1、 掌握普通混凝土的组成材料：水泥的合掌握普通混凝土的组成材料：水泥的合理选用；对骨料的一般质量要求；砂、理选用；对骨料的一般质量要求；砂、石颗粒特征及级配；混凝土用水要求石颗粒特征及级配；混凝土用水要求掌握混凝土的配合比设计掌握混凝土的配合比设计普通混凝土配合比的设计；普通混凝土配合比的设计；砂子水泥浆石子n水泥水泥n水水n砂子砂子n石子石子混凝土体积构成混凝土体积构成水泥石水泥石2525左右；左右；砂和石子砂和石子7070以上；以上；孔隙和自由水孔隙和自由水1 15%5%。思考题：混凝土中四种组成材料的作用各是什么？思考题：混凝土中四种组成材料的作用各是什么？“骨架作用骨架作用”“包裹、填充
2、，润滑作用包裹、填充，润滑作用”四种组成材料在混凝土中所起的作用：四种组成材料在混凝土中所起的作用：骨架作用；抑制混凝土的收缩。骨架作用；抑制混凝土的收缩。水泥浆包裹在砂粒的表面并填水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。起填充、润滑、包裹的作用起填充、润滑、包裹的作用 起胶结作用起胶结作用砂子砂子水泥浆水泥浆石子石子 2.1.1 水水 泥泥1 水泥品种的选择：水泥品种的选择：水泥的品种主要是根据工程的特点以水泥的品种主要是根据工程的特点以及
3、环境条件，按及环境条件，按第四章第四章P48表表4.7选择选择2 水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择：水泥的强度等级一般以为混凝土强度等水泥的强度等级一般以为混凝土强度等级标准值的级标准值的1.52倍倍。如设计如设计C25强度等级的混凝土，一般选择强度等级的混凝土，一般选择42.5、42.5R强度等级的水泥。强度等级的水泥。2.1.2 骨骨 料料n普通混凝土所用的骨料一般按照粒径的普通混凝土所用的骨料一般按照粒径的大小分为两种：大小分为两种：粗骨料和细骨料粗骨料和细骨料（1）粗骨料：粗骨料：颗粒粒径颗粒粒径大于大于4.75mm的颗的颗粒；粒；混凝土用粗骨料通常有混凝土用粗骨料通常有碎石和卵石
4、碎石和卵石两种两种（2）细骨料细骨料：颗粒粒径：颗粒粒径小于小于4.75mm的颗的颗粒。粒。细骨料一般有细骨料一般有河砂、海砂和山砂河砂、海砂和山砂三类三类天然骨料：砂、石、碎石等人工骨料：工业废料、工业副产品、经破碎后的混凝土、城市垃圾等 500300-110021002900-610020-40防辐射 *重点介绍砂、石的级配评定和粗细程度重点介绍砂、石的级配评定和粗细程度骨料的级配：骨料的级配：指骨料中不同粒径颗粒的搭配分布情况。指骨料中不同粒径颗粒的搭配分布情况。良好的级配，不但能减少水泥用量，而良好的级配，不但能减少水泥用量，而且提高混凝土的密实度、强度等性能。且提高混凝土的密实度、强
5、度等性能。粗细程度：粗细程度：指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程度度 砂的颗粒级配的评定和粗细程度一般用砂的颗粒级配的评定和粗细程度一般用筛筛分析法分析法来测定的。来测定的。具体操作方法具体操作方法：将将500g干砂，依次通过干砂，依次通过一套孔径为一套孔径为4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.60 mm、0.30 mm和和0.15 mm的六的六个标准筛，测量各筛筛余量的质量个标准筛，测量各筛筛余量的质量mi，计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。分计筛余量分计筛余量mi：砂子通过六个标准筛时各筛上砂子通过六个
6、标准筛时各筛上的筛余量，即的筛余量，即mi(其中其中i=1,2,3,4,5,6)；分计筛余率分计筛余率 ：各筛上的分计筛余量占砂样各筛上的分计筛余量占砂样总质量（总质量（500g）的百分率，即）的百分率，即i=mi/500;i累计筛余率累计筛余率 ：各筛与比该筛粗的所有各筛与比该筛粗的所有分计筛余率之和。即分计筛余率之和。即iA ijjiA1 筛孔筛孔/mm分计分计筛余筛余量量/g分计筛分计筛余率余率%累计筛余率累计筛余率%4.75m12.36m21.18m30.60m40.30m5 0.15m650011m50022m50033m50044m50055m50066m11 A212 A3213
7、 A43214 A6543216 A543215 A*砂的颗粒级配评定标准：砂的颗粒级配评定标准：n砂的颗粒级配评定：砂的颗粒级配评定：标准规定标准规定，按，按0.60mm的筛孔的累计筛余百分率的筛孔的累计筛余百分率 分为三个级配区：分为三个级配区：I级配区砂级配区砂：=（8571）%；II级配区砂级配区砂：=（4170）%；III级配区砂级配区砂：=（1640）%。4A4A4An砂的粗细程度用砂的粗细程度用细度模数细度模数 表示表示：xMxM11654321005AA)AAAAA(普通混凝土优先使用普通混凝土优先使用中砂中砂 MX=3.02.3；粗砂粗砂：=3.73.1；中砂：中砂：=3.0
8、2.3；细砂细砂：=2.21.6特细砂：特细砂：=1.50.7。xMxMxMxM例题例题：评定该砂级配情况和细数评定该砂级配情况和细数：筛孔筛孔尺寸尺寸/mm 分分 计计 筛筛 余余累计筛余累计筛余百百 分分 率率 （%）分计筛余量分计筛余量/g分计筛余百分分计筛余百分率率 （%）4.75 15 2.36 701.18 1050.60 1200.30 900.15 85iiA3142124181731738628097n经上面的计算可知：经上面的计算可知：n甲砂为甲砂为II级配区、中砂级配区、中砂。？课后思考题课后思考题：请同学们自己评定请同学们自己评定P99习题习题5.1中中两种砂的级配情况
9、与粗细程度？两种砂的级配情况与粗细程度？87210056211654324.AA)AAAAA(M%Ax （2）石子的最大粒径石子的最大粒径D max 与颗粒级配评定与颗粒级配评定n石子粒径石子粒径D的一般范围的一般范围：4.75mmD150mm时，时，节约水泥的效果不节约水泥的效果不明显。所以明显。所以最大粒径不宜超过最大粒径不宜超过150mm。*建筑工程中混凝土用石子的最大粒建筑工程中混凝土用石子的最大粒径径Dmax大致选择范围大致选择范围：n一般水利、海港等大型工程中一般水利、海港等大型工程中:混凝土用石子最大粒径混凝土用石子最大粒径Dmax采用采用120mm或或150mm;n一般房屋建筑
10、工程中一般房屋建筑工程中:混凝土用石子的最大粒径混凝土用石子的最大粒径Dmax一般采用一般采用20mm、31.5 mm、40mm和和60mm。石子的颗粒级配：n石子的颗粒级配：石子的颗粒级配：是指石子中不同石子粒径的搭配分布情是指石子中不同石子粒径的搭配分布情况。况。n石子的颗粒级配与砂子一样，也是采用石子的颗粒级配与砂子一样，也是采用筛分析法筛分析法来确定的，其标准筛的孔径为来确定的，其标准筛的孔径为2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和和90mm共共12个筛个筛.n粗骨料的颗粒级配应满足下表。粗骨料的颗粒级配应满足下表
11、。方孔筛，方孔筛，mmmm2.362.364.754.759.509.5016.016.019.019.026.526.531.531.537.537.553.53.63.063.075.75.9090连连续续粒粒级级5 51010959510010080801001000 015150 05 5161695951001008585100100303060600 010100 05 5202095951001009090100100404080800 010100 05 5252595951001009090100100303070700 05 50 05 531.531.5959510010
12、0909010010070709090151545450 05 50 05 54040959510010070709090303065650 05 50 0单单数数粒粒级级10102020959510010085851001000 015150 0161631.531.5959510010085851001000 010100 020204040959510010080801001000 010100 031.531.5636395951001007575100100454575750 010100 04040808095951001007070100100303060600 010100 0
13、粗骨料的颗粒级配粗骨料的颗粒级配石子的颗粒级配按供应情况分为连续粒级连续粒级和和单粒级单粒级两种。两种。n连续粒级连续粒级：是按颗粒尺寸由大到小连续分级：是按颗粒尺寸由大到小连续分级(4.75mmDmax),每一级粗骨料都有适量的比例。每一级粗骨料都有适量的比例。n单粒级单粒级：指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。当粗颗粒最当粗颗粒最大粒径大于大粒径大于37.5mm时，粗颗粒的级配很不稳定、很不连续，时，粗颗粒的级配很不稳定、很不连续，此时的石子搭配很不均匀。此时的石子搭配很不均匀。n一般在混凝土配合比设计中，应一般在混凝土配合比设计中，应优先
14、选用连续级配优先选用连续级配；一般不；一般不宜选用宜选用“单一单一”的单粒级来设计混凝土。的单粒级来设计混凝土。2.1.3 混凝土用水混凝土用水n混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。n拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合混凝土拌合用水标准（JGJ631989）的规定。不能含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；不得影响混凝土强度的发展和耐久性。不得加快混凝土用钢筋的锈蚀和脆断；保证混凝土的表面不受污染。现实生活中，凡是现实生活中，凡是可以饮用的自来水可以饮用的自来水和和清洁的天然水清洁的天然水，都可以，都可以用来拌制和养护混凝土。用来
15、拌制和养护混凝土。？请同学们思考：海水能否用来拌制钢筋混凝土？为什么？请同学们思考：海水能否用来拌制钢筋混凝土？为什么？2.1.4 混凝土外加剂 是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。n掺入外加剂的目的：掺入外加剂的目的：在拌制混凝土的过程中，为改善混凝土的某些性能而在拌制混凝土的过程中，为改善混凝土的某些性能而特意掺入的物质，其掺量一般不大于水泥质量的特意掺入的物质，其掺量一般不大于水泥质量的5%。n国外外加剂的发展状况国外外加剂的发展状况：面前国外面前国外60%90%的混凝土和砂浆中使用了外加剂，的混凝土和砂浆中使用了外加剂，因此，外加剂
16、在当前已经成为混凝土中除四种基本组因此，外加剂在当前已经成为混凝土中除四种基本组成材料（胶凝材料、粗骨料、细骨料和水）以外的成材料（胶凝材料、粗骨料、细骨料和水）以外的第第五种重要组成材料五种重要组成材料。外加剂按使用功能分四大类：外加剂按使用功能分四大类：第一类外加剂：第一类外加剂：改善混凝土拌合物流变性能的外加改善混凝土拌合物流变性能的外加剂剂：p减水剂减水剂：混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”n减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成；n掺入减水剂前：n当水泥加水拌合形成水
17、泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；游离水水泥颗粒电性斥力减水剂水泥颗粒游离水溶剂化水膜水泥颗粒絮凝状结构n掺入减水剂后：n表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；n表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的流动性。（1）减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在混凝土拌合物坍落度基本一定
18、的情况下，减少混凝土的单位用水量525（普通型515，高效型1030）。（2）提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高100200mm。（3）节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥520。（4）改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻性。（1）木质素系减水剂（M型）n木质素系减水剂主要使用木质素磺酸钙（木钙），属于阴离子表面活性剂，为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水率10左右。对混凝土有缓凝作用，一般缓凝。（2）萘系减水剂n高效
19、减水剂，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NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。n萘系减水剂适宜掺量为0.51.0，其减水率较大，为1025%增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。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）树脂类减水剂n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，为阴离子表面活性剂。我国产品有SM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。nSM适宜掺量为0.52.0，减水率达2027。（4）糖蜜类减水剂n普通减水
20、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。n适宜掺量0.20.3，减水率10左右，属缓凝减水剂。p引气剂：引气剂：定义定义：指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。稳定而封闭的微小气泡的外加剂。n历史背景历史背景：引气剂于本世纪引气剂于本世纪30年代出现于美国，年代出现于美国，被认为是混凝土材料发展进程中的重大发现，被认为是混凝土材料发展进程中的重大发现，现广泛应用于工程中现广泛应用于工程中n我国常用的引气剂：我国常
21、用的引气剂：松香树脂类。松香树脂类。n引气剂的作用：引气剂的作用：（1）改善混凝土拌和物的和易性；）改善混凝土拌和物的和易性；（2）能提高混凝土的抗渗性和抗冻性；）能提高混凝土的抗渗性和抗冻性；（3）但降低混凝土的强度）但降低混凝土的强度；第二类外加剂：第二类外加剂：调节混凝土凝结时间调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂和硬化性能的外加剂：缓凝剂缓凝剂：我国应用较多的有我国应用较多的有木质素木质素磺酸钙磺酸钙和和糖蜜糖蜜；速凝剂：速凝剂：我国应用较多的有红星一型、国产我国应用较多的有红星一型、国产711；早强剂：早强剂：是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。种
22、类无机盐类早强剂有机物类早强剂复合早强剂主要品种氯化钙、硫酸钠三乙醇胺、三异丙醇胺、尿素等二水石膏+亚硝酸钠+三乙醇胺适宜掺量氯化钙12；硫酸钠0.520.020.052二水石膏+1亚硝酸钠+0.05三乙醇胺作用效果氯化钙：可使2d3d强度提高40100，7d强度提高25能使3d强度提高50注意事项氯盐会锈蚀钢筋，掺量必须符合有关规定对钢筋无锈蚀作用早强效果显著，适用于严格禁止使用氯盐的钢筋混凝土常用早强剂的品种、掺量及作用效果 第三类外加剂：第三类外加剂：改善混凝土耐久性能的外加剂：改善混凝土耐久性能的外加剂：加气剂加气剂：如铝粉等；如铝粉等；防水剂防水剂；阻锈剂：阻锈剂：指能减少混凝土中钢
23、筋的锈蚀。指能减少混凝土中钢筋的锈蚀。第四类外加剂：第四类外加剂：改善混凝土其他性能的外加剂改善混凝土其他性能的外加剂：膨胀剂：膨胀剂：能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀。防冻剂：防冻剂：能使混凝土在低温下免受冻害。能使混凝土在低温下免受冻害。着色剂：着色剂：(1)配合比的定义：配合比的定义：指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之比；水、砂子和石子）用量之比；（2）配合比的表示方法：）配合比的表示方法：通常用通常用1m3混凝土各材料的质量来表示，混凝土各材料的质量来表示，如如1m3混混凝土中，水泥：凝土中
24、，水泥：300kg,水：水：180kg,砂子砂子:720kg,石石子子:2400kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：或以各种组成材料用量的比例来表示：水泥：砂：石水泥：砂：石=1：2.4：4，水灰比为，水灰比为0.60，其中水，其中水泥为泥为300kg（3）普通混凝土设计的基本要求：）普通混凝土设计的基本要求：（a）满足混凝土拌合物）满足混凝土拌合物和易性和易性的要求；的要求；（b）满足结构要求的）满足结构要求的强度等级强度等级；（c）满足与使用环境相适应的）满足与使用环境相适应的耐久性耐久性要求要求（4）配合比设计的三个重要参数：）配合比设计的三个重要参数：（a）水灰比）水灰比W/C：表
25、示水与水泥的用量之比；表示水与水泥的用量之比；（b）单位用水量：）单位用水量：指的是指的是1m3混凝土中水的用量混凝土中水的用量（c）砂率：）砂率：%mmms100 石石砂砂砂砂 配合比设计的三个重要参数：配合比设计的三个重要参数：水灰比水灰比W/C砂率砂率单位用水量单位用水量以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤！以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤！s 2.2.1 普通混凝土配合比设计的方法与步骤普通混凝土配合比设计的方法与步骤混凝土配合比设计一般分三步：混凝土配合比设计一般分三步：一、初步配合比的设计：一、初步配合比的设计：主要是利用主要是利用经验公式或经验资料经验公式或经验资料而获得而获
26、得的初步配合比的初步配合比；二、实验室配合比的设计：二、实验室配合比的设计：由初步配合比出发，经过实验调整，得由初步配合比出发，经过实验调整，得出出满足和易性、强度等要求满足和易性、强度等要求的配合比；的配合比；三、施工配合比的设计：三、施工配合比的设计：考虑砂、石的考虑砂、石的含含水率水率，计算出满足施工要求的配合比，计算出满足施工要求的配合比一、一、初步配合比的设计：初步配合比的设计：1，确定水灰比确定水灰比W/C:（1）定义：）定义：水灰比表示混凝土中水的用量与水水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量之比；泥用量之比；（2）影响：）影响：水灰比的大小直接影响到混凝土的水灰比的大小直接影响到
27、混凝土的强强度度和和耐久性耐久性。（3）水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了但水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热；成本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热；（4）因此，确定水灰比应分别根据因此，确定水灰比应分别根据强度强度和和耐久性耐久性两方面来考虑：两方面来考虑：（a）求满足强度要求的水灰比（）求满足强度要求的水灰比（W/C）1：)1.(.645.1ffk,cuo,cu 混凝土强度等级混凝土强度等级 C7.5C20 4.0 C20C35 5.0 C35 6.0)(MPa
28、值 混凝土的配置强度公式如下：混凝土的配置强度公式如下：，可查表表示混凝土强度标准差；表示混凝土的配置强度o,cuf；表示混凝土的设计强度k,cuf 又由又由P71 公式（公式（5.3）可知，混凝土的可知，混凝土的配置强度与水灰比（配置强度与水灰比（W/C）的关系为）的关系为：).(W/C(ffbcea,cu20 ；采用卵石时，采用卵石时，；采用碎石时，采用碎石时，品种有关；品种有关；为回归系数，与石子的为回归系数，与石子的330480070460.,.,.,bababa 表示混凝土的灰水比；表示混凝土的灰水比；表示水泥的强度等级；表示水泥的强度等级；表示水泥的实测强度，表示水泥的实测强度，W
29、/Cff.ffg,ceg,cecece131 由上述公式（由上述公式（1）、（）、（2）可求得满足强度）可求得满足强度要求的水灰比要求的水灰比（W/C）1：).(f.ff)CW(cebak,cucea364511 品种有关；为回归系数，与石子的ba,g,cececef13.1ff 表示水泥的实测强度，表示水泥的强度等级；g,cef表示混凝土的灰水比；W/C ；采用卵石时，；采用碎石时，33.0,48.007.0,46.0baba （b）求满足耐久性要求的水灰比）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）2 主要是根据结构的类型以及使用环境，主要是根据结构的类型以及使用环境，查表查表可求得该环境下结构的
30、最大水灰比可求得该环境下结构的最大水灰比（W/C）2，即即为满足耐久性要求的水灰比；为满足耐久性要求的水灰比；（c）确定水灰比：）确定水灰比：从上述步骤可知，既满足强度要求、又从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐久性要求的水灰比为：满足耐久性要求的水灰比为：21)/(,)/(CWCWMinCW2 确定单位用水量确定单位用水量 mwo:q单位用水量：单位用水量：是指是指1m3混凝土中水的用混凝土中水的用量；量；q单位用水量主要控制了混凝土拌合物的单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流动性主要以流动性，而流动性主要以坍落度坍落度来来表示；表示；q单位用水量的确定：单位用水量的确定：应根
31、据混凝土施工要求的应根据混凝土施工要求的坍落度坍落度（可查可查表）表）和已知的和已知的粗颗粒的种类粗颗粒的种类以及最大粒最大粒径径Dmax查查表表可得。例如：例如：要求设计一混凝土梁，已知粗颗粒要求设计一混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径为卵石，且最大粒径Dmax=20mm,试求单位试求单位用水量？用水量？解：解：q 思路：思路：应根据混凝土施工要求的应根据混凝土施工要求的坍落度坍落度和已知的和已知的粗颗粒粗颗粒的种类的种类以及以及最大粒径最大粒径Dmax可得。可得。（1）查 坍落度，坍落度，可得梁的可得梁的坍落度坍落度T=（35）（2）查 用水量表用水量表,可得单位用水量：可得单位用水量
32、：mW0=180kg/m3.？思考题：如果改为碎石，则单位用水量为多少？思考题：如果改为碎石，则单位用水量为多少？为什么两者不同？为什么两者不同？mW0=195kg/m3.3 确定混凝土的单位水泥用量确定混凝土的单位水泥用量mC0:（a）首先根据水灰比的定义首先根据水灰比的定义：)C/W(mmmmCWwococowo （b）再根据结构的类型和使用的环境，再根据结构的类型和使用的环境，查表查表可得混凝土的最小水泥用量；可得混凝土的最小水泥用量；(c)比较两者大小，取二者的最大值比较两者大小，取二者的最大值作为单位水泥用量作为单位水泥用量mC0例如：例如：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知要求设计一
33、室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径粗颗粒为卵石，且最大粒径Dmax=20mm,水灰比水灰比W/C=0.6，试确定单位水泥用量？，试确定单位水泥用量？（1）确定单位用水量：）确定单位用水量：根据混凝土施工要求的根据混凝土施工要求的坍落度坍落度（和已知的和已知的粗颗粒的种类粗颗粒的种类以以及及最大粒径最大粒径Dmax查查表表可得可得:mW0=180kg/m3。（2）根据定义确定单位水泥用量：）根据定义确定单位水泥用量：330060180m/kg.)C/W(mmwoco （3）再根据结构的类型和使用的环境，再根据结构的类型和使用的环境，查表查表,可可得得最小水泥用量为最小水泥用量为260
34、 kg/m3.（4）取（取（2）、（）、（3）计算结果的较大值）计算结果的较大值作为我们的单位水泥用量，即作为我们的单位水泥用量，即mco=300kg/m34 确定混凝土的砂率确定混凝土的砂率 s是指砂所占的体积与砂、石总体积的是指砂所占的体积与砂、石总体积的百分比。确定砂率的百分比。确定砂率的是以砂来填充石子是以砂来填充石子的空隙，并稍有富余。的空隙，并稍有富余。q主要根据主要根据水灰比水灰比、骨料的类型骨料的类型（卵石或碎（卵石或碎石）石）以及以及最大粒径确定最大粒径确定；查表确定；查表确定 例：例：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒
35、粒为卵石，且最大粒Dmax=20mm,水灰比水灰比W/C=0.6，试确定混凝土的砂率？，试确定混凝土的砂率？解：解：查表查表5.15可得：可得：砂率砂率=（3237）%，具体计算时，我们可以取具体计算时，我们可以取 =35%s5 确定确定1m3混凝土中砂、石的用量混凝土中砂、石的用量mso、mgo:两种方法：假定容重法和体积法两种方法：假定容重法和体积法（1）假定容重法：）假定容重法：就是在计算时，先假定所假定所配置的混凝土的假定容重为一定值配置的混凝土的假定容重为一定值，然后根然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度据水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质量
36、，即：乘以总体积的原理来求解砂和石的质量，即：1%100cpwosowocosgososommmmmmmm)m/kgm3cp观密度（表示混凝土拌合物的表;m/kg)24802350(m*3cp 一般 1100cpwosowocosgososommmmm%mmm;/)24802350()/33mkgmmkgmcpcp一般定容重（表示混凝土拌合物的假大致选择标准如下：大致选择标准如下：cpm 混凝土强度等级 C10 C15C30 C30（2）体积法原理：）体积法原理：假定混凝土拌合物的总假定混凝土拌合物的总体积（体积（1m3)等于各组成材料的绝对体积以等于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的
37、体积之和及拌合物中所含空气的体积之和.1010100 .mmmm%mmmggossowwoccosgososo 133 ，无外加剂时，无外加剂时，表示混凝土含气百分数表示混凝土含气百分数密度（密度（分别表示砂、石的表观分别表示砂、石的表观度（度（分别表示水泥、水的密分别表示水泥、水的密其中，其中，)m/kg,);m/kg,gswc 通过上述通过上述5步，我们求出了单位体积步，我们求出了单位体积（1m3)混凝土中水泥、水、砂和石的用量混凝土中水泥、水、砂和石的用量分别为分别为：mco、mwo、mso和和mgo于是混凝土的于是混凝土的初步配合比初步配合比为：为：水泥、水、砂和石的用量之比为：水泥、
38、水、砂和石的用量之比为：mco:mwo:mso:mgo，水灰比水灰比W/C=mwo：mco从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是通过查表或通过查表或经验公式求得经验公式求得；因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达不到因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达不到和易性和易性和和强度强度的要求；的要求；故必须进一步调整和确定配合比故必须进一步调整和确定配合比 即进行所谓即进行所谓的的实验室配合比设计实验室配合比设计。二二 实验室配合比的设计实验室配合比的设计主要对初步配合比进行主要对初步配合比进行和易性的调整和易性的调整及及强度的校核。强度的
39、校核。（1）和易性的调整：）和易性的调整：q调整的目的调整的目的：a）使和易性满足施工的要求；）使和易性满足施工的要求；b）使水灰比满足强度和耐久性的要求）使水灰比满足强度和耐久性的要求；q调整的方法及步骤：调整的方法及步骤：按初步配合比计算出各组成材料用量，按初步配合比计算出各组成材料用量，试制试制15L（或（或25L）混凝土拌合物，）混凝土拌合物，配置成混凝土拌配置成混凝土拌合物；合物；测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察拌合物的粘聚性和保水性，拌合物的粘聚性和保水性，如不满足要求，则如不满足要求，则需进行调整配合比。需进行调整配合比。q在测定混
40、凝土拌和物的和易性时，可能在测定混凝土拌和物的和易性时，可能存在以下四种情况：存在以下四种情况：a）流动性比要求的小：）流动性比要求的小：q 调整办法：调整办法：保持保持W/C不变，增大水、水泥用量；不变，增大水、水泥用量；b）流动性比要求的大：）流动性比要求的大：q 调整办法：调整办法：保持砂率不变，增大砂、石用量；保持砂率不变，增大砂、石用量；c）砂浆不足引起）砂浆不足引起粘聚性和保水性不良粘聚性和保水性不良时：时：q 调整办法：调整办法：单独增加砂的用量，适当增大砂率；单独增加砂的用量，适当增大砂率；d）砂浆过多引起）砂浆过多引起粘聚性和保水性不良粘聚性和保水性不良时：时：q 调整办法：
41、调整办法：单独减少砂的用量，适当降低砂率；单独减少砂的用量，适当降低砂率；通过实验室反复调整，使混凝土拌合物达到通过实验室反复调整，使混凝土拌合物达到和易性的要求后，和易性的要求后，测量出拌合物的实际表观密度测量出拌合物的实际表观密度 ，再校核该拌合物的强度，再校核该拌合物的强度：tc,（2）强度的校核：）强度的校核：分别用分别用 三个水灰比，拌制三个混三个水灰比，拌制三个混凝土试样，测量其凝土试样，测量其28d的抗压强度值的抗压强度值 看是否满足强度的要求。看是否满足强度的要求。强度的验证公式为：强度的验证公式为：05.0,CWCW321,645.1,kcuocuiff 经和易性的调整和强度
42、校核后，可以计算出经和易性的调整和强度校核后，可以计算出实验室调整后的实验室调整后的1m3中各组成材料的用量如下：中各组成材料的用量如下：（1）测量拌合物的实际表观密度）测量拌合物的实际表观密度tc,（2）计算实验室配合比）计算实验室配合比1m3混凝土中各材料混凝土中各材料的用量的用量(例如求解水泥用量如下例如求解水泥用量如下）：*建议不要用书上介绍的校正系数法建议不要用书上介绍的校正系数法*t,cshgbsbwbcbcb1Cmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中水泥的用量；表示实验室调整后，3shm1C土的实测表观密度；表示实验室调
43、整后混凝t,c同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中水的混凝土中水的用量用量Wsh:t,cshgbsbwbcbwb1Wmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中水的用量；表示实验室调整后，31mWsh土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中砂的混凝土中砂的用量用量Ssh:t,cshgbsbwbcbsb1Smmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中砂的用量；表示实验室调整后，31mSsh土的实测表观密度；表示实验
44、室调整后混凝t,c同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中石的混凝土中石的用量用量Gsh:t,cshgbsbwbcbgb1Gmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中石子的用量；表示实验室调整后，31mGsh土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c例：例：P100习题习题5.3 某混凝土试样试拌调整后，各种材料的某混凝土试样试拌调整后，各种材料的用量分别为：水泥用量分别为：水泥3.1kg,水水1.86kg,砂砂6.20kg,石子石子12.85kg,实测其表观密度为实测其表观密度为2450kg/m3,求求1m3混凝土中各种
45、材料的实际用量？混凝土中各种材料的实际用量？解：解：1m3混凝土中水泥的实际用量混凝土中水泥的实际用量Csh为：为：t,cshgbsbwbcbcb1Cmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中水泥的用量；表示实验室调整后，3shm1C土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c1m3混凝土中水泥的实际用量混凝土中水泥的实际用量Csh为：为：课堂练习：课堂练习：请同学们自己求解请同学们自己求解1m3混凝土混凝土中水、砂和石的实际用量？中水、砂和石的实际用量？2450185122068611313 shC.三三 施工配合比的设计施工配合比的设
46、计 主要考虑到砂、石中含水，设砂的含水主要考虑到砂、石中含水，设砂的含水率为率为a%,石的含水率为石的含水率为b%,则施工配合比为：则施工配合比为：水泥水泥：C=Csh;砂：砂：S=Ssh（1+a%);石：石：G=Gsh（1+b%);水：水：W=Wsh-Ssh*a%-Gsh*b%；总结：混凝土配合比设计的基本步骤？总结：混凝土配合比设计的基本步骤？（2）单位用水量的确定：查表法；）单位用水量的确定：查表法；（3）确定单位水泥用量；）确定单位水泥用量；（4）确定砂率：查表法；）确定砂率：查表法；（5）确定砂石用量：工程中一般用质量法；）确定砂石用量：工程中一般用质量法；三、实验室配合比的设计：三
47、、实验室配合比的设计：（1）和易性的调整：取）和易性的调整：取15L/25L混凝土拌合物；混凝土拌合物；（2）强度校核；）强度校核；四、施工配合比的设计：四、施工配合比的设计：主要考虑砂、石的含水率；主要考虑砂、石的含水率；一、基本设计资料的收集；一、基本设计资料的收集；二、初步配合比的设计：二、初步配合比的设计：（1）水灰比的确定：从强度和耐久性入手）水灰比的确定：从强度和耐久性入手；一、基本设计资料的收集包含如下内容一、基本设计资料的收集包含如下内容：1）混凝土的设计强度；）混凝土的设计强度；2）混凝土的耐久性设计要求；）混凝土的耐久性设计要求；3）原材料的品种以及物理性质：）原材料的品种
48、以及物理性质：水泥：水泥：水泥品种，实测强度，水泥品种，实测强度，密度；密度；砂子：砂子：级配和粗细情况，表观密度；级配和粗细情况，表观密度；石子：石子：品种（卵石或碎石）、最大粒径、表观品种（卵石或碎石）、最大粒径、表观密度；密度；水水：来源（自然水或天然水）、密度：来源（自然水或天然水）、密度103kg/m35.5.3 普通混凝土配合比设计实例普通混凝土配合比设计实例例题例题 某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计 强度等级为强度等级为C25，施工要求坍落度为，施工要求坍落度为（3550）mm，（混凝土由机械搅拌，机械振捣），（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该
49、施工单位无历史统计资料。该施工单位无历史统计资料。原材料情况如下：原材料情况如下：q水泥：实测强度水泥：实测强度45MPa，密度密度 3/3000mkgcq砂子：砂子：II区区中砂，表观密度中砂，表观密度3/2650mkgsq碎石碎石：最大粒径：最大粒径40mm、表观密度、表观密度3/2700mkggq水水：自然水、：自然水、3/1000mkgw试求：试求：（1）混凝土的初步配合比；混凝土的初步配合比；（2）调整后，加入调整后，加入5%的水泥浆，的水泥浆，实测表观密度为实测表观密度为2432kg/m3，求实验室配，求实验室配合比？合比？（3）砂子含水率砂子含水率a%=4%,石子含水率石子含水率
50、b%=1%,求混凝土的施工配合比？求混凝土的施工配合比？一、求初步的配合比？一、求初步的配合比？1 确定水灰比确定水灰比W/C：从强度和耐久性着手；：从强度和耐久性着手；（a）求满足强度要求的水灰比（）求满足强度要求的水灰比（W/C）1：cebak,cuceaf.ff)CW(）（64511 60.0;MPa25fk,cu;MPa45fg,ce;.,.ba070460 采用碎石，采用碎石，MPa.C0525 的混凝土，的混凝土，对对（b）求满足耐久性要求的水灰比（）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）2：主要是根据结构的类型以及使用环境，主要是根据结构的类型以及使用环境，查查表表，可求可求:室内钢
