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1、混凝土学（混凝土学（Concrete)2.确定水灰比W/C（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：a、b回归系数；根据工程所用材料，通过试验确定；当不具备试验统计资料时，可取：碎石混凝土 a 0.46，b0.07；卵石混凝土a0.48，b0.33。fce水泥28d抗压强度实测值(Mpa)混凝土学（混凝土学（Concrete)（2）复核耐久性 为了使混凝土耐久性耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。混凝土学（混凝土学（Concrete)3.确定单位用水量确定单位用水量W（1）水灰比在0.400.80
2、范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒径，卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，碎石最大粒径，mm项项目目指指标标102031.540162031.540坍落度，坍落度，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的单位用水量，kg 混凝土学（混凝土学（Concrete)（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定
3、。（3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：WW0（1）式中：W掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；W0未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；外加剂的减水率，应经试验确定。拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒径，卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，碎石最大粒径，mm项项目目指指标标102040162040维维勃稠度，勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土的单位用水量，kg 混凝土学（混凝土学（Concrete)4.计算水泥用量C0（1）计算（2）复核耐久性 将计算出的水泥用量与规定的最
4、小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。混凝土学（混凝土学（Concrete)5.确定砂率确定砂率Sp:主要从满足和易性和节约水泥考虑。（1）坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。混凝土学（混凝土学（Concrete)6.计算砂、石子用量S0、G0（1）体积法 又称绝对体积法。1m3混凝土中的组成材料水泥、砂、石子、水经过
5、拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即：Vc+Vs+Vg+Vw+Va 1混凝土砂率，水灰比水灰比mw/mc卵石最大粒径，卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，碎石最大粒径，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641混凝土学（混凝土学（Concrete)解方程组，可得S0、G0。式中：c、0s、0g、w分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，g/cm3。水泥的密度可取2
6、.93.1g/cm3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取1。混凝土学（混凝土学（Concrete)（2）质量法质量法又称为假定表观密度法。假定混凝土拌合物的表观密度为0h kg/m3。解方程组可得S0、G0。0h1m3混凝土拌合物的假定表观密度，可取23502450kg/m3。混凝土学（混凝土学（Concrete)7.初步计算配合比的表示（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示：C0;W0;S0;G0;（2）以组成材料用量之比表示：C0：S0：G01：x：y;W/C？。混凝土学（混凝土学（Concrete)基准配合比基准配合比的确定的确定1.试拌 按初步计算配合比称取一定
7、质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性。2.调整 测定拌合物坍落度，并检查粘聚性和保水性，通过调整，确定基准配合比。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水 灰比不变，增加或减少适量水泥浆；混凝土学（混凝土学（Concrete)如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（oh实）。计算试拌调整后混凝土的总质量（Cb+Sb+Gb+Wb)计算混凝土基准配合比（调整后1m3混凝土中各材料用量）混凝土学（混凝土学（Concrete)实验室配合比的确定：（1）强度试验：基准配合比的和易性已满
8、足要求，还需满足强度要求。采用三个不同的配合比，一个基准配合比，以及基准配合比分别增加及减少0.05的两个配合比，其用水量与基准配合比相同，砂率值根据灰水比适当调整，各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定，并测定体积密度。（2）根据试验得出的混凝土强度与灰水比（C/W）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：混凝土学（混凝土学（Concrete)单位用水量（W）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；水泥用量（C）以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；粗集料和细集料用量（S
9、、G）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。（3）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值0h计：0h计C+S+G+W混凝土学（混凝土学（Concrete)按下式计算混凝土配合比校正系数：式中：oh实混凝土表观密度实测值，kg/m3；0h计混凝土表观密度计算值，kg/m3。当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（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数，得到实验室配合比。混凝土学（混凝土学（Concrete)施工配合比的计算施工配合比的计算
10、 假定现场砂、石子的含水率分别为a和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：CC SS（1+a）GG（1+b）WWSaGb 施工配合比可表示为：混凝土学（混凝土学（Concrete)有特殊要求的混凝土配合比设计有特殊要求的混凝土配合比设计混凝土学（混凝土学（Concrete)抗渗混凝土抗渗混凝土抗渗混凝土所用原材料应符合下列规定：粗骨料宜采用连续级配，其最大粗径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5；细骨料的含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂或引气减水剂；混凝土宜掺用矿物掺合料。抗渗混凝土配合比
11、应符合下列规定：每m3混凝土中的胶凝材料总量不宜小于320kg；砂率宜为35%45%；供试配用的最大小灰比应符合规定。掺用引气剂时，含气量宜控制在3%5%。混凝土学（混凝土学（Concrete)抗冻混凝土抗冻混凝土抗冻混凝土所用原材料应符合下列规定：应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用火灰硅酸盐水泥；宜选用连续级配的粗骨料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；细骨料含量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%;抗冻等级F100及以上的混凝土所用的粗骨料和细骨料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准的规定；抗冻混凝土宜采用减水剂，抗冻等级F100及以上的混凝土应掺引气剂
12、，掺用后混凝土的含气量应符合规定。抗冻混凝土配合比的最大水灰比应符合规定。混凝土学（混凝土学（Concrete)泵送混凝土泵送混凝土泵送混凝土采用的原材料应符合下列规定：应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10%；粗骨料的最大粒径与输送管径之比宜符合规定。宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不少于15%。应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定。混凝土学（混凝土学（Concrete)泵送混凝土的配合比应符合下列规定：泵送混凝土的
13、水胶比不宜大于0.60。泵送混凝土的胶凝材料总量不宜小于300kg/m3。泵送混凝土的砂率宜为35%45%；掺引气型外加剂时，混凝土含气量不宜大于4。泵送混凝土的坍落度考虑坍落度的经时损失。混凝土学（混凝土学（Concrete)大体积混凝土大体积混凝土大体积混凝土所用的原材料应符合下列规定：水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等；当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放；粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂；大体积混凝土应掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下
14、，应提高掺合料及骨料的含量，以降低混凝土的水泥用量。大体积混凝土宜在配合比确定后进行水化热的验算或测定。混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土配合比设计的若干问题混凝土配合比设计的若干问题应充分注意原材料的选择，如砂石材料的质量和水泥的强度等。新拌混凝土的和易性应充分考虑施工工艺和气候条件。混凝土的砂率可根据砂石材料的质量和和易性适当调整。混凝土学（混凝土学（Concrete)各种新型各种新型 混凝土混凝土混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土指采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰、超细矿渣、硅灰等矿物掺合料，以常规工艺配制的抗压强度大于C50级的混凝土。按抗压强度分类
15、有：高强混凝土：C50C80 超高强混凝土：C80C120混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土的受压时的应力应变特性混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土的受压破坏过程混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土受压破坏的薄弱区骨料与水泥石的界面区水泥石中的孔隙混凝土学（混凝土学（Concrete)孔隙对材料和混凝土强度的影响材料强度与孔隙率的基本关系：S=S0exp(-kp)S0孔隙率为0时的材料强度p材料的孔隙率k为常数水泥砂浆的强度与孔隙率的关系（Powers模型）：S=S0(1-p)3对于水泥砂浆Powers由试验得到S0为234MPa混凝土学（混凝土学（Concrete
16、)材料的孔隙率与强度的关系混凝土学（混凝土学（Concrete)水泥砂浆强度与孔隙率的关系混凝土学（混凝土学（Concrete)制备高强混凝土的主要技术措施目标：增加骨料与水泥石的界面区的密实度改善骨料与水泥石的界面结构（水化产物）提高水泥石的密实度改善水泥石的结构，减少氢氧化钙的数量，增加水化硅酸钙的数量措施：采用高效减水剂（减小水灰比）采用矿物掺合料（增加密实度、改善界面结构）混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土原材料水泥：42.5级以上的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。骨料：粗骨料：质地坚硬、级配良好的石
17、灰石、花岗岩、辉 绿岩等碎石或碎卵石。强度大于1.2倍混凝土强度；针片状颗粒含量不宜大于5%；含泥量：C50C751%,C80以上0.5%骨料最大粒径：C50C75不宜大于25mm,C80以上不宜大于20mm混凝土学（混凝土学（Concrete)细骨料：级配良好、细度模数2.6、含泥量400m2/kg)、磨细天然沸石粉 硅灰 复合掺合料混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土配合比配制强度：C50C60不低于1.15倍强度等级 C70C80不低于1.12倍强度等级水胶比：0.250.42胶结材料用量：C50C60水泥用量不宜大于450kg/m3，胶结材料总量不宜大于550 kg/m3.
18、C70C80水泥用量不宜大于500kg/m3，.胶结材料总量不宜大于600 kg/m3.混凝土学（混凝土学（Concrete)矿物掺合料：粉煤灰掺量不宜大于胶结材料总量的30%磨细矿渣不宜大于胶结材料总量的50%磨细天然沸石粉不宜大于10%硅灰不宜大于胶结材料总量的10%砂率：一般：28%34%泵送：34%44%混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土的特性高强混凝土的特性优点：高抗压强度，但抗拉强度提高不大高弹性模量，刚度较大低渗透性干燥收缩和徐变较小耐磨和抗剥离性好抗冻性较好混凝土学（混凝土学（Concrete)缺点：脆性大强度提高大，但弹性模量提高不大水化热高早期自缩大；易开裂，
19、可能导致耐久性问题混凝土学（混凝土学（Concrete)塑性收缩开裂塑性收缩开裂混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土的抗压性能特点高强混凝土的抗压性能特点混凝土学（混凝土学（Concrete)高强混凝土的应用混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土学（混凝土学（Concrete)混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土高性能混凝土混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土美国ACI认为（1990年）：具有高强度（60MPa以上）、高工作性（流态、可泵）、高体积稳定性（不开裂、收缩徐变小）和高抗渗（耐久）性的混凝土日本将高流
20、态的自密实混凝土（免振混凝土）称为高性能混凝土美国、加拿大等国认为：高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土。混凝土学（混凝土学（Concrete)我国部分学者认为：高性能混凝土是以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。其特点为：低用水量，低水灰比（0.45或0.40），较低的水泥用量，并以化学外加剂和矿物掺合料为必需组分。混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土应用技术规程 (CECS207-2006）的定义：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高耐久性、高工作性和高体积稳定的混凝土。混凝土学（混凝土学（Concrete
21、)混凝土耐久性混凝土耐久性 混凝土在所处工作环境下,长期抵抗内、外部劣化因素的作用，仍能维持其应有结构性能的能力。混凝土工作性混凝土工作性 混凝土适宜于施工操作、满足施工要求的性能的总称。混凝土体积稳定性混凝土体积稳定性 混凝土初凝后，能抵抗收缩或膨胀而保持原有体积的性能。混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土应满足下列一种或几种技术高性能混凝土应满足下列一种或几种技术要求：要求：1、水胶比不大于、水胶比不大于0.38;2、56d龄期的龄期的6h总导电量小于总导电量小于1000C 3、300次冻融循环后相对动弹性模量大于次冻融循环后相对动弹性模量大于80%4、胶凝材料抗硫酸盐腐蚀试
22、验的试件、胶凝材料抗硫酸盐腐蚀试验的试件15周周 膨胀率小于膨胀率小于0.4%,混凝土最大水胶比不大混凝土最大水胶比不大 于于0.45;5、混凝土中可溶性碱总含量小于、混凝土中可溶性碱总含量小于3.0kg/m3混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土原材料水泥水泥:符合有关国家标准符合有关国家标准,不得采用立窑水泥不得采用立窑水泥.骨料：骨料：砂：符合现行行业标准的中、粗河砂或人工砂。砂：符合现行行业标准的中、粗河砂或人工砂。石：最大粒径不宜大于石：最大粒径不宜大于25mm,25mm,宜采用宜采用1515 25mm25mm和和 5 5 15mm15mm的两级配骨料。的两级配骨料。针片
23、状颗粒含量应小于针片状颗粒含量应小于10%10%。对对C60C60以上混凝土，应选用级配良好的碎以上混凝土，应选用级配良好的碎 石或碎卵石。抗压强度宜大于石或碎卵石。抗压强度宜大于1.51.5倍混凝倍混凝 土强度等级或压碎值宜小于土强度等级或压碎值宜小于10%10%。混凝土学（混凝土学（Concrete)矿物微细粉：矿物微细粉：应符合国家或行业有关标准。宜采用硅灰、应符合国家或行业有关标准。宜采用硅灰、粉煤灰、磨细矿渣粉、天然沸石粉、偏高岭土粉煤灰、磨细矿渣粉、天然沸石粉、偏高岭土粉及复合微细粉。粉及复合微细粉。等量取代水泥的最大用量宜为：等量取代水泥的最大用量宜为：硅灰：硅灰：10%;10%
24、;粉煤灰：粉煤灰：30%30%磨细矿渣粉：磨细矿渣粉：40%;40%;天然沸石粉：天然沸石粉：10%10%偏高岭土粉：偏高岭土粉：15%15%；复合微细粉：；复合微细粉：40%40%。粉煤灰超量取代的超量值不宜大于粉煤灰超量取代的超量值不宜大于25%25%。化学外加剂：化学外加剂：应符合国家有关标准，对混凝土和钢材无应符合国家有关标准，对混凝土和钢材无害，减水剂宜用高效减水剂，且减水率大于害，减水剂宜用高效减水剂，且减水率大于20%20%。混凝土学（混凝土学（Concrete)高性能混凝土的配合比设计高性能混凝土的配合比设计试配强度：试配强度：f fcu,0cu,0 f fcu,kcu,k+1
25、.645高性能混凝土配比的控制参数宜为：高性能混凝土配比的控制参数宜为：单方用水量：单方用水量：175kg/m3 胶凝材料总量：胶凝材料总量：450600kg/m3 矿物微细粉用量：矿物微细粉用量：40%胶凝材料胶凝材料 砂率：砂率：37%44%采用较低的水胶比。采用较低的水胶比。混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土大掺量粉煤灰混凝土混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土的基本目的大掺量粉煤灰混凝土的基本目的在保证或改善混凝土性能的前提下，尽可能最大限度的使用粉煤灰替代硅酸盐水泥混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土的基本特征大掺量粉煤灰
26、混凝土的基本特征大的粉煤灰掺量，粉煤灰至少占胶凝材料总量的50%以上低用水量低水胶比（W/CM)低硅酸盐水泥熟料用量通过调节高效减水剂用量，获得低水灰比或高流动性混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土的典型配合比大掺量粉煤灰混凝土的典型配合比 用水量:120kg/m3 硅酸盐水泥:155kg/m3 粉煤灰:215kg/m3 水胶比（W/（C+F):0.32 高效减水剂:3kg 掺引气剂制备成引气混凝土混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土拌合物的性能大掺量粉煤灰混凝土拌合物的性能大掺量粉煤灰混凝土具有良好的和易性，特别是粘聚性好，因此，易于泵送、捣实和抹面等
27、施工操作；大掺量粉煤灰混凝土的泌水少，应注意防止塑性收缩裂缝；水化热温升小，有利于防止早期热裂缝；例如：3.05m的混凝土立方体大掺量粉煤灰混凝土的温升只有350C，而硅酸盐水泥混凝土的温升达到650C；混凝土的凝结时间比普通混凝土长，一般长3小时左右，与气温有关。混凝土学（混凝土学（Concrete)硬化大掺量粉煤灰混凝土的力学性能硬化大掺量粉煤灰混凝土的力学性能强度发展较慢，早期强度较低，后期强度较高（如：1天:8MPa、28天:35MPa、90天:43MPa、365天:55MPa)；抗弯强度和劈裂抗拉强度与抗压强度的比值与普通混凝土相当；弹性模量略高于同强度的混凝土；干缩和徐变比普通混凝土略低，比徐变为2432/MPa。混凝土学（混凝土学（Concrete)硬化大掺量粉煤灰混凝土的耐久性硬化大掺量粉煤灰混凝土的耐久性水的渗透性低，渗透系数小于10-13m/s抗冻性好，抗冻等级可达D500抗氯离子渗透能力强耐硫酸盐腐蚀能力强耐海水腐蚀能力强保护钢筋能力高能有效拟制碱骨料反应混凝土学（混凝土学（Concrete)大掺量粉煤灰混凝土的应用大掺量粉煤灰混凝土的应用大体积混凝土水化热低结构混凝土较高的强度高性能混凝土优良的耐久性