动状态。（二）混凝土的质量控制（二）混凝土的质量控制 1. 混凝土生产前的初步控制混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。在施工过程中，一般不得随意改变配合比，应根据混凝土质量的动态信息，及时进行调整。 2. 混凝土生产过程中的控制混凝土生产过程中的控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。施工单位应根据设计要求，提出混凝土质量控制目标，建立混凝土质量保证体系，制定必要的混凝土生产质量管理制度，并应根据生产过程的
42、质量动态分析，及时采取措施和对策。 3. 混凝土生产后的合格性控制混凝土生产后的合格性控制，是指混凝土质量的验收，即对混凝土强度或其他技术指标进行检验评定。包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。 通过以上对混凝土进行质量控制的各项措施，使混凝土质量符合设计规定的要求。（三）混凝土质量评定的数理统计方法 混凝土强度概率的正态分布 特点：曲线以平均强度为对称轴,曲线与横轴之间的面积和为100%。 1. 强度平均值式中： n试件组数； f cu，i第i组试验值。注意：平均值只反应混凝土强度总体强度水平，不能说明强度波动的大小。niicufnf11， 注意：标准差小，正态颁布曲线
43、窄而高,说明强度分布集中，混凝土质量均匀性好；反之，混凝土的施工控制质量较差。1122,nfnfnicuicu 3. 变异系数 v ，表示混凝土质量；v，则表示混凝土质量fCv 4. 强度保证率 强度保证率指混凝土强度总体值中大于设计强度等级（fcu,k）的概率P( f fcu,k)。式中：No统计周期内同批混凝土试件强度大 于或等于规定强度等级值的组数； N统计周期内同批混凝土试件总组数,N25。%100NNPo（四）混凝土强度的合格评定 1. 1. 统计方法统计方法适用于预拌混凝土厂、预制混凝土构件厂和采用现场集中搅拌混凝土的施工单位。（1）标准差已知时的统计方法（连续的三组试件组成一个验
44、收批） a.其强度应同时满足： fcufcu,k+0.7 fcu,minfcu,k0.7 b.强度C20时，应同时满足:fcu,min0.85fcu,k c.强度C20时，应同时满足：fcu,min0.90fcu,k式中：fcu 同一验收批混凝土强度的平均值，Mpa fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值， Mpa fcu,min同一验收批混凝土强度的最小值，Mpa 验收批混凝土强度的标准差， Mpa 验收批混凝土强度的标准差，应根据前一个检验期内同一品种混凝土试件的强度，按下式计算：式中：fcu,i 前一检验期第i批试件强度最大与最小值之差； m 前一检验期内验收的总批数(m 15) miic
45、ufm1,59. 0（2）未知标准差方法（不少于10组的试件组成一个验收批 其强度应同时满足： fcu1Sfcu0.9fcu,k fcu,min 2fcu,k式中：Sfcu同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差 1 、2 合格判定系数混凝土强度的合格判定系数 试件组数试件组数1010141415152424252511.701.651.6020.900.850.85验收批混凝土强度的标准差Sfcu ：式中：fcu,i 验收批第i组试件的强度值， Mpa ； n验收批混凝土试件的总组数。112,nnfsnicuicuffcu2. 2. 非统计方法非统计方法适用于零星生产的预制构件厂或现场搅拌批量不大的混凝土。 对小批量零星混凝土的生产，不具备统计方法评定混凝土强度的条件，可采用非统计方法。 其强度应同时满足： fcu1.15fcu,k fcu,min 0.95fcu,k3. 混凝土强度的合格性判定混凝土强度应分批进行检验评定，当检验结果能满足以上评定公式的时，则该批混凝土判为合格，否则为不合格。不合格批混凝土制成的结构或构件，应进行鉴定。对不合格的结构或构件必须及时处理。
