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1、混凝土基本性质混凝土是由胶凝材料、粗细骨料按适当的比例配合、拌制成拌合物，经一定的时间硬化而成的人造石材。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是： 符合设计要求的强度，与施工条件相适应的和易性，与环境相适应的耐久性，经济性。第一节 普通混凝土的组成材料普通混凝土（简称混凝土）是以水泥为胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的固体材料。为了改善混凝土拌合物或硬化混凝土的性能，还可在其中加入各种外加剂和掺合料。一、水泥配制混凝土时，应根据工程性质、部位、施工条件、环境状况等，按各品种水泥的特性合理选择水泥的品种。水泥强度等级的选择，应与混凝土的设计强度等级相适应。二、骨料普
2、通混凝土所用骨料按粒径大小分为两种，粒径大于5mm的称为粗骨料，粒径小于5mm的称为细骨料。细骨料有河砂、海砂和山砂，粗骨料有碎石和卵石。普通混凝土用砂、石的质量要求有： 泥和泥块含量、有害物质含量、坚固性、碱活性、级配和粗细程度。砂石的颗粒级配、含泥量和泥块含量是必检项目，石子的还必须检验针、片状颗粒含量。1泥和泥块含量骨料中泥和泥块含量较多时，对混凝土的抗拉、抗渗、抗冻及收缩性能均会显著下降。泥遇水成浆状，胶结在骨料表面，不易分离，影响到骨料与水泥石的粘结。泥块在混凝土中成为薄弱环节，对混凝土质量影响极大。2有害物质含量下列有害物质在骨料中都应限量：妨碍水泥水化的有机物，易解理的云母，强度
3、极低的轻物质，导致混凝土膨胀开裂的硫化物和硫酸盐，促进钢筋锈蚀的氯盐。3坚固性坚固性是指骨料在气候、外力或其它外界因素作用下抵抗破碎的能力。通常用快速简便的硫酸钠饱和溶液浸泡法间接地判断骨料的坚固性。4碱活性骨料中若含有活性氧化硅，会与水泥中的碱发生碱骨料反应，产生膨胀并导致混凝土开裂。当用于重要工程或对骨料有怀疑时，可采用化学法或砂浆长度法对骨料进行碱活性检验。5颗粒级配和粗细程度骨料的级配指骨料中不同粒径颗粒的分布情况，用筛分析法测定。良好的级配应当能使骨料的空隙率和总表面积均较小，从而不仅使所需水泥浆量较少，而且还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能。骨料的粗细程度指不同粒径的颗粒混在
4、一起的平均粗细程度。相同数量的骨料，粒径大，则总表面积小，因而需包裹其表面的水泥浆量就少；或相同的水泥浆量，包裹在大粒径骨料表面的水泥浆层就厚，便能减小骨料间的摩擦。砂的筛分析方法是用一套标准筛，将抽样所得500g干砂，由粗到细依次过筛，然后称得留在各筛上砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总重量的百分率）及累计筛余百分率（参见表8.。砂级配按0.630mm筛孔的累计筛余百分率计划分成三个级配区，土木工程用砂的级配应符合三个级配区中的任何一个。表8.1 分计筛余合累计筛余的计算（G为试样总量）筛孔尺寸mm 分计筛余 累计筛余g 5.00 g1 a1g1G100 A1a
5、12.50 g2 a2g2G100 A2a1+ a21.25 g3 a3g3G100 A3a1+ a2+ a30.63 g4 a4g4G100 A4a1+ a2+ a3+ a40.315 g5 a5g5G100 A5a1+ a2+ a3+ a4+ a50.160 g6 a6g6G100 A6a1+ a2+ a3+ a4+ a5+ a6砂的粗细程度用细度模数Mx表示，Mx（A243A4AsA6）5A1/(100A。根据细度模数的大小，将砂分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。三个级配区中，区砂的粗细适中，应优先选用；区砂较粗，区砂较细，使用时应适当调整混凝土的配合比。石子的级配分为六种连续粒级和五种单粒
6、级。连续粒级可以直接用于配制混凝土；单粒级宜用于组合成连续粒级，也可与连续粒级混合使用，不宜用单一的单粒级配制混凝土。粗骨料公称粒级的上限称为最大粒径，可用来衡量粗骨料的粗细程度。为节约水泥，最大粒径应尽量用得大些；但最大粒径大于40mm时，有可能造成骨料混凝土强度下降。 6. 骨料的形状和表面特征骨料的颗粒形状近似球状或立方体形，且表面光滑时，表面积较小，对混凝土流动性有利，然而表面光滑的骨料与水泥石粘结较差。石子中的针状颗粒是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径（该粒级上、下限粒径的平均值）的2.4倍者；而片状颗粒是指其厚度小于平均粒径0.4倍者。针、片状颗粒不仅受力时易折断，而且会增加骨料间
7、的空隙，对针、片状颗粒含量的限量要求。碎石和卵石的强度用压碎指标衡量，其值越小，说明粗骨料抵抗受压破碎能力越强。三、混凝土用水混凝土用水的基本质量要求是： 不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面。四、外加剂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，其掺量一般不大于水泥重量的5%。外加剂按其主要功能分为五大类： 改善新拌混凝土流变性能、调节混凝土凝结硬化性能、调节混凝土气体含量、改善混凝土耐久性、为混凝土提供特殊性能。1常用外加剂 减水剂减水剂属于表面活性剂，它由亲水基团和憎水基团两部分组成。当水泥加
8、水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，包裹了一部分拌合水，降低了混凝土拌合物的流动性。如在水泥浆中加入减水剂，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有相同的电荷。在电性斥力作用下，水泥颗粒分开，从而将絮凝结构内的游离水释放出来。减水剂的这种分散作用使混凝土拌合物在减少用水量的情况下，仍可达到原来的流动性，因而得名。有些减水剂常伴有副作用，如早强、缓凝或引气，因而相应称为早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂。减水剂的主要种类有： 木质素系减水剂、多环芳香族磺酸盐系减水剂、水溶性树脂系减水剂。 引气剂引气剂是一种表面活性剂，在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀
9、分布，稳定而封闭的微小气泡。引气剂可提高混凝土的抗渗性、抗冻性，改善和易性，降低混凝土的强度。 早强剂早强剂指能加速混凝土早期强度发展的外加剂，适用于冬季施工、紧急抢修工程或加快模板的周转率。常用的有氯化物早强剂，硫酸盐早强剂和三乙醇胺早强剂。 缓凝剂缓凝剂是能够延缓水泥水化和浆体结构形成的外加剂，能延缓混凝土凝结时间和水泥水化热释放速度，多用于大体积混凝土、泵送及滑模混凝土施工、高温炎热气候下远距离运输的混凝土及分层浇灌混凝土防止出现冷缝。常用品种为木质磺酸钙及糖蜜。 其它外加剂泵送剂是改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂；速凝剂是使混凝土急速凝结、硬化的外加剂；阻锈剂是能阻止或减小混凝土中钢筋
10、锈蚀的外加剂；防冻剂是能使新拌混凝土在负温下免于冻坏，并在规定时间内达到足够强度的外加剂；膨胀剂是能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀以补偿收缩，或少量剩余膨胀使体积更为致密的外加剂；防水剂（抗渗剂）是能提高混凝土在静水压力下抗渗性的外加剂。2外加剂的选用混凝土类型 适宜的外加剂高强混凝土 高效减水剂早强混凝土 非引气型（或低引气型）高效减水剂、复合早强减水剂流态混凝土 高效减水剂泵送混凝土 减水剂（低坍落度损失）、.膨胀剂大体积混凝土 缓凝型减水剂、缓凝剂、引气剂防水混凝土 减水剂及引气减水剂、膨胀剂、防水剂蒸汽养护混凝土 复合早强减水剂、高效减水剂、早强剂自然养护的预制混凝土 普通减水剂
11、、早强型减水剂、高效减水剂设备安装二次灌浆料 高效减水剂和膨胀剂复合使用商品（预拌）混凝土 减水剂；夏季及运输距离长时，宜用缓凝减水剂耐冻融混凝土 引气减水剂、引气剂、减水剂补偿收缩混凝土 膨胀剂夏季施工用混凝土 缓凝减水剂、缓凝剂冬季施工用混凝土 负温地区 早强减水剂、早强剂正温地区 防冻剂、早强剂+防冻剂、引气减水剂+早强剂+防冻剂3外加剂的掺入方法外加剂的掺入方法对其作用效果有时影响颇大。 先掺法 将粉状外加剂先与水泥混合，然后与粗、细骨料和水一起搅拌。先掺法适用于减水剂、膨胀剂、早强剂、防冻剂。 同掺法 将外加剂预先溶解成一定浓度的溶液，然后在搅拌时同水一起掺入。同掺法适用于采用减水剂
12、、引气剂、缓凝剂。 滞水法 搅拌过程中减水剂滞后13min加入。 后掺法 减水剂不是在搅拌站搅拌时加入，而是在运输途中或施工现场分几次或一次加入，再经搅拌。后掺法适用于运输距离较远、混凝土的坍落度较大的情况。五、掺合料在混凝土拌合物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加入的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用，或化学作用很小，如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca(OH)2，生成具有水硬
13、性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。硅灰又称硅粉或硅烟灰，是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘。硅灰有很高的火山灰活性，可配制高强、超高强混凝土。粒化高炉矿渣粉是指将粒化高炉矿渣经干燥、磨细达到相当细度的粉状材料。第二节 混凝土的性能一、新拌混凝土的性能新拌混凝土是由混凝土的组成材料拌合而成的尚未凝固的混合物，也称为混凝土拌合物。新拌混凝土的性能必须与工程性质、施工条件相适应，否则将影响到硬化混凝土的性能。 新拌混凝土的和易性1和易性的概念新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指
14、混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇注、振捣）并获得质量均匀、成型密实的性能。和易性包括流动性、粘聚性和保水性三项独立的性能。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械（振捣）力作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物各组成材料之间有一定的粘聚力，不致在施工过程中产生分层和离析的现象。保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，不致在施工过程中出现严重的泌水现象。2和易性的测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。通常是测定混凝土拌合物的流动性，最常用的有坍落度试验和维勃稠度试验。坍落度试验是将混凝土拌合物按一定方法装满坍落度筒后，平稳地向上提起坍落
15、度简，量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（mm），即坍落度值。进行坍落度试验时应同时考察混凝土的粘聚性及保水性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40mm，坍落度值大于10mm的塑性、流动性混凝土。对于坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物，通常采用维勃稠度仪测定其维勃稠度。试验时将混凝土拌合物按一定方法装入坍落度筒内，按一定方式捣实，待装满刮平后，将坍落度筒垂直向上提起，把透明盘转到混凝土圆台体顶台，开启振动台，并同时用秒表计时，当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停表计时，并关闭振动台，所读秒数即为该混凝土拌合物的维勃稠度值。3影响和易性的主要因素水泥浆数量、水灰比和单位用水
16、量水泥浆数量、水灰比和单位用水量这三个因素相互关联，只有两个可以独立变化。水泥浆在新拌混凝土中起着润滑和粘聚的双重作用。在水泥浆一定的情况下，水灰比越小，水泥浆越粘稠，混凝土的流动性越小；反之，则混凝土流动性越大。若水泥浆过稀，则易造成混凝土保水性不良。混凝土中水泥浆包括填充骨料空隙和包裹骨料表面两部分。水泥浆用量越多，则包裹层越厚，从而骨料内摩擦力越小，混凝土流动性越大。混凝土拌合物单位用水量增大，其流动性随之增大。根据实验，在采用一定的骨料情况下，如果单位用水量一定，单位水泥用量增减不超过50100kg，坍落度大体上保持不变，这一规律通常称为固定用水量定则。 砂率砂率是指细骨料含量占骨料总
17、量的百分数。砂率对拌合物的和易性有很大影响。一方面砂粒组成的砂浆在拌合物中起着润滑作用，这可减少粗骨料之间的摩擦力；另一方面砂率增大的同时，骨料的总表面积必随之增大，需要润湿表面的水分增多，在一定用水量的条件下，拌合物流动性降低，所以当砂率增大超过一定范围后，流动性反而随砂率增加而降低。因此，砂率有一合理值，采用合理砂率时，在用水量和水泥用量不变的情况下，可使拌合物获得所要求的流动性和良好的粘聚性与保水性。 组成材料特性 水泥的影响较小，需水性大的水泥比需水性小的水泥配制的拌合物，在其他条件一定的情况下，流动性变小，但其粘聚性和保水性较好。骨料对拌合物和易性的影响较大。级配好的骨料，其拌合物流
18、动性较大，粘聚性与保水性较好，扁平和针状骨料较少而球形骨料较多时，拌合物流动性较大；表面光滑的骨料，如河砂、卵石，其拌合物流动性较大；骨料的最大粒径增大，由于其表面积减小，故其拌合物流动性较大。6）外加剂 外加剂对拌合物的和易性有较大影响。如加入减水剂可大幅度提高拌合物的流动性，改善粘聚性，降低泌水性；或在保持原流动性的情况下，大幅度减少用水量。 温度和时间混凝土拌合物的流动性随温度的升高而降低，随时间的延长而变得干硬。 新拌混凝土的凝结时间混凝土的凝结时间采用贯入阻力仪测定。通常情况下，混凝土需610小时凝结，但水泥的组成、环境温度和外加剂都会对凝结时间产生影响。二、硬化混凝土的性能1混凝土
19、的抗压强度 混凝土立方体试件抗压强度（常简称为混凝土抗压强度）指以边长为150mm的立方体试件，在标准条件下（温度20士3，相对湿度90或水中）养护至28d龄期，在一定条件下加压至破坏，以试件单位面积承受的压力作为混凝土的抗压强度。对于非标准尺寸的立方体试件，应乘以折算系数折算成标准试件的强度值。边长为100mm的立方体试件，折算系数为0.95；边长为200mm的立方体试件，折算系数为1.05。混凝土立方体抗压强度标准值是按标准方法测得的、具有95保证率的立方体试件抗压强度。根据强度标准值，把混凝土划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和
20、C60十二强度等级。在结构设计中，考虑到受压构件是柱体而不是立方体，所以采用棱柱体试件比立方体试件能更好地反映混凝土的实际受压情况。由棱柱体试件测得的抗压强度称为棱柱体抗压强度，又称轴心抗压强度，其值只有同截面的立方体抗压强度的0.760.82。影响混凝土抗压强度的因素有以下几个方面： 水泥强度等级和水灰比水泥强度等级和水灰比是影响混凝土抗压强度的最主要因素。因为混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料问的粘结力，而水泥石的强度及其与骨料间的粘结力又取决于水泥的强度和水灰比的大小。但如果水灰比过小，则拌合物过于干硬，在一定的捣实成型条件下，混凝土难以成型密实，从而使强度下降。根据大量试验结
21、果，在原材料一定的情况下，混凝土28d龄期抗压强度（fcu,0）与水泥28d抗压强度（fce）和水灰比（W/C）之间的关系符合经验公式： fcu,0Afce (C/WB)，式中A、B为与骨料的品种、水泥品种等因素有关回归系数。 骨料骨料的强度一般都比水泥石的强度高，所以不直接影响混凝土的强度，但若骨料经风化等作用而强度降低时，则用其配制的混凝土强度也较低；骨料表面粗糙，则与水泥石的粘结力较大，故用碎石配制的混凝土比用卵石配制的混凝土强度较高。 龄期混凝土在正常养护条件下，强度随龄期而增长，7天内增长较快，28天后增长减缓。 养护为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后必须进行714天的湿养护，以
22、保证水泥水化过程的正常进行。养护温度高，可以增大初期水化速度，混凝土早期强度也高。2混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度比其抗压强度小得多，一般只有抗压强度的1/101/13，且拉压比随抗压强度的增高而减小。在普通钢筋混凝土构件设计中不考虑混凝土承受拉力，但抗拉强度对混凝土的抗裂性起着重要作用。3混凝土的变形 化学减缩混凝土体积的化学收缩是指由于水泥水化产物体积小于水化前反应物（水和水泥）体积而引起的收缩。化学收缩是不能恢复的，其收缩率一般很小，但收缩过程中在混凝土内部还是会产生微细裂缝。 温度变形混凝土热胀冷缩的变形称为温度变形。当温度变化较大，如果粗骨料的热胀系数与水泥石的相差很大，可能造成混
23、凝土的内应力。温度降低时，如果混凝土受到约束而不能正常收缩，则会在混凝土内部引起内应力。内应力大到一定程度，将导致混凝土开裂。对于大体积混凝土，常由于水泥水化热聚集在内部不易散失，造成内外温差很大，引起表面开裂。为了减少这种开裂，可采用： 用低热水泥、减少水泥用量；提高混凝土强度；选用热膨胀系数低的骨料；预冷原材料；合理分缝分块、减轻约束；预埋冷却水管；表面绝热。 混凝土的干缩湿胀混凝土干燥时，会引起体积收缩；受潮后体积又会膨胀。干燥收缩分为可逆收缩和不可逆收缩。经过第一次干燥再潮湿后的混凝土的后期干燥收缩将减小，改善了混凝土的体积稳定性。混凝土中过大的干缩会产生干缩裂缝。干缩要是水泥石产生的
24、，因此降低水泥用量，减小水灰比是减少干缩的关键。 短期荷载作用下的变形混凝土在短期压力荷载作用下的变形可分为四个阶段： 若以极限应力为100，应力低于30极限应力时，已有的界面过渡区裂缝只有少许发展，应力一应变曲线近似呈直线。当应力约为3050时，界面微裂缝随应力的逐步提高而发展，产生了明显的附加应变。应力应变曲线产生弯曲。当应力约为5075时，界面裂缝增多，而且逐渐延伸到砂浆基体中，同时砂浆基体开始形成微裂缝。随着应力的增长，砂浆基体中的裂缝逐渐生。当应力超过75时： 随着应力平的增长，基体和过渡区中的裂缝处于不稳定状态，迅速扩展成为连续的裂缝体系，混凝土产生非常大的应变，直至最后破坏。 长
25、期荷载作用下的变形徐变混凝土承受持续荷载时，随时间的延长而增加的变形，称为徐变。混凝土徐变在加荷一个月内增长较快，然后逐渐减缓；当混凝土卸载后，一部分变形瞬时恢复，还有一部分要过一段时间才恢复，称徐变恢复。剩余不可恢复部分，称残余变形。在某些特况下，徐变有利于削弱由温度、干缩等引起的约束变形，从而防止裂缝的产生。但在预应力结构中，徐变将产生应力松弛，引起预应力损失，造成不利影晌。产生徐变的原因，一般认为是由于水泥石凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动或滑移，同时吸附在凝胶粒子上的吸附水因荷载应力而向毛细管渗出。影响混凝土徐变的主要因素有： 水灰比越大，则徐变增大；水泥用量越多，徐变越大；增强养护、
26、延迟加荷时间会使混凝土徐变减小。4混凝土的耐久性混凝土抵抗环境介质作用并保持其形状、质量和使用性能的能力称为耐久性。 混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是指抵抗液体在压力作用下渗透的性能，它对混凝土的耐久性起着重要作用。混凝土的抗渗性主要与混凝土的孔隙率及孔隙结构有关。混凝土中相互连通的孔隙越多、孔径越大，则混凝土的抗渗性越差。混凝土的抗渗性通常以抗渗等级来表示。采用标准养护28d的标准试件，按规定的方法进行试验，以其所能承受的最大水压力（MPa）来划分抗渗等级。抗渗等级P6，也就是能抵抗0.6MPa的压力水而不渗水的混凝土称为抗渗混凝土。提高混凝土抗渗性的措施有： 采用减水剂并降低水灰比、减小粗骨
27、料最大粒径、合理选择水泥品种、加强养护及推迟受压力水作用的龄期等。 混凝土的抗冻性混凝土的冻融破坏，是指混凝土中的水结冰后体积膨胀，使混凝土产生微细裂缝，反复冻融使裂缝扩展，导致混凝土由表及里剥落破坏的现象。混凝土的抗冻性以抗冻等级来表示。抗冻等级是以龄期28d的试块，吸水饱和后承受（1520）至（1520）反复冻融循环，以同时满足抗压强度下降不超过25，重量损失不超过5时所能承受的最大冻融循环次数来确定。抗冻等级F50的混凝土，也就是能够承受反复冻融循环50次的混凝土称为抗冻混凝土。提高硬化混凝土抗冻性最有效的措施： 掺引气剂，在混凝土中形成均匀分布的不相连微孔，缓冲因水冻结而产生的挤压力；
28、掺减水剂并采用低水灰比，提高混凝土的密实度。 混凝土的抗侵蚀性环境介质对混凝土的化学侵蚀主要是对水泥石的化学侵蚀。对各类侵蚀难以有共同的防止措施，常用的措施有： 合理选择水泥品种、提高混凝土的密实度、隔离侵蚀介质。 混凝土的碳化混凝土的碳化是指环境中的CO2与水泥水化产生的Ca(OH)2作用，生成碳酸钙和水，从而使混凝土的碱度降低（中性化）的现象。碳化使混凝土出现碳化收缩，强度下降，还会使混凝土中的钢筋因失去碱性保护而锈蚀。检测混凝土内部是否碳化，可用酚酞酒精溶液。影响混凝土碳化的因素有： 水泥中混合材掺量越大，则碳化速度越快；水灰比越低，水泥用量越大，碳化速度越慢；相对湿度在5075时，碳化
29、速度最快。 混凝土中的碱骨料反应碱骨料反应，主要是指含有活性氧化硅的骨料与所用水泥或其它组分材料中的碱（Na2O和K2O）在有水分的条件下发生化学反应，形成碱硅酸凝胶，此凝胶吸水肿胀，可能导致混凝土胀裂。当骨料被认为有潜在碱骨料反应危害时，可采用低碱水泥并限制使用含钾钠离子的外加剂，或掺入活性掺合料来防止，。第四节 混凝土质量控制与强度评定混凝土在生产与施工中，由于原材料性能波动的影响，施工操作的误差，试验条件的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，因此一定要进行质量管理由于混凝土的抗压强度与混凝土其他性能有着紧密的相关性，能较好地反应混凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土抗压强度作为重要的质量
30、控制指标，并以此作为评定混凝土生产质量水平的依据。1混凝土强度的波动规律对同一种混凝土进行系统的随机抽样，测试结果表明其强度的波动规律符合正态分布，可用两个特征统计量强度平均值（ ）和强度标准差（）作出描述。强度平均值反映了混凝土总体强度的平均水平，但不能反映混凝土强度的波动情况。强度标准差是正态分布曲线上两侧的拐点离开强度平均值处对称轴的距离，它反映了强度离散性（即波动）的情况。值越大，强度分布曲线越矮而宽，说明强度的离散程度较大，反映了生产管理水平低下，强度质量不稳定。对于强度水平不同的混凝土，质量稳定性的比较可用变异系数Cv表征： Cv值越小，说明混凝土强度质量越稳定。2混凝土强度保证率
31、强度保证率是指在混凝土强度总体中，不小于设计强度等级（fcu,k）的概率P（）。强度正态分布曲线下的面积为概率的总和等于100。根据设计强度等级、平均强度和标准差计算出概率度t： 然后由标准正态分布曲线方程即可求出强度保证率，或直接查表求出。3混凝土配制强度根据上述保证率概念可知，如果所配制的混凝土平均强度等于设计要求的强度等级标准值，则其强度保证率只有50%。因此，要达到高于50%的强度保证率，混凝土的配制强度必须高于设计要求的强度等级标准值。令混凝土的配制强度等于平均强度，即 ，则有： 保证率要求越大，配制强度就要越高；强度波动越大，配制强度就提高得越多。我国目前规定混凝土强度保证率为95
32、，则t1.645，得配制强度 fcu,tfcu,k+1.645。4混凝土强度评定当混凝土长时间稳定生产时，由连续的三组试件组成一个验收批，强度应满足：平均强度值fcu,k0.70 ，单组最小值fcu,k0.70对于零星生产的混凝土，强度应满足如下要求：平均强度值1.15fcu,k ，单组最小值0.95fcu,k第五节 普通混凝土配合比设计混凝土的配合比是指混凝土中各组成材料用量之间的比例关系，可用下列两种方法表示。绝对用量表示法是以一立方米混凝土中各项材料的质量来表示，如水泥376kg/m3、砂647 kg/m3、石子1198 kg/m3、水184 kg/m3。相对用量表示法是以各项材料的质量
33、比来表示，如：水泥:砂:石子:水1:1.72:3.19:0.49。在通常情况下，主要通过调节水灰比、用水量及砂率三大参数，来保证混凝土的性能和降低成本。一、混凝土配合比计算配合比计算时，骨料以干燥状态为基准，即细骨料含水率0.5%，粗骨料含水率0.2%。1计算配制强度（fcu,0）根据设计强度标准值（fcu,k）和强度保证率为95%的要求，及强度标准差，可求得混凝土的配制强度 fcu,0fcu,k 1.645。2计算水灰比（w/c）根据配制强度、水泥28d抗压强度实测值（fce），根据混凝土强度经验公式计算水灰比： 式中a、b回归系数。无统计资料时，对于碎石取a0.46，b0.07。为了保证耐
34、久性，水灰比不得大于混凝土使用环境条件相对应的最大水灰比限值。3选取单位用水量（mw0）单位用水量，即每立方米混凝土的用水量（mw0），根据施工要求的坍落度要求及已知的粗骨料种类、最大粒径，从推荐表中选取。掺减水剂时用水量mwamw0(1)，式中为减水剂的减水率（）。4计算水泥用量（mc0）根据单位用水量（mw0）和水灰比（w/c），计算水泥用量mc0mw0(w/c)。为了保证混凝土的耐久性，水泥用量不得小于使用环境条件对应的最少水泥用量限值。5选取砂率（s）通常可根据粗骨料的种类，最大粒径及水灰比，从推荐表中选取合理砂率。6计算砂用量（ms0）、石用量（mg0）计算砂、石用量可采用重量法或体
35、积法。 采用体积法时，按下列公式计算砂、石用量： 式中c为水泥的密度，可取29003100kg/m3；s、g分别为砂、石的表观密度，kg/m3；w为水的密度，取1000kg/m3；是混凝土含气量百分数，不使用引气型外加剂时，取=1。 采用重量法时，混凝土拌合物的假定表现密度mcp可取23502450kg/m3，则： 通过以上计算得到的每立方米混凝土各项材料的用量，即为计算配合比。二、配合比的试配与校核由于上述配合比是利用经验公式或经验资料获得的，因而配成的混凝土有可能不符合当前工程的实际情况，需对配合比进行试配校核。1稠度校核按计算配合比进行试拌，检查该混凝土拌合物的性能。若坍落度太大，可在砂
36、率不变条件下，增加适量砂、石；若坍落度太小，可保持水灰比不变，适量增加水泥浆用量；若粘聚性和保水性不良，可适当增加砂率；调整至混凝土拌合物的性能完全符合要求为止，然后测定混凝土拌合物的实际表观密度（c，t）。调整拌合物性能后得到的配合比称为基准配合比。2强度校核检验强度时，在上述基准配合比基础上，另外增加两个配合比，其水灰比宜较基准配合比分别增加和减少0.05，其用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加或减少1%。每种配合比制作一组试件（3块），测试28天抗压强度。根据三组强度与灰水比的数据，用作图法或计算法，求出配制强度所对应的灰水比。最后按以下法则确定各组分材料的用量： 用水量（mw）在基准
37、配合比中用水量的基础上，根据制作强度试件时测得坍落度或维勃稠度进行适当的调整。水泥用量（mc）以用水量（mw）乘以由强度检验确定的灰水比，计算得到；粗、细骨料用量（mg、ms）用上述用水量、水泥用量和灰水比，重新计算得到。3每立方米混凝土中各项材料用量的校正计算混凝土的表观密度计算值： c,cmc+ mg + ms + mw计算校正系数c,tc,c 。将配合比中各项材料用量乘以校正系数，即为最终的设计配合比。4混凝土的施工配合比上述配合比是以干燥材料为基准，如果现场材料含有一定的水分，应进行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比。若砂含水率为a%、石子含水率为b%，则施工配合比为： 习题与解答一
38、、名词解释 1水泥混凝土 2重混凝土 3普通混凝土 4塑性混凝土 5低流动性混凝土 6干硬性混凝土 7轻混凝土 8轻骨料混凝土 9多孔混凝土 10加气混凝土 11泡沫混凝土 12防水混凝土 13耐热混凝土 14耐酸混凝土 15聚合物水泥混凝土 16聚合物浸渍混凝土 17硅酸盐混凝土 18泵送混凝土 19流态混凝土 20颗粒级配 21细度模数 22分计筛余百分率 23累计筛余百分率 24最大粒径 25片状颗粒 26针状颗粒 27连续粒级 28单粒级 29连续级配 30间断级配 31压碎指标 32饱和面干状态 33饱和面干吸水率 34混凝土拌合物和易性 35流动性 36粘聚性 37保水性 38坍落
39、度 39维勃稠度 40水灰比 41砂率 42最佳砂率 43混凝土强度等级 44混凝土立方体抗压标准强度 45混凝土养护时间 46自然养护 47混凝土标准养护 48蒸汽养护 49蒸压养护 50混凝土徐变 51混凝土碳化 52碱-骨料反应 53混凝土强度保证率 54混凝土配制强度 55混凝土配合比 56施工配合比 57混凝土外加剂 58减水剂 59早强剂 60缓凝剂 61引气剂 62速凝剂 63坚固性答案1水泥混凝土：是以水泥为胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的固体材料。2重混凝土：干表观密度大于2600kg/m3、采用重晶石、铁矿石或钢屑等作骨料制成，对x射线、射
40、线有较高的屏蔽能力。3普通混凝土：干表观密度为20002800kg/m3、采用天然砂、石作骨料制成，在建筑工程中广泛使用。4塑性混凝土：坍落度为5090mm 5低流动性混凝土：坍落度为1040mm6干硬性混凝土：坍落度小于10mm7轻混凝土：干表观密度小于1950kg/m3。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土，这类混凝土多用于有保温绝热要求的部位，强度等级高的轻骨料混凝土也可用于承重结构。8轻骨料混凝土：以轻粗骨料、轻细骨料（或普通细骨料）、水泥和水配制而成的，干表观密度不大于1950 kg/m3的水泥混凝土为轻骨料混凝土。9多孔混凝土：内部均匀分布着大量微小气泡的轻质混凝土。10加
41、气混凝土：是含硅材料（如砂、粉煤灰、尾矿粉等）和钙质材料(如水泥、石灰等)加水并加入适量的发气剂，经混合搅拌、浇筑发泡、静停与切割后，在经蒸压或常压蒸气养护制成。11泡沫混凝土：是用机械方法将泡沫剂水溶液制各成泡沫，再将泡沫加入含硅材料（砂、粉煤灰）、钙质材料（石灰、水泥）、水及附加剂组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、蒸汽养护而成的多孔建筑材料。12防水混凝土：防水混凝土系指有较高强度抗渗能力的混凝土，通常其抗渗等级等于或大于P6级，又称抗渗混凝土。13耐热混凝土：耐热混凝土是指能长期在高温（200900）作用下保持所要求的物理和化学性能的一种特殊混凝土。14耐酸混凝土：能够抵抗多种酸及大部
42、分腐蚀性气体侵蚀作用的混凝土称为耐酸混凝土。15聚合物水泥混凝土：聚合物水泥混凝土是用聚合物乳液和水拌和水泥，并掺人砂或其他骨料而制成的一种混凝土。16聚合物浸渍混凝土：聚合物浸渍混凝土是以混凝土为基材，将有机单体渗入混凝土中，并使其聚合而制成的一种混凝土。17硅酸盐混凝土：是用石灰和含硅原料（砂、粉煤灰、炉渣、矿渣、烧煤矸石、尾矿粉及其他天然含硅原料和工业废渣）以一定工艺方法制成的人造石材。18泵送混凝土：坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土称为泵送混凝土。19流态混凝土：坍落度为1820cm的混凝土。20颗粒级配：各粒径颗粒的分布情况。21细度模数：细度模数用来表示骨料的粗细程度。细
43、度模数的计算公式为Mx （A243A4AsA6）5A1/(100A。Ai为累计筛余百分率。22分计筛余百分率：该号筛的筛余量除以试样总量。23累计筛余百分率：该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。24最大粒径：粗骨料中公称粒级的上限称为该骨料的最大粒径。25片状颗粒：是指骨料中，其厚度小于平均粒径0.4倍者。26针状颗粒：指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径（该粒级上、下限粒径的平均值）的2.4倍者。27连续粒级：亦即连续级配。28单粒级：亦即间断级配。29连续级配：石子粒级呈连续性，即石子颗粒由大到小，每级石子占一定的比例。30间断级配：也称单粒级级配，是指人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使
44、骨料级配不连续。31压碎指标：是将一定重量气干状态下1020mm的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到200kN，卸荷后称取试样质量（m0），再用孔径为2.5mm的筛子筛除被压碎的细粒，称取筛余量（m，通过下式计算所得a（m0m/m0100%。32饱和面干状态：颗粒表面干燥，而颗粒内部的孔隙含水饱和的状态 33饱和面干吸水率：骨料在饱和面干状态时的含水率，称为饱和面干吸水率。34混凝土拌合物和易性：是指混凝土拌合物易于施工操作（拌和、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能。包含流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。35流动性：是指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣得作用
45、下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。36粘聚性：是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的性能。37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，不致产生严重的泌水的性能。38坍落度：将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥筒中，逐层插捣并装满刮平后，垂直提起圆锥筒，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。测量坍落的高度（以mm计），即为坍落度。39维勃稠度：在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表记时，在透明圆盘的底面完全为水泥浆所布满的瞬间，停止秒表，关闭振动台。此时
46、可认为混凝土拌合物已密实。读出秒表读数，即为维勃稠度。40水灰比：水和灰料的比率。41砂率：是指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。42最佳砂率：所谓合理砂率是指用水量、水泥用量一定时，拌和料保证具有良好的粘聚性和保水性的条件下，使拌和料具有最大流动性的砂率。43混凝土强度等级：混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。我国现行规范规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为： C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55、C60等强度等级。44混凝土立方体抗压标准强度：按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件，在标准养护条件（温度203，相对湿度90%以上）下，养护至28d龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值。45混凝土养护时间，在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。46自然养护：是指对在自然条件（或气候条件）下的混凝土制品适当地采取一定的保温、保湿措施，并定时定量向混凝土浇水，保证混凝土材料强度能正常发展的一种养护条件。47混凝土标准养护：是指对将混凝土制品在温度为（20 ，相