1、概概 述述v1 1 混凝土的定义及分类混凝土的定义及分类 混凝土是以混凝土是以胶凝材料胶凝材料、水水和和骨料骨料按适当比例配合拌制成拌和物，按适当比例配合拌制成拌和物，经硬化后得到的人工石材。以水泥为经硬化后得到的人工石材。以水泥为胶凝材料胶凝材料、砂石砂石为骨料的混凝土称为为骨料的混凝土称为水泥混凝土，在建筑工程中最为常用。水泥混凝土，在建筑工程中最为常用。混凝土混凝土 胶凝胶凝 材料材料 骨料骨料 水水港工混凝土港工混凝土水工混凝土水工混凝土耐碱混凝土耐碱混凝土耐酸混凝土耐酸混凝土耐热混凝土耐热混凝土防水混凝土防水混凝土按使用功能按使用功能分分2、混凝土的种类超高强混凝超高强混凝土土高强混
2、凝土高强混凝土早强混凝土早强混凝土高性能混凝高性能混凝土土按强度按强度特征分特征分超早强混凝超早强混凝土土2、混凝土的种类2、混凝土的种类坍落度：测定混凝土拌和物和易性的一种指标，用坍落度：测定混凝土拌和物和易性的一种指标，用拌和物在自重作用下向下坍落的高度表示。其单位拌和物在自重作用下向下坍落的高度表示。其单位为为cmcm。2、混凝土的种类按施工工艺按施工工艺分分普通浇注混普通浇注混凝土凝土喷射混喷射混凝土凝土 泵送泵送混凝土混凝土离心成型混凝离心成型混凝土土2、混凝土的种类按配筋情况分按配筋情况分素混凝土素混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土 纤维混凝土纤维混凝土2、混凝土的种类3 3、混凝土的特性
3、、混凝土的特性 4.4.适用范围广泛适用范围广泛 3.3.来源广、造价低来源广、造价低 1.1.混凝土拌合物具有可塑性混凝土拌合物具有可塑性 2.2.强度高耐久性好强度高耐久性好 5.5.抗拉强度低抗拉强度低 6.6.自重大自重大 7.7.生产工艺复杂，质量难以控制，管理困难生产工艺复杂，质量难以控制，管理困难 1满足混凝土结构设计的强度要求，以保证构筑物能安全地承受各种设计荷载2满足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均匀密实的混凝土具有与工程环境相适应的耐久性，以保证构筑物在所处环境中服役寿命满足经济与生态的要求，能源与资源消耗低、环境负荷少等344、土木工程对混凝土的基本要求第 一
4、 节普 通 混 凝 土 一、普通混凝土介绍一、普通混凝土介绍v普通混凝土是指以水泥为普通混凝土是指以水泥为胶凝材料胶凝材料，砂子和石子为，砂子和石子为骨料骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人人工石材工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。凝土品种。“混凝土混凝土”一词通常可简作一词通常可简作“砼砼”。v普通混凝土：普通混凝土：一般来讲，普通混凝土是指区别于以下几种一般来讲，普通混凝土是指区别于以下几种特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。特殊混凝土而用于一
5、般建筑工程、市政等方面的混凝土。混凝土的宏观结构粗骨料细骨料水泥石过渡区二、混凝土的组成与结构（一）普通混凝土的组成水泥水水泥浆石子砂子骨 料新拌混凝土100%体积6075%715%2540%1421%2128%3942%凝结硬化硬化混凝土混凝土外加剂 为了改善或提高混凝土的性能混凝土中的第五种成分水泥砂石水外加剂掺合料普通混凝土曾是主流，目前在民用建筑中仍大量采用外加剂混凝土一级和沿海城市，70%以上现代混凝土目前正在推广应用混凝土原材料（二）混凝土的结构 宏观上，混凝土是一个砂、石颗粒状骨料分布在水泥石中形成的复合结构，主要由三相构成：v砂、石骨料是混凝土的骨架分散相；v水泥石是混凝土的基
6、体相连续相；v骨料与水泥石间的过渡区界面相。混凝土结构图图5.1 普通混凝土结构示意图 1石子；2砂子；3水泥浆；4气孔（二）混凝土的结构粗集料细集料水泥浆孔 隙泌水形成的孔隙v混凝土的结构v水泥+水水泥浆+砂水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土v组成材料的作用v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%。组成材料硬化前硬化后水泥+水润滑作用胶结作用砂+石子填充作用骨架作用（三）各组成材料的作用骨 料v廉价的填充材料，廉价的填充材料，节省水泥用量节省水泥用量v混凝土的混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩
7、展骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展v传力作用传力作用v降低水化热降低水化热v提供耐磨性提供耐磨性水泥浆v润滑作用润滑作用与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性v胶结作用胶结作用包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体体，形成固体v填充作用填充作用填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空隙，并包裹石子填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空隙，并包裹石子（三）各组成材料的作用水v混凝土中的拌和水有两个作用混凝土中的拌和水有两个作用:供水泥的水化反应供水泥的水化反应赋予混
8、凝土的和易性赋予混凝土的和易性v剩余水留在混凝土的孔（空）隙中剩余水留在混凝土的孔（空）隙中使混凝土中产生孔隙使混凝土中产生孔隙对防止塑性收缩裂缝与和易性对防止塑性收缩裂缝与和易性有利有利对渗透性、强度和耐久性对渗透性、强度和耐久性不利不利（三）各组成材料的作用外加剂外加剂v化学外加剂：改善混凝土的性能化学外加剂：改善混凝土的性能缓凝剂缓凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢；使水泥浆凝结硬化速度减慢；促凝剂促凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢；使水泥浆凝结硬化速度减慢；减水剂减水剂减少拌和需水量；减少拌和需水量；引气剂引气剂在混凝土中引起封闭气孔；在混凝土中引起封闭气孔；v矿物掺合料：减少水泥用量，改善
9、混凝土性能矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能粉煤灰粉煤灰硅灰硅灰矿渣矿渣外加剂和外加剂和矿物掺合料矿物掺合料被称为混凝土第五组分被称为混凝土第五组分背散射扫描电镜照片背散射扫描电镜照片未水化水泥颗粒未水化水泥颗粒C-S-H氢氧化钙氢氧化钙单硫型硫铝酸单硫型硫铝酸盐盐3)3)过渡区相的结构要素v过渡区厚度；v过渡区固体颗粒尺寸与形状；v过渡区的孔隙率。骨料骨料氢氧化钙氢氧化钙混凝土中骨料与水泥石间的过渡区混凝土过渡区结构骨骨 料料过渡区过渡区水泥石本体水泥石本体C-S-H钙矾石钙矾石CH骨骨 料料裂缝扩展的路径裂缝扩展的路径和方向和方向骨骨 料料水泥石水泥石骨料骨料周围周围的过的过渡区渡区
10、过渡区相ITZ Phase1.1.混凝土的结构特点v多物相、多孔性复合体 水泥石与砂石骨料均是多物相、多孔性材料v固体颗粒堆聚体 混凝土结构是一个各种尺寸的颗粒堆聚体，砂石颗粒堆积成骨架，水化物与水泥颗粒堆积成水泥石v复杂与非匀质性骨料种类不一，形状与尺寸不等，分布不均；水泥石组成与结构不均；薄弱过渡区(厚度约1050m)的存在v非固定与可变性 水泥石和过渡区的组成与结构是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。水泥石含有晶体和非晶体的水化物、未水化水泥颗粒、各种孔隙和水；砂石骨料含有各种岩石矿物和孔隙界面也含有水泥水化物和孔隙粗骨料堆积的孔隙由细骨料来填充；细骨料堆积的孔隙由水化物和水泥颗粒、矿
11、物掺和料粉末颗粒来填充；由此形成一个固体颗粒密堆聚体结构。2.2.混凝土的结构要素v各种尺寸固体颗粒分布的均匀性；v各种固体颗粒堆积的密实性；v固体颗粒的总表面积;v总孔隙率与界面孔隙率；v孔隙特征与孔径分布3.3.混凝土结构的影响因素v骨料的种类与体积含量碎石：表面粗糙、针片状多，需浆量大，界面粘结好；卵石(砾石)：表面光滑、针片状少，需浆量小，但界面粘结差。v骨料的粒径与级配v水泥用量v水灰比v施工工艺v养护条件水泥混凝土混合料中所用的水与水泥重量的比值叫水灰比。4.4.理想的混凝土结构 v密实较大颗粒堆聚所留下的孔隙由较细颗粒填充，较细颗粒堆聚所留下的孔隙由更细颗粒所填充;密实度最大或总
12、孔隙率最小时，固体颗粒的总比表面积最小;界面致密。v均匀 各种物相分布均匀均匀、密实的多物相堆积体4.4.理想的混凝土结构v普通混凝土由水泥、砂、石和水组成，为了改善性能，可添加化学外加剂与矿物掺合料；砂石构成混凝土的骨架，传递应力，限制变形；水泥与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土流动性，硬化后将骨料颗粒胶结成整体；v混凝土微结构是由骨料相、水泥石相和界面过渡区相构成的复杂结构；v结构特点有多物相、多孔性的堆积体复杂而不均匀非固定而多变v混凝土的理想结构均匀、密实的堆积体三、普通混凝土的组成材料 v骨 料v水v水 泥v外加剂（一）骨 料（Aggregate）1.1.骨料的定义与用途v骨料是岩石类材
13、料v骨料在土木工程中的应用：水泥混凝土 沥青混凝土 道路基础 铁路道渣 砂浆v每年用量约为20亿吨v骨料的生产2、混凝土中的骨料v经济上：在不影响混凝土性能的条件下，在混凝土中尽可能多地加入骨料，以降低混凝土的成本；v骨料可提供混凝土很好的稳定性和比水泥石更好的耐久性。1）混凝土中骨料的基本要求 v具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量；v骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力；v含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分；v具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。2 2）骨料的种类v按照骨料粒径粗骨料：粒径大于4.75m
14、m的岩石颗粒，如卵石、碎石细骨料：粒径小于4.75mm的岩石颗粒，如河砂、山砂、海砂v按照骨料的密度普通骨料：堆积密度在15201680kg/m3的骨料 密度在25002700kg/m3轻骨料：堆积密度1120kg/m3的骨料 密度在1000kg/m3重骨料：堆积密度2080kg/m3的骨料 密度在35004000kg/m3 如陶粒、煅烧页岩、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、泡沫塑料颗粒等。如铁矿石、重晶石等。碎 石卵 石骨料的种类普通骨料轻骨料重骨料骨料的分类2）骨料的种类按照骨料来源分为：v天然岩石骨料：由天然岩石组成的骨料，如砂、卵石、碎石等。v按照岩石的主要成分分为：氧化硅矿物、碳酸盐矿物、氧化
15、铁矿物、硫化物矿物、粘土矿物等。v人工骨料：热加工骨料：膨胀页岩、膨胀蛭石等；工业副产物：矿渣、铁渣、粉渣等；v再生骨料：破碎混凝土、破碎粘土砖等。3 3）骨料的特性及其影响v骨料的含水状态v骨料的密度v骨料的粒径与级配v骨料的孔隙率v骨料的形状v骨料的表面特征v骨料的弹性模量v骨料的强度v骨料的坚固性v骨料的硬度混凝土配合比设计所要求影响新拌混凝土性能影响硬化混凝土性能(1)(1)骨料的密度、表观密度与堆积密度 v密度测量 可用“排液法”直接测量砂、石骨料颗粒的密度。直接测得的密度实际是骨料的表观密度，但由于砂、石的孔隙率小，将此法测得的密度为视密度密度。大多数天然骨料的视密度为2.43.0
16、。v堆积密度测量 砂、石的堆积密度一般用固定体积法测量；砂用5升的体积的质量确定；石用10升体积的质量确定。骨料堆积密度取决于颗粒粒径与级配 (2)(2)骨料的粒径及其分布v骨料粒径及其分布粗骨料：最大粒径与颗粒级配；细骨料：细度模数与颗粒级配。v骨料粒径与颗粒级配影响骨料堆积孔隙颗粒级配合理可减少堆积孔隙；单一粒径越大，堆积孔隙越多。v粒径及其分布影响的混凝土性能混凝土的用水量；混凝土的水泥用量；新拌混凝土的和易性混凝土的微裂缝 骨料粒径越大，堆积的空隙越多，所需水泥浆用量越大3、关于骨料粒径及其分布的几个基本概念v颗粒级配 指的是大小粒径的骨料颗粒的互相搭配的比例情况不同粒径颗粒的分布。v
17、粗细程度 指的是不同粒径细骨料混合在一起的总体粗细程度平均粒径大小。v最大粒径 指的是粗骨料公称粒级的上限允许最大值。级配不合理级配不合理(阻力大阻力大)级配合理级配合理(阻力小阻力小)1 1）砂子的颗粒级配与粗细程度v细度模数Mx细度模数表征砂的粗细程度，可以理解为质均粒径，由筛分法测定。细度模数越大，骨料越粗，根据细度模数将砂分为：细砂（2.21.6）；中砂（3.02.3）；粗砂（3.73.1）。v级配曲线级配曲线表示不同粒径砂的颗粒搭配情况；根据级配曲线分为三个区：、；级配间接反映了砂颗粒的堆积密度。拌制砼以中砂为宜，普通砼用砂的细度模数为3.71.62）颗粒级配与细度模数的测定v筛分法
18、：砂子标准筛：9.50 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15mm 共七个孔径的筛。方法：将500g烘干的砂子试洋由粗到细一次过筛，然后称出余留在各个筛上的砂子质量。计算：各个筛上的余量为分计筛余ai，各个筛及以上筛上的分计筛余的和为累计筛余Ai。则：累计筛余Ai=ai （i=1i）然后用Ai作纵坐标，筛孔尺寸作横坐标，绘制级配曲线。并用下式计算细度模数：Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/(100A1)v砂的颗粒级配v砂的颗粒级配指砂不同大小颗粒的搭配情况。单一粒径两种粒径多种粒径颗粒级配示意图0.160.3150.631.252.505.0010.00100
19、806040200筛 孔 尺 寸（mm）累积筛余（%）砂 子 级 配 曲 线 图I 区II 区III 区砂的级配曲线3 3）石子的颗粒级配v石子的级配有连续级配和间断级配两种：连续级配 要求颗粒尺寸由大到小连续分级，每一级骨料都占有适当比例，这种级配较好；间断级配 是人为地剔除骨料中的某些粒级，造成粒级的间断，大粒径骨料间的空隙由比其小几倍的小粒径颗粒填充，从而降低堆积空隙率。v石子的颗粒级配也用筛分法测定。细骨料粗骨料55%粗+45%细空隙率24%空隙率35%空隙率44%通过率通过率筛孔筛孔二、砂的技术质量要求（5）级配的选择v宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用
20、3区砂时，应适当减小砂率。5.规格v砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 Mx=3.73.1；中砂 Mx=3.02.3；细砂 Mx=2.21.6。v细度模数按下式计算：式中：Mx细度模数；A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m筛的累计筛余百分率，。1165432x1005)AAAAAAAM（4 4）骨料的形状与表面特征v骨料的形状 骨料颗粒的外观几何形状，对于粗骨料有：等径颗粒球形体颗粒：没有菱角和边；多面体颗粒：有菱角和边。针状颗粒 长度大于颗粒所属的平均粒径的2.4倍；片状颗粒 厚度小于平均粒径的0.4倍。4 4
21、）骨料的形状与表面特征v骨料的表面特征表面粗糙程度；是否有菱角；干净程度等。v最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。较理想的颗粒形状：三维长度相等，相近的球形或立方体颗粒。较差的颗粒形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒。等径颗粒骨料针片状骨料颗粒针片状球状5）表面特征与形状对混凝土性能的有何影响？v表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆，影响混凝土的成本。v影响新拌混凝土的和易性，表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙且针片状颗
22、粒不易流动。v影响混凝土中界面区的结合力，粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合力较大。v影响混凝土的强度骨料表面越粗糙，与水泥浆接触面越大，混凝土强度越高；针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料；大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料6）骨料对混凝土强度的影响抗压强度（MPa)骨料最大粒径（mm）对于富水泥浆的混凝土：小粒径骨料可使混凝土强度较高；大粒径可使混凝土强度较低。对于贫水泥浆的混凝土：大粒径骨料使混凝土强度较高；小粒径骨料使混凝土强度较低；6）骨料对混凝土强度的影响抗压强度（psi)骨料最大粒径（in）水灰比越小，骨料粒径对混凝土强度的影响越明显：混凝土强度随骨料粒径的增大而降低7 7）骨料的含
23、水状态 v骨料含水有四种状态：完全干燥 骨料表面及内部完全不含水；气干 骨料表面完全不含水，而内部可能含小量水；饱和面干 骨料的表面干燥而颗粒内部的孔隙含水饱和，此时的含水率为饱和面干吸水率。含水湿润 骨料表面吸附水且湿润v对应的含水量：吸水量；有效吸水量；表面含水量。含水状态：完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润含水量：不含水 有效含水量 有效含水量 有效含水量 完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润7 7）骨料的含水状态 干燥状态气干状态饱和面干状态湿润状态砂的含水状态8）骨料含水量的影响v骨料的含水率以骨料的干质量为基数计算。v计算混凝土配合比时，应扣除骨料所含的水。v骨料在饱和面干状态时
24、，既不会从混凝土中吸水，也不会给出水。所含的水对混凝土无有害作用。v湿润状态下的自由水将成为混凝土拌和水的一部分，影响混凝土的和易性、强度和耐磨性。9 9）骨料的有害杂质v有害杂质的种类：粘土、泥块、云母；硫酸盐、硫化物、有机质；活性SiO2；针片状颗粒等。v有害杂质的危害：影响水泥的水化、腐蚀水泥石；影响混凝土的和易性影响混凝土的强度与耐磨性；增大混凝土的收缩；引起碱骨料反应等。含泥量很大的骨料碱骨料反应v定义：骨料中的活性SiO2与水泥中的Na、K等碱金属离子间的形成碱硅酸盐凝胶的化学反应；v危害：在骨料与水泥石的界面产生的碱硅酸盐凝胶吸水后体积膨胀，导致水泥石开裂；v原因：水泥中的含碱(
25、Na2O、K2O)量0.6%骨料中含有活性SiO2；v检验方法：砂浆棒法，膨胀率0.10%。碱硅酸盐凝胶1010）骨料的坚固性与强度v骨料的坚固性 骨料不因干/湿循环或冻/融循环等气候变化而产生体积变化导致混凝土的劣化。v骨料的坚固性取决于孔隙率、裂缝和杂质。v粗骨料的强度对混凝土强度有一定影响，要求骨料强度是混凝土配制强度的1.5倍。砂子的坚固性v定义：砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。v测试方法：用硫酸钠溶液浸泡检验，试样经5次循环后其质量损失率作为其评价指标。v测试原理：硫酸钠(NaSO(NaSO4 4 10H10H2 2O)O)在砂的孔隙中结晶时将产生体积膨胀，使砂
26、内部产生作用于孔壁的应力，如坚固性不好将会使砂碎裂。石子的强度与坚固性v强度强度 一般以碎石或卵石的立方体强度或压碎指标来表示。一般以碎石或卵石的立方体强度或压碎指标来表示。立方体强度立方体强度 用用5050 5050 50mm50mm3 3的立方体的立方体(或或 5050 5050 mmmm的圆柱体的圆柱体)岩石试岩石试件，吸水饱和后测定的试件抗压强度。件，吸水饱和后测定的试件抗压强度。压碎指标压碎指标 将气干状态下将气干状态下1020mm1020mm的石子，按一定方法装入特制的圆的石子，按一定方法装入特制的圆柱筒内，在柱筒内，在160300s160300s内加荷至内加荷至200kN200k
27、N，卸荷后称取试样质量（，卸荷后称取试样质量（G G），然后用），然后用孔径为孔径为2.5mm2.5mm的筛进行筛分，称取试样的筛余量（的筛进行筛分，称取试样的筛余量（G G1 1）。压碎指标压碎指标 =(G-G=(G-G1 1)/G )/G 100%100%v坚固性坚固性 可直接用冻融循环或硫酸盐溶液进行快速检验石子的坚固性。可直接用冻融循环或硫酸盐溶液进行快速检验石子的坚固性。PP骨料颗粒压碎强度试验示意图 1.5倍倍（1.2 1.7）混凝土强度混凝土强度压碎指标：压碎指标：将一定质量气干状态下粒径1020mm的石子装入标准圆筒内，放在压力机上，在35min内均匀加载达200KN，其压碎的
28、细粒（小于2.5mm）占试样重量的百分率为压碎指标。4砂的技术质量要求 v定义 砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。v分类按产源分按技术要求分v类 宜用于强度等级大于C60的混凝土；v类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；v类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等4.4.混凝土用砂的技术要求 v混凝土用砂的级配曲线一般应在区，以中砂为宜。v有害杂质含量 符合国家标准(GB/T14684-2001)的要求。v坚固性 质量损失率 8%10%。v表观密度应大于2500kg/m3，堆积密度应大于1350kg/m3,
29、空隙率应小于47。v经碱-骨料反应检验后，应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象。5.5.混凝土用石子的技术要求 v最大粒径最大粒径D Dmaxmax要求：要求：中等强度的混凝土的最大粒径应中等强度的混凝土的最大粒径应 40mm40mm；高等级混凝土应高等级混凝土应 25mm25mm。对于钢筋混凝土，对于钢筋混凝土，D Dmaxmax 结构断面尺寸的结构断面尺寸的1/41/4、板厚的、板厚的1/21/2，或钢筋，或钢筋间最小净距的间最小净距的3/43/4。v岩石强度与混凝土设计强度等级之比不应小于岩石强度与混凝土设计强度等级之比不应小于150%150%；v颗粒级配颗粒级配 符合符合JGJ53-92JG
30、J53-92规定。规定。v有害杂质含量有害杂质含量 应符合表应符合表4-44-4的规定的规定 骨料最大粒径骨料最大粒径 (D(Dmaxmax)混凝土类型混凝土类型 Dmax(mm)大坝混凝土大坝混凝土 150150普通混凝土普通混凝土 4040高强混凝土高强混凝土 2525（碎石）（碎石）1515（卵石）（卵石）活性粉末混凝土活性粉末混凝土 0.60.6四、新拌混凝土的和易性普通混凝土的主要性质：混凝土在凝结硬化前称为混凝土拌合物。混凝土拌合物不同的施工环境和施工条件下表现出不同的特征，而混凝土施工过程对硬化后的混凝土具有重大的影响，因此必须找出评价混凝土施工过程中的性质。这样才能保证混凝土的
31、质量。拌合物状态时要求具有良好的和易性（或称工作性），硬化后的混凝土应具有足够的强度和必要的耐久性1、和易性（工作性）的概念和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）的难易程度和抵抗离析作用程度并能获得质量均匀，密实砼的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流动性易达结构均匀易成型密实好好在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。保证混凝土硬化后的质量和易性的含义v流动性流动性：流动性是
32、砼拌和物在自重或施工振捣的作用下，产生流动，并均匀、密实地填满模型的性能。v流动性反映拌和物的稀稠，关系着施工振捣的难易和浇筑的质量。v粘聚性（抗离性）粘聚性（抗离性）：是砼拌合物在施工过程中互相之间有一定粘聚力，不发生分层、离析、泌水，保持整体均匀的性能。v保水性保水性：保水性是砼拌合物保持水分不易析出的能力。v砼拌合物中的水，一部分是保证水泥水化所需水量，另一部分是为使砼拌合物具有足够流动性，便于浇捣所需的水量。2、和易性的评定v定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。1.坍落度法测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值坍落度（单位mm）。适用范围：v集料最大粒径不大于40
33、mm；v坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。2、和易性的评定2.维勃稠度法 测定使拌合物密实所需要的时间，s。适用范围v粗骨料最大粒径不大于40mm；v坍落度小于10mm，维勃稠度在5s30s之间的干硬性混凝土。3、混凝土拌合物按流动性的分类按混凝土质量控制标准（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度、维勃稠度分为四级。见下表。名 称代号指标混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流动性混凝土大流动性混凝土T1T2T3T410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土（坍落度10mm）超干硬性混凝土特干硬性混
34、凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s4、混凝土施工时坍落度的选择混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。见下表。结 构 种 类坍落度，mm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1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）5070配筋特密的结构7090水泥浆水泥浆的含量的含量水灰比水灰比砂率砂率施工方面施工方面原材料品原材料品质及性质质及性质主要主要因素因素5 5、影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素5、影响和易性的因
35、素1.组成材料及其用量之间的关系水泥浆数量和单位用水量；骨料的品种、级配和粗细程度；砂率；外加剂。见下图。2.施工环境的温度、搅拌制度等。水泥水砂石子外加剂水泥浆骨料混凝土拌合物cwmm 水灰比100%gsssmmm 砂率5、影响和易性的因素合理砂率的确定合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。T，m m s合 理 砂 率水 泥 浆 数 量 一 定坍 落 度、强 度 一 定合 理 砂 率mc，k g s6、改善和易性的措施v采用合理砂率；v改善砂石的级配；
36、v掺外加剂或掺合料；v根据环境条件，注意坍落度的现场控制；v在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；v在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。掺外加剂的混凝土砼拌合物的凝结时间v初凝时间表示施工时间的极限；终凝时间表示力学强度开始快速发展。v砼拌合物的凝结时间与所采用的水泥的凝结时间并不相等。水泥品种，环境温度、湿度、掺和料、外加剂、水泥的水化反应是影响砼凝结时间的主要因素。砼拌合物的凝结时间v（1）在环境的温度、湿度条件相同且掺合料、外加剂也相同的条件，砼所用水泥的凝结时间长，则砼拌合物凝结时间也相应较长v（2）砼的水灰比越大，拌和物的凝结时间
37、越长。v（3）掺粉煤灰、缓凝剂，凝结时间增长。v（4）混凝土所处环境温度高，拌和物凝结时间缩短。五、混凝土的强度v混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度抗剪强度抗压强度握裹强度轴心抗压强度立方体抗压强度钢筋与混凝土的粘钢筋与混凝土的粘结强度结强度五、混凝土的强度混凝土的强度与强度等级 1、立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方法制成边长为150的立方体试件，在标准养护条件（温度士3，相对湿度90以上）下，养护至28龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。标准试块五、混凝土的强度v强度换算系数(GB/T 500812002)试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系
38、数 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05边长为边长为100mm100mm的的立方体试件立方体试件边长为边长为200mm200mm的的立方体试件立方体试件边长为边长为150mm150mm的立方体件的立方体件换算系数为0.95换算系数为1.05换算系数为1.0尺寸尺寸选择选择五、混凝土的强度2.混凝土强度等级v按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，按照GB50010-2010混凝土结构设计规范规定，普通混凝土划分为 C10，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55
39、，C60，C65，C70，C75，C80等十四个强度等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPafcu，k30MPa的混凝土。钢筋混凝土、预应力混凝土结构的混凝土强度等级分别不低于C15和C30。v立方体抗压强度标准值（fcu,k），是立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。v强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa；某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。C30“C”代表代表“混凝土混凝土”。“30”代表代表fcu,k30.0MPa；立方体标准五、混凝土的强度3.轴心抗压强度采用150mm150mm300mm的棱柱体
40、试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=（0.70.8）fcu。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。FF五、混凝土的强度4.劈裂抗拉强度式中：fts劈裂抗拉强度，MPa；P破坏荷载，N；A试件劈裂面积，mm2。劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/101/20。APAPf637.02ts拉应力压应力PP五、混凝土的强度5.影响抗压强度的因素（1）水泥的强度和水灰比 式中：fcu混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa；fce水泥28d抗压强度的实测
41、值，MPa；混凝土灰水比，即水灰比的倒数；a、b回归系数。振 动手 工 捣 实充 分 密 实 的 混 凝 土不 完 全 密 实 的 混 凝 土fcumw/mcfcumc/mw）（bwcceacummffwc/mm当混凝土水灰比值在0.400.80之间时越大，则混凝土的强度越低；水泥强度越高，则混凝土强度越高。砼强度f强 度 与 灰 水 比 的 关 系强 度 与 水 灰 比 的 关 系砼强度f灰 水 比 C/W机 械 振 捣人 工 捣 实完 全 密 实 的 砼不 完 全 密 实 的 砼水 灰 比 W/C五、混凝土的强度（2）粗集料的品种 v碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高
42、；v卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。v在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。（3）养护条件 v在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；v低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。v混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。五、混凝土的强度（4）龄期v龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。v在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。v由于水泥水化的原
43、因，混凝土的强度发展可持续数十年。v当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。式中：fn、f28分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。（5）外加剂28lglg28nfnfn3五、混凝土的强度6.提高混凝土抗压强度的措施（1）采用高强度等级水泥；（2）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；（4）改进施工工艺，加强搅拌和振捣；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；（6）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。六、混凝土的耐久性1.耐久性的主要内容（1）抗渗性v混凝土的抗
44、渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。v混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。（2）抗冻性v混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。v用抗冻等级表示。抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F2
45、50和F300等九个等级。耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而其良好的使用性能和外观完整性，从而维持结构的安全，正常使用的能力。维持结构的安全，正常使用的能力。六、混凝土的耐久性（3）抗侵蚀性v混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。v合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。（4）抗碳化性v混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。v混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩而开裂。（5）碱集料反应v碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活
46、性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。v应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。严寒环境中的混凝土严寒环境中的混凝土,应掺用引气剂应掺用引气剂严格控制原材料的质量严格控制原材料的质量掺用加气剂或减水剂掺用加气剂或减水剂合理选择水泥品种合理选择水泥品种控制混凝土的水灰比及水泥用量控制混凝土的水灰比及水泥用量严格控制施工质量严格控制施工质量六、提高混凝土耐久性的措施六、提高混凝土耐久性的措施 提高混凝土提高混凝土 耐久性的措施耐久性的措施六、混凝土的耐久性环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正
47、常的居住或办公用房屋内不作规定0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ552000）（二）水泥浆 1.水 泥 v水泥品种的选择依据工程性质及所处的环境；工程性质及所处的环境；施工条件；施工条件；混凝土的强度等级
48、。混凝土的强度等级。v若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土，虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。v若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土，满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以满足施工要求，也不可取。1.水泥v品种的选择 配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。v强度等级的选择原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；水泥标号=（1.52）砼强度等级；高强砼：水泥标号=（0.91.5）砼强度等级。2.水 v一般河水、可饮用水，均可用来配制混凝土；vpH值小于4的以及硫酸盐含量（SO3）超过1%的水不能用于配制混凝土；v海水不允许用来配制钢筋混凝土；v含有对水泥水化有害的有机杂质的水不能用来拌制混凝土。
