混凝土基礎(chǔ)知識及配合比設(shè)計__講義(修改后).doc

混凝土基礎(chǔ)知識及配合比設(shè)計一、 砼的基本知識1 混凝土定義及原材料組份a 混凝土基本定義：廣義上說，由膠凝材料、粗、細骨料、水及某些摻合料和外加劑按適當比例配合，經(jīng)拌合、成型、硬化而成的人造石材，叫做混凝土。b 普通混凝土原材料組份：現(xiàn)代普通混凝土的原材料組份，包括如下六種，即膠凝材料（水泥等）、粗骨料（碎石、卵石等）、細骨料（河砂等）、水、摻合料（粉煤灰、礦粉等）、外加劑。2 砼的基本特性a 抗壓強度高，但抗拉強度小。b 可與鋼筋做成鋼筋砼，用于建筑工程等方面的承重構(gòu)件，如房屋梁、板、基礎(chǔ)、橋梁骨架等。c 強度隨齡期不斷增長，一般28天可達到總強度90%以上，故建筑工程中，國家規(guī)定以28天齡期抗壓強度作為劃分砼等級的指標。但實際上砼在三年以后，甚至更長時間其強度仍在增長。不過，在工程設(shè)計上不能以砼的后期強度作為設(shè)計依據(jù)，但水工建筑如大壩等，允許以60天或90天的抗壓強度作為設(shè)計依據(jù)。d 砼硬化前，可塑造成任何形狀，但一旦硬化之后，就定形了。因此，砼拌合物必須在硬化之前就澆筑入模。初凝： 23小時砼硬化分兩個階段終凝： 1012小時手工拌制：拌至均勻為原則 3砼制作方法機械攪拌：一般不少于2分鐘，但視機型而異。（商品砼亦屬于機械攪拌，但因系采用雙臥軸強制攪拌，其攪拌時間僅30秒左右。）人工扦搗鐵桿或木、竹桿4砼澆筑方式插入式震動成型平臺式5砼的分級及代號按國家標準分12個等級，代號為C（concrete），即從C7.5C60, 高于C60叫高強砼,不在分級之列。二、砼分類及發(fā)展歷史1、砼發(fā)展歷史砼生產(chǎn)與應(yīng)用已有一百多年歷史，1824年世界上首先出現(xiàn)水泥波特蘭水泥，水泥的出現(xiàn)，有力的促進了砼的發(fā)展。1850年法國朗波特首先發(fā)明鋼筋混凝土，并首先做成鋼筋砼船。（加鋼筋網(wǎng)增強，彌補抗拉、抗折強度低不足）1887年科倫，首先發(fā)表鋼筋砼的計算方法，為鋼筋砼發(fā)展起了較大的促進作用。隨著水泥工業(yè)的不斷發(fā)展，近百年來特別是五、六十年砼的生產(chǎn)、應(yīng)用非常迅猛。在解放初期砼標號達到200號就算高標號，300號砼（相當于C30）還極少見，而到了80年代末及90年代，已可制作C50、C60的砼，而常用的則為C20C40，現(xiàn)在在試驗室已可配制C100特高強砼。2.砼分類(1)按膠結(jié)材料分類a水泥砼 b石羔砼c石灰砼d瀝青砼e水玻璃砼f堿礦碴砼g聚合物水泥砼h樹脂砼I硫磺砼（2）按集料分類a重集料砼：集料為鋼球、鐵礦石、重晶石等。（可防輻射）b普通集料砼：天然砂、石c輕集料砼：天然或人造輕集料d細集料的大孔砼e無粗集料的細顆料砼，如鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)（3）按用途分類a普通砼（又稱結(jié)構(gòu)砼）。要求具有足夠的強度和耐久性要求；b水工砼。要求具有密實性、抗?jié)B性、抗凍性和抗地熱性等要求；c海工砼。要求具有足夠的密實性、抗?jié)B性、抗蝕性及干縮性小等要求；d道路砼要求具有高抗磨性、高抗折強度、以及抗沖擊性、抗凍性和干縮性小等要求；e有特殊使用要求的砼，又可分為：抗?jié)B砼：抗?jié)B等級P6級的砼(抗?jié)B等級分P2、P4、P6、P8、P10、P12共六個等級)?？箖鲰牛嚎箖龅燃塅50級的砼（以28天試塊做凍融循環(huán)試驗,以強度降低25%、質(zhì)量損失5%的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定耐凍性標號。）。耐熱砼：要求耐熱溫度3501700耐酸砼：要求能耐酸堿腐蝕防輻射砼：要求能抗X射線或鈷輻射等自應(yīng)力砼及補償收縮砼大體積砼：砼結(jié)構(gòu)實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起砼內(nèi)外溫差過大而導致裂縫的砼。在實際工程建設(shè)中，還有其它他有特殊施工要求的砼，不再細列。（4）按施工工藝分類a普通現(xiàn)澆砼b噴射砼c泵送砼d灌漿砼現(xiàn)澆類e真空吸水砼f自密實砼g碾壓砼h擠壓砼預制類I離心砼（5）按配筋方式分類a、無筋(素)砼b、鋼筋砼c、絲網(wǎng)砼d、纖維砼 （包括纖維砼、碳纖維砼、玻璃絲砼）e、預應(yīng)力砼 （包括先張法預應(yīng)力砼、后張法預應(yīng)力砼）（6）按拌合物流動度分類 a、塑性砼 L30-70mm b、半干硬砼 L0-20mm c、干硬砼 L0 d、流動性砼 L100-150mm e、大流動性砼 L160mm三、砼組成原材料的基本常識1、水泥（1）水泥發(fā)明史 水泥的出現(xiàn)，只有100多年的歷史，最早是英國人佛羅斯特（Frost）于1822年發(fā)明的，1824年英國人阿斯普?。↗oseph Aspdin）以粘土和石灰配料燒結(jié)后細磨成水泥，現(xiàn)世界上以1824年作為水泥發(fā)明年，因其顏色像英國波特蘭島上的巖石，故命名為波特蘭水泥。1930年，波特蘭水泥更名為現(xiàn)在的硅酸鹽水泥。我國于1952年正式把波特蘭水泥更名為硅酸鹽水泥。（2）水泥的分類 到目前為止，水泥的種類和規(guī)格已達到幾十種之多，但常用和大量用的主要有： P 不摻硅酸鹽水泥 P 摻5%?；郀t礦渣普通硅酸鹽水泥 PO 摻5%,且 20%混合材料礦渣硅酸鹽水泥 PS A 摻20%,且50%?；郀t礦渣； 礦渣硅酸鹽水泥 PS B 摻50%,且70%粒化高爐礦渣；火山灰硅酸鹽水泥 PP 摻20%,且40%火山灰質(zhì)混合材；粉煤灰硅酸鹽水泥 PF 摻20%,且40%粉煤灰；復合硅酸鹽水泥 PC 摻兩種以上的活性混合材料總量20%,且50%（3）水泥標號按國家最新標準,從32.562.5R共八個等級，詳見如下：純熟料 石羔 100g，P 42.5、42.5R 摻5%的礦渣 52.5、52.5R 共六個等級 P 62.5、62.5R （GB-175-2007） 或摻5%的石灰石 活性混合材最大 42.5、42.5R 摻量不超過20% PO 共四個等級 52.5、52.5R （GB-175-2007） 32.5、32.5R 礦渣摻合量 PSA 42.5、42.5R 共六個等級20，且50% 52.5、52.5R （GB-175-2007） 32.5、32.5R 礦渣摻合量 PSB 42.5、42.5R 共六個等級50，且70% 52.5、52.5R （GB-175-2007） 32.5、32.5R 火山灰摻合量 PP 42.5、42.5R 共六個等級20%,且40% 52.5、52.5R （GB-175-2007） 32.5、32.5R 混合材料總摻量 PC 42.5、42.5R 共六個等級20%,且50% 52.5、52.5R （GB-175-2007） 32.5、32.5R 粉煤灰總摻量 PF 42.5、42.5R 共六個等級20%,且40% 52.5、52.5R （GB-175-2007）（4）常用水泥的基本性能及用途 P、P及PO： 早期強度高，硬化快，28天基本成型，常用于建筑工程地下及地面上結(jié)構(gòu)物，但不適用于高溫蒸汽養(yǎng)護?？箖?、耐磨、抗水性差，P、P水化熱高，不宜用于大體積工程。PS、PP、PF、PC：早期強度低、強度漸長慢，但后期強度高，90天及一年以后強度仍在增長，適合地下、水利及大體積砼工程?？箖鲂圆睢⒈Ｋ圆?。其中PC 水泥較其他有較高的早期強度。 （5）除六大品種常用水泥外，還有專用及特種水泥，主要有：高鋁水泥（也叫硫鋁酸鹽水泥或是礬土水泥）道路水泥膨脹水泥白色硅酸鹽水泥彩色硅酸鹽水泥砌筑水泥自應(yīng)力水泥噴射水泥水玻璃耐酸水泥堿礦渣水泥（標號可達到270MPa）低熱礦渣硅酸鹽水泥超細水泥（6）水泥生產(chǎn)方式及生產(chǎn)概況 干法回轉(zhuǎn)窯 回轉(zhuǎn)窯（旋窯） 預分解窯 濕法回轉(zhuǎn)窯主要有兩大類 機立窯 立窯 已逐漸淘汰并限制發(fā)展 土立窯立窯與旋窯生產(chǎn)的最大的差別，主要體現(xiàn)生產(chǎn)能耗及產(chǎn)品質(zhì)量上，立窯水泥由于生產(chǎn)工藝落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)能耗高（每Kg水泥熟料的生產(chǎn)能耗一般在0.150.17 Kg標煤左右）；旋窯水泥，由于生產(chǎn)工藝先進，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，每Kg熟料生產(chǎn)能耗一般在0.10.12Kg標煤左右，甚至更低。預拌混凝土企業(yè)，應(yīng)選用旋窯水泥，主要是基于旋窯水泥質(zhì)量比較穩(wěn)定，有利于預拌混凝土企業(yè)的質(zhì)量管理。2、砂（1）砂的分類 砂的細度模數(shù)劃分，一般可分為粗砂、中砂、細砂三大類，即 粗砂 細度模量 3.13.7 中砂 細度模量 2.33.0 細砂 細度模量 1.62.2 細度模量小于1.6的叫特細砂，砼中很少采用特細砂（2）砂的顆粒級配 按普通混凝土用砂的國家標準GB14684-2001，砂的顆粒級配應(yīng)符合下表要求天然砂的顆粒級配區(qū)表累計篩余%級配區(qū)公稱粒徑區(qū)區(qū)區(qū)5.00mm100100100250mm3552501501.25mm65355010250630857170414016315958092708555160100901009010090注.配制砼宜選用區(qū)砂； .泵送砼宜選用中砂。3、石子（碎石、卵石）用于砼的石子（碎石、卵石），國家標準GB14685-2001都有詳細的要求，主要包括顆粒級配、含泥量、針片狀含量、有害物質(zhì)、堅固性、抗壓強度（包括巖石的抗壓強度或壓碎指標）、表觀密度、空隙率等，這里不作細述。但有一點必須特別強調(diào)的就是關(guān)于砼的堿集料反應(yīng)問題。（1）所謂堿集料反應(yīng)，就是指碎石中含有活性SiO2，它會與水泥水化后產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)，生成硅酸鈉凝膠，其反應(yīng)式如下： 2NaOH +SiO2 H2O NaSiO2 + nH2O（2）砼發(fā)生堿集料反應(yīng)的三個基本條件 a、水泥中的含堿量（Na2O+0.658K2O）超過0.6%； b、集料為活性集料，且活性硅含量超過1%； C、砼處理潮濕環(huán)境（濕度8085%）； 只有符合以上三個基本條件（缺一不可）才能導致堿集料反應(yīng)。 （3）堿集料反應(yīng)的危害： 砼中堿集料反應(yīng)是一個緩慢的過程，有的兩年，有的甚至五年或更長時間，但是這種反應(yīng)一旦發(fā)生，將造成嚴重危害，并且是無法彌補的。這是因為反應(yīng)生成的硅酸鈉凝膠吸水后體積膨脹約三倍，從而導致砼開裂，使砼結(jié)構(gòu)失去承載能力而坍塌。4、活性摻合料 （1）活性摻合料的主要品種及質(zhì)量要求 混凝土常用的活性摻合料主要有粉煤灰、磨細礦渣粉兩種，現(xiàn)分述如下： a、粉煤灰 粉煤灰國外叫做飛灰（fly ash）它是火力發(fā)電廠粉煤爐高溫燃燒后，經(jīng)收塵器收集的微粉，粒徑一般在10300之間，按收集方式不同，它又分濕排灰和干排灰兩種，現(xiàn)代混凝土工程中用的摻合料主要為干排灰。 目前國家已經(jīng)制定了專用于建筑工程的粉煤灰質(zhì)量標準，叫做用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 1596-2005，按該標準，粉煤灰共、三個等級。標準中對粉煤灰的燒失量、活性指標、吸水量比等都作出了明確規(guī)定。當前在混凝土工程上用得較多的是級粉煤灰。 b磨細礦渣粉 磨細礦渣粉是煉鐵爐渣經(jīng)水溶后冷卻磨細得到的細粉，它比粉煤灰且有更高的活性，目前國家對磨細礦渣粉亦頒布了質(zhì)量標準，叫做用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉GB/T18046-2008（修訂版）。其分類按比表面積的大小劃分，可分為S75、S95、S105三個等級，其相對應(yīng)的比表面積分別為S75（ 300 m2/kg ）、S95（ 400 m2/kg ）、S105（ 500 m2/kg ）。 磨細礦渣粉按磨細工藝之不同，可分為立磨磨細礦渣粉和球磨磨細礦渣粉兩種，不過這只是磨細工藝的兩種方式，對于用戶來說，人們往往不去追究其磨細工藝，但從理論講，立磨磨細礦渣粉，由于礦粉的外形具有棱角，不像球磨磨細礦渣粉那樣圓滑，故一般認為立磨磨細礦渣粉在混凝土中有更好的結(jié)合力。 磨細礦渣粉，當前在預拌混凝土中已用得比較普遍，它的最大優(yōu)點是，像S95礦粉大致可1：1取代水泥，因而預拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)來說，意味著可以獲得較好的經(jīng)濟效益。 （2）活性摻合料應(yīng)用中的若干問題： a、粉煤灰 粉煤灰雖然是屬于活性摻合料，但它的活性較低，它之所以具有活性，主要是靠其中的活性SiO2與水泥水化后的Ca(OH)2化合生成水化硅酸鹽鈣凝膠而產(chǎn)生強度，但是這種化學反應(yīng)在混凝土澆筑后早期進行得非常緩慢，它只有到了混凝土的28天齡期，或是更長的時間，才能充分顯示出來，因此，摻合料粉煤灰的混凝土早期抗壓強度比較低，特別是當環(huán)境溫度較低（低于5以下），其早期抗壓強度將更低。對此，我們必須要有充分的認識，當然另一方面，粉煤灰的摻入，對砼亦有其有利的一面，這就是它可以增加混凝土拌合物的流動度，故場施工帶來好處，此外有研究表明，摻粉煤灰砼比不摻粉煤灰砼具有較低的回彈性模量，這就意味著可提高砼的抗裂性，因此，應(yīng)辨證的認識粉煤灰用作砼摻合料的利與弊，做到合理利用，才能確保工程質(zhì)量。 b、磨細礦渣粉 磨細礦渣粉比粉煤灰有更高的活性，它在砼中產(chǎn)生強度的化學機理與粉煤灰基本相同，因為摻入礦渣粉的砼比之不摻礦渣粉的砼其早期抗壓強度相對來說較低，但到了砼的28天齡期，其抗壓強度一般來說大致可以趕上不摻礦渣粉的砼。 但是，這里有一個問題要特別注意，這就是一般認為S95級礦粉可以取代PO 42.5級水泥，但本人近幾年的研究證明，這是一個誤區(qū)，本人的研究結(jié)論是，礦粉（S95級）的摻入，對砼的三天抗壓強度將降低0.325X% ，R7將降低0.125-X%，R28仍可降低0.095X%，式中的X為摻合%，由此可見，即算到了砼的28天齡期，砼的抗壓強度仍然比不摻礦粉的要低一點，為此我要提醒大家，千萬不要步入誤區(qū)。 此外，還有一個問題，就是有研究證明，磨細礦渣粉的摻入將降低砼的抗裂性，就是說摻合磨細礦渣粉的砼，比之不摻磨細礦渣粉的砼更容易產(chǎn)生裂紋，磨細礦渣粉摻量比率越大，產(chǎn)生裂紋的機率更高，裂紋亦更多，因此，必須提醒大家充分認識這個問題的重要性，千萬不要盲目追求磨細礦渣粉的高摻量，否則將會導致產(chǎn)生砼質(zhì)量事故。5、外加劑（略）四、砼拌合物的基本性質(zhì)及砼的結(jié)構(gòu)特性 1、砼拌合物的基本性質(zhì) （1）和易性 一般的流動性、粘聚性和保水性的衡量。 a、流動性 流動性是指拌合物在自重或外力的作用下的流動性能。流動性與混合料中的水泥用量、用水量及水泥砂漿的相對含量有關(guān)。 保持水泥用量不變，增大水灰比，將增加拌合物的流動性。 保持W/C不變，相應(yīng)增加水泥和水用量，將提高拌合物的流動性。 保持W/C不變，相應(yīng)增加或減少砂用量，將改變拌合物的流動性。 b、粘聚性 新拌砼混合料抗離析的能力叫粘聚性，粘聚性與粗細骨料的級配及水泥漿的稠度有關(guān)。級配合理的混合料，粘聚性大，反之則小。 水泥漿稠度越小，粘聚性越大。 粘聚性不良，易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。 c、保水性 是指砼拌合料在施工中具備一定的保水能力的性質(zhì)即不易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。 一般來講，保水性與水泥的品種有關(guān)，同時也與砼配合比設(shè)計是否合理有關(guān)，礦渣水泥常有泌水現(xiàn)象。(2)和易性檢測方法（Slump test）坍落度法（ISO稱為稠度）。 坍落度 O 干硬性砼 坍落度 0-20mm 低流動性砼 坍落度 30-90mm 塑性砼 坍落度 100-150mm 流動性砼 坍落度 160 大流動性砼 維勃稠度計法（VB法VBahmer 瑞典） （3）影響和易性的主要因素拌合用水量。 a、拌和水在砼混合料中是分布于水泥漿和吸附于粗細骨料的表面上，因而粗細骨料的總表面積越大，需要的水越多;水泥的標準稠度用水量越大，需要的水越大。 b、當粗細骨料的種類及比例一定時，即使水泥用量變動（200-400 kg/m3）,但要獲得相同的坍落度，其所需要的用水量基本上是一定的，這就是恒定用水量法則。 水泥漿體積a、在最佳砂率下，獲得規(guī)定流動性所需的水泥漿最小。 b、在水泥漿體積一定時，最佳砂率下可獲得最大流動度 水泥砂漿的體積 流動性砼水泥砂漿體積，約為粗細骨料空隙率的1.21.5倍。 其他影響和易性因素 a、水泥的品種 b、骨料的性質(zhì) c、時間與溫度 2、砼的結(jié)構(gòu)性質(zhì) （1）干表觀密度 22002400 kg/m3（2）密實度 D D VC + VS + VG + VW 結(jié)合水分數(shù)，為一定齡期的砼中結(jié)合水為水泥重量的%數(shù) 普通水泥的在砼28天時約為1520%。（3）抗壓強度我國新標準的強度等級分C7.5C60共十二個等級（如前述），這里補充如下： 影響強度的因素 a、水灰比（W/C） RF(W/C)A 或RF(fcw/c) R28 A(C/W - B) 保羅米公式b、骨料的品種與質(zhì)量 當W/C0.4時 碎石砼比卵石砼強度高38%，隨著W/C增加，兩者差距逐漸減少。C、養(yǎng)護制度與濕度提高砼強度的措施采用高標號水泥，實行機械攪拌和震搗，摻外加劑等都是行之有效的措施。 （4）抗?jié)B性 以抗?jié)B標號衡量和劃分，P2、P4、P6、P8、P10、P12六個等級。 解析宏觀意義 （5）其他力學性能 如抗抗拉強、棱柱強度、抗折強度為抗壓的1/101/13。(6) 耐久性能主要指抗凍、抗碳化性能。五、商品砼1、商品砼的含義 工程上叫“預拌砼”，這是外來語，英文叫 Ready-mixed concrete,意為預先拌合好的砼，GB/T 14902-2003是這樣定義的由攪拌站將原材料按一定比例經(jīng)計量、拌制出售，并由運輸車在規(guī)定的時間內(nèi)運送到使用地點的砼拌合物。2、商品砼的主要特性（基本特性） 商品砼必須滿足如下要主要特性： 強度，滿足普通砼的要求（即與普通砼一樣）流動度（塌落度），滿足泵送作業(yè)要求坍落度的經(jīng)時損失，越小越好，至少應(yīng)滿足兩小時仍可泵送。第、兩點是商品砼的主要特性，而第點為基本特性，沒有第點就不叫做砼，沒有第、點不叫商品砼，即不可能實現(xiàn)預銷售。3、商品砼的等級劃分： 按GB/T 14902-2003標準，預拌砼分兩大類： 通用品（normal concrete）， 強度C50，坍落度180mm, 粗集料粒徑31.540mm特制品，special concrete,任何一項指標超出通用品的規(guī)定范圍或有特殊要求的砼，其強度在C55C80 個人認為，上述的劃分方法不見得科學，如坍落度指標。不過它提供了一個劃分的準則，仍有其實用價值。4、商品砼的應(yīng)用與發(fā)展前景 （1）商品砼在我國起步比較晚，大概在上世紀八十年代才起步，我國第一家商品砼企業(yè)誕生于1978年常州建筑工程材料公司創(chuàng)建，隨后，則逐年加速發(fā)展，到2002年全國已有1039個企業(yè)，有14473臺輸送車，設(shè)計能力達到26405萬噸m3（實際生產(chǎn)量為13914萬噸m3），總的來說，我國商品砼企業(yè)的發(fā)展與工業(yè)發(fā)達國家（美、英、法、德還有意大利、日本等）比較，大約遲后了半個世紀。而發(fā)展也極不平衡，大都集中在國內(nèi)的幾個大、中城市北京、上海、廣州、沈陽等，像北京、上海等估計已超過100家，湖南省在2000年初僅有商品砼企業(yè)三家，到2009年為止，大約已發(fā)展到37家（不包括還在建造未注冊的），發(fā)展勢頭良好。 （2）商品砼迅速發(fā)展的基本原因（或者說優(yōu)點）保證并提高了砼質(zhì)量配料準確、攪拌質(zhì)量好可實現(xiàn)泵送作業(yè)，大大提高了施工進度可實現(xiàn)文明施工，較大降低傳統(tǒng)施工的臟亂現(xiàn)象大大降低輔助用工，減少原材料的浪費，從而降低施工管理中的各項費用解決高層建筑施工中砼垂直、水平運輸中的許多矛盾，V220m（100270m）及H5001500mm的工程，可用一根泵管就解決，可取消塔吊，每小時輸送量可達60m3,再有一種車泵，既可水平又可垂直泵送砼，起吊高度達40m，水平懸臂長度32m以上能解決道路、橋梁工程施工中長距離的砼輸送問題。 例1、上海浦東大橋砼支架高210m，就是用商品砼澆筑的 再例、北京西客站工程底板，總方量達30萬m3 再例、三峽水利工程（溢流槽 70萬m3）商品砼供應(yīng)半徑大，可達50km,運輸車時速可達6080km，最高達100km正是由于商品砼的上述的諸多優(yōu)點，所以國家已出臺多項法令、法規(guī)，要求大、中城市要大力推廣應(yīng)用商品砼，對大城市則要求強制推行。六、混凝土配合比設(shè)計（一）砼配合比定義及設(shè)計的基本參數(shù)1、 砼配合比的定義 為了保證強度和工作性能，經(jīng)過設(shè)計計算所確定的砼單位體積中的各種原材料用量之間的比例關(guān)系，稱之為混凝土配合比。2、砼配合比設(shè)計的基本參數(shù)（1）試配強度 砼配制抗壓強度應(yīng)按所要求的砼強度等級取值，如下式: 式中 砼配制強度（MPa） 砼抗壓強度標準值（MPa） 砼強度標準離差（MPa）的取值，根據(jù)強度等級的不同而異，一般規(guī)定是： 取 4MPa C20C35 取 5MPa 取6MPa（2）砂率：每立方米砼中，砂子用量（kg）與砂、石總用量（kg）之比叫砂率，以百分比表示。如下式： 式中 每立方米砼的細骨料用量（kg）； 每立方米砼的粗骨米用量（kg）； 砂率（%）；砂率是砼配合比的重要參數(shù)之一，不同等級砼應(yīng)選擇不同的砂率，其目的在于保證砼能得到最密實的效果。因此就有 最佳砂率的問題。如何能找到最佳砂率，應(yīng)通過試配來解決。方法是： 在選定水灰比的前提下：保持水灰比不變，在其他條件相同的條件下，拌制數(shù)種砂率不同的砼拌合物，并測定其坍落度，其中坍落度最大的一種拌合物所用的砂率，即為最佳砂率。(3)用水量：（1）塑性砼的用水量與粗骨料的品種和規(guī)格有關(guān)，JGJ55-2000普通砼的配合比設(shè)計和規(guī)程對此有專門規(guī)定，見下表： 塑性砼用水量表（kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）項目指標102031.540162031.540坍落度(mm)1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195 注：上表中的適用范圍是水灰比在0.40.80；表中的用水量是采用中砂的平均取值，采用細砂時，每立方米用水量可增加510kg；采用粗砂時，可減少510kg.（2）流動性及大流動性砼的用水量宜按下列步驟計算用水量： a、以上表中坍落度90mm用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg,計算未摻外加劑時的混凝土用水量； b、摻外加劑時的砼用水量按下式計算： 式中 摻外加劑砼每立方米砼的用水量（kg） 未摻外加劑每立方米砼的用水量（kg） 外加劑的減水率（%） （4）和易性： 普通塑性砼包括三項內(nèi)容，即流動度也叫稠度（以坍落度及擴散度表示）、粘聚性及保水性，只有同時滿足這三項指標要求的砼拌合物，才叫和易性好，分述如下： 流動度也叫稠度，包含兩層含義，一是坍落度，以砼坍落度儀測定，用mm表示其大小，塑性砼的坍落度一般在1090mm之間，超過90mm的，一般叫流動性砼，泵送砼的坍落度最小起泵坍落度規(guī)范規(guī)定不得小于100mm，適宜的泵送砼坍落度為160220mm，稠度的第二層含義是擴展度，這是指坍落度儀測定坍落度時，當坍落度儀垂直抬起時，砼拌合物緩慢下沉后的擴散直徑，以mm表示。一般來講，塑性砼的擴展較小，甚至沒有擴展度，因此也沒有擴展度的要求，而泵送砼由于坍落度較大，相應(yīng)也有擴展度要求，普通泵送砼的擴展度應(yīng)大于500mm。 粘聚性，粘聚性的判斷方法是在測定坍落度之后，用搗棒輕輕打擊已坍落的砼錐體的一邊，如錐體突然倒塌、部分崩裂或石子離析，則表示粘聚性不良。 保水性是指砼拌合物保持水份不易析出的能力，以稀漿析出的程度來評定，當坍落度筒提起后，如有較多的稀漿從砼錐體底部析出，且因失漿過多使砂石外露，就表示保水性不好，如坍落度筒提起后無稀漿或僅有少量稱漿從底部析出，且砼錐體含漿飽滿，則表示保水性良好。 （5）水灰比 水灰比的定義 水灰比是指單位體積內(nèi)混凝土拌合料中用水量與膠凝材料總用量之比，以W/C表示。對于摻有砼摻合料（如礦粉、粉煤灰）的混凝土，膠凝材料總用量則應(yīng)包括摻合料，這時通常叫做水膠比。水灰比與砼強度的關(guān)系 水灰比與砼強度的關(guān)系可用下面方框圖表示：高 強度 低 W/C 小 大 W/C與砼強度關(guān)系圖最大水灰比及最小水泥用量 JGJ55-2000普通砼的配合比設(shè)計規(guī)程對塑性砼有最大W/C及最小水泥用量的嚴格規(guī)定，如下表：混凝土的最大水灰比及最小水泥用量表環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量（kg）素砼鋼筋砼預應(yīng)力砼素砼鋼筋砼預應(yīng)力砼1、干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房室內(nèi)部件不作規(guī)定0.650.62002603002、潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內(nèi)部件室外部件在外侵蝕性和（或）水中部件0.70.60.6225280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在外侵蝕性土和（或）水中且受凍害的部件高濕度且受凍害的室內(nèi)部件0.550.550.552502803003、有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件0.50.50.5300300300注a、當用活性摻合料取代部分水泥時，表中最大水灰比及最小水泥用量即為代替前的水灰比和水泥用量。 b、配制C15及其以下等級的砼，可不受本表限制。（6）外加劑和摻合料 外加劑 常用的外加劑都有一定的減水劑效果，其質(zhì)量標準應(yīng)符合GB119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，其應(yīng)用方法，一是利用其減水效應(yīng)降低用水量；二是保持每立方米用水量不變，利用其提高砼流動性（坍落度）。兩者可任先其一。摻合料 塑性砼的摻合料，當前用得較多的是粉煤灰及磨細礦粉，其品質(zhì)應(yīng)符合JGJ28粉煤灰在砼和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程及GB148粉煤灰砼應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和GB/T1804用于水泥與砼中?；郀t礦渣粉的相關(guān)規(guī)定。（二）設(shè)計依據(jù)及基本方法1、設(shè)計依據(jù) JGJ55-2000行標普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程 公式 式中 回歸系數(shù) 水泥28天抗壓強度實測值（MPa） 當無水泥28天抗壓強度實測值時，可按下 式推算： 水泥強度等級富余系數(shù)，可按實際設(shè)計資料確定（注：按水泥質(zhì)量有關(guān)標準，此值一般可取1.13） 水泥強度等級值（MPa） 2、公式的基本性質(zhì) 上述公式，經(jīng)換算后，又可化成： (-) 上式就是著名的保羅米強度公式 保羅米公式又可變換為： - 現(xiàn)令 X ,b, a- 及y，則變換后的保羅米公式便成為下式，即： Ybx + a 這就是數(shù)學上典型的線性函數(shù)表達式，由這線性公式，可以得出結(jié)論如下： 砼的強度與c/w成正比適用范圍：0.4w/c0.8根據(jù)這一公式的基本性質(zhì)，使我們應(yīng)清醒的認識到一個重要的原則，這就是嚴格控制w/c比，是砼配合比設(shè)計的關(guān)鍵。 3、砼配合比設(shè)計方法及種類 (1)性能設(shè)計 主要是為了保證砼的某種性能達到工程設(shè)計的特殊要求，例如防水砼、抗?jié)B砼，主要要求砼能防止?jié)B漏，抗裂砼主要要求應(yīng)達到工程設(shè)計中特定抗裂要求，它與防水砼有相似之處，又有特定的抗裂含義。耐熱砼主要要求砼能抵抗某種特定的高溫侵害等，類似這類砼的配合比設(shè)計,其強度往往遠遠超過設(shè)計的需要，因而配合比設(shè)計的主要目的是為了達到性能上的特殊要求。 (2)強度設(shè)計 主要是為了保證砼達到足夠的抗壓強度，要求砼在荷載的作用下，具有設(shè)計所需要的安全度。 4、混凝土配合比設(shè)計的基本原則： (1)滿足砼的強度要求以及達到此強度的時間 （2）滿足和易性的要求； （3）耐久性能的要滿足設(shè)計要求； （4）經(jīng)濟上合理。 一個好的砼設(shè)計配合比，應(yīng)同時達到上述四項要求，不能偏廢，這就是說在滿足前面三項要求的基礎(chǔ)上，最大限度的節(jié)約水泥，以達到降低工程造價的目的。 5、普通砼配合比設(shè)計的基本方法 （1）絕對體積法 此法是按照砼混合料單位體積等于各組成材料的絕對體積之和的原則來設(shè)計，即 （A） 或 （ A） 式中：為各原材料組份的用量（kg）；為砼含氣量，（一般取=2）；為相應(yīng)各種原材料的表觀密度（或比重）。 此外還有 （B）【為砂率】 有了（A）及（B）式，就可進行配合比設(shè)計了。 （2）假定容重法 先假定砼拌合物的容重（濕重）來計算各種原材料的用量，再通過試拌調(diào)整材料用量，并以實測砼混合物的容重，反算材料的配合比。 在有一定試驗資料的基礎(chǔ)上，此法比絕對體積法來得簡單。但當無試 驗資料時，假定容重法往往誤差很大。 砼的容重可假定： 河砂砼： 2400kg/m3 山砂砼： 2450 kg/m3 （3）兩種設(shè)計方法的