土木工程材料课件及的答案第2章--普通混凝土.ppt

第2章普通混凝土2019年4月土木工程材料 第2章混凝土2.1混凝土的组成材料2.2混凝土拌合物的技术性质2.3硬化后混凝土的技术性质2.4混凝土的配合比【本章主要内容】本章主要介绍普通混凝土的组成材料、混凝土拌合物和硬化后的混凝土的技术性质、混凝土的配合比等知识。【建议学习方法】参观现场，感性认识混凝土在工程上的应用；通过课堂试验，掌握混凝土原材料及混凝土的各项技术性质；结合案例，明确混凝土各组成材料选用；通过互联网等，进一步拓展混凝土各项知识的学习。 2.1.1水泥2.1.2细集料2.1.3粗集料2.1.4水2.1.5矿物掺合料2.1.6外加剂 水泥水水泥浆石子砂子骨料新拌混凝土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普通混凝土的组成 廉价的填充材料，节省水泥用量混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展传力作用降低水化热提供耐磨性润滑作用——与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性胶结作用——包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体各组成材料的作用水泥浆骨料 2.1.1水泥一、水泥的定义与分类品种代号组成（质量百分数）熟料＋石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P·I100----P·Ⅱ≥95≤5---≥95---≤5普通硅酸盐水泥P·O≥80且＜95>5且≤20①-矿渣硅酸盐水泥P·S·A≥50且＜80>20且≤50②---P·S·B≥30且＜50>50且≤70②---火山灰质硅酸盐水泥P·P≥60且＜80->20且≤40③--粉煤灰硅酸盐水泥P·F≥60且＜80-->20且≤40④-复合硅酸盐水泥P·C≥50且＜80>20且≤50⑤ 知识拓展——水泥的生产过程硅质(粘土)钙质(石灰石)1450℃调节原料石膏水泥生料熟料混合材粉磨2.1.1水泥“两磨一烧”工艺流程煅烧粉磨 2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质化学指标碱含量（选择性指标）物理指标1.凝结时间2.安定性3.强度4.细度（选择性指标）不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子 2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质（3）不溶物：不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。主要由水泥原料、混合材料和石膏中的杂质产生。不溶物的存在会影响水泥的粘结质量。（2）三氧化硫含量：水泥的生产过程中因掺入过量石膏带入的。含量超出一定限度，在水泥石硬化后，还会继续与水化产物反应，产生体积膨胀性物质，引起安定性不良。（1）氧化镁含量：在水泥熟料中，存在游离的氧化镁，可以引起水泥体积安定性不良。因此，水泥熟料中游离氧化镁的含量不能太多。（4）烧失量：水泥在一定的灼烧温度和时间内，经高温灼烧后的质量损失率。水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加。（5）氯离子含量：当水泥中的氯离子含量较高时，容易使钢筋产生锈蚀，降低结构的耐久性。1.化学指标 2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质品种代号不溶物（质量分数）烧失量（质量分数）三氧化硫（质量分数）氧化镁（质量分数）氯离子（质量分数）硅酸盐水泥P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0a≤0.06cP·Ⅱ≤1.50≤3.5普通硅酸盐水泥P·O-≤5.0矿渣硅酸盐水泥P·S·A--≤4.0≤6.0bP·S·B---火山灰质硅酸盐水泥P·P--≤3.5≤6.0b粉煤灰硅酸盐水泥P·F--复合硅酸盐水泥P·C--a如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至6.0%。b如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。c当有更低要求时，该指标由买卖双方协商确定。注意：化学指标不满足要求者为不合格品化学指标表（GB175-2019）1.化学指标 2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质2.密度与堆积密度水泥的密度：一般为3.05～3.2g/cm3。松散状态下的堆积密度约为1000～1400kg/m3紧密状态下的堆积密度可达1600kg/m3。在进行混凝土配合比计算时，通常取3.10g/cm3。 2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质3．细度定义细度－－指水泥颗粒的粗细程度。缺点:水泥越细优点：GB规定总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。 4．标准稠度用水量标准稠度—为使凝结时间、收缩量、体积安定性测定等测试结果具有可比性，测定水泥的凝结时间和体积安定性等性能时，应使水泥净浆在一个规定的稠度下进行，这个规定的稠度被称为。水泥标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需要的用水量，通常以占水泥质量的百分数来表示。《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346—2019）水泥标准稠度用水量即按标准规定的方法所拌制的水泥净浆，在水泥标准稠度维卡仪上，以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm时水泥净浆的稠度为标准稠度，其拌合用水量为该水泥的标准稠度用水量。水泥标准稠度用水量的大小主要与水泥的细度、矿物成分有关。不同品种的水泥，其标准稠度用水量也有所不同，一般在24％～33％之间，如硅酸盐水泥的标准稠度用水量为23％～28％。2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 5．凝结时间定义水泥完全加入水中（开始计时）开始失去可塑性（停止计时）完全失去可塑性（停止计时）初凝时间终凝时间硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。GB规定初凝时间终凝时间无论测定初凝时间或终凝时间，都是从水泥完全加入水中开始计时2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。例如：混凝土的施工。水泥的凝结时间为什么要这样规定？结论1：水泥的初凝时间过短，水泥可能在各施工工序未完成前，已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间过长，将影响施工进度和模板周转期。注意:凝结时间不符合规定者为不合格品。5．凝结时间2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 6．体积安定性定义指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等现象。否则，为良好。不良：良好：注意：安定性不良的水泥为不合格品2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 6．体积安定性引起安定性不良的原因有哪些?熟料中含有过多的游离MgO;熟料中含有过多的游离CaO;石膏掺量过多。用沸煮法检验必须合格；熟料中MgO含量符合规范要求；熟料中SO3含量符合规范要求；讨论:2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 7．强度水泥强度是表示水泥力学性质的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。强度等级划分的指标：3d、28d的抗压强度和抗折强度水泥的强度除了与水泥的矿物组成、细度有关外，还与用水量、试件制作方法、养护条件和养护时间等条件有关。注意：强度不满足要求者为不合格品2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 7．强度品种强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.5≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.5通用硅酸盐水泥的强度等级2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 8．水化热水泥在水化过程中所放出的热量称为水化热。水泥水化热的大小和放热速度的快慢与水泥熟料的矿物成分、水泥细度、混合材料掺入量有关。研究表明，水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙含量越高，水化热越大，放热速度也越快；水泥颗粒越细，水化反应越快，水化热越大；混合材料掺入量越大，水泥的水化热越小，放热速度越慢。水泥水化热能加速水泥的凝结硬化，对于混凝土的冬季施工非常有利，但对于大型基础、桥梁墩台、大坝等大体积混凝土构筑物极其不利。这是由于水化热易积蓄在混凝土内部不易散失，使混凝土内部温度急剧上升，内外温差过大而使混凝土产生开裂，影响结构的安全性、完整性和耐久性。2.1.1水泥二、通用硅酸盐水泥的技术性质 2.1.1水泥一、水泥的定义与分类分类二、通用硅酸盐水泥的技术性质三、水泥的应用四、水泥的质量评定、验收与保管 2.1.1水泥混凝土工程特点及所处环境条件优先使用可以使用不宜使用普通混凝土在一般气候环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥在干燥环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥在高温高湿环境中或长期处于水中的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥厚大体积的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥硅酸盐水泥1．水泥品种的选择三、水泥的应用 混凝土工程特点及所处环境条件优先使用可以使用不宜使用有特殊要求的混凝土要求快硬、高强（大于C40）的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥严寒地区的露天混凝土，寒冷地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥严寒地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥有抗渗要求的混凝土火山灰水泥、普通水泥矿渣水泥有腐蚀介质存在的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥硅酸盐水泥有耐磨要求的混凝土硅酸盐水泥、普通水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥1．水泥品种的选择2.1.1水泥三、水泥的应用 2．水泥强度等级的选择2.1.1水泥三、水泥的应用根据混凝土的强度等级，选择合适的水泥等级。对普通混凝土,水泥等级＝1.5-2倍的混凝土强度等级。对高强混凝土,水泥等级＝0.9-1.5倍的混凝土强度等级 1．水泥的质量评定名称组批规则抽样方法与抽样数量通用硅酸盐水泥同一生产单位生产的同品种、同强度等级的水泥为一批。散装水泥以500t/批；袋装水泥以200t/批，当不足上述数量时，也按一批计袋装水泥：从检验批中随机抽取不少于20袋水泥，用专用取样管，沿水泥包装袋对角线插入抽取等量的水泥样品，总量至少12kg散装水泥：从散装水泥卸料处或输送水泥运输机具的出料处，在流动的水泥流中随机抽取水泥样品，总量至少12kg对于通用硅酸盐系水泥，检验的项目主要有水泥细度、标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、胶砂强度等。2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管（1）组批（2）检验项目 1．水泥的质量评定（3）检验结果评定①不合格水泥的评定国家标准规定：凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定或混合材料掺入量超过最大限量和强度低于商品强度等级（标号）规定的指标时，均为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级（标号）、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品。不合格品可根据实际情况而决定使用与否。②废品水泥的评定国家标准规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、体积安定性中任一项不符合标准规定时，均为废品。废品应严禁出厂，在工程中严禁使用。2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管 2．水泥的验收水泥验收的主要内容包括：（1）检查、核对水泥出厂的质量检验报告水泥出厂的质量检验报告，不仅是验收水泥的技术保证依据，也是施工单位长期保存的技术资料，还可以作为工程质量验收时工程用料的技术凭证。要核对试验报告的编号与实收水泥的编号是否一致，试验项目是否齐全，试验测值是否达到国家标准要求。2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管 2．水泥的验收（2）核对包装及标志是否相符水泥的包装及标志必须符合标准。水泥的包装可以采用袋装，也可以散装。袋装水泥每袋净含量50kg，且不得少于标志质量的98％，随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管 2．水泥的验收不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。防水防潮，做到“上盖下垫”。堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用。受潮情况处理方法使用场合有粉块，用手可以捏成粉末，无硬块压碎粉块通过试验后，根据实际强度等级使用部分结成硬块筛除硬块压碎粉块通过试验后，根据实际强度等级使用。用于受力较小的部位，也可配制砂浆大部分结成硬块将硬块粉碎磨细不能作为水泥使用，可作为混合材料掺加到混凝土中2.1.1水泥四、水泥的质量评定、验收与保管 一、细骨料概述二、细骨料技术性质三、细骨料的选用2.1.2细骨料 2.1.2细骨料一、细骨料概述粒径小于4.75mm的骨料称为细骨料，通称为砂。河砂——圆滑、坚固，杂质少，属上等砂；海砂——含贝壳碎片、可溶性盐类等；山砂——多棱角，粘聚性比河砂好，含泥土和有机杂质较多。天然砂人工砂碎石经机械轧碎筛选而成，富棱角，杂质少，但细粉多。同时加工成本较高。 2.1.2细骨料二、细骨料技术性质JGJ52—2019《混凝土用砂、石质量及检验方法标准》对砂子的技术要求包括以下几个方面：表观密度、堆积密度、空隙率；粗细程度和颗粒级配；含泥量、泥块含量和石粉（人工砂）含量；有害物质含量；坚固性；氯离子含量； 2.1.2细骨料二、细骨料技术性质1.表观密度、堆积密度、空隙率（一）表观密度、堆积密度、空隙率砂表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg／m3；松散堆积密度大于1350kg／m3；空隙率小于47％。 定义：不同粒径的砂颗粒互相搭配的情况。为了节约水泥、提高混凝土强度，应该选择颗粒级配良好的砂子。砂的颗粒级配的状况会影响到砂子堆积起来的空隙率。混凝土用砂颗粒级配要求：（1）颗粒级配1.粗细程度和颗粒级配二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90当普通混凝土用砂的颗粒级配完全的处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不合格。颗粒级配(JGJ52-2019)颗粒级配用级配区评定：（1）颗粒级配评定标准1.粗细程度和颗粒级配二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 定义：不同粒径的砂粒，混合在一起的总体粗细程度。在其他条件满足要求时，选择较粗的砂子，其需要水泥浆包裹的总表面积较小，节约水泥。在砂用量相同的情况下，粗砂的总表面积较小，而细砂的总表面积较大。混凝土用砂粗细程度要求：1.粗细程度和颗粒级配2.1.2细骨料二、细骨料技术性质（2）粗细程度 注意：Ai在计算时不带％1.粗细程度和颗粒级配2.1.2细骨料二、细骨料技术性质（2）粗细程度粗细程度用细度模数评定细度模数Mx粗砂——3.7～3.1中砂——3.0～2.3细砂——2.2～1.6 砂、石中公称粒径小于80μm颗粒的含量。砂中公称粒径大于1.25mm，经水洗，手捏后变成小于630μm的颗粒的含量。人工砂中公称粒轻小于80μm且矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的颗粒含量。云母、轻物质、硫化物、硫酸盐、有机质、氯化物及草根、树叶、树枝、塑料品、煤块、炉渣等。2.含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质含量含泥量：砂的泥块含量：石粉含量：（人工砂）有害物质：二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 混凝土强度等级≥C60C30～C55＜C25含泥量(按质量计％)≤2.0≤3.0≤5.0泥块含量(按质量计％)≤0.5≤1.02.0云母(按质量计，％，)≤2.0轻物质(按质量计，％)≤1.0硫化物及硫酸盐(按S03质量计，％)≤1.0有机物(比色法)颜色不深于标准色。当颜色深于标准色时，应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。人工砂或混合砂的石粉含量MB＜1.40（不合格）≤5.0≤7.0≤10.0MB≥1.40（不合格）≤2.0≤3.0≤5.0砂中含泥量、泥块含量、有害物质和石粉含量限值2.含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质含量二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 砂的坚固性——指砂在气候、环境变化和其它外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。——满足混凝土的耐久性。用硫酸钠溶液法检验，混凝土用砂在硫酸钠饱和溶液中经5次浸渍与烘干的循环之后，其质量损失应符合规定。采用压碎指标法进行试验，人工砂的总压碎指标应小于30%。天然砂人工砂4.坚固性二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 返回项目5次循环后的质量损失（%）在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构混凝土≤8其他条件下使用的混凝土≤10坚固性指标JGJ52—20194.坚固性二、细骨料技术性质2.1.2细骨料 是将粒级为315μm～5.0mm的人工砂，筛分成5.0mm～2.5mm、2.5mm～1.25mm、1.25mm～630μm、630μm～315μm四个粒级，并称取各自质量计为（m0i），取各粒级分别试验装入组装好的受压钢模圆筒内，放好加压头，以500N/s的速度加荷，到25kN时持荷5s后，以同样的速度卸载，倒出压过的试样并称取其质量，然后用该粒级的下限筛进行筛分，称出筛余量(m1i)第i单级砂样的压碎指标：四级砂样总的压碎指标：人工砂压碎指标值的测定，公称直径分别为2.5mm、1.25mm、630μm、315μm、各方孔筛的分计筛余，%；返回 经碱集料反应试验后，由砂制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10％。(五)碱集料反应(六)氯离子含量 2.1.3粗骨料一、粗骨料概述粒径大于5mm的颗粒按形成不同卵石——是由天然岩石经自然条件长期作用而形成　　　　　的粒径大于4.75mm的颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种，其中河卵石应用较多。碎石——由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大　　　　卵石轧碎、筛分而得。 2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质JGJ52—2019《混凝土用砂、石质量及检验方法标准》对砂子的技术要求包括以下几个方面：(一)表观密度、堆积密度、空隙率(二)公称粒径、颗粒级配；(三)针片状颗粒含量；(四)含泥量、泥块含量、有害物质含量；；(五)强度；(六)坚固性；(七)碱骨料反应 表观密度大于2500kg／m3；松散堆积密度大于1350kg／m3；空隙率小于47％。1.表观密度、堆积密度、空隙率2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定： （1）最大粒径指石子公称粒级的上限，如5～40mm粒级的石子，最大粒径即为40mm。在允许条件下，石子的最大粒径宜选大一些。但由于构件尺寸和钢筋疏密程度所限，又不能选得太大。2.最大粒径和颗粒级配2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2019)中规定：其最大颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm，为了保证混凝土浇筑的通畅，骨料的最大粒径应不超过钢筋最小间距和保护层厚度的3／4，后者同时也是为了保证混凝土保护层抗渗性的需要（1）最大粒径2.最大粒径和颗粒级配2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 （2）颗粒级配石子的颗粒级配，其原理和要求与砂基本相同，各粒级的比例要适当，使骨料的空隙率尽可能小。石子的颗粒级配用筛分析法测定，用一套标准筛进行筛分。混凝土用碎石和卵石的颗粒级配，应符合要求。按卵石、碎石粒径尺寸分为单粒粒级和连续粒级。2.最大粒径和颗粒级配2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 级配情况公称粒径(mm)累计筛余,按质量(%)方孔筛筛孔边长尺寸（mm）2.364.759.516.019.026.531.537.553637590连续粒级5～1095～10080～1000～1505～1695～10085～10030～600～1005～2095～10090～10040～800～1005～2595～10090～10030～700～505～31.595～10090～10070～9015～450～505～4095～10070～9030～650～50单粒粒级10～2095～10085～1000～15016～31.595～10085～1000～10020～4095～10080～1000～1031.5～6395～10075～10045～750～10040～8095～10070～10030～600～100碎石或卵石的颗粒级配范围（JGJ52—2019） 阻碍混凝土拌合物的流动，受力时又容易折断，影响混凝土质量。3.针片状颗粒含量针状颗粒：其长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍；片状颗粒：其厚度小于所属粒级平均粒径的0.4倍。规范JGJ52—2019强度等级≥C60C55～C30＜C25针、片状颗粒总含量(按质量计，％)≤8≤15≤25粗骨料中针片状颗粒含量2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 4.含泥量、泥块含量、有害物质含量粗骨料中含泥量、泥块含量、有害物质含量限值强度等级≥C60C55～C30＜C25含泥量（按质量计，％）≤0.5≤1.0≤1.5泥块含量（按质量计，％）≤0.2≤0.5≤0.7氯化物（以NaCl计，%）—硫化物及硫酸盐含量(折算成S03，按质量计，％)≤1.0卵石中有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色。当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.952.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%，当混凝土强度大于或等于C60时，应进行岩石抗压强度检验。压碎指标表示被压出的碎片质量占试样总质量的百分率。对于同一种类的粗骨料，值越小，表示其抵抗压碎的能力越强，石子的强度就越高。5.强度混凝土中的石子必须具有足够的强度。抗压强度压碎指标2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 石子抗压强度试验方法：将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件在水中浸泡48h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。返回 石子压碎指标试验方法：将10～20mm的气干状态的石子，按规定方法装入压碎值测定仪的圆模中；放上压头，在3～5min内均匀加压至200kN；卸荷后，倒出模中试样，称其总质量（G1）；用孔径为2.50mm的筛子筛出压碎了的细粒(碎片)，称出筛余质量（G2）。则压碎指标按式计算：返回 碎石或卵石的坚固性应用硫酸钠溶液法检验·试样经5次循环后．其质量损失应符合规定．6.坚固性2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 7.碱骨料反应当粗骨料中含有蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英等含有活性SiO2的矿物(即活性骨料)时，其活性SiO2会与水泥中的碱物质发生碱—骨料反应，引起混凝土开裂破坏，必须进行专门的检验，在确认对混凝土质量无害时方可使用；当认定有潜在危害时，不宜使用；必须使用时，应采用低碱水泥(含碱量小于0.6％)，或采用能抑制碱一骨料反应的掺合料，并不得使用含钠钾离子的外加剂。粗骨料中严禁混入煅烧过的白云石或石灰石块。经碱集料反应试验后，由卵石、碎石制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期的膨胀率应小于0.10％。2.1.3粗骨料二、粗骨料技术性质 《混凝土拌合用水标准》(JGJ63—2019)中规定：混凝土拌合用水按水源可分为饮用水地表水地下水海水经适当处理或处置后的工业废水2.1.4符合国家标准的生活饮用水可用于各种混凝土。地表水(江河、淡水湖的水)和地下水(含井水)首次使用前，应进行检验。海水含有较多的氯盐，会锈蚀钢筋，且会引起混凝土表面潮湿和盐霜，因此海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制和养护钢筋混凝土、预应力混凝土和有饰面要求的混凝土。处理后的工业废水经检验合格后方能使用。混凝土用的拌合水和养护水均应使用清洁水。 混凝土用水中所含物质不应对混凝土的工作性、凝结、强度、耐久性和钢筋产生不利影响，因此，混凝土用水所含物质的含量应符合表的要求。项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值≥5.0≥4.5≥4.5不溶物(mg／L)≤2000≤2000≤5000可溶物(mg／L)≤2000≤5000≤10000CL—(mg／L)≤500≤1000≤3500S042—(mg／L)≤600≤2000≤2700碱含量(mg／L)≤1500≤1500≤15002.1.4 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料1．粉煤灰粉煤灰是电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。其表面结构致密，富含玻璃体的实心或空心球状颗粒，颗粒直径一般为1～50；主要成分是氧化硅、氧化铝和少量的氧化钙，具有较高的活性。用于混凝土和砂浆中的粉煤灰的技术要求(GB/T1596－2019)项目技术要求Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级细度(45μm方孔筛筛余)/%≤12.0≤25.0≤45.0需水量比/%≤95≤105≤115含水率/%≤1.0(干排灰)烧失量/%≤5.0≤8.0≤15.0SO3含量/%≤3.0CaO含量/%-游离CaO含量/%≤1.0(F类)；≤4.0(C类)氯离子含量/%-安定性(雷氏法)雷氏夹沸煮后增加距离≤5.0mm(C类) 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料1．粉煤灰(2)特性①可节约水泥和细骨料，减少用水量；②可改善混凝土拌合物的和易性，增强混凝土的可泵性；③使混凝土的凝结硬化放缓，水化热降低，温升降低，早期强度在常温下有所降低，但后期强度得到较大增长，养护温度越高，强度增长越显著；④可提高硬化混凝土的弹性模量，减少混凝土的收缩和徐变；⑤可提高混凝土抗渗能力，改善混凝土的抗蚀性能和抑制碱-骨料反应的作用。适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于地上、地下和水中大体积混凝土工程；适用于蒸汽养护混凝土构件；适用于抗硫酸盐侵蚀的混凝土工程及有抗裂要求的混凝土工程和砂浆。(3)应用 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料2.矿渣粉高炉冶炼生铁时，得到的以硅酸钙与铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬冷成粒后，再经磨细而成的粉末材料。其中的钙、硅、铝和锰多处于非结晶的玻璃体。矿渣粉按其28d强度活性指数分为S105、S95和S75型。S后面的数字表示掺矿渣粉和不掺矿渣粉28d水泥胶砂强度的百分比。表2-18用于混凝土中的矿渣粉的技术要求(GB/T18046－2019)项目技术要求S105S95S75密度/(g/cm3)，≥≥2.8比表面积/(m2/kg)，≥500400300流动度比/%，≥95含水率/%，≤1.0烧失量/%，≤3.0SO3含量/%，≤4.0MgO含量/%，≤14氯离子含量/%，≤0.067d活性指数/%，≥95755528d活性指数/%，≥1059575 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料2.矿渣粉(2)特性(3)应用在混凝土中掺入超细矿渣粉，可节约水泥用量；能够显著降低混凝土的水化热，减少大体积混凝土的温升及内应力，抑制大体积混凝土因内外温差过高而产生裂纹；能有效提高混凝土抗海水、淡水及硫酸盐的侵蚀；能够抑制碱-骨料反应，显著提高混凝土抗碱-骨料反应的能力；能提高混凝土耐高温性能。适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于大体积混凝土工程、抗海水混凝土工程、抗硫酸盐混凝土工程、地下混凝土工程、高强度混凝土和预应力混凝土工程、高温车间和有耐热耐火要求的混凝土工程及蒸汽养护混凝土结构。 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料3．硅灰硅灰是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。它是冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的粉尘，经收集得到的以无定形SiO2为主要成分的粉体材料。表2-19用于混凝土和砂浆中的硅灰的技术要求(GB/T27690－2019)项目技术要求比表面积(BET法)/(m2/g)，≥15需水量比/%，≤125含水率/%，≤3.0烧失量/%，≤4.0SiO2含量/%，≥85.0氯离子含量/%，≤-28d活性指数/%，≥105(7d快速法) 2.1.5矿物掺合料一、常用的矿物掺合料2.矿渣粉(2)特性(3)应用①可显著提高抗压、抗折强度，是高强混凝土的必要成分。②可显著提高抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。③具有保水、防止离析、泌水、大幅降低混凝土泵送阻力的作用。④可显著延长混凝土的使用寿命。特别是在氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使混凝土的耐久性提高一倍甚至数倍。⑤可大幅度降低喷射混凝土和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。⑥具有约5倍水泥的功效，在普通混凝土和低水泥浇注料中应用，可降低成本，提高耐久性。⑦可有效防止发生混凝土碱-骨料反应。适用于商品混凝土、高强度混凝土、自流平混凝土、不定形耐火材料、干混(预拌)砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物砂浆、保温砂浆、抗渗混凝土；可作为混凝土密实剂、混凝土防腐剂、水泥基聚合物防水剂的生产原料；可作为橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其它高分子材料的补强，陶瓷制品的改性等。 2.1.5矿物掺合料二、矿物掺合料的储存粉煤灰、矿渣粉、硅灰储存期从产品生产之日起计算为6个月，储存时间超过储存期的应复验，合格后方可使用。它们在运输和储存时，应分类存放，注意不得受潮和混入杂物，同时应防止污染环境。 2.1.6外加剂在混凝土拌合过程中掺入的能按要求改善混凝土性能，且一般情况下掺量不超过水泥质量5％的材料，称为混凝土外加剂。一．外加剂概述混凝土外加剂按其主要功能分为四类：1．改善混凝土拌合物流动性的外加剂。包括各种减水剂和泵送剂等。2．调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、速凝剂和早强剂等。3．改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。4．改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。 2.1.6外加剂1．减水剂二、常用的外加剂（1）减水剂的作用机理 2.1.6外加剂1．减水剂二、常用的外加剂（2）减水剂的技术经济效果增大流动性提高强度改善耐久性节约水泥普通减水剂普通减水剂有木质素磺酸盐类：木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁及丹宁等。高效减水剂①多环芳香族磺酸盐类②水溶性树脂磺酸盐类③脂肪族类④其他（3）常用减水剂 2.1.6外加剂2．早强剂二、常用的外加剂（1）早强剂的作用机理能加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。早强剂多在需要早强的、冬期施工的或抢修抢建的工程中使用。强电解质无机盐类早强剂中硫酸盐的早强作用是基于与C3A反应生成水化硫铝酸钙晶体，氯盐早强机理则是可与水泥中的C3A作用生成水化氯铝酸钙，同时还与水泥的水化产物Ca(oH)2反应生成氧氯化钙。硝酸盐早强剂在促进水泥水化的同时，还可以改善混凝土的孔隙结构，使混凝土趋于密实。水溶性有机化合物中三乙醇胺为浅黄色透明的油状液体，对钢筋无腐蚀作用。三乙醇胺加人混凝土拌合物后，它吸附在水泥表面，使水泥表面形成一层亲水膜，加快水对水泥的润湿、渗透和水化，因而能使混凝土强度迅速提高。 2.1.6外加剂2．早强剂二、常用的外加剂1.强电解质无机盐类早强剂：硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等；2.水溶性有机化合物：三乙醇胺，甲酸盐、乙酸盐、丙盐等；3.其他：有机化合物、无机盐复合物。混凝土工程中还常采用由早强剂与减水剂复合而成的早强减水剂。（3）常用早强剂表2—21常用早强剂应用混凝土种类使用环境早强剂名称预应力混凝土干燥环境三乙醇胺，硫酸钠钢筋混凝土干燥环境氯离子[CL一]硫酸钠钢筋混凝土干燥环境与缓凝减水剂复合的硫酸钠三乙醇胺潮湿环境硫酸钠三乙醇胺有饰面要求的混凝土硫酸钠素混凝土氯离子[CL一]注：预应力混凝土及潮湿环境中使用的钢筋混凝土中不得掺氯盐早强剂。 2.1.6外加剂3．引气剂二、常用的外加剂（1）引气剂的作用改善和易性增强抗渗性和抗冻性降低强度能使混凝土在搅拌过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭微小气泡的外加剂称为引气剂。（2）常用引气剂(1)松香树脂类(2)烷基和烷基芳烃磺酸盐类(3)脂肪醇磺酸盐类(4)皂甙类(5)其他（3）应用可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土、人工骨料配制的普通混凝土、高性能混凝土以及有饰面要求的混凝土。不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土，必要时，应经试验确定。 2.1.6外加剂二、常用的外加剂4．速凝剂能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂称为速凝剂。速凝剂与水泥加水拌合后，立即与水泥中的石膏发生反应，使水泥中的石膏变成硫酸钠，失去其缓凝作用，从而让C3A迅速水化并很快析出其水化物，导致水泥浆迅速凝固。5．缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂能延长混凝土凝结时间的外加剂称为缓凝剂。混凝土工程中可采用下列缓凝剂及缓凝减水剂： 2.1.6外加剂二、常用的外加剂6．膨胀剂能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀的外加剂称为膨胀剂。7．防冻剂能使混凝土在负温下硬化并在规定时间内达到足够的防冻强度的外加剂称为防冻剂。8．泵送剂混凝土工程中，可采用由碱水剂、缓凝剂、引气荆等复合而成的泵送剂。 2.2.1工作性的概念2.2.2影响工作性的因素2.2.3改善工作性的措施 2.2.1工作性的概念一、工作性的概念工程施工要求混凝土拌合物具有哪些性能？流动性:便于浇灌与填充模具；均匀性:骨料在水泥浆中分布均匀，水泥颗粒在水中分布均匀；保水性:水不泌出、离析。良好性能的标志：运输中不易分层离析；浇灌时容易捣实或自密实；成型后表面容易修正。 2.2.1工作性的概念一、工作性的概念混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实混凝土的一种综合性能，包括：流动性：反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流动的性能，取决于拌和物的稠度。粘聚性：反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。保水性：指混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。 2.2.1工作性的概念二、工作性的评定在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合方法。(1)坍落度与坍落度扩展度(2)维勃稠度(工作度) 2.2.1工作性的概念二、工作性的评定1.坍落度与坍落度扩展度指标定量测定坍落度值定性判断粘聚性和保水性适用范围Dmax≯40mm坍落度≮10mm坍落度将拌合物按规定方法装入坍落度筒内,刮平,垂直提起坍落度筒,测量拌合物下落的距离。试验方法坍落度=筒高－塌落后拌合物的最高点 2.2.1工作性的概念二、工作性的评定流动性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打坍落度大→流动性大粘聚性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打锥体逐渐下沉→粘聚性好沿斜面下滑或骨料外露→粘聚性差崩裂→粘聚性差保水性－观察稀浆析出较多的稀浆析出→保水性差无稀浆析出→保水性好工作性分析和判断 干硬性混凝土(S＜l0mm)塑性混渥凝土(S=10～90mm)流动性混凝土(S=100～150mm)大流动性混凝土(S≥160m)当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。2.2.1工作性的概念二、工作性的评定坍落扩展度《普通混凝土配合比设计规程》中按坍落度的大小将混凝土拌合物分为 二、工作性的评定2.维勃稠度(工作度)试验方法将拌合物装入坍落度筒内,移开漏斗,把透明圆盘转至拌合物顶面,与之接触,开动振动台,计时,透明圆盘表面刚被水泥浆布满时,停止计时,记录的时间－维勃稠度值适用范围:Dmax≯40mm维勃稠度5-30s之间干硬性或低塑性混凝土2.2.1工作性的概念 半干硬性混凝土干硬性混凝土特干硬性混凝土超干硬性混凝土维勃稠度值小→拌合物稀→流动性大维勃稠度值大→拌合物稠→流动性小二、工作性的评定2.维勃稠度(工作度)2.2.1工作性的概念分析和判断根据拌合物的维勃稠度大小不同，将混凝土分为 为什么？3.坍落度的选择粘聚性好、保水性好、流动性符合施工要求根据不同的构件尺寸、钢筋疏密和捣固方法选用，以保证混凝土拌合物能均匀密实地充满模板。若坍落度选得过小——将不易捣实——增加施工难度，不易保证施工质量若坍落度选得过大——则需增加泥浆用量——既不经济，又会使混凝土容易分层泌水，影响混凝土质量。坍落度的选择依据二、工作性的评定2.2.1工作性的概念 一、水泥浆的稀稠——水胶比水胶比小→混凝土干→坍落度小→不易密实成型；水胶比过小→崩溃→粘聚性差→硬化后混凝土的强度及耐久性降低水胶比大→混凝土稀→坍落度大→易离析、分层、泌水→硬化后强度及耐久性降低水胶比合适→拌合物能均匀且密实成型←必须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择水胶比水胶比(水泥浆稠度)－水泥与胶凝材料的比值2.2.2影响工作性的因素 二、水泥浆的数量——拌合用水量2.2.2影响工作性的因素在相同水胶比的情况下，单位体积混凝土拌合物中的拌合用水量多，水泥浆也多水泥浆多→流动性大;过多→流浆→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量少→流动性小→不密实；过少崩溃→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量适量→满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性←根据施工要求的坍落度选择 大量试验证明，当水灰比在一定范围(0.40～0.80)内而拌制混凝土所用石子的品种规格确定后，混凝土拌合物的流动性只与单位用水量(每立方米混凝土拌合物的拌合水量)有关，这一现象称为“恒定用水量法则”，它为混凝土配合比设计中单位用水量的确定提供了一种简单的方法．即单位用水量可主要由流动性来确定。“恒定用水量法则”二、水泥浆的数量——拌合用水量2.2.2影响工作性的因素 ③外加剂②骨料的粒形与级配碎石或山砂的表面粗糙、多棱角→流动性差卵石或河砂的表面光滑、圆润→流动性好级配好→W一定时，空隙小→流动性好级配差→W一定时，空隙大→流动性差级配粒形①水泥的特性不同品种和质量的水泥，其矿物组成、细度、所掺混合材料种类的不同都会影响到拌合用水量。在混凝土拌合物中加入少量的外加剂，如减水剂、引气剂，可以在不增加水泥浆的情况下增大拌合物的流动性。三、原材料的影响2.2.2影响工作性的因素 2.2.2影响工作性的因素砂率指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例当W和C一定时，决定了骨料的空隙率和总表面积砂率过小→砂浆数量不足→对骨料的润滑作用差→流动性差且易离析砂率过大→总表面积大→水泥浆多用于包裹砂子及填空→润滑作用小→流动性小四、砂率 在W和C一定时,使混凝土拌合物获得最大的流动性，且保持良好的粘聚性和保水性的砂率保持混凝土拌合物的坍落度一定的条件下，使水泥用量最低的砂率。合理砂率(最优砂率)2.2.2影响工作性的因素四、砂率 在保证拌合物不离析,又能捣实的条件下,应尽可能小些石子的大，且级配好，表面光滑，则可小些砂较细,小些W/C小，水泥浆稠，小些大流动性，应大些（避免离析）掺外加剂时，可小些有抗渗要求时，应大些砂率选择原则:2.2.2影响工作性的因素四、砂率 用机械搅拌和捣实时，水泥浆在振动中变稀，可使混凝土拌合物容易流动。若施工温度较高，由于水泥吸水加快和水分蒸发较多，将使混凝土拌合物的流动性很快变小。搅拌好的混凝土在长距离运输或放置较长时间以后，其流动性也明显变小。2.2.2影响工作性的因素五、施工方法和环境 (1)采用级配良好的骨料。(2)采用合理的砂率。(3)在水胶比不变的情况下调整胶凝材料浆量(可以小幅度调整拌合物的流动性)。(4)掺入减水剂(可以大幅度增大拌合物的流动性)。2.2.3改善工作性的措施 2.3.1强度与强度等级2.3.2变形性能2.3.3耐久性 混凝土受压一般有三种破坏形式:一是骨料先破坏；二是水泥石先破坏；三是水泥石与粗骨料的结接合面发生破坏。一、普通混凝土受压破坏的特点2.3.1强度与强度等级 按标准方法制作的试件，在标准条件温度=20℃±5℃，湿度﹥95%标准条件养护养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示。立方体抗压强度(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级标准试件混凝土抗压强度试模混凝土抗压强度试验 混凝土强度等级评定①三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值②三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15％时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；③如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级混凝土立方体抗压强度按下式计算式中：——混凝土抗压强度，MPa；——试件破坏荷载，N；——试件承压面积，mm2； 立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu，k表示。混凝土的抗压强度是根据混凝土的立方体抗压强度标准值划分的。混凝土强度等级(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级 普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。混凝土强度等级C20表示混凝土立方体抗压强度标准值(1)混凝土立方体抗压强度及强度等级二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级 规范规定采用150mm×150mm×300mm棱柱体试块，在标准条件下养护28d，测其抗压强度值，即为轴心抗压强度,用fc表示。混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级轴心抗压强度试验示意图（2）混凝土的其它强度 混凝土的抗拉强度我国现行标准规定，采用标准试件150mm立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强，简称为劈拉强度fts二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级（2）混凝土的其它强度劈裂抗拉试验 混凝土的抗折强度抗折强度通过三分点加荷试验测试。混凝土抗折试验示意图试件：150×150×600(550)mm梁型试件混凝土抗折强度试验示意图二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级（2）混凝土的其它强度 二、混凝土的强度2.3.1强度与强度等级（2）混凝土的其它强度抗折强度值的确定：①当3个试件的折断面均位于两个集中荷载作用线之内时，则以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗折强度值(精确至0.1MPa)。但是，当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的±15%时，则取中间值作为该组试件的抗折强度值；若最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的±15%时，则该组试件的试验结果无效。②当3个试件中有一个折断面位于两个集中荷载作用线之外时，则按另2个试件的试验结果计算。若这2个测值的差值不大于这2个测值中较小值的15%时，则以这2个测值的平均值作为该组试件的抗折强度值，否则该组试件的试验结果无效。③当3个试件中有两个折断面位于两个集中荷载作用线之外时，则该组试件的试验结果无效。 水泥强度等级水泥强度等级对混凝土强度是很重要的一个因素。配合比相同时，水泥强度等级提高，水泥石本身的强度及与骨料的粘结强度高，混凝土的强度高。三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级(1)水泥强度和水胶比 三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级(1)水泥强度和水胶比胶凝材料用量不变，水胶比增大——用水量增多，水泥胶浆变稀——水泥胶浆与砂石的粘结力变差，硬化后的混凝土内留有较多微细孔隙在一定范围内，水胶比愈小，混凝土的强度就愈高。 式中：B/W——水胶比倒数；fcu——混凝土28d抗压强度；fce——水泥28d抗压强度实测值。αa、αb——经验系数；碎石αa=0.53;αb=0.20卵石αa=0.49;αb=0.13混凝土强度经验公式：三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级(1)水泥强度和水胶比应用混凝土的强度公式，可以初步的解决两个问题：①可根据所用的水泥强度等级和水胶比估计混凝土的强度；②可以根据水泥强度等级和所需混凝土强度计算应采用的水胶比。由配合比设计确定水胶比后，施工中不得随意变动。 （2）骨料的质量骨料强度高，混凝土强度高骨料与水泥石的粘结强度高，混凝土强度高。在相同水泥强度等级及相同水灰比的条件下，碎石混凝土的强度较卵石混凝土高。三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级 （3）养护的温、湿度三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级养护温度条件对混凝土强度的影响混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定:①应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；②混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；③浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同；④采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；⑥混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。 三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级(4)龄期浇筑后的混凝土在正常养护下，其强度随龄期的增加而不断增长，早期(3～7d)发展较快，以后渐慢，在标准养护下28d可达到设计的强度，以后显著缓慢，但只要有水供给，强度仍有所增长，且延续很长时间。 三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣、现场养护是一复杂的施工过程，受到各种不确定性随机因素的影响。配料的准确、振捣密实程度、拌合物的离析、现场养护条件的控制、以至施工单位的技术和管理水平都会造成混凝土强度的变化。(5)施工质量 ①试件尺寸：相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级混凝土试件受轴向压力作用压力机压板横向变形小于混凝土横向变形故混凝土试件在与压板的接触面上受到向内的约束力此力在范围内有效使混凝土强度提高。试件被破坏后上、下部各呈一个较完整的棱锥体。 强度换算系数试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05①试件尺寸：相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级 ②加荷速度：加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高。（6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级规范规定：测定混凝土抗压强度时，在试验的过程中应连续均匀的加荷：混凝土强度等级＜C30时，加荷速度取每秒0.3～0.5MPa；混凝土强度等级≥C30且＜C60时，加荷速度取每秒0.5～0.8MPa；混凝土强度等级≥C60时，加荷速度取每秒0.8～1MPa。 （6）试验条件对混凝土强度的影响三、影响混凝土强度的主要因素2.3.1强度与强度等级③其它试件平整度如何试件与夹板的接触面有无碎片砂粒荷载是否施加于轴线上。。。 四、提高混凝土强度的措施①采用高强度的水泥，掺用硅灰或超细矿渣等以增加强度。②采用坚实洁净、级配良好的骨料③采用较小的水胶比，拌制干硬性混凝土，配以强力机械进行搅拌和振捣。④掺入高效减水剂，降低水胶比，减少用水量，以提高水泥石的密实度，增大混凝土强度。⑤保证成型均匀密实，加强养护。可以采用加压成型，压蒸养护等增强措施。2.3.1强度与强度等级 一、干缩变形2.3.2变形性能混凝土随着环境湿度的变化而发生的变形叫干湿变形—湿胀干缩。混凝土的干缩量与水泥品种、水泥用量和单位用水量有关。混凝土的干燥收缩对工程结构有不利影响：干缩使混凝土产生干缩裂纹；收缩受阻将使钢筋混凝土构件产生收缩应力；混凝土的收缩会使预应力混凝土中的预加应力受到损失等。 一、弹塑性变形2.3.2变形性能混凝土是一种由水泥石、砂、石组成的不均匀的复合材料，是一个弹塑性体。外力作用下，既会产生可以恢复的弹性变形，又会产生不可恢复的塑性变形，这就是随荷载发生的弹塑性变形。在混凝土硬化过程中，由于水泥石的干缩受到骨料的限制，在水泥石与骨料的界面上就存在一些细微的裂缝。在混凝土受压时，其内部应力在裂缝端部形成应力集中，而使裂缝不断扩展，以致延伸汇合成较大的裂缝。当荷载增大到一定程度之后，这些裂缝不断扩大并形成贯通裂缝，混凝土就会发生横向鼓胀而导致破坏。 三、徐变2.3.2变形性能徐变发生的原因：一般认为是由于水泥凝胶体发生缓慢的粘性流动并沿毛细孔迁移的结果。徐变是在长期荷载作用下，混凝土在沿作用力方向随时间不断增加的塑性变形，开始时较快，延续2～3年才会逐渐稳定。有利：能缓和钢筋混凝土内的应力集中，使应力较为均匀地重新分布。不利：预应力混凝土中，混凝土的徐变，将使预加应力受到部分损失。 一、耐久性表现2.3.3变形性能1）抗蚀性：混凝土抵抗化学腐蚀的性能主要取决于水泥石的抗蚀性能和孔隙状况。增强混凝土的耐蚀性：合理选用水泥品种提高混凝土的密实度改善孔隙构造。 一、耐久性表现2.3.3变形性能混凝土的抗渗性主要取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。普通混凝土的抗渗性用抗渗等级表示：以28d龄期的6个标准试件，按标准方法作单面水压试验，当有两个试件出现渗水时(还有四个试件不出现渗水)的水压力(MPa)值，分为P4、P6、P8、P10和P12等五个抗渗等级。P8表示能承受0.8MPa(8kgf／cm2)的水压而不渗透。若密实性差，且开口连通孔隙多，则混凝土的抗渗性就差；但如果孔隙均为封闭，则混凝土的抗渗性较强。（2）抗渗性：是指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。 一、耐久性表现2.3.3变形性能（3）抗冻性：是指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能。混凝土的抗冻性也是取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。混凝土的抗冻性用抗冻等级来表示，以28d龄期的标准试块，按标准方法进行冻融循环试验，以同时满足强度损失不超过25％、质量损失不超过5％时的最大循环次数，分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等9个抗冻等级。在寒冷地区和严寒地区与水接触又容易受冻的环境下的混凝土，要求具有较强的抗冻性能。 硬化后的混凝土中含有水泥水化产生的Ca(OH)2，能使钢筋表面形成一种阻锈的钝化膜，对钢筋提供了碱性保护。一、耐久性表现2.3.3变形性能（4）抗碳化：长期处于潮湿状态，又受到空气中C02作用的混凝土，其所含Ca(OH)2与C02反应生成CaC03，这就是碳化。严重的碳化不仅会使混凝土发生收缩裂纹，而且当碳化深度超过混凝土保护层时，钢筋发生锈蚀，失去了和混凝土的粘结，而且铁锈的膨胀会使已有裂纹的混凝土保护层发生剥落，这种剥落又将引起更严重的锈蚀和崩裂，最后导致结构破坏。对于长期潮湿并且有较浓C02环境中的混凝土要重视碳化的危害。长期处于水中的混凝土不会与C02接触，干燥环境中的混凝土没有支持碳化的水，均不存在碳化问题。 一、耐久性表现2.3.3变形性能（5）碱一骨料反应：如果混凝土的骨料中含有蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英、安山岩、凝灰岩等活性骨料，其所含的活性Si02会与水泥中的Na20、K20等碱性物质发生化学反应当水泥中的碱含量(按Na20+0.658K20计)大于0.6％时，就很容易与活性骨料反应生成碱的硅酸盐凝胶，吸水膨胀，引起混凝土的膨胀开裂。这种反应进行很慢，它所引起的膨胀破坏往往在几年之后才会发现，但它所引起的后果却不能忽视。凡在潮湿环境中和水中使用的混凝土，应注意水泥中的碱含量和骨料中的活性成分，当骨料中有活性成分时，就应采用含碱量小于0.6％的低碱水泥。 2.4.1配合比设计概述2.4.2配合比设计的步骤 2.4.1配合比设计概述1．配合比设计的任务和要求（1）配合比的概念及设计任务混凝土配合比——指混凝土中各组成材料的数量及其比例关系。这两种表示方法，前者便于计算工程中各种材料的需要量，后者便于确定拌制混凝土时的称料数量，都是需要的。以每1m3混凝土中各种材料的用量表示，“每1m3混凝土需用水泥300kg、砂子660kg、卵石1260kg、水180kg”；以各种材料相互问的质量比表示(以水泥质量为1)，“水泥：砂：卵石：水=1：2.20：4.20：0.60”。混凝土配合比设计的任务:是根据所选原材料的技术性能和施工条件，设计出能满足所需混凝土技术要求的各组成材料的用料及其质量比。混凝土配合比的表示方法有两种： 2.4.1配合比设计概述1．配合比设计的任务和要求①要使混凝土拌合物具有良好的、适应施工要求的和易性。②保证达到结构所要求的强度。③符合结构所需的抗渗、抗冻、耐蚀等耐久性要求。④在满足上述三项要求的前提下节省水泥、降低成本，达到经济的目的。（2）要求 2.4.1配合比设计概述2．三个重要参数参数概念对混凝土影响取值水胶比(W/B)水与胶凝材料(水泥+掺合料)的比值对混凝土的和易性、强度、耐久性、经济性有明显影响。满足和易性、强度和耐久性的前提下，应尽量取较小值。单位用水量指在满足混凝土和易性的前提下，1m3混凝土所需水的质量。决定混凝土的和易性及经济与否。满足和易性的前提下，应尽量取较小值。砂率指1m3混凝土中，砂子占砂子和石子总量的百分率。影响混凝土的和易性在满足和易性的前提下，应尽量取较小值 施工时，再根据现场砂石含水情况随时进行调整，计算出施工称料量按“初步计算配合比”进行试配、检验并调整，得到能满足技术要求按混凝土的技术要求和所选用的原材料，进行初步配合比计算，得到供试配用2.4.1配合比设计概述3．设计阶段初步计算配合比试验室配合比施工配合比 1．初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤1.确定配制强度①当混凝土的设计强度等级＜C60时——混凝土配制强度，MPa——混凝土立方体抗压强度标准值(设计强度标准值)，MPa；——混凝土强度标准差，MPa；——95%保证率系数。1.645a.当具有近1～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料，且试件组数n≥30组时，其混凝土强度标准差：—第i组试件实测抗压强度值，MPa；—n组试件抗压强度平均值，MPa。b.当无近期的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其强度标准差按下表取（单位：MPa）混凝土强度标准值≤C20C25～C45C50～C55/MPa4.05.06.0 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤1.确定配制强度②当混凝土的设计强度等级≥C60时，配制强度应按式计算：——混凝土配制强度，MPa——混凝土立方体抗压强度标准值(设计强度标准值)，MPa； 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤2.确定水胶比当混凝土的设计强度等级＜C60时混凝土配制强度，MPa；回归系数,按表2-23:实测胶凝材料28d胶砂抗压强度，MPa。按水泥胶砂强度检验方法进行测定；当无实测值时，可按式计算混凝土水胶比根据混凝土的配制强度、胶凝材料强度和粗骨料种类按式计算：分别为粉煤灰和矿渣粉的影响系数。可按表2-29确定；实测水泥28d胶砂抗压强度，MPa。无实测结果时，可按式水泥强度等级值，MPa；水泥强度富余系数。可参照表2-31取用；满足混凝土耐久性要求，水胶比(W/B)不得大于相关标准规定的最大水胶比，否则，应取规定的最大水胶比作为设计水胶比。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤3.单位用水量、胶凝材料用量及外加剂用量的确定①确定单位用水量，当W／B在0.40～0.80范围时，可根据粗骨料的种类、最大粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，按表2-32和2-33确定混凝土的单位用水量：表2-32干硬性混凝土的用水量/(kg/m3)(JGJ55－2019)拌合物稠度卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm项目指标102040162040维勃稠度/s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165表2-33塑性混凝土的用水量/(kg/m3)(JGJ55－2019)拌合物稠度卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm项目指标102031.540162031.540坍落度/mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195当W/B＜0.40时，其用水量可通过试验确定。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤3.单位用水量、胶凝材料用量及外加剂用量的确定②确定胶凝材料用量，③确定胶凝材料用量，外加剂的掺量(占胶凝材料用量的百分率)，%。应经混凝土试验确定。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤4.矿物掺合料和水泥用量的确定①确定矿物掺合料的用量，矿物掺合料的掺量(占胶凝材料用量的百分率)，%。可按表2-17确定或经试验确定。②确定水泥用量，混凝土有关耐久性要求，计算所得1m3混凝土的胶凝材料用量不得少于相关标准规定的最少胶凝材料用量，否则应取规定的最少胶凝材料用量作为设计用量。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤5.确定砂率有历史资料：砂率应根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考既有历史资料确定。当无历史资料可参考时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：①坍落度＜10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。②坍落度为10～60mm的混凝土，其砂率可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水胶比按表2-34确定：③坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可经试验确定，也可在表2-34的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。泵送混凝土的砂率宜为35～45%。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤6.确定粗、细骨料用量(1)质量法(2)体积法、分别为水泥、矿物掺合料、细骨料、粗骨料及水的表观密度实测值，kg/m3。水的表观密度可取1000kg/m3。混凝土拌合物中的含气量，%。在不使用引气剂或引气型外加剂时，可取1。1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取2350～2450kg。 一、初步计算配合比2.4.2配合比设计的步骤水泥:掺合料:砂:石:外加剂:水==7.归纳初步配合比归纳，并计算出质量比，便可得到混凝土的初步配合。 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤按初步配合比取料试拌，试拌数量(包含制作强度试件的用量)为：石子最大粒径不大于31.5mm时，试拌15L；石子最大粒径为40mm时，试拌25L，采用机械搅拌时，搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1／4。测出拌合物的坍落度，同时观察黏聚性、保水性及砂量是否合适。（1）和易性的检验和调整 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤和易性调整原则：①若坍落度过大，则保持水胶比不变，适当减少水泥浆的用量，同时根据拌合物的保水性和粘聚性的情况，适当调整砂、石的用量；或减少减水剂的用量。②若坍落度过小，则保持水胶比不变，适当增加水泥浆的用量，同时根据拌合物的保水性和粘聚性的情况，适当调整砂、石的用量；或增加减水剂的用量。③当坍落度与设计值相差不大时，则保持水胶比不变，适当增加或减少水泥浆的用量，不改变砂、石用量。该调整方案只能小幅度调整混凝土的和易性，一般每增减2%～5%的水泥浆量，坍落度可增减10mm左右；或调整减水剂的用量。如果都符合要求，则此拌合料可进行下一步检验。 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤（2）强度的检验和调整至少要用三个不同的水胶比进行强度检验，一个为基准配合比中的水胶比另外两个较基准配合比的水胶比分别增加和减少0.05，其用水量应与基准配合比的用水量相同，砂率可分别增加和减少1％。制作混凝土强度试验试件时，应检验混凝土拌合物的坍落度或维勃稠度、黏聚性、保水性及拌合物的体积密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组(三块)试件，标准养护28d时试压。需要时可同时制作几组试件，供快速检验或早龄试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用，但应以标准养护28d的强度的检验结果为依据调整配合比。 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤根据试验得出的混凝土强度与其相对应的胶水比(B/W关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度)相对应的胶水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：(1)用水量：应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定。(2)水泥用量：应以用水量乘以选定出来的胶水比计算确定。(3)粗骨料和细骨料用量：应在前面和易性调整后配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的胶水比进行调整后确定。（2）强度的检验和调整 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校证。据前述已确定的材料用量计算混凝土的表观密度计算值：再计算混凝土配合比校正系数：——混凝土表观密度实测值(kg／m3)；——混凝土表观密度计算值(kg／m3)。当混凝土体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，按以前的配合比即为确定的实验室配合比；当二者之差超过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即为最终确定的实验室配合比。（2）强度的检验和调整 二、试验室配合比2.4.2配合比设计的步骤工地测出石子的含水率为砂子的含水率为施工配合比试验配合比是以干燥材料为基准的，而工地使用的砂石都含有一定的水分，且随着环境气候而变化。所以，现场材料的实际称量应按砂石含水情况进行修正有了施工配合比，便可进一步计算1包水泥(50kg)或2包水泥(100kg)的相应称料量。由于工地的砂石含水情况随环境气候常有变化，应按其变化情况随时加以修正。水泥不变补充砂石扣除水量。 致谢（黑体48pt）