第五章水泥混凝土与砂浆.pptx

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1、会计学1第五章水泥第五章水泥(shun)混凝土与砂浆混凝土与砂浆第一页，共73页。砼因其具有很高的抗压强度但抗强度低，因此(ync)通常在砼构件受拉区中配加钢筋以承受抗力加有钢筋的砼称为钢筋砼，未设加钢筋的称为素砼。第1页/共73页第二页，共73页。按混凝土流动性可分为：塑性混凝土、低流动性混土、干性混凝土按用途可分为：高聚物改性混凝土、纤维增强混凝土、补偿(bchng)收缩混凝土流态混凝土。第2页/共73页第三页，共73页。第五章第五章第五章第五章 水泥水泥水泥水泥(shu(shu n)n)混凝土混凝土混凝土混凝土第五章第一节 水泥混凝土的技术性质 第二节 普通水泥混凝土的组成设计 第四节

2、路面水泥混凝土的组成设计 第三节 混凝土外加剂 第3页/共73页第四页，共73页。一、普通水泥砼的技术(jsh)性质1、混凝土拌合物的施工和易性 混凝土拌合物是指在施工过程中使用的尚未凝结硬化的水泥混凝土，亦称为新拌水泥混凝土。新拌水泥混凝土施工和易性的概念 新拌混凝土的施工和易性，又称工作性，是指混凝土拌合物在现有施工条件下（气候条件、施工机具等），易于施工操作（搅拌、运输、浇注、振捣和表面处理）并获得质量均匀、成型密实的混凝土结构物的性能。混凝土拌合物的施工和易性是一项综合技术性质，包括流动性、振实性、粘聚性、保水性等方面的含义。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振动密实作用下能产生适当地

3、流动并均匀密实地填满模板的性能。振实性是指混凝土拌合物易于振捣密实、排出(pi ch)所有被挟带空气的性质。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第4页/共73页第五页，共73页。粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成(z chn)材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象,混凝土的均匀密实及离析现象。新拌混凝土的密实和离析对比 保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保水能力，不致产生(chnshng)严重的泌水现象。通常将水分逐渐析出至混凝土拌合物表面的现象称为泌水，水分析出后会在混凝土内部形成泌水通道，使混凝土的密实性、耐久性下降。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质

4、 第5页/共73页第六页，共73页。2、施工和易性的测定方法 目前国际上还没有一种能够全面测试(csh)新拌混凝土施工和易性的方法。通常的试验方法大都凭借经验提出，且在一定的条件下测试(csh)混凝土拌合物和易性的某一方面。坍落度试验 坍落度试验由美国查普曼（Chapman）首先提出，我国行业标准公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTE E302005）规定：将搅拌好的混凝土拌合物分三层装入标准的坍落度圆锥筒内，每层装入高度稍大于筒高的1/3，并用弹头棒在每层上均匀捣插 25 次。多余试样用镘刀刮平，然后垂直提取圆锥筒并放于锥体混凝土试样一旁，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高差，即为新

5、拌混凝土拌合物的坍落度。试验结果mm 为单位并修约至最接近的 5mm。坍落度越大表示混凝土拌合物的流动性越大。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第6页/共73页第七页，共73页。在测试坍落度后，可判断被测混凝土的粘聚性、保水性等。用捣棒在已坍落的混凝土锥体试样的一侧轻轻敲击，如锥体在轻打后逐渐下沉则表示粘聚性良好，如锥体突然倒塌、部分崩裂或发生石子离析现象则表示粘聚性较差。保水性指水分从拌合物中的析出情况，如果提起坍落筒后有少量水分从底部析出则表示保水性良好，若析出水分较多并引起锥体试样中的集料外露，则表示该混凝土拌合物的保水性较差。坍落度试验适用于集料公称最大粒径不大于 31.5mm，

6、坍落度值不小于 10mm的混凝土拌合物，且该试验只对富水泥浆的新拌混凝土才敏感。相同性质不同组成的新拌混凝土，他们(t men)的工作性可能有很大差别，但却可得到相同的坍落度值。因此，坍落度值不是满意的工作性评价指标。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第7页/共73页第八页，共73页。维勃稠度试验 维勃稠度试验（VB 稠度试验）由瑞典 V.皮纳（Bahrner）首先提出。适用于坍落度小于 10mm的干硬性混凝土拌合物 。公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E302005）规定：维勃稠度试验方法是将坍落度筒放在直径为 240mm 的圆筒中，圆筒安装在专用的振动台上。按坍落度试验的方

7、法将新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间(shjin)，从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间(shjin)即为新拌混凝土的维勃稠度值，试验结果以秒计并精确至秒。维勃稠度值越大，混凝土拌合物的流动性越小。该法常因无法用肉眼准确判断试验计时的结束点，而降低该试验方法的精确性。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第8页/共73页第九页，共73页。根据我国现行(xinxng)公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTE E302005）规定，路面混凝土稠度分级如表所示。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第9页/共73页第十页，共73页。影响施工和易性的主要因素分析

8、 影响新拌水泥混凝土施工和易性的主要因素分为(fn wi)内因和外因，归纳如下：第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第10页/共73页第十一页，共73页。单位用水量 在组成材料确定的情况下，混凝土拌合物的流动性随单位用水量的增加而增大。当水灰比一定时，若单位用水量过小，则水泥浆数量(shling)过少，混凝土拌合物的粘聚性较差，易发生离析和崩坍，且不易成型密实；但若单位用水量过多，在混凝土拌合物流动性增加的同时，会由于水泥浆过多而出现泌水、分层或流浆现象，致使拌合物产生离析。单位用水量过多还会导致混凝土产生收缩裂缝，使混凝土强度和耐久性严重降低。水灰比 水灰比指水与水泥的质量比。水灰比小则

9、水泥浆稠度大，混凝土拌合物的流动性小，水灰比过小时则不能保证混凝土的密实成型。若水灰比过大，水泥浆稠度较小，混凝土拌合物的流动性增加，但可能会引起混凝土拌合物粘聚性和保水性不良(bling)，甚至产生严重的泌水和离析现象，导致混凝土强度和耐久性的降低。混凝土拌合物坍落度与单位用水量的关系第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第11页/共73页第十二页，共73页。砂率 砂率是指混凝土中的细集料的质量占全部集料总质量的百分比，它反映了粗细集料的相对比例。在一定砂率范围内，随砂率的增加润滑作用越明显，流动性得以提高；砂率超过(chogu)一定范围后，流动性反而随砂率的增加而降低。如果砂率过小，砂

10、浆数量不足会导致混凝土拌合物粘聚性和保水性降低，产生离析和流浆现象。因此，混凝土的砂率存在一个最佳值，可使混凝土拌合物获得所要求的流动性以及良好的粘聚性和保水性。水泥的品种和细度 对于给定的水泥混凝土拌合物，水泥细度增加会使流动性降低，这种影响(yngxing)对水泥用量较高的拌合物较为明显，但较细的水泥可以改善混凝土拌合物的粘聚性，减轻离析和泌水等现象。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第12页/共73页第十三页，共73页。集料的性质 混凝土拌合物的和易性主要与集料的最大粒径、级配、颗粒形状、表面粗糙程度和吸水性有关。一定质量的集料，其最大粒径减小会使比表面积增大，比表面增大就需要更

11、多的水泥浆来润滑。针片状颗粒含量(hnling)较少、圆形颗粒较多、级配较好的集料，其组成的混凝土拌合物流动性较大，粘聚性和保水性较好。表面粗糙多棱角的集料会增加混凝土拌合物的内摩擦力，使流动性降低。吸水性大的集料，会加快混凝土拌合物的和易性损失速率。外加剂 在混凝土拌合物中加入少量的外加剂可以在不改变用水量和水泥(shun)用量的情况下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，同时提高混凝土的强度和耐久性。环境因素影响新拌水泥混凝土和易性的环境因素包括：温度、湿度(shd)和风速。环境温度升高会使水泥水化速度加快、水分蒸发增加，导致拌合物坍落度减小。同样，风速和湿度(shd)通过影响水分的蒸发速度也

12、会影响混凝土拌合物的流动性。时间因素 混凝土拌合物在搅拌后，其坍落度随时间的延长逐渐减小，称为坍落度损失。第一节 水泥混凝土的技术性质 第13页/共73页第十四页，共73页。道路混凝土拌合物的和易性 对于滑模摊铺机施工(sh gng)的碎石混凝土最佳工作坍落度为2550mm，允许波动范围1065 mm；卵石混凝土最佳工作坍落度为2040 mm，允许波动范围555 mm。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第14页/共73页第十五页，共73页。二、硬化后混凝土的强度(qingd)特征1、强度 按我国国家标准普通混凝土力学性能试验方法(fngf)（GB/T 500812002）规定，混凝土的强

13、度包括：立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗弯拉强度、劈裂抗拉强度。1）抗压强度标准与强度等级 （1）立方体抗压强度（fcu）：边长为150mm的立方体试件，（T：203，相等强度90%以上）标养28天测试的强度。（2）立方体抗压强度标准值（fcu,k）：边长为150mm的立方体试件，在 28d龄期，标准试验方法测定的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(chogu)5%（95%保证率），以N/mm3。（3）强度等级（grading strength）现行规范（GBJ10-89）标准划为C7.5，C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C50，C55与C60共12

14、个强度标准。*砼标号是根据国际中的规定将边长为 150mm立方体试件在203相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中养护 28天，采用标准方法测得的极限抗压强度来表示砼标号。第一节 水泥混凝土的技术性质 第15页/共73页第十六页，共73页。2）轴心抗压强度（fcp）用立方体试件进行抗压强度试验时，由于材料试验机的承压板对试件局部的摩阻效应使期强度有较大的提高，因而用棱柱体（h/b=2）的试件。150mm150mm300mm棱柱体作为标准试件的抗压强度。与立方体抗压强度不同，轴心抗压强度采用棱柱体作为标准试件进行轴心抗压强度测定(cdng)。大量试验表明：立方体抗压强度为1055MPa 的范围内，

15、轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0.70.8。3）壁裂抗拉强度（fts）国标（GBJ81-85）规定，150mm150mm550mm的梁形试件，标准条件下养护28d后，三分点加荷方式求得。由于直接抗拉试验时，试件在夹具附近易产生局部破坏且易受到弯折作用，导致试验结果波动(bdng)较大。因此，常采用劈裂抗拉试验法间接求出混凝土的抗拉强度。劈裂抗拉强度约为轴心抗压强度的0.9 倍。4）弯拉强度（抗折强度）（fcf）道路以及机场工程混凝土控制指标(zhbio)，三分点加荷进行测试。第一节 水泥混凝土的技术性质 第16页/共73页第十七页，共73页。2影响强度的主要因素(yn s)分析 a）b）

16、c）a 图显示混凝土的破坏(phui)发生在集料和水泥石的粘结面上，这是混凝土最常见的破坏(phui)形式；b 图显示集料自身发生破裂，此类情况多发生在高强度混凝土中；c 图是水泥石发生破坏(phui)，这种情况在低强度水泥混凝土中并不多见。因此，普通水泥混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与集料的界面粘结强度。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第17页/共73页第十八页，共73页。混凝土强度(qingd)影响因素归纳如下：第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第18页/共73页第十九页，共73页。混凝土组成材料的影响 材料组成是混凝土形成强度的内因，主要取决于水泥、水、砂、石及外加

17、剂等的质量和配合比。水泥的强度和水灰比 水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量则取决于水泥的强度和水灰比。当试验条件相同时，在相同水灰比条件下，水泥强度越高，则水泥石强度越高，从而(cng r)使用其配制的混凝土强度也越高。在水泥强度相同的情况下，水灰比越小，水泥石的强度越高，与集料的粘结力越大，混凝土的强度越高。水泥浆的用量 当水泥浆用量不足时，会使砂浆粘聚性变差，施工时易出现离析现象，硬化后混凝土强度低，耐久性差，耐磨性差，易起粉，翻砂；集料间的水泥浆润滑不够，施工流动性差，混凝土难于(nny)密实成型。当水泥浆用量过多时，会使混凝土成本提高，混凝土硬化后收

18、缩增大，易引起干缩裂缝。第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第19页/共73页第二十页，共73页。集料特性 影响混凝土强度的集料特性包括：集料的强度、粒形及粒径等。为提高混凝土强度应优选接近球形或立方形集料，使用针片状颗粒含量较高的集料，不但影响施工还会增加混凝土的孔隙率，扩大混凝土中集料的表面积，导致混凝土强度降低。适当(shdng)增大集料的粒径也对提高混凝土强度有利，但粒径过大会减小集料的表面积，使粘结强度降低，导致混凝土强度降低。较大集料也会限制水泥石的收缩从而产生较大的应力，使混凝土产生开裂后期强度降低。养护(yngh)条件的影响 对于给定的混凝土，水泥的水化速度与程度、水化产物

19、结构特征都取决于养护(yngh)的温度和湿度条件。养护温度 当养护温度较高时，可以增大水泥初期水化速度，混凝土早期强度也高。早期养护温度越高，混凝土后期强度增进率越小。养护湿度 在混凝土养护期间应维持一定的潮湿环境，以便产生更多的水化产物是混凝土密实度增加。特别(tbi)是在夏季气温较高、水分蒸发较快时，更应注意混凝土的养护。第一节 水泥混凝土的技术性质 第20页/共73页第二十一页，共73页。混凝土强度与养护湿度的关系 1-空气养护；2-九个月后水中养护；3-三个月后水中养护；4-标准湿度条件下养护。混凝土强度与养护温度的关系第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第21页/共73页第二十

20、二页，共73页。混凝土强度随时间的增长a)龄期为常数坐标；b)龄期为对数坐标混凝土龄期的影响 在标准养护条件下，混凝土的强度(qingd)随龄期的增长而提高，在最初的37d 内发展较快，28d 达到设计强度(qingd)规定的数值，以后强度(qingd)发展逐渐缓慢。在对数坐标下，混凝土的强度(qingd)与其龄期的对数大致呈正比关系试验条件和施工质量 组成材料、制备条件及养护条件相同的混凝土试件，其力学强度还受试验条件的影响(yngxing)。主要影响(yngxing)因素有：试件形状与尺寸、试件湿度、试件温度、支承条件和加载方式等。混凝土结构物的施工质量同样会对混凝土的强度产生影响(yng

21、xing)，其中包括：配料的准确性、搅拌的均匀性、振捣效果等。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第22页/共73页第二十三页，共73页。三、硬化(ynghu)混凝土的变形特性混凝土的变形主要有：弹性变形、徐变变形、温度(wnd)变形和干缩变形等四类。弹性变形混凝土的应力应变特征 弹性变形是指当荷载施加于材料时立即出现、荷载卸除后立即消失的变形。但水泥混凝土是一种多相复合材料(f h ci lio)，在较低的荷载水平下重复加载和卸载时，每一次卸载都会残留部分残余变形。它的应力应变关系曲线如图所示。当第一次加载卸载后，加载曲线 OA，卸载曲线AC，残余变形OC。经四次循环后残余变形总量为

22、OC。混凝土应力-应变特征示意图弹性模量 在混凝土应力应变曲线上，任一点的应力与应变的比值称为混凝土在该应力下的弹性模量。如图所示，弹性模量分为三种：初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。第一节 水泥混凝土的技术性质 第23页/共73页第二十四页，共73页。弹性模量(tn xn m lin)影响因素徐变变形 混凝土在持续荷载的作用下，随时间增长(zngzhng)的变形称为徐变变形，也称为蠕变。混凝土的徐变变形在早期增长(zngzhng)很快，然后逐渐减慢，一般要 23 年才可能基本趋于稳定。如果所承受的持续荷载较大，可能会导致混凝土结构破坏。所以在结构设计时必须考虑徐变的影响，否则，可能会

23、导致对整个结构变形的严重估计不足。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第24页/共73页第二十五页，共73页。干缩变形 混凝土处于干燥环境中时，混凝土内部的水分蒸发而引起的混凝土体积收缩，称为干燥收缩简称干缩。混凝土的干缩变形进行得很慢而且是由表面向内部逐渐(zhjin)进行，因此会产生表面收缩大，内部收缩小，导致混凝土表面受到拉力作用，易在混凝土表面将产生裂缝。此外，在混凝土干缩过程中，集料并不产生收缩，因而在集料与水泥石界面上产生微裂缝，对混凝土的强度及耐久性产生不利影响，尤其是对大体积混凝土工程危害更大。温度变形 混凝土因热胀冷缩性质产生的变形称为温度变形。温度变形对大体积混凝土工

24、程和在温差较大季节施工的混凝土结构极为(j wi)不利。为减小温度变形对混凝土性能的不利影响，在纵长的混凝土及钢筋混凝土结构物中，每隔一段长度，设置温度伸缩缝，在结构物中设置温度钢筋。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第25页/共73页第二十六页，共73页。四、硬化(ynghu)混凝土的耐久性 混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中，抵抗周围环境介质作用保持其质量(zhling)和使用质量(zhling)的能力。1.混凝土的抗冻性 混凝土的抗冻性即指混凝土抵抗(dkng)冻融循环破坏作用的能力，它是决定混凝土耐久性的主要因素。混凝土的抗冻性一般以抗冻标号来表示。抗冻标号是以龄期 28d

25、的标准试件吸水饱和后，在-15-20至1520的温度条件下反复冻融循环，以满足抗压强度下降不超过 25%,质量损失不超过 5%时所能承受的最大冻融循环次数来确定。混凝土的抗冻性也可以按照同时满足相对动弹性模量值不小于60%和质量损失不超过 5%时所能承受的最大循环次数来确定。混凝土抗冻标号有 D10、D15、D25、D50、D100、D150、D200、D250 和D300、共九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为 10、15、25、50、100、150、200、250 和300 次。第一节 水泥混凝土的技术性质 第26页/共73页第二十七页，共73页。2.混凝土的抗渗性 混凝土对

26、液体或气体渗透的抵抗能力称为混凝土的抗渗性。混凝土的抗渗性以抗渗标号来表示。采用标准养护 28d 的标准试件，依规定的方法进行试验，按混凝土所能承受(chngshu)的最大水压力，将混凝土的抗渗标号分为六个等级：S2、S4、S6、S8、S10 和S12，分别表示混凝土能抵抗 0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa 和1.2MPa 的水压力而不渗水。通常为缩短试验时间，简化试验过程也可用氯离子渗透法来测试混凝土的抗渗性能。综上所述，混凝土的抗冻性和抗渗性均与混凝土密实程度，即孔隙总量及孔隙结构特征有关。因此可以采取有效措施改善混凝土的孔隙结构，减少混凝土内部的毛细管

27、通道，以提高混凝土的抗冻性和抗性。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第27页/共73页第二十八页，共73页。3.耐磨性 耐磨性是指混凝土抵抗表层磨擦损伤的能力。因此，耐磨性是道路和桥梁用混凝土结构的重要性能之一。混凝土耐磨性评价，以试件磨损面上单位(dnwi)面积的磨损量作为评定混凝土耐磨性的相对指标。以边长 150mm 的立方体试件，养生至 27 天龄期，在60温度下烘干恒重，然后在带有花轮磨头的混凝土磨耗试验机上，在200N 负荷下磨削50 转，计算磨损量：混凝土的耐磨性与其强度等级有密切关系，同时也与水泥品种(pnzhng)、集料硬度有关，细集料对路面混凝土的耐磨性有较大影响。欲

28、提高混凝土抗磨损能力，应提高混凝土的断裂韧性，降低脆性，减少原生缺陷，提高硬度及降低弹性模量。第一节 水泥(shun)混凝土的技术性质 第28页/共73页第二十九页，共73页。4、混凝土中的碱集料反应（1）碱-集料反应 混凝土中所含水泥中的碱与某些碱活性集料在有水存在的条件下发生化学反应，可引起混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏，这种化学反应称为碱集料反应(简称ARR)。碱集料反应必须具备三个条件：混凝土中的集料具有碱活性；混凝土中含有一定量的可溶性碱；有一定湿度。根据集料中活性物质类型，可将碱集料反应分为两种类型：碱硅反应（ASR）：碱与集料中活性二氧化硅反应；碱碳酸盐反应（ACR）：碱与集料中活

29、性碳酸盐反应。（2）碱活性检验 为避免碱集料反应的发生，应进行碱活性检验。采用岩相法判断集料中是否存在与碱发生反应的活性成分。若集料中含有活性二氧化硅，应采用化学法和砂浆长度法进行检验；若含有活性碳酸盐的集料，应使用岩石柱法进行检验,具体流程(lichng)如下：第一节 水泥混凝土的技术(jsh)性质 第29页/共73页第三十页，共73页。第五章第五章第五章第五章 水泥水泥水泥水泥(shu(shu n)n)混凝土混凝土混凝土混凝土第五章第一节 水泥混凝土的技术性质 第二节 普通水泥混凝土的组成设计 第四节 路面水泥混凝土的组成设计 第三节 混凝土外加剂 第30页/共73页第三十一页，共73页。

30、一、普通水泥混凝土的组成(z chn)设计1、原材料的技术要求水泥品种和强度 水泥是混凝土的使用性能和工程经济性很大程度上取决于水泥的质量和用量。在满足工程要求的前提下，应选用价格较低的水泥品种，以节约工程造价。选用水泥强度时，应以能使所配的混凝土强度达到要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。如果用高标号水泥配制低强度等级的混凝土，就会造成水泥的浪费，此时可以考虑掺加一定数量的掺合料。用低标号水泥配制高强度等级混凝土，会加大水泥用量造成浪费，同时(tngsh)影响混凝土的其它技术性质。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计 混凝土配合比设计就是根据原材料的性能和对混凝土的技术要求，通过

31、计算和试配凋整，确定出满足工程技术经济指标的混凝土各组成材料的用量。其中，对混凝土的技术要求包括：与施工条件相适应的和易性，硬化后应满足设计强度等级和耐久性等。第31页/共73页第三十二页，共73页。粗集料(j lio)选择粗集料(j lio)时要保证其具有稳定的物理性能和化学性能，不与水泥发生有害反应。强度和坚固性 为保证混凝土的强度要求，粗集科必须具有足够的强度。碎石和卵石的强度采用岩石立方体抗压强度和压碎指标两种方式表示。为保证混凝土的耐久性，用作混凝土的粗集料(j lio)应具有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用有害杂质 粗集科中常含一些有害杂质，如粘土、淤泥、硫酸盐及硫化物

32、和有机物等。它们粘附在集料(j lio)表面，妨碍水泥与集料(j lio)粘结，降低混凝土的抗渗性和抗冻性，硫酸盐、硫化物、有机物等对水泥也有侵蚀作用。粗集料(j lio)中含泥量、有机物含量、硫化物及硫酸盐含量等不得大于相应等级的技术要求，并应对混凝土所用的碎石或砾石进行碱活性检验。最大粒径及颗粒形状与级配 粗集料(j lio)最大粒径应根据混凝土结构的具体情况及施工方法选取。粗集料(j lio)的粒径增大能够节约水泥，但最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4 和钢筋间最小净距的3/4；在二层或多层密布钢筋结构中，不得超过钢筋最小净距的1/2；在混凝土实心板中，不宜超过板厚的1/3，且不得

33、超过40mm。同时，集料(j lio)中针、片状颗粒不宜过多，以防止降低混凝土的强度。粗集料(j lio)应具有良好的颗粒级配，以减少空隙率，增强密实性，从而可以节约水泥，保证混凝土拌合物的和易性及混凝土的强度。粗集料(j lio)的颗粒级配，可采用连续级配或连续级配与单粒级配合使用。在特殊情况下，需要采用单一的单粒级集料(j lio)配制混凝土时，则应作技术经济分析，并通过试验证明无离折现象或影响混凝土的质量。第二节 普通水泥混凝土的组成(z chn)设计第32页/共73页第三十三页，共73页。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第33页/共73页第三十四页，共73页。细集料 配制混

34、凝土所用的细集料应为级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂。若受施工条件限制缺少河砂或海砂资源(zyun)时，也可使用符合要求的山砂或机制砂。压碎值和坚固性；级配与细度模数第二节 普通水泥混凝土的组成(z chn)设计第34页/共73页第三十五页，共73页。拌合用水 混凝土拌合用水包括：饮用水、洁净的天然水、地下水、海水及经适当(shdng)处理后的工业废水。选用时应根据有害物杂含量和对混凝土物理力学性质的影响进行区分。第二节 普通水泥混凝土的组成(z chn)设计第35页/共73页第三十六页，共73页。外加剂和掺合料 外加剂是能按照一定要求改变混凝土某些性能的物质，一般在混凝土拌合前或拌合

35、过程(guchng)中加入，且掺量不超过水泥质量的 5%，如减水剂、引气剂等。掺合料能改善混凝土的施工和易性、降低混凝土水化热、调解凝结时间等。常见的混凝土用掺合料包括：粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、沸石粉、硅粉及复合型掺合料等。第二节 普通(ptng)水泥混凝土的组成设计第36页/共73页第三十七页，共73页。二、普通水泥混凝土的配合(pih)比设计 混凝土配合比设计就是根据原材料的性能和对混凝土的技术要求，通过计算和试配凋整，确定出混凝土中各组成材料的质量或体积之间的比例(bl)关系。混凝土的配合比可采用如下两种表示方法，混凝土组成设计流程见图：第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第37

36、页/共73页第三十八页，共73页。配合比设计指标 进行普通(ptng)混凝土配合比设计时，主要考虑混凝土拌合物的施工和易性、硬化混凝土的强度和耐久性。混凝土施工和易性选择 坍落度是反映新拌混凝土施工和易性最常用的方法。普通混凝土的坍落度应根据构件截面尺寸大小、钢筋疏密(sh m)和施工方式来确定。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第38页/共73页第三十九页，共73页。混凝土配制强度fcu,0 在实际施工过程中，原材料的质量和施工条件可能会产生波动(bdng)，造成混凝土强度波动(bdng)。因此，必须使混凝土的配制强度大于设计强度要求的强度等级，以使混凝土的强度保证率能满足国家标准

37、的要求。第二节 普通(ptng)水泥混凝土的组成设计第39页/共73页第四十页，共73页。混凝土耐久性为满足耐久性要求，普通混凝土配合(pih)比设计规程（JGJ 552000）中对设计强度C15 的混凝土配合(pih)比中的最大水灰比和最小水泥用量做出了规定。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第40页/共73页第四十一页，共73页。初步配合(pih)比设计步骤计算(j sun)混凝土的配制强度fcu,0计算(j sun)水灰比（W/C）并校核第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第41页/共73页第四十二页，共73页。选定用水量 单位用水量取决于集料特性以及混凝土拌合物施工和

38、易性的要求，按以下方法选用。对于干硬性和塑性混凝土来说，当水灰比在0.40.8 范围时，应根据集料的品种(pnzhng)、最大粒径及施工要求选定混凝土拌合物的流动性。表 1.13 中单位用水量为采用中砂时的平均取值，当采用细砂时，用水量可增加510kg/m3；当采用粗砂时，则可减少510kg/m3。第二节 普通(ptng)水泥混凝土的组成设计第42页/共73页第四十三页，共73页。确定(qudng)砂率第二节 普通(ptng)水泥混凝土的组成设计第43页/共73页第四十四页，共73页。第二节 普通水泥混凝土的组成(z chn)设计第44页/共73页第四十五页，共73页。试验室配合比试配、调整与

39、确定基准配合比 试拌混凝土时应在用水量中扣除集料中过多的含水量值，集料称量也应相应增加。如果按“初步配合比”进行拌制的混凝土其流动性或粘聚性和保水性不好时，应在保持水灰比不变的条件下，调整水泥浆的含量。也可以(ky)根据砂率与流动性的关系，通过调整砂率来改善混凝土的流动性。然后提出供混凝土强度校核用的“基准配合比”：设计(shj)配合比 依“基准配合比”配制混凝土进行强度试验。强度试验时，至少应采用三个不同水灰比的配合比，其中一个为“基准配合比”，另外两个分别较基准配合比增加和减少 0.05，且单位用水量与基准配合比相同。每种水灰比至少制作三块试件，并应标准养护到28d 时进行抗压强度试验。制

40、作混凝土强度试件时，应检验混凝土的和易性（坍落度、或 VB 稠度、粘聚性、保水性），并测定拌合物的表观密度。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值相差超过允许偏差时，可以适当增、减用水量进行调整，也可将砂率酌情增加或减少1%。根据强度试验结果，建立灰水比 C/W 与强度的关系，选定与混凝土配制强度相对于的灰水比 C/W。然后，依下列步骤确定混凝土“设计(shj)配合比”中的各种材料用量。第二节 普通(ptng)水泥混凝土的组成设计第45页/共73页第四十六页，共73页。施工(sh gng)配合比确定第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第46页/共73页第四十七页，共73页。三、普通混

41、凝土配合(pih)比设计示例第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第47页/共73页第四十八页，共73页。第48页/共73页第四十九页，共73页。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第49页/共73页第五十页，共73页。第二节 普通水泥(shun)混凝土的组成设计第50页/共73页第五十一页，共73页。第五章第五章第五章第五章 水泥水泥水泥水泥(shu(shu n)n)混凝土混凝土混凝土混凝土第五章第一节 水泥混凝土的技术性质 第二节 普通水泥混凝土的组成设计 第四节 路面水泥混凝土的组成设计 第三节 混凝土外加剂 第51页/共73页第五十二页，共73页。混凝土外加剂是在混凝土拌

42、合时或拌合前掺入的、掺量一般不大于水泥重量5%，并能按要求(yoqi)改变混凝土性能的材料。第三节 混凝土外加剂第52页/共73页第五十三页，共73页。1、减水剂：砼坍落度相同条件下，能减小拌和用水的外加剂，减水剂是一种表面活性物质，能空白吸附水颗粒表面电荷使水泥颗粒易于分散开来，使掺减水剂的水泥浆体成为均匀的分散结构(jigu)，从而提高混合料的活定性。若活动性不变，可以起到减水增效作用，若保持不设计要求的强度要求，则可以减小水泥用量。减水剂的三个作用：1提高砼强度：在水泥用量不变下，和易性基本(jbn)不变的前提下，减小用水量 525%，大幅度的提高砼强度。2改善和易性，在保持水灰比不变情

43、况下，坍落度可增 1020cm。3节省水泥：在砼强度不变前提下可以节省水泥 525%。第三节 混凝土外加剂第53页/共73页第五十四页，共73页。1、吸附分散作用 减水剂可以打破水泥在加水搅拌(jiobn)后产生的絮凝状结构，使絮凝体内的游离水释放出来，从而增加拌合物的流动性。2、润滑作用 减水剂在水泥颗粒表面吸附定向排列，其亲水端极性很强，带有负电(fdin)，很容易与水分子中氢键产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，它不仅能阻止水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用。3、湿润作用 由于减水剂对水泥颗粒的分散作用，使水泥与水的接触表面增加，水化更加充分，从而提高混凝土的强

44、度。研究认为减水剂通过以下三个作用(zuyng)，来实现其功能。第三节 混凝土外加剂第54页/共73页第五十五页，共73页。2、引气剂：引入大量均匀分布而封闭的微小气泡(qpo)的外加剂。通过形成的气泡(qpo)彼此隔离使开孔毛细孔通道被切断，使水分不易侵入，又可缓冲其水 分结冰膨胀的作用，因而提高砼抗冻性，抗渗性与抗蚀性，但是降低强度。引气剂为憎水性表面活性物质。混凝土在搅拌时会将一部分空气引入，引气剂加入后会被吸附到气泡(qpo)表面，并在空气与水的界面上作定向排列，降低了气泡(qpo)面上水的表面张力及界面能，从而使溶液形成众多表面时所需的功减少，同时使气泡(qpo)稳定存在。这些相互独

45、立、微小的气泡(qpo)起到了如滚珠轴承的作用，显著改了善混凝土拌合物的和易性，并减少泌水和离析。同时，这些气泡(qpo)彼此隔离，切断了混凝土中毛细管渗水通道，使水分不易渗入，提高了混凝土的抗冻性和抗渗性。气泡(qpo)的存在也会使混凝土的弹性模量降低，这对混凝土的抗裂性是有利的。第三节 混凝土外加剂第55页/共73页第五十六页，共73页。3、外加剂掺量及掺加方法 外加剂的掺入方法对其作用效果有较大影响，使用外加剂时应根据外加剂的品种(pnzhng)及施工条件等具体情况选择合适的掺入方法以提高功效，外加剂掺入方法归纳如下：第三节 混凝土外加剂第56页/共73页第五十七页，共73页。第五章第五

46、章第五章第五章 水泥水泥水泥水泥(shu(shu n)n)混凝土混凝土混凝土混凝土第五章第一节 水泥混凝土的技术性质 第二节 普通水泥混凝土的组成设计 第四节 路面水泥混凝土的组成设计 第三节 混凝土外加剂 第57页/共73页第五十八页，共73页。和易性 道路(dol)混凝土拌合物在施工拌和、运输、浇筑、捣实和抹面等过程中不分层、不离析、不泌水，能均匀密实填充在结构物模板内，即具有良好的施工和易性，符合施工要求。滑模摊铺(tn p)前拌合物最佳工作性及允许范围路面混凝土坍落度及最大单位(dnwi)用水量规定一、路面普通混凝土配合比设计指标第四节 路面水泥混凝土的组成设计第58页/共73页第五十

47、九页，共73页。强度 道路水泥混凝土的强度以 28d 龄期的弯拉强度控制(kngzh)，当混凝土浇筑 90d 内部开放交通时，可采用 90d 的弯拉强度。混凝土弯拉强度标准值 fcm按其概率分布的 0.85 分位值确定。耐久性 道路混凝土的使用环境可分为：无抗冻性、有抗冻性和有抗盐冻性要求三种。为了提高混凝土的抗冻性，在不同环境条件下使用的路面混凝土中的含气量应在下表推荐的范围(fnwi)内,且严寒地区混凝土抗冻标号不宜小于 D250，寒冷地区不宜小于 D200。第四节 路面水泥混凝土的组成(z chn)设计第59页/共73页第六十页，共73页。第四节 路面水泥(shun)混凝土的组成设计第6

48、0页/共73页第六十一页，共73页。二、路面(lmin)普通混凝土配合比设计第四节 路面(lmin)水泥混凝土的组成设计第61页/共73页第六十二页，共73页。第四节 路面水泥(shun)混凝土的组成设计第62页/共73页第六十三页，共73页。第四节 路面(lmin)水泥混凝土的组成设计第63页/共73页第六十四页，共73页。第四节 路面(lmin)水泥混凝土的组成设计第64页/共73页第六十五页，共73页。第四节 路面水泥混凝土的组成(z chn)设计第65页/共73页第六十六页，共73页。第四节 路面水泥混凝土的组成(z chn)设计第66页/共73页第六十七页，共73页。钢纤维混凝土是在

49、混凝土拌合过程中加入适量的短钢纤维，从而提高混凝土的钢纤维混凝土是在混凝土拌合过程中加入适量的短钢纤维，从而提高混凝土的抗折强度和抗压强度。抗折强度和抗压强度。钢纤维混凝土属于一种纤维型材料与颗粒型材料混杂的复合材料。由于钢纤维钢纤维混凝土属于一种纤维型材料与颗粒型材料混杂的复合材料。由于钢纤维的掺入，使脆性的基体成为具有良好韧性的钢纤维增强的掺入，使脆性的基体成为具有良好韧性的钢纤维增强(zngqing)(zngqing)水泥基复合水泥基复合材料。所以钢纤维混凝土路面的抗裂性、耐磨性和抗疲劳性均优于普通水泥混材料。所以钢纤维混凝土路面的抗裂性、耐磨性和抗疲劳性均优于普通水泥混凝土路面。凝土路

50、面。钢纤维混凝土路面在动荷载下钢纤维混凝土路面在动荷载下,具有良好的抗冲击、抗弯、抗拉、耐磨性能具有良好的抗冲击、抗弯、抗拉、耐磨性能,疲疲劳寿命长，并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。劳寿命长，并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。此外，钢纤维混凝土的抗冻性能良好。此外，钢纤维混凝土的抗冻性能良好。钢纤维混凝土路面的优点：钢纤维混凝土路面的优点：强度和重量的比值增大；强度和重量的比值增大；抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗剪、抗弯强度明显提高；抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗剪、抗弯强度明显提高；变形性能明显改善；变形性能明显改善；抗裂和抗疲劳性能有较