第二章混凝土的制备精选文档.ppt

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1、第二章混凝土的制备本讲稿第一页，共九十二页砂子水泥浆石子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%。2.1 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料 本讲稿第二页，共九十二页思考题：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，润滑作用包裹、填充，润滑作用”本讲稿第三页，共九十二页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：n n砂、石：砂、石：砂、石：砂、石：骨架作用；抑制混

2、凝土的收缩。骨架作用；抑制混凝土的收缩。n n水泥水水泥水水泥水水泥水水泥浆：水泥浆：水泥浆：水泥浆：水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒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，水泥砂浆又包裹石子表面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。并填充石子间的空隙，形成混凝土。n n凝结硬化前：凝结硬化前：凝结硬化前：凝结硬化前：起填充、润滑、包裹的作用起填充、润滑、包裹的作用n n凝结硬化后：凝结硬化后：凝结硬化后：凝结硬化后：起胶结作用起胶结作用砂子砂子水泥浆水泥浆石子石子本讲稿第四页，共九十二页 2.1.1 水水 泥泥1 水泥品种的选择：水泥品

3、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。本讲稿第五页，共九十二页 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：

4、颗粒粒径颗粒粒径大于大于4.75mm的颗的颗粒；粒；n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。n 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本讲稿第六页，共九十二页 骨料的分类骨料的分类（1）按形成的条件分类）按形成的条件分类n天然骨料：砂、石、碎石等n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 本讲稿第七页，共九十二页（2）按容重分类）按容重分类）按容重分类）按容重分类种类种类种类种类干燥捣实骨料干燥捣实骨料干燥捣实骨料干燥捣实骨料容重容重容重容重kg

5、/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3混凝土容重混凝土容重混凝土容重混凝土容重kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3典型混凝土的典型混凝土的典型混凝土的典型混凝土的强度强度强度强度MPaMPaMPaMPa典型用途典型用途典型用途典型用途超轻质超轻质超轻质超轻质500300-110021002900-610020-40防辐射本讲稿第八页，共九十二页 骨料的主要技术性质骨料的主要技术性质 骨料的强度和弹性模量骨料的强度和弹性模量骨料的强度和弹性模量骨料的强度和弹性模量比重和容重比重和容重骨料的孔隙率、吸水率、含水率骨料的孔隙率、吸水率、含水率砂的容胀砂的容胀砂的容胀砂的容胀骨料体积稳定

6、性骨料体积稳定性颗粒形状和表观状态颗粒形状和表观状态颗粒形状和表观状态颗粒形状和表观状态杂质杂质本讲稿第九页，共九十二页 骨料的性质对混凝土性质的影响骨料的性质对混凝土性质的影响混凝土性质混凝土性质混凝土性质混凝土性质相应的骨料性质相应的骨料性质相应的骨料性质相应的骨料性质抗抗抗抗冻冻冻冻性性性性稳稳稳稳定性，孔隙率，孔定性，孔隙率，孔定性，孔隙率，孔定性，孔隙率，孔结结结结构，渗透性，构，渗透性，构，渗透性，构，渗透性，饱饱饱饱和度，抗拉和度，抗拉和度，抗拉和度，抗拉强强强强度，度，度，度，织织织织构和构和构和构和结结结结构，构，构，构，黏土黏土黏土黏土矿矿矿矿物物物物抗干湿性抗干湿性抗干湿

7、性抗干湿性孔孔孔孔结结结结构，构，构，构，弹弹弹弹性模量性模量性模量性模量抗冷抗冷抗冷抗冷热热热热性性性性热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系数系数系数系数耐磨性耐磨性耐磨性耐磨性硬度硬度硬度硬度碱集料反碱集料反碱集料反碱集料反应应应应存在异常的硅存在异常的硅存在异常的硅存在异常的硅质质质质成分成分成分成分强强强强度度度度强强强强度，表面度，表面度，表面度，表面织织织织构，清构，清构，清构，清洁洁洁洁度，度，度，度，颗颗颗颗粒形状，最大粒径粒形状，最大粒径粒形状，最大粒径粒形状，最大粒径收收收收缩缩缩缩和徐和徐和徐和徐变变变变弹弹弹弹性模量，性模量，性模量，性模量，颗颗颗颗粒形状，粒形状，粒形状，粒形状

8、，级级级级配，清配，清配，清配，清洁洁洁洁度，最大粒径，黏土度，最大粒径，黏土度，最大粒径，黏土度，最大粒径，黏土矿矿矿矿物物物物热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系数系数系数系数热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系数，系数，系数，系数，弹弹弹弹性模量性模量性模量性模量热导热导热导热导率率率率热导热导热导热导率率率率比比比比热热热热容容容容比比比比热热热热容容容容容重容重容重容重相相相相对对对对密度，密度，密度，密度，颗颗颗颗粒形状，粒形状，粒形状，粒形状，级级级级配，最大粒径配，最大粒径配，最大粒径配，最大粒径弹弹弹弹性模量性模量性模量性模量弹弹弹弹性模量，泊松比性模量，泊松比性模量，泊松比性模量，泊松比易滑性

9、易滑性易滑性易滑性趋趋趋趋向于磨光向于磨光向于磨光向于磨光经济经济经济经济性性性性颗颗颗颗粒形状，粒形状，粒形状，粒形状，级级级级配，最大粒径，需要的加工量，可配，最大粒径，需要的加工量，可配，最大粒径，需要的加工量，可配，最大粒径，需要的加工量，可获获获获量量量量本讲稿第十页，共九十二页 砂、石的技术质量要求：砂、石的技术质量要求：*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

10、能。且提高混凝土的密实度、强度等性能。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本讲稿第十一页，共九十二页 （1）砂的颗粒级配评定和粗细程度）砂的颗粒级配评定和粗细程度 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的六个标的六个标准筛，测量各筛筛余量的质量准筛，测量各筛筛余量的质量mi，计算，计算出各筛的分

11、计筛余量和累计筛余量。出各筛的分计筛余量和累计筛余量。本讲稿第十二页，共九十二页*砂的筛分析法的几个概念：砂的筛分析法的几个概念：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=mi/500;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。即本讲稿第十三页，共九十二页筛孔筛孔/mm分计分计筛余筛余量量/g分计筛余分计筛余率率

12、%累计筛余率累计筛余率%4.75m12.36m21.18m30.60m40.30m5 0.15m6本讲稿第十四页，共九十二页*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）%。本讲稿第十五页，共九十二页砂的粗细程度判断标准砂的粗细程度判断标准：n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：普通混凝土优先使用普通混凝土优先

13、使用中砂中砂 MX=3.02.3；粗砂粗砂：=3.73.1；中砂：中砂：=3.02.3；细砂细砂：=2.21.6特细砂：特细砂：=1.50.7。本讲稿第十六页，共九十二页例题例题：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 853142124181731738628097本讲稿第十七页，共九十二页n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

14、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中两中两种砂的级配情况与粗细程度？种砂的级配情况与粗细程度？本讲稿第十八页，共九十二页（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 n为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。骨料也要求有良好的颗粒级配。骨料也要求有良好的颗粒级配。骨料也要求有良好的颗粒级配。

15、n石子粒径石子粒径D的一般范围的一般范围：4.75mmD150mm时，时，节约水泥的效果不明显。节约水泥的效果不明显。所以所以最大粒径不宜超过最大粒径不宜超过150mm。本讲稿第二十二页，共九十二页*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。本讲稿第

16、二十三页，共九十二页石子的颗粒级配：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。本讲稿第二十四页，共九十二页方孔方孔筛筛，mmmm2.362.364.754.759.509.5016.016.019.

17、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 05 531.531.59595100100909010010070709090151545450 05 50 05 5404095951

18、0010070709090303065650 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粗骨料的颗粒级配粗骨料的颗粒级配本讲稿第二十五页，共九十二页石子的颗粒级配按供应情况分为连续粒级

19、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),每一每一级粗骨料都有适量的比例。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。当粗颗粒最大粒径大于当粗颗粒最大粒径大于37.5mm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。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。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，应优先选用连续级配优先选用连续级配；一般不宜选用；一般不宜选用“单一单一”

20、的单粒级来设计混凝土。的单粒级来设计混凝土。本讲稿第二十六页，共九十二页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。n n混凝土用水的基本质量要求是：混凝土用水的基本质量要求是：混凝土用水的基本质量要求是：混凝土用水的基本质量要求是：n不能含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；n不得影响混凝土强度的发展和耐久性。n不得加快混凝土用钢筋的锈蚀和脆断；n保证混凝土的表面不受污染。n现实生活中，凡是现实生活中，凡是可以饮用的自来

21、水可以饮用的自来水和和清洁的天然水清洁的天然水，都可以用来拌制和养护，都可以用来拌制和养护混凝土。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？本讲稿第二十七页，共九十二页2.1.4 混凝土外加剂n n混凝土外加剂的定义：混凝土外加剂的定义：混凝土外加剂的定义：混凝土外加剂的定义：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特意掺入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

22、不大于水泥质量的的物质，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，因此，的混凝土和砂浆中使用了外加剂，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）以外的凝材料、粗骨料、细骨料和水）以外的第五种重要组成材第五种重要组成材料料。本讲稿第二十八页，共九十二页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剂改善混凝土拌合物流变性能的外加剂：n减水剂减水剂：混凝

23、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”减水剂的作用机理减水剂的作用机理减水剂的作用机理减水剂的作用机理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；本讲稿第二十九页，共九十二页絮凝状结构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

24、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。本讲稿第三十页，共九十二页减水剂的作用效果：减水剂的作用效果：减水剂的作用效果：减水剂的作用效果：（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）

25、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。本讲稿第三十一页，共九十二页常用的减水剂常用的减水剂常用的减水剂常用的减水剂（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

26、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。本讲稿第三十二页，共九十二页（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、

27、3FG等。n适宜掺量0.20.3，减水率10左右，属缓凝减水剂。本讲稿第三十三页，共九十二页p引气剂：引气剂：n定义定义：指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、稳定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。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，被年代出现于美国，被认为是混凝土材料发展进程中的重大发现，现广泛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应用于工程中n我国常用的引气剂：我国常用的引气剂：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

28、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；本讲稿第三十四页，共九十二页第二类外加剂：第二类外加剂：调节混凝土凝结时间和调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂硬化性能的外加剂：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；本讲稿第三十五页，共九十二页 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 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

29、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 本讲稿第三十六页，共九十二页第三类外加剂：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：n加气剂加气剂：如铝粉等；如铝粉等；n防水剂防水剂；n阻锈剂：阻锈剂：指能减少混凝土中钢筋的锈蚀。指能减

30、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：n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。n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。n着色剂：着色剂：本讲稿第三十七页，共九十二页2.2 2.2 普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计 (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：n通常用通常用1m3混凝

31、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混凝土混凝土中，水泥：中，水泥：300kg,水：水：180kg,砂子砂子:720kg,石子石子:2400kg;n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，其中水泥为，其中水泥为300kg本讲稿第三十八页，共九十二页（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

32、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：本讲稿第三十九页，共九十二页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！本讲稿第四十页，共九十二页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

33、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的而获得的初步配合比初步配合比；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、石的含水率含水率，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本讲稿第四十一页，共九十二页一、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：

34、水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量之比；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混凝土的强度强度和和耐耐久性久性。（3）水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，而且在比过小，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；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两方面来考虑：面来考虑：本讲稿第四十二页，共九十二页（a）求满足强度要求的水灰

35、比（）求满足强度要求的水灰比（W/C）1：混凝土强度等级混凝土强度等级 C7.5C20 4.0 C20C35 5.0 C35 6.0 混凝土的配置强度公式如下：混凝土的配置强度公式如下：本讲稿第四十三页，共九十二页又由又由P71 公式（公式（5.3）可知，混凝土的配置可知，混凝土的配置强度与水灰比（强度与水灰比（W/C）的关系为）的关系为：本讲稿第四十四页，共九十二页由上述公式（由上述公式（1）、（）、（2）可求得满足强度要求）可求得满足强度要求的水灰比的水灰比（W/C）1：本讲稿第四十五页，共九十二页（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

36、及使用环境，主要是根据结构的类型以及使用环境，查表查表可可求得该环境下结构的最大水灰比求得该环境下结构的最大水灰比（W/C）2，即为即为满足耐久性要求的水灰比；满足耐久性要求的水灰比；混凝土所混凝土所混凝土所混凝土所处处处处的的的的环环环环境要求境要求境要求境要求最大水灰比最大水灰比最大水灰比最大水灰比无无无无钢钢钢钢筋混凝土筋混凝土筋混凝土筋混凝土钢钢钢钢筋混凝土筋混凝土筋混凝土筋混凝土不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥环环环环境境境境不不不不规规规规定定定定0.650.65无无无无冻冻冻冻害的潮湿害的潮湿害的潮湿害的潮湿环环环环境境境境0.700.70

37、0.600.60有有有有冻冻冻冻害的潮湿害的潮湿害的潮湿害的潮湿环环环环境境境境0.550.550.550.55有有有有冻冻冻冻害和有除冰害和有除冰害和有除冰害和有除冰剂剂剂剂的潮湿的潮湿的潮湿的潮湿环环环环境境境境0.500.500.500.50本讲稿第四十六页，共九十二页（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、又满从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐久性要求的水灰比为：足耐久性要求的水灰比为：本讲稿第四十七页，共九十二页2 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

38、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。本讲稿第四十八页，共九十二页序序序序号号号号结结结结构构构构类类类类型型型型坍落度坍落度坍落度坍落度振振振振动动动动器器器器捣实捣实捣实捣实人工人工人工人工捣实捣实捣实捣实1 1基基基基础础础础或地面等的或地面等的或地面等的或地面等的垫层垫层垫层垫层131313132 2无筋基无筋基无筋基

39、无筋基础础础础或少筋基或少筋基或少筋基或少筋基础础础础131335353 3主柱、梁、板主柱、梁、板主柱、梁、板主柱、梁、板353557574 4配筋密列的薄壁、配筋密列的薄壁、配筋密列的薄壁、配筋密列的薄壁、细细细细柱等柱等柱等柱等57577979 不同结构类型的坍落度不同结构类型的坍落度不同结构类型的坍落度不同结构类型的坍落度混凝土所需混凝土所需混凝土所需混凝土所需坍落度坍落度坍落度坍落度/cm/cm石子最大粒径（石子最大粒径（石子最大粒径（石子最大粒径（mmmm）卵石卵石卵石卵石碎石碎石碎石碎石1010202031.31.5 540401616202031.31.5 540401.03.

40、01.03.019019017017016016015015020020018185 517517516165 53.55.03.55.020020018018017017016016021021019195 518518517175 55.57.05.57.021021019019018018017017022022020205 519519518185 57.59.07.59.021521519519518518517517523023021215 520520519195 5 1m1m3 3混凝土的用水量混凝土的用水量混凝土的用水量混凝土的用水量本讲稿第四十九页，共九十二页例如：例如：要

41、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,试求单位用试求单位用水量？水量？解：解：n 思路：思路：n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的种类粗颗粒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：mW0=180kg/m3.？思考题：如果改为碎石，则单位用水量为多少？为什么？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？两者不同？mW0=195k

42、g/m3.本讲稿第五十页，共九十二页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：（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本讲稿第五十一页，共九十二页混凝土所混凝土所混凝土所混凝土所处处处处的的的的环环环环境要求境要求境要求境要求最小水泥用量最小水泥用量最小水泥用量最小水泥用量无无无无钢钢钢钢筋混凝土筋混凝土筋混凝土筋混凝土钢钢钢钢筋混凝土筋混凝土筋

43、混凝土筋混凝土不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥不受雨雪影响的干燥环环环环境境境境200200260260无无无无冻冻冻冻害的潮湿害的潮湿害的潮湿害的潮湿环环环环境境境境225225280280有有有有冻冻冻冻害的潮湿害的潮湿害的潮湿害的潮湿环环环环境境境境250250280280有有有有冻冻冻冻害和有除冰害和有除冰害和有除冰害和有除冰剂剂剂剂的潮湿的潮湿的潮湿的潮湿环环环环境境境境300300300300本讲稿第五十二页，共九十二页例如：例如：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径粗颗粒为卵石，且最大粒径Dmax=20mm

44、,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？解：（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及以及最大最大粒径粒径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：（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,可得可得最小最小水泥用量为水泥用量为260 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mc

45、o=300kg/m3本讲稿第五十三页，共九十二页4 确定混凝土的砂率确定混凝土的砂率 q q砂率砂率是指砂所占的体积与砂、石总体积的百是指砂所占的体积与砂、石总体积的百分比。确定砂率的分比。确定砂率的原则原则是以砂来填充石子的空是以砂来填充石子的空隙，并稍有富余。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（卵石或碎石）（卵石或碎石）以及以及最大粒径确定最大粒径确定；查表确定；查表确定 水灰比水灰比水灰比水灰比（W/CW/C）卵石最大粒径（卵石最大粒径（卵石最大粒径（卵石最大粒径（mmmm）碎石最大粒径（碎石最大粒径（碎石最大粒径（碎石最大粒径（mmmm）1010202

46、040401616202040400.40.42632263225312531243024303035303529342934273227320.50.53035303529342934283328333538353832373237303530350.60.63338333832373237313631363641364135403540333833380.70.7364136413540354034393439394439443843384336413641本讲稿第五十四页，共九十二页例：例：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒卵石

47、，且最大粒Dmax=20mm,水灰比水灰比W/C=0.6，试，试确定混凝土的砂率？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%本讲稿第五十五页，共九十二页5 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n（1）假定容重法：）假定容重法：就是在计算时，先假定所配置假定所配置的混凝土的假定容重为一定值的混凝土的假定容重为一定值，然后根据水泥、水、然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度乘以总体积的原理来砂和石的总质量等于表观

48、密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质量，即：求解砂和石的质量，即：本讲稿第五十六页，共九十二页混凝土强度等级 C10 C15C30 C30假定容重（假定容重（假定容重（假定容重（kg/mkg/m3 3）23602360 24002400 24502450本讲稿第五十七页，共九十二页（2）体积法原理：）体积法原理：假定混凝土拌合物的总体积假定混凝土拌合物的总体积（1m3)等于各组成材料的绝对体积以及拌合等于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的体积之和物中所含空气的体积之和.本讲稿第五十八页，共九十二页 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、

49、水、砂和石的用量分别为：混凝土中水泥、水、砂和石的用量分别为：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、水、砂和石的用量之比为：mco:mwo:mso:mgo，水灰比水灰比W/C=mwo：mcon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经验公通过查表或经验公式求得式求得；n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；n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

50、 即进行所谓的即进行所谓的实验实验室配合比设计室配合比设计。本讲稿第五十九页，共九十二页 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强度的校核。度的校核。（1）和易性的调整：）和易性的调整：n调整的目的调整的目的：na）使和易性满足施工的要求；）使和易性满足施工的要求；nb）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；n调整的方法及步骤：调整的方法及步骤：n 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，配置成混凝土拌合配置