1、 第5章 混凝土 概概 述述一、一、混凝土的定义混凝土的定义 由由胶凝材料、粗骨料、细骨料、水胶凝材料、粗骨料、细骨料、水按适当比例配按适当比例配合拌制而成的混合物，经一定的时间硬化而成的合拌制而成的混合物，经一定的时间硬化而成的人造石材。人造石材。二、混凝土的分类二、混凝土的分类聚合物混凝土水玻璃混凝土沥青混凝土石膏混凝土水泥混凝土（一）按胶凝材料分（二）按干表观密度干表观密度分 构。可作承重结构、保温结凝土和多孔混凝土，轻骨料混凝土、大孔混混凝土重结构材料。石配制而成，主要做承用水泥、水、普通砂、工程。而成，主要用于防辐射采用重骨料和水泥配制3030301950kg/m轻2500kg/m2
2、000普通混凝土2600kg/m重混凝土热拌混凝土自密实混凝土预拌混凝土辗压混凝土离心混凝土压力混凝土喷射混凝土泵送混凝土（三）按生产工艺和施工方法生产工艺和施工方法分（四）按用途分道路混凝土膨胀混凝土大体积混凝土装饰混凝土耐酸混凝土耐热混凝土防辐射混凝土防水混凝土结构混凝土（五）按掺合料分纤维混凝土碱矿渣混凝土硅灰混凝土粉煤灰混凝土（六）按抗压强度分MPafMPafMPafMPafcucucucu10060603030超高强混凝土高强渣混凝土中强混凝土低强灰混凝土 普通混凝土的优点：普通混凝土的优点：（1）原材料丰富，造价低廉，可就地取材；原材料丰富，造价低廉，可就地取材；（2）可根据混凝土
3、的用途来配制不同性质的可根据混凝土的用途来配制不同性质的混凝土；混凝土；（3）凝结前有良好的可塑性，可利用模板浇凝结前有良好的可塑性，可利用模板浇灌成任何形状及尺寸的构件或结构物；灌成任何形状及尺寸的构件或结构物；（4）与钢筋有较高的握裹力，混凝土与钢筋与钢筋有较高的握裹力，混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，两者复合后能较的线膨胀系数基本相同，两者复合后能较好的共同工作。好的共同工作。普通混凝土的缺点普通混凝土的缺点：（1）抗拉强度低，一般为抗压强度的十分抗拉强度低，一般为抗压强度的十分之一到二十分之一，易产生裂缝，受拉易之一到二十分之一，易产生裂缝，受拉易产生脆性破坏；产生脆性破坏；（2）自
4、重大，比强度小，不利于建筑物向自重大，比强度小，不利于建筑物向高层、大跨度方向发展；高层、大跨度方向发展；（3）耐久性不够，硬化慢，生产周期长。耐久性不够，硬化慢，生产周期长。砂子水泥浆石子第一节第一节 普通混凝土组成材料普通混凝土组成材料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：一、水泥一、水泥二、砂子二、砂子三、石子三、石子四、水四、水1 1、品种、品种 根据工程特点、所处环境条件及施工根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择条件，进行合理选择(P64)(P64)。2 2、强度等级、强度等级 水泥强度等级的选择应与混凝土的设水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度
5、等级相适应。原则上计强度等级相适应。原则上高强度等级的高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土水泥配制高强度等级的混凝土。根据经验，。根据经验，水泥强度等级宜为混凝土强度等级的水泥强度等级宜为混凝土强度等级的1.31.3倍倍-1.7-1.7倍。倍。一、水泥一、水泥表5-1 水泥强度等级可配制的混凝土强度等级水泥强度等级宜配制的混凝土强度等级32.5C10、C15、C20、C2542.5C30、C35、C40、C4552.5C40、C45、C50、C60、C6062.5C60(一)定义:粒径在粒径在0.150.154.75mm4.75mm之间的岩石颗粒。之间的岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂
6、细骨料主要采用天然砂和人工砂。二、细骨料二、细骨料 GB/T 14684-2019GB/T 14684-2019根据砂的技术要求，将砂分为根据砂的技术要求，将砂分为类、类、类、类、类。类。天然砂由天然岩石经自然条件作用而形成。天然砂由天然岩石经自然条件作用而形成。（1 1）河砂和湖砂：长期受流水和波浪冲洗，颗）河砂和湖砂：长期受流水和波浪冲洗，颗粒较圆，比较洁净，且分布较广，粒较圆，比较洁净，且分布较广，为一般工程用为一般工程用砂。砂。（2 2）海砂：受海流冲刷，颗粒圆滑，比较洁净）海砂：受海流冲刷，颗粒圆滑，比较洁净且粒度整齐，但混有贝壳及盐类有害杂质，配制且粒度整齐，但混有贝壳及盐类有害杂
7、质，配制钢筋混凝土时钢筋混凝土时应控制氯离子含量不应大于应控制氯离子含量不应大于0.06%0.06%；预应力混凝土，则不宜采用海砂。预应力混凝土，则不宜采用海砂。（3 3）山砂：从山谷或旧河床采运得到，颗粒多）山砂：从山谷或旧河床采运得到，颗粒多带棱角，表面粗糙，带棱角，表面粗糙，含泥量和有机杂质较多，使含泥量和有机杂质较多，使用时应加以限制。用时应加以限制。机制砂机制砂：天然岩石轧碎而成，颗粒富有棱：天然岩石轧碎而成，颗粒富有棱角，洁净，当片状颗粒和细粉含量大，成角，洁净，当片状颗粒和细粉含量大，成本高，只有在缺乏天然砂时才常使用。本高，只有在缺乏天然砂时才常使用。混合砂混合砂：由机制砂和天
8、然砂混合而成，性：由机制砂和天然砂混合而成，性能取决于原料砂质量及其配制情况。能取决于原料砂质量及其配制情况。类砂宜用于配制强度等级类砂宜用于配制强度等级大于大于C60C60的混凝的混凝土；土；类砂宜用于配制强度等级类砂宜用于配制强度等级C30C60C30C60及抗冻、及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；抗渗或其他要求的混凝土；类砂宜用于配制强度等级类砂宜用于配制强度等级小于小于C30C30的混凝的混凝土和建筑砂浆。土和建筑砂浆。砂子技术性能含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量表观密度、堆积密度、空隙率坚固性粗细程度和颗粒级配
9、碱的含量1）含泥量、石粉含量和泥块含量）含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量含泥量：天然砂中粒径小于：天然砂中粒径小于75m的颗粒含的颗粒含量。量。石粉含量石粉含量：人工砂中粒径小于：人工砂中粒径小于75m的颗粒的颗粒含量。含量。泥块含量泥块含量：砂中原粒径大于：砂中原粒径大于1.18mm，经水，经水浸洗、手捏后小于浸洗、手捏后小于600m的颗粒含量。的颗粒含量。表5-2 天然砂含泥量和泥块含量（GB/T 14684-2019）项目类类类含泥量（按质量计，%）1.03.05.0泥块含量（按质量计，%）01.02.0 泥、石粉和泥块对混凝土是有害的。泥、石粉和泥块对混凝土是有害的。泥会包裹在砂子表面
10、，隔断了水泥石泥会包裹在砂子表面，隔断了水泥石与砂子之间的粘结，与砂子之间的粘结，影响混凝土的强度。影响混凝土的强度。含泥量过多，会含泥量过多，会降低混凝土强度和耐久性，降低混凝土强度和耐久性，并并增加混凝土的干缩增加混凝土的干缩。石粉会增大混凝土拌合物需水量，石粉会增大混凝土拌合物需水量，影影响混凝土和易性，降低混凝土强度。响混凝土和易性，降低混凝土强度。2）有害物质）有害物质 砂中的有害物质包括砂中的有害物质包括云母、轻物质云母、轻物质（表观密（表观密度小于度小于2000千克千克/m的物质）的物质）、硫化物及硫、硫化物及硫酸盐、氯盐等。酸盐、氯盐等。（1）云母云母是表面光滑的小薄片，会降低
11、混是表面光滑的小薄片，会降低混凝土拌合物和易性，也会凝土拌合物和易性，也会降低混凝土的强降低混凝土的强度和耐久性。度和耐久性。（2）硫化物及硫酸盐硫化物及硫酸盐主要有硫铁矿（主要有硫铁矿（FeS2）和石膏（和石膏（CaSO4）等杂物。会与水泥石中）等杂物。会与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，引起引起膨胀开裂。膨胀开裂。（3）有机物有机物主要来自于动植物的腐殖质、主要来自于动植物的腐殖质、腐殖土、泥煤和废机油等，腐殖土、泥煤和废机油等，会延缓水泥的会延缓水泥的水化，降低混凝土的强度，尤其是早期强水化，降低混凝土的强度，尤其是早期强度度。（4）CL离子离子是
12、强氧化剂，会导致钢筋混是强氧化剂，会导致钢筋混凝土中的钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后体积膨胀凝土中的钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后体积膨胀和受力面积减小，从而和受力面积减小，从而引起混凝土开裂引起混凝土开裂。项目 指标类类类 云母(按质量计)(%，小于）1.02.02.0轻物质(按质量计)(%，小于）1.01.01.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐(SO3质量计)（%）0.50.50.5氯化物(以氯离子质量计)(%，小于)0.010.020.06砂中有害物质含量（砂中有害物质含量（GB/T 146842019GB/T 146842019）比色法：以生成有色化合物的显色反应为基础，通过比较或测量有色物质
13、溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。3）碱）碱-骨料反应骨料反应 碱碱-骨料反应是指水泥、外加剂等混凝土组骨料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与骨料中碱活性矿物在潮成物及环境中的碱与骨料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。膨胀反应。当对砂的碱活性有怀疑时或当对砂的碱活性有怀疑时或用于重要工程的用于重要工程的砂，须进行碱活性检验砂，须进行碱活性检验。经碱。经碱-骨料反应试骨料反应试验后，由砂制备的试件应无裂缝、酥裂、胶验后，由砂制备的试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期体外溢等现象，在规定的试验龄期
14、膨胀率应膨胀率应小于小于0.1%。4）在混凝土中，砂子表面由水泥浆包裹，砂子在混凝土中，砂子表面由水泥浆包裹，砂子之间的空隙由水泥浆填充。为节约水泥，提高混之间的空隙由水泥浆填充。为节约水泥，提高混凝土密实度和强度，凝土密实度和强度，应尽可能减小砂子的总表面应尽可能减小砂子的总表面积，同时减少砂子的空隙率。积，同时减少砂子的空隙率。（1）砂的粗细程度砂的粗细程度 是指不同粒径的砂粒混合在一起后的是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度平均粗细程度。当混凝土拌合物当混凝土拌合物和易性和易性要求一定时，要求一定时，粗砂较细砂的水泥用量为省。粗砂较细砂的水泥用量为省。砂子过粗，易使混凝土拌合物砂
15、子过粗，易使混凝土拌合物产生离产生离析、泌水析、泌水等现象。故混凝土用砂不宜过细，等现象。故混凝土用砂不宜过细，也不宜过粗。也不宜过粗。（2）砂的颗粒级配）砂的颗粒级配 是指粒径大小不同的砂粒的搭配情况。是指粒径大小不同的砂粒的搭配情况。粒径相同的砂粒堆积在一起，会产生很大粒径相同的砂粒堆积在一起，会产生很大的空隙率，当两种粒径的砂搭配到一起，的空隙率，当两种粒径的砂搭配到一起，空隙率就减小了。空隙率就减小了。因此要想减小砂粒间的空隙，因此要想减小砂粒间的空隙，必须将大小必须将大小不同的颗粒搭配使用。不同的颗粒搭配使用。（3 3）筛分析试验）筛分析试验评定砂的粗细程度和评定砂的粗细程度和颗粒级
16、配颗粒级配用用级配区级配区表示砂的表示砂的颗粒级配颗粒级配，用，用细度模数细度模数表示表示砂的砂的粗细粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净。筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为尺寸）为4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15的标准筛，将的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余及累计筛余百分率百分率i（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。百分率之和）。150
17、m300m600m1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm计算出各筛上的分计计算出各筛上的分计筛余百分率筛余百分率ai及累计筛及累计筛余百分率余百分率i%100)/(底GGGiiia筛孔尺寸筛孔尺寸分计筛余（分计筛余（%）累计筛余（累计筛余（%）4.75 mm4.75 mma1a1A1=a1A1=a12.36 mm2.36 mma2a2A2=a1+a2A2=a1+a21.18 mm1.18 mma3a3A3=a1+a2+a3A3=a1+a2+a30.60 mm0.60 mma4a4A4=a1+a2+a3+a4A4=a1+a2+a3+a40.30 mm0.30 mma5a5A5=a1+a
18、2+a3+a4+a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15 mm0.15 mma6a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6表表5-5 分计筛余量个累计筛余的关系分计筛余量个累计筛余的关系11654321005)(AAAAAAAMX砂的粗细程度由细度模数表示砂的粗细程度由细度模数表示：细度模数的计算MxMx为为3.73.73.13.1为粗砂，为粗砂，3.03.02.32.3为中砂，为中砂，2.22.21.61.6为细砂。为细砂。Mx=1.50.7Mx=1.50.7为特细砂；为特细砂；MxMx0.70.7为特粉砂。为特粉砂。砂的细度模数不能反映砂的级
19、配优劣砂的细度模数不能反映砂的级配优劣。细。细度模数相同的砂，其级配可以很不相同。度模数相同的砂，其级配可以很不相同。因此在配置混凝土时，必须同时考虑砂的因此在配置混凝土时，必须同时考虑砂的级配和细度模数。级配和细度模数。GB/T 14648-2019规定，根据规定，根据600m筛孔筛孔的累计筛余的累计筛余，把，把Mx在在3.71.6之间的常用之间的常用砂的颗粒级配分为三个级配区：砂的颗粒级配分为三个级配区：表表5-6 建筑用砂颗粒级配建筑用砂颗粒级配筛孔尺寸筛孔尺寸I I区区IIII区区IIIIII区区9.50 mm9.50 mm0 00 00 04.75 mm4.75 mm10-010-0
20、10-010-010-010-02.36 mm2.36 mm35-535-525-025-015-015-01.18 mm1.18 mm65-3565-3550-1050-1025-025-00.60 mm0.60 mm85-7185-7170-4170-4140-1640-160.30 mm0.30 mm95-8095-8092-7092-7085-5585-550.15 mm0.15 mm100-90100-90100-90100-90100-90100-90注：累计筛余（注：累计筛余（%）砂的筛分曲线 判定砂级配是否合格的方法：判定砂级配是否合格的方法：（1）各筛上的累计筛余百分率原则上
21、应完全处于）各筛上的累计筛余百分率原则上应完全处于表表5-6所规定的任何一个级配区；所规定的任何一个级配区；（2）允许有少量超出，俺超出总量应小于）允许有少量超出，俺超出总量应小于5%；（3）4.75mm和和600m筛号上不允许有任何超出；筛号上不允许有任何超出；（4）区人工砂中区人工砂中150m筛孔累计筛余可放宽到筛孔累计筛余可放宽到10085，区人工砂中区人工砂中150m筛孔累计筛余可筛孔累计筛余可放宽到放宽到10080，区人工砂中区人工砂中150m筛孔累计筛孔累计筛余可放宽到筛余可放宽到10075。配置混凝土时宜优先选用配置混凝土时宜优先选用2区砂。区砂。当采用当采用1区砂时，应提高砂率
22、，并保持足够区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性。的水泥用量，以满足混凝土的和易性。当采用当采用3区砂时，宜适当降低砂率，以保证区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。混凝土的强度。例例5-15-1某干砂某干砂500g500g的筛分结果如下表所列。的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配。试计算该砂的细度模数并评定其级配。5）坚固性）坚固性 砂的坚固性砂的坚固性是指砂在气候、环境或其他物理因素是指砂在气候、环境或其他物理因素作用下抵抗破碎的能力。作用下抵抗破碎的能力。天然砂的坚固性根据天然砂的坚固性根据砂在硫酸钠溶液中经五次浸砂在硫酸钠溶液中经五次浸
23、泡循环后质量损失的大小泡循环后质量损失的大小来判定。来判定。BG/T 14684-2019规定，规定，类和类和类砂浸泡试验后质量损失小类砂浸泡试验后质量损失小于于8%，类砂浸泡试验后的质量损失小于类砂浸泡试验后的质量损失小于10%。人工砂采用人工砂采用压碎指标法压碎指标法进行检验。进行检验。BG/T 14684-2019规定，规定，类、类、类和类和类砂单级最大压碎指类砂单级最大压碎指标分别小于标分别小于20%、25%和和30%。坚固性指标坚固性指标(GB/T 146842019)项目 指标类类类 质量损失（%，小于）8810压碎指标压碎指标(GB/T 146842019)项目 指标类类类 单级
24、最大压碎指标(%，小于)2025306）表观密度、堆积密度、空隙率）表观密度、堆积密度、空隙率 表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：规定：表观密度大于表观密度大于2500kg/m3，松散堆，松散堆积密度大于积密度大于1350kg/m3，空隙率小于，空隙率小于47%。根据国家标准根据国家标准建筑用卵石、碎石建筑用卵石、碎石（GB/T 14685-2019）的规定，粒径在）的规定，粒径在4.75mm90mm之间的骨料称为粗骨料。之间的骨料称为粗骨料。建设部行业标准建设部行业标准普通混凝土用碎石或卵石质量普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法标准及检验方法
25、（JGJ 53-1992）将粒径）将粒径5mm100mm之间的骨料称为粗骨料。之间的骨料称为粗骨料。三、粗骨料三、粗骨料 1、粗骨料种类及其特性、粗骨料种类及其特性（1）粗骨料有）粗骨料有卵石卵石和和碎石碎石两类；两类；卵石卵石是天然岩石经自然条件作用而成，表面光滑，是天然岩石经自然条件作用而成，表面光滑，有机杂质含量较多，与水泥石胶结能力差；有机杂质含量较多，与水泥石胶结能力差；碎石碎石是天然岩石破碎、筛分而成，也可将大卵石扎是天然岩石破碎、筛分而成，也可将大卵石扎碎、筛分而成，表面粗糙，较洁净，与水泥石粘结碎、筛分而成，表面粗糙，较洁净，与水泥石粘结牢固。牢固。相同条件下，相同条件下，卵石
26、混凝土强度较碎石混凝土低，卵石混凝土强度较碎石混凝土低，在在单位用水量相同的情况下，单位用水量相同的情况下，卵石混凝土的流动性较卵石混凝土的流动性较碎石混凝土大。碎石混凝土大。（2）按粒径尺寸分为连续粒级和单粒级两种规）按粒径尺寸分为连续粒级和单粒级两种规格；格；n连续级配连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和和易性较好，不易发生离析现象易性较好，不易发生离析现象。连续级配是。连续级配是工程上最常用的级配。工程上最常用的级配。间断级配间断级
27、配也称单粒级级配。间断级配是人也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，间断级配制成的混凝土，可以节约水泥可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析容易产生离析现象，现象，导致施工困难导致施工困难。单粒级不宜单独配置混凝土，主要用于组单粒级不宜单独配置混凝土，主要用于组合连续级配或间断级配。合连续级配或间断级配。（3）
28、按技术要求分为）按技术要求分为类、类、类和类和类；类；类粗骨料宜用于强度等级类粗骨料宜用于强度等级大于大于C60的混凝土；的混凝土；类粗骨料宜用于强度等级类粗骨料宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土或其他要求的混凝土；类粗骨料宜用于强度等级类粗骨料宜用于强度等级小于小于C30的混凝土。的混凝土。2、粗骨料的技术要求、粗骨料的技术要求v含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量v有害杂质含量有害杂质含量v碱碱-骨料反应骨料反应v最大粒径和颗粒级配最大粒径和颗粒级配v颗粒形状颗粒形状v强度强度v坚固性坚固性 1）含泥量和泥块含量表表5-7 粗骨料含泥量和泥块含量（粗骨料含泥量
29、和泥块含量（GB/T 14685-2019）项目类类类含泥量（按质量计，%）0.51.01.5泥块含量（按质量计，%）00.50.7 2）有害物质含量、针片状颗粒含量、坚固性有害物质含量、针片状颗粒含量、坚固性应符合GB/T14685-2019的规定，见下表：v 3）颗粒级配和最大粒径）颗粒级配和最大粒径v为节约水泥用量，提高混凝土密实度和强度，为节约水泥用量，提高混凝土密实度和强度，混凝土粗骨料混凝土粗骨料总表面积应尽可能减少，空隙总表面积应尽可能减少，空隙率应尽可能降低。率应尽可能降低。v对于贫混凝土（对于贫混凝土（1m1m混凝土水泥用量混凝土水泥用量170kg170kg），大粒径骨料是有
30、利的，对于结构），大粒径骨料是有利的，对于结构常用混凝土，常用混凝土，骨料粒径大于骨料粒径大于40mm40mm，并无多大，并无多大好处，甚至可能造成混凝土的强度下降。好处，甚至可能造成混凝土的强度下降。v根据根据混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2019GB 50204-2019规定：规定：v混凝土粗骨料最大粒径不得超过截面最小混凝土粗骨料最大粒径不得超过截面最小尺寸的尺寸的1/41/4，且不得大于钢筋最小净距的，且不得大于钢筋最小净距的3/43/4；v对于混凝土实心板，骨料最大粒径不宜超对于混凝土实心板，骨料最大粒径不宜超过板厚的过板厚的1/31/
31、3，且不得超过，且不得超过40mm40mm。粗骨料的级配原理和要求与细骨料基粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用本相同。级配试验采用筛分法筛分法测定，即用测定，即用2.362.36、4.754.75、9.509.50、16.016.0、19.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.053.0、75.075.0、90.090.0等十二种等十二种孔径的方孔筛进行筛分。然后将累计筛余孔径的方孔筛进行筛分。然后将累计筛余百分率结果与表百分率结果与表5-35-3对照，来判断试件级配对照，来判断试件级配是否合格。是否合格。4）强度）强度粗骨料的强度采用粗骨料
32、的强度采用岩石立方体强度岩石立方体强度或或粒状石粒状石子的压碎指标子的压碎指标来表示。来表示。(1)(1)岩石抗压强度岩石抗压强度:将母岩制成将母岩制成50mm50mm50mm50mm50mm50mm的立的立方体试件或方体试件或50mm50mm50mm50mm的圆柱体试件，的圆柱体试件，在水中浸泡在水中浸泡48h48h以后，取出擦干表面水分，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。测得其在饱和水状态下的抗压强度值。碎石强度一般是在混凝土强度等级碎石强度一般是在混凝土强度等级大于或等于大于或等于C60C60时才检验时才检验，如有怀疑时也，如有怀疑时也可进行抗压强度检验。可进行抗
33、压强度检验。(2)(2)压碎指标值压碎指标值:压碎指标是将一定重量气干状态下压碎指标是将一定重量气干状态下9.59.51919的石子装入标准桶内，在试验的石子装入标准桶内，在试验机上均匀施加荷载到机上均匀施加荷载到200200，卸荷后称取，卸荷后称取试样质量试样质量G G0 0，再用孔径为，再用孔径为2.362.36的筛子的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量G G1 1，用下式计算压碎指标：用下式计算压碎指标：压碎指标值越小，骨料的强度越高。压碎指标值越小，骨料的强度越高。碎石强度可用抗压强度和压碎指标值表示，卵石碎石强度可用抗压强度和压碎指标值表示，卵石
34、强度只用压碎指标值表示。强度只用压碎指标值表示。%100010GGGQe项目类类类碎石压碎指标，102030卵石压碎指标，121616表表5-10 粗骨料压碎指标（粗骨料压碎指标（%）（）（GB/T 14685-2019）v5 5）表观密度、堆积密度、空隙率）表观密度、堆积密度、空隙率v GB/T 14685-2019GB/T 14685-2019规定，粗骨料的表观规定，粗骨料的表观密度大于密度大于2500kg/m2500kg/m，松散堆积密度大于，松散堆积密度大于1350kg/m1350kg/m，空隙率小于，空隙率小于47%.47%.混凝土拌和及养护用水应混凝土拌和及养护用水应不影响不影响混
35、凝土的凝结硬化，无损于混凝土强混凝土的凝结硬化，无损于混凝土强度发展及耐久性，不加快钢筋锈蚀，度发展及耐久性，不加快钢筋锈蚀，不引起预应力混凝土脆断，不污染混不引起预应力混凝土脆断，不污染混凝土表面凝土表面。根据。根据混凝土拌合用水标混凝土拌合用水标准准（JGJ 63-1989）规定，混凝土）规定，混凝土用水中物质含量限值如表用水中物质含量限值如表5-11所示：所示：四、水四、水项目预应力混凝土 钢筋混凝土素混凝土pH值444不溶物 mg/L200020005000可溶物 mg/L2000500010000氯化物(Cl)mg/L50012003500硫酸盐(SO4)mg/L6002700270
36、0硫化物(S2)100表表5-11 混凝土用水中的物质含量限值混凝土用水中的物质含量限值 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的以改善混凝土性能的物质，入的以改善混凝土性能的物质，其掺量一其掺量一般不大于水泥重量的般不大于水泥重量的5%。注：不包括生产水泥时加入的混合材料、注：不包括生产水泥时加入的混合材料、石膏和助磨剂，也不同于在混凝土拌制时石膏和助磨剂，也不同于在混凝土拌制时掺入的掺合料。掺入的掺合料。五、外加剂五、外加剂 国家标准国家标准GB 807587GB 807587中按外加剂的主要功中按外加剂的主要功能将混凝土外加剂分为四类：能将混凝土外加剂
37、分为四类：(1)(1)改善混凝土拌合物改善混凝土拌合物和易性和易性的外加剂，其中包括的外加剂，其中包括普通减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减普通减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂和泵送剂等。水剂和泵送剂等。(2)(2)调节混凝土调节混凝土凝结时间凝结时间、硬化性能硬化性能的外加剂，其的外加剂，其中包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。中包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。(3)(3)改善混凝土改善混凝土耐久性耐久性的外加剂，其中包括引气剂、的外加剂，其中包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。防水剂和阻锈剂等。(4)(4)改善混凝土改善混凝土其他性能其他性能的外加剂，其中包括加气的外加剂，其中包括加气剂、
38、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。等。（一）（一）减水剂减水剂 减水剂减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减少其拌和用水量的外加剂。而显著减少其拌和用水量的外加剂。1、减水剂的减水及其作用、减水剂的减水及其作用 减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由由亲水基团和憎水基团亲水基团和憎水基团组成，当两种物质接触时组成，当两种物质接触时（如水水泥，水一油，水一气），表面活性剂（如水水泥，水一油，水一气），表面活性剂的亲水基团指向水，憎水基团朝向水泥颗粒（油的亲水基团指向水，憎
39、水基团朝向水泥颗粒（油或气）。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混或气）。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混凝土强度的原因，凝土强度的原因，是由于其表面活性物质间的吸是由于其表面活性物质间的吸附一分散作用，及其润滑、湿润作用所致。附一分散作用，及其润滑、湿润作用所致。2 2、减水剂的作用机理及效果、减水剂的作用机理及效果 水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，产生许多絮状物而形成的作用，产生许多絮状物而形成絮凝结构絮凝结构，使，使1010 3030的拌合水（游离水）被包裹在其中，从的拌合水（游离水）被包裹在其中，从而降低了混凝土拌合物的流动性。而降低
40、了混凝土拌合物的流动性。当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲于水泥颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离作用，使水泥颗粒表面带上电性相水基团的电离作用，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，致使同的电荷，产生静电斥力，致使水泥颗粒相互分水泥颗粒相互分散散，导致絮凝结构解体，导致絮凝结构解体，释放出游离水释放出游离水，从而有，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。效地增大了混凝土拌合物的流动性。阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极性很强，易与水分子以氢键形
41、式结合，在水泥颗性很强，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜溶剂化水膜（图（图5.55.5），这），这层水是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，层水是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的改善。水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的改善。水泥浆结构 1水泥颗粒；2游离水(a)未掺减水剂时的水泥浆体中絮状结构；(b)掺减水剂的水泥浆结构 掺减水剂的混凝土与未掺减水剂基准混掺减水剂的混凝土与未掺减水剂基准混凝土相比，具有如下效果：凝土相
42、比，具有如下效果：在拌合物用水量不变时，混凝土流动在拌合物用水量不变时，混凝土流动性显著增大，混凝土拌合物性显著增大，混凝土拌合物坍落度可增大坍落度可增大100200mm100200mm。在保持坍落度和水泥用量不变的条件在保持坍落度和水泥用量不变的条件下，可下，可减少用水量减少用水量5%30%5%30%，强度可提高强度可提高5%25%5%25%，特别是早期强度会显著提高。特别是早期强度会显著提高。保持混凝土强度不变时，可保持混凝土强度不变时，可节约水泥节约水泥用量用量5%25%5%25%。3 3、常用的减水剂、常用的减水剂 1 1）按化学成分分为：）按化学成分分为：木质素系、萘系、树脂系、糖蜜
43、系和腐殖酸系木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸系；2 2）根据减水效果分：普通减水剂、高效减水剂；）根据减水效果分：普通减水剂、高效减水剂；3 3）根据对凝结时间的影响分：标准型、早强型、）根据对凝结时间的影响分：标准型、早强型、缓凝型；缓凝型；4 4）是否在混凝土中引入空气：引气型和非引气型；）是否在混凝土中引入空气：引气型和非引气型；5）根据外形：粉体型和液体型。）根据外形：粉体型和液体型。（1 1）木质素系减水剂）木质素系减水剂 木质素系减水剂主要有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）和木质素磺酸镁（木镁）之分，其中以木钙使用最多，并简称剂，它属于阴离子表面活性剂。剂是以生产纸
44、浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成，为棕黄色粉状物。剂因原料丰富，价格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用十分普遍。剂为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水率10左右。剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝。（2 2）萘系减水剂）萘系减水剂 萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末，其主要成分为一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有、MF、等。萘系减水剂适宜掺量为0.20.75，可减水1020，或提
45、高坍落度100150mm，或提高强度2030。适用于日最低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。（3 3）水溶性树脂类减水剂）水溶性树脂类减水剂 此类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂。它是由三聚氰胺、甲醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而成，为阴离子表面活性剂。我国产品有树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。减水率达2027。对混凝土早强与增强效果显著，能使混凝土1d 强度提高一倍以上，强度即可达空白混凝土d的强度，长期强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹性模量。
46、（4 4）糖蜜类减水剂）糖蜜类减水剂 糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。糖蜜减水剂适宜掺量为0.20.3，减水率10左右，适用于大体积混凝土和夏季施工的混凝土。一般工程使用时，要与早强剂复合使用。能提高混凝土早期强度并对后期强度无能提高混凝土早期强度并对后期强度无明显影响的外加剂称为明显影响的外加剂称为早强剂早强剂。常用的早强剂主要有常用的早强剂主要有氯盐类、硫酸盐类、有氯盐类、硫酸盐类、有机胺类及复合类。机胺类及复合类。1.氯盐类早强剂氯盐类早强
47、剂 氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等。其中以氯化钙应用最广，是最早使用的早强剂。（二）早强剂（二）早强剂 氯化钙的早强作用主要是因为它能与3和a（）2反应，生成不溶性复盐水化氯铝酸钙和氧氯化钙，增加水泥浆体中固相比例，提高早期强度；同时液相中Ca（OH)2浓度降低，也使C3S、C2S加速水化，使早期强度提高。氯化钙的适宜掺量为0.51。氯化钙早强效果显著，能使混凝土1强度提高70140，3强度提高50100。氯化钙早强剂因其能产生氯离子，易促使钢筋产生锈蚀，故施工中必须严格控制掺量。我国规范中规定：在钢筋混凝土中氯化钙的掺量不得超过水泥质量的；在无筋混凝土中掺量不得
48、超过。2.2.硫酸盐类早强剂硫酸盐类早强剂 包括硫酸钠、硫酸钙、硫代硫酸钠。硫酸盐的早强作用主要是与水泥的水化产物Ca(OH)2反应，生成高分散性的化学石膏，它与的化学反应比外掺石膏的作用快得多，能迅速生成水化硫铝酸钙，增加固相体积，提高早期结构的密实度，同时也会加快水泥的水化速度，因而提高混凝土的早期强度。硫酸钠的适宜掺量为0.52，常以复合使用效果更佳。使用时应防止引起碱集料反应。3.3.三乙醇胺三乙醇胺 三乙醇胺是一种非离子型表面活性剂，它不改变水化生成物，但能在水泥的水化过程中起着“催化作用”，与其他早强剂复合效果更好。一般掺量为水泥重量的0.02%0.05%，能使水泥的凝结时间延缓1
49、3h，早期强度提高50%左右，28d强度不变或略有提高。早强剂在低温和负温条件下它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨胀的临界强度，多用于冬期施工和抢修工程。引气剂是指在混凝土搅拌过程中能引引气剂是指在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡（直径（直径10m100m10m100m）的外加剂。）的外加剂。引气剂也是表面活性剂，其憎水基团引气剂也是表面活性剂，其憎水基团朝向气泡，亲水基团吸附一层水膜，由于朝向气泡，亲水基团吸附一层水膜，由于引气剂离子对液膜的保护作用，使气泡不引气剂离子对液膜的保护作用，使气
50、泡不易破裂。易破裂。（三）引气剂（三）引气剂引气剂可在混凝土拌合物中引入直径引气剂可在混凝土拌合物中引入直径为为0.010.010.1mm0.1mm的气泡，的气泡，能改善混凝土的和能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗冻性、抗渗性等耐易性，提高混凝土的抗冻性、抗渗性等耐久性，混凝土的强度和弹性模量有所降低。久性，混凝土的强度和弹性模量有所降低。常用的引气剂有松香热聚物、松香皂、常用的引气剂有松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐类、脂肪醇磺酸盐类等。适烷基苯磺酸盐类、脂肪醇磺酸盐类等。适宜掺量为水泥质量的宜掺量为水泥质量的0.0050.0050.01%0.01%左右。左右。适用于港口、土工、地下防水混
