第4章 混凝土及砂漿

第4章混凝土及砂漿

本章知識點

【知識點】混凝土性能特點，骨料的細度模數、顆粒級配，混凝土拌合物流動性、粘聚性、保水性，混凝土強度標準值、強度等級，水灰比、砂率、單位用水量，混凝土養(yǎng)護、變形、碳化、堿骨料反應，普通混凝土配合比設計，減水劑、早強劑、引氣劑、緩凝劑，輕質混凝土、高性能混凝土，砌筑砂漿、抹面砂漿的主要技術性能。【重點】混凝土組成材料的質量要求，影響混凝土和易性、強度及耐久性的主要因素，提高混凝土性能的主要措施，普通混凝土配合比設計原理與方法，常用外加劑的種類與效能，混凝土的質量波動規(guī)律及檢驗評定，砂漿與混凝土的區(qū)別?！倦y點】普通混凝土配合比設計原理與方法，外加劑的效能與作用機理。目錄第一節(jié)混凝土的分類與性能特點第二節(jié)普通混凝土的組成材料第三節(jié)普通混凝土的主要技術性質第四節(jié)混凝土質量控制第五節(jié)普通混凝土的配合比設計第六節(jié)其他種類混凝土第七節(jié)砂漿本章內容

本章重點講述普通混凝土的組成、各組成材料的作用及技術要求、主要技術性質及其影響因素、外加劑和摻合料的作用及效果、配合比設計的原理及方法、質量控制及強度評定等。

4.0混凝土材料發(fā)展簡述

混凝土的生產與使用有近二百年的歷史，但在數千年前已有“混凝土”的雛形。

1824年波特蘭水泥的發(fā)明與使用，才有真正意義上的混凝土材料，水泥混凝土研制萌芽。

1850年法國造船師郎波發(fā)明了鋼筋混凝土，首次建造了混凝土船，后來運用于土木工程。

混凝土鋼筋混凝土

1913年美國人利用回轉窯首次燒制頁巖陶粒輕骨料，解決了混凝土自重大的缺陷。

普通混凝土輕集料混凝土

1928年法國人弗列西涅發(fā)明了預應力鋼筋混凝土，提高了混凝土的抗拉強度和抗裂性，為混凝土在大跨、高層建筑工程中的應用開辟了新途徑。

鋼筋混凝土預應力混凝土

20世紀60年代以來，外加劑、各種纖維、聚合物等材料在混凝土生產中的廣泛使用，使混凝土材料的性能更加優(yōu)良和全面。

預應力混凝土多功能和高性能混凝土4.1

混凝土的分類與性能特點

混凝土是指以膠凝材料（主要是水泥、瀝青等）、骨料和水為主要原料（也可加入外加劑和礦物摻合料），經拌合、成型、養(yǎng)護等工藝制成的硬化后具有強度的工程材料。它是用途最廣、用量最大的土木工程材料。通常把以水泥為膠凝材料、表觀密度為1950～2500kg/m3、主要用于工程結構的混凝土稱為普通混凝土，它是土木工程建設中使用最為廣泛和用量最大的混凝土品種?；炷恋纳a

混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料按適當比例配合、拌制成拌合物，經一定時間硬化而成的人造石材?！舅?水+砂、石（+外加劑+摻合料）】4.0概述混凝土拌和物：新拌制的未硬化混凝土。硬化混凝土：經硬化有一定強度的混凝土。各組分的作用1、水泥漿的作用硬化前：填充、包裹、潤滑硬化后：膠結2、砂、石作用骨架作用，可增加強度，節(jié)約水泥，減少收縮，降低水化熱，抑制裂縫擴展結論：混凝土中各組成材料的性能及含量決定了混凝土的性質分類依據混凝土種類分類依據混凝土種類混凝土表觀密度（kg/m3）＞2800重混凝土混凝土抗壓強度（MPa）

＞60高強混凝土2000～2800普通混凝土30～60中強混凝土＜2000輕混凝土＜30低強混凝土混凝土所用膠凝材料種類水泥混凝土混凝土摻合料種類粉煤灰混凝土瀝青混凝土硅灰混凝土石膏混凝土礦渣混凝土聚合物混凝土纖維混凝土混凝土的功能和用途結構混凝土混凝土施工工藝泵送混凝土防水混凝土噴射混凝土防輻射混凝土碾壓混凝土耐腐蝕混凝土灌漿混凝土裝飾混凝土真空脫水混凝土4.1.1

混凝土的分類與質量要求混凝土的種類表4-1混凝土的種類很多，對混凝土質量的基本要求是：

（1）混凝土拌合物應具有與施工條件相適應的施工和易性；

（2）混凝土在規(guī)定齡期內應具有符合設計要求的強度；

（3）具有與工程環(huán)境條件適應的耐久性。混凝土拌合物混凝土強度測試4.1.1

混凝土的分類與質量要求4.1.2

混凝土的性能特點性能特點特點描述優(yōu)點（1）性能可調混凝土的性質可根據工程的具體要求進行針對性的設計與調整，從而滿足各類工程建設的需要（2）抗壓強度較高混凝土抗壓強度一般為10～60MPa，超高強混凝土的抗壓強度可達100MPa以上（3）施工方便混凝土拌合物具有良好的流動性和塑性，可制成各種形狀和大小的構件，既可現澆，又可預制（4）原材來源廣泛混凝土組成材料中砂石占80%左右，易于就地取材，成本較低缺點（1）自重大普通混凝土的表觀密度為1950～2500kg/m3，比強度較小（2）抗拉強度較低混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/20～1/10，受拉變形能力小，易開裂（3）收縮變形較大在水化及凝結硬化過程中產生化學收縮和干燥收縮，易產生收縮裂縫表

4-24.2

普通混凝土的組成材料及質量要求

混凝土屬于人工材料，配制普通混凝土的原材料有水泥、砂、石、水、外加劑、摻合料等。混凝土原材料的性能與質量在很大程度上決定了混凝土的性能與質量。

水泥水

砂石子外加劑摻合料水泥漿水泥砂漿砼拌合物砼硬化骨料普通混凝土是由水泥、砂、石和水所組成。砂石

水泥

水水泥漿

硬化前，潤滑作用，賦予拌和物一定的流動性，便于施工操作。硬化后，膠結作用，將骨料膠結成堅實的整體。骨料骨架作用，限制水泥的硬化收縮，同時節(jié)約水泥

普通混凝土的組成材料普通混凝土的材料組分混凝土的質量，很大程度上原材料的技術性質是否符合要求。因此，為了選用材料和保證混凝土的質量，必須掌握原材料的技術質量要求。

4.2.1水泥1．水泥品種的選擇工程特點施工條件環(huán)境狀況水泥品種（見第3章表3-12，P46）確定

2．水泥強度等級的選擇配制混凝土時，水泥的強度等級的選擇應與所配制混凝土的強度等級相適應。根據經驗，配制中低強度混凝土時，水泥強度等級≈1.5~2.0混凝土強度等級為宜；配制高強度混凝土時，水泥強度等級≈0.9~1.5混凝土強度等級為宜。

4.2.2

骨料骨料粒徑（mm）種類執(zhí)行標準細骨料0.15～4.75天然砂河砂《建筑用砂》（GB/T14684—2001）海砂山砂人工砂混合砂粗骨料4.75～90碎石《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001）卵石骨料種類人工砂生產線骨料的用量和體積在混凝土中占有較大比例（70%~80%），其來源與質量將直接關系到所配制混凝土的技術性能和質量。國家及行業(yè)有關標準對砼用骨料的質量指標有明確要求。4.2.2

骨料石料（碎石）生產線

1．有害雜質含量

混凝土用骨料尤其是天然骨料中常含有：

(1)

云母、黏土、淤泥、貝殼、粉砂等雜質這些雜質常粘附在骨料表面，影響水泥漿（或砂漿）與骨料的粘結度，降低所配制混凝土的強度。同時，含有雜質的骨料還會增加混凝土的用水量，增大混凝土的收縮，降低混凝土的抗凍性和抗?jié)B性。

(2)

有機雜質、硫化物和硫酸鹽等雜質這些雜質對水泥石將產生腐蝕作用。

《普通混凝土用砂石質量與檢驗方法標準》（JGJ52-2006），對混凝土用骨料的有害雜質含量進行了限量規(guī)定，見表4-3。4.2.2

骨料有害雜質項目骨料種類配制不同強度等級混凝土時有害雜質限量指標

≥C60C55～C30≤C25含泥量（按質量計，%）砂≤2.0≤3.0≤5.0石子≤0.5≤1.0≤2.0泥塊含量（按質量計，%）砂≤0.5≤1.0≤2.0石子≤0.2≤0.5≤0.7硫化物和硫酸鹽含量（折算為SO3，按質量計，%）砂≤1.0石子≤1.0有機物含量（用比色法試驗）砂顏色應不深于標準色，如深于標準色，應按水泥膠砂強度試驗方法進行強度對比試驗，抗壓強度比應不低于0.95卵石顏色應不深于標準色，如深于標準色，應配制成混凝土進行強度對比試驗，抗壓強度比應不低于0.95

云母含量（按質量計，%）砂≤2.0輕物質含量（按質量計，%）砂≤1.0針、片狀顆粒（按質量計，%）石子≤8≤15≤25骨料中有害雜質含量限值（JGJ52-2006）表4-3

4.2.2

骨料

2．堅固性為了保證混凝土的強度和堅固性，混凝土用骨料須有一定的堅固性要求?；炷了幁h(huán)境條件及其性能要求循環(huán)后的質量損失（%）砂石子在嚴寒及寒冷地區(qū)使用并經常處于潮濕或干濕交替狀態(tài)下的混凝土；有腐蝕性介質作用或經常處于水位變化區(qū)的地下結構或有抗疲勞、耐磨、抗沖擊等要求的混凝土≤8≤8其他條件下使用的混凝土≤10≤12骨料堅固性指標（JGJ52-2006）表4-4

3．堿活性混凝土用骨料中含有活性氧化硅或含有黏土的白云石質石灰石時，在一定條件下會與水泥中的堿發(fā)生堿—骨料反應，造成體積膨脹導致混凝土開裂。4.2.2

骨料4．形狀與表面特征混凝土用骨料的顆粒形狀及表面特征，將在一定程度上影響混凝土拌合物的流動性和混凝土的強度。

碎石和人工砂一般多棱角，表面粗糙，與水泥漿能較好地粘結。卵石、河砂和海砂為近似球形，表面光滑，與水泥砂漿的粘結較差。在水泥用量和用水量相同的情況下，由碎石、人工砂拌制的混凝土拌合物流動性較差，但混凝土強度較高；由卵石、河砂拌制的混凝土拌合物流動性較好，但強度較低。砂的顆粒較小，一般不考慮其形貌特征。4.2.2

骨料

5．級配和粗細程度

級配是指骨料中不同粒徑顆粒的分布情況。級配良好的骨料可使其空隙率和總表面積較小，從而達到節(jié)約水泥、提高混凝土密實性及強度的目的。（a）

（b）

（c）若砂、石的粒徑分布在同一尺寸范圍內，空隙率很大。若砂、石的粒徑分布在兩種尺寸范圍內，空隙率較小。若砂、石的粒徑分布在更多的尺寸范圍內，空隙率更小。骨料只有適宜的粒徑分布，才能達到良好的級配要求。4.2.2

骨料

粗細程度是指不同粒徑的骨料顆?；煸谝黄鸷蟮目傮w粗細程度。相同重量的骨料，粒徑越小，總表面積越大。在混凝土中，砂、石骨料表面分別由水泥漿和水泥砂漿包裹，骨料的總表面積越大，需要的水泥漿就越多。當骨料中含有較多的大粒徑骨料，并以適當的中粒徑骨料及少量細粒徑骨料填充其空隙時，則可達到空隙率和總表面積均較小，這樣不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實度和強度。不同粒徑的骨料4.2.2

骨料在拌制混凝土時，控制骨料的顆粒級配和粗細程度具有重要的經濟與技術意義，應同時考慮骨料的顆粒級配和粗細程度。（1）砂的粗細程度與顆粒級配砂的粗細程度和顆粒級配用篩分析方法測定。標準砂樣篩電動振篩機砂試樣(500g)4.2.2

骨料評定砂的粗細程度和顆粒級配方法

——篩分析試驗0.16mm0.315mm0.63mm1.25mm2.50mm5mm分計篩余量：各篩上的篩余量占砂樣總質量的百分率。累積篩余量：各篩與比該篩粗的所有篩之分計篩余百分率之和。篩孔尺寸，mm分計篩余，%累計篩余，%5.002.501.250.630.3150.16a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=

a1+a2+a3+a4+a5+a6分計篩余和累計篩余的關系篩孔尺寸（mm）篩余量（g）分計篩余（%）累計篩余（%）4.75m1a1A1=a1

2.36m2a2A2=a1＋a2

1.18m3a3A3=a1＋a2＋a3

0.60m4a4A4=a1＋a2＋a3＋a4

0.30m5a5A5=a1＋a2＋a3＋a4＋a5

0.15m6a6A6=a1＋a2＋a3＋a4＋a5＋a6

砂骨料篩分析試驗累計篩余與分計篩余的關系表4-5砂的粗細程度用細度模數（Mx）表示，按下式計算：（4-1）4.2.2

骨料式中Mx

——砂的細度模數；

A1～A6——累計篩余百分率（%）。根據砂的細度模數大小，可將其分為特粗砂、粗砂、中砂、細砂和特細砂，見表4-6。細度模數Mx

＞3.73.7～3.13.0～2.32.2～1.61.5～0.7砂的分類特粗砂粗砂中砂細砂特細砂

普通混凝土用砂的細度模數一般為3.7～1.6，配制混凝土時宜優(yōu)先選用中砂。砂的細度模數及分類表4-6

4.2.2

骨料

砂的顆粒級配用級配區(qū)表示。根據0.60mm篩孔對應的累計篩余百分率A4，將砂分成三個級配區(qū)，見表4-7。級配良好的粗砂、中砂和細砂應分別落在1、2、3區(qū)。當一篩檔累計篩余率超界5%以上時，說明砂的級配很差，視為不合格。砂樣篩篩孔尺寸（mm）累計篩余（%）1區(qū)2區(qū)3區(qū)4.7510～010～010～02.3635～525～015～01.1865～3550～1025～100.6085～7170～4140～160.3095～8092～7085～550.15100～90100～90100～90砂的顆粒級配區(qū)范圍表

4-7

4.2.2

骨料

以累計篩余百分率為縱坐標，以篩孔尺寸為橫坐標，根據表4-7規(guī)定數值可畫出砂的1、2、3三個級配區(qū)上下限的篩分曲線，如圖4-2所示。配制混凝土時宜優(yōu)先選用2區(qū)砂。圖4-2

砂的級配區(qū)曲線4.2.2

骨料砂的選擇配制混凝土時宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當采用Ⅰ區(qū)砂時，應適當提高砂率，并保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當采用Ⅲ區(qū)砂時，宜適當降低砂率，以滿足混凝土強度。

（過粗：混凝土粘聚性差，容易產生分離、泌水；過細：流動性差，水泥用量大）砂級配的調整在實際工程中，若砂的級配不合適，可采用人工摻配的方法來改善，即將粗、細砂按適當的比例進行摻合使用；或將砂過篩，篩除過粗或過細顆粒。例4-1．某干砂500g的篩分結果如下表所列。試計算該砂的細度模數并評定其級配二、粗骨料根據國家標準《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定，粒徑在4.75mm～90mm之間的骨料稱為粗骨料。粗骨料有卵石(又稱為礫石)和碎石兩類。碎石主要由天然巖石破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。碎石表面粗糙，棱角多，且較潔凈，與水泥石粘結比較牢固。卵石由天然巖石經自然條件作用而形成。卵石表面光滑，有機雜質含量較多，與水泥石膠結力較差。粗骨料技術要求對用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技術要求：有害雜質含量骨料的顆粒形狀和表面特征骨料的強度

顆粒級配與最大粒徑堅固性1.有害雜質含量粗骨料中的有害雜質主要有：

粘土、淤泥及細屑；

硫酸鹽及硫化物；

有機物質；蛋白石及其他含有活性氧化硅的巖石顆粒等。

它們的危害作用與在細骨料中相同。各種有害雜質的含量都不應超出規(guī)范的規(guī)定。1）、骨料表面特征——主要是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。影響骨料與水泥石之間的粘結性能，進而影響混凝土的強度。碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥漿的孔隙特征，所以它與水泥石的粘結能力強；卵石→表面光滑且少棱角，與水泥石的粘結能力較差，但混凝土拌合物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強度高10％左右。2、顆粒形狀與表面特征

粗骨料表面狀態(tài)：卵石碎石表面特征——卵石

碎石2).顆粒形狀——針狀：長度大于平均粒徑2.4倍

片狀：厚度小于平均粒徑0.4倍影響混凝土的強度、流動性和水泥用量，予以限制。應以立方體（球體）為佳理想的顆粒形狀——三維長度相等或相近的球形或立方體形顆粒；而三維長度相差較大的針、片狀顆粒粒形較差。粗骨料中針、片狀顆粒不僅本身受力時容易折斷，影響混凝土的強度，而且會增大骨料的空隙率。3）粗骨料最大粒徑（Dmax）

石子各粒級的公稱上限粒徑稱為這種石子的最大粒徑。最大粒徑相同質量石子的總表面積包裹石子所需水泥漿體積，用水量和水泥用量都可。在一定的范圍內，石子Dmax增大，可因用水量的減少而提高混凝土的強度。然而（Dmax）過大

混凝土的強度下降原因：骨料與水泥砂漿粘結面積下降等原因造成。最大粒徑(Dmax)粗骨料公稱粒徑的上限：（考慮強度和節(jié)約水泥）Dmax<60mm，隨Dmax增大，節(jié)約水泥顯著Dmax≤40mm，隨Dmax增大，混凝土強度增大但Dmax>40mm，Dmax增大，對強度不利∴Dmax≤40mm為佳Dmax的選用：要受結構上諸因素和施工條件等方面的限制。根據我國鋼筋混凝土施工規(guī)范規(guī)定：1.不得超過結構截面最小尺寸的1/4；2.不得超過鋼筋最小凈距的3/4；3.對于實心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；4.對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。鋼筋間距混凝土類型Dmax（mm)大壩混凝土150普通混凝土40高強混凝土25（碎石）

15（卵石）最大粒徑的確定：最大粒經的選擇應根據混凝土性能要求及結構物斷面尺寸來確定。在條件許可的條件下，盡可能選大一些。4）顆粒級配意義：節(jié)約水泥，提高混凝土密實度，并使之具有較好的工作性確定方法：篩分試驗，類似砂的篩分，用2.5、5、10、16.0、20.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ等十二種孔徑的圓孔篩進行篩分。供應：單粒級：0.5Dmax—Dmax

連續(xù)粒級：5—Dmax

級配：間斷級配—人為剔除某些中間粒級顆粒，使級配不連續(xù)?？晒?jié)約水泥，但混凝土易離析，施工難度加大。

連續(xù)級配—顆粒由小到大，每級石子占一定比例?；炷梁鸵仔院?，不易分層離析連續(xù)級配是工程上最常用的級配。石子的級配分析也是采用篩分析的辦法，只是所用的一套標準篩孔徑（2.36mm～90.0mm）和數量（12個）不同，分計篩余和累計篩余百分率計算方法均與砂相同。

振篩機石子的篩分析試驗過程4.2.2

骨料石子顆粒級配范圍應符合規(guī)范要求。碎石、卵石的顆粒級配規(guī)格見下表4、粗骨料強度強度原則：骨料強度＞混凝土強度骨料強度指標：巖石立方體強度，壓碎指標壓碎指標檢驗實用方便，用于經常性的質量控制。而在選擇采石場或對粗骨料有嚴格要求，以及對質量有爭議時，宜采用巖石立方體強度作檢驗。巖石立方體強度檢驗*方法——將軋制碎石的母巖制成邊長為5cm的立方體（或直徑與高均為5cm的圓柱體）試件，在水飽和狀態(tài)下，測定其極限抗壓強度值。根據JGJ53－92的規(guī)定：巖石的抗壓強度應不小于混凝土抗壓強度的1.5倍，而且，對于火成巖其強度不宜低于80MPa,變質巖不宜低于60MPa,水成巖不宜低于45MPa.壓碎指標檢驗方法——是將一定質量氣干狀態(tài)下粒徑10－20mm的石子，裝入一標準圓筒內，放在壓力機上在3－5min內均勻加荷達200kN,卸荷后稱取試樣質量m0，然后用孔徑為2.36mm的篩篩除被壓碎的細粒，再稱出剩余在篩上的試樣質量m1，壓碎指標δa可按下式計算：壓碎指標δa值愈小，表示粗骨料抵抗受壓破壞的能力越強5、骨料的堅固性

定義：指骨料在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破壞的能力，即耐久性。骨料采用硫酸鈉溶液法進行試驗，堅固性試驗是用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經五次干濕循環(huán)后，其質量損失應不超過規(guī)范的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標值來判斷骨料的堅固性。6骨料的含水狀態(tài)骨料的幾種含水狀態(tài)如下圖所示。圖骨料的含水狀態(tài)（ａ）全干狀態(tài)，（ｂ）氣干狀態(tài)；（c）飽和面干狀態(tài)（ｄ）濕潤狀態(tài)骨料的含水狀況：絕干狀態(tài)：不含水分氣干狀態(tài)：含與大氣濕度平衡的水分；飽和面干狀態(tài)：顆粒表面干燥，而顆粒內部的孔隙含水飽和；潤濕狀態(tài)：顆粒表面吸附了水的。飽和面干吸水率：飽和面干狀態(tài)時的含水率。當拌制混凝土時，由于骨料含水量的不同，將影響混凝土的用水量和骨料用量。計算混凝土中各項材料的配合比時，一般以干燥骨料為基準，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為準。砂石骨料的這一特性，在設計和稱料拌合混凝土中應加以注意，并作相應調整。如配合比設計是以干骨料作基準的，確定用水量時應考慮補充干骨料的吸水；當骨料是潤濕態(tài)時，確定用水量時又應考慮扣除骨料的表面水?；炷劣盟ò此捶郑┯盟|量要求飲用水不得影響混凝土的和易性及凝結；不能有損于混凝土強度發(fā)展；不得降低混凝土耐久性；不得加快鋼筋銹蝕及導致預應力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面。地表水地下水處理或處置后的工業(yè)廢水4.2.3

混凝土用水混凝土用水及其質量要求

當使用混凝土生產廠及商品混凝土廠設備的洗刷水時，水中有關物質限量應符合《混凝土用水中的物質含量限值》（JGJ63－2006）要求（P61，表4-11）。

凡是可以飲用的自來水、清潔的天然水均可拌制和養(yǎng)護混凝土不得含有油脂、糖類等影響水泥的正常凝結硬化的有害雜質污水、pH值小于４的酸性水、含硫酸鹽（按SO3計）超過水重１％的水均不得使用。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，對水泥石有侵蝕作用，對鋼筋也會造成銹蝕，因此一般不得用海水拌制混凝土含糖份水使混凝土兩天仍未凝結

某糖廠建宿舍，以自來水拌制混凝土，澆注后用曾裝食糖的麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護。后發(fā)現該水泥混凝土兩天仍未凝結，而水泥經檢驗無質量問題，此異常現象的原因如下。

由于養(yǎng)護水淋于曾裝食糖的麻袋，養(yǎng)護水已成糖水，而含糖份的水對水泥的凝結有抑制作用，故使混凝土凝結異?；炷镣饧觿氨臼兰o30年代開始采用的以引氣劑與塑化劑為主的混凝土外加劑技術，對優(yōu)質混凝土的四大要素，即耐久性、強度、工作性與經濟性，產生了十分明顯甚至是決定性的作用。時至今日，外加劑已成為現代混凝土不可缺少的組分；摻加各種外加劑已成為混凝土改性的一條必經的技術途徑”。

——吳中偉院士使用外加劑的主要目的Ⅰ、改善新拌混凝土、砂漿、水泥漿的性能如：不增加用水量而提高和易性、或和易性相同減少用水量；縮短或延長初凝時間；減少泌水和離析；大幅度提高可泵性；減小坍落度損失。使用外加劑的主要目的Ⅱ、改善硬化混凝土、砂漿、水泥漿的性能，如：延緩或減少水化熱；加速早期強度增長率；提高混凝土強度（壓、拉、彎）；提高耐久性，特別是抵抗嚴酷的暴露環(huán)境；阻止或減緩混凝土中鋼筋的銹蝕；控制與減緩堿骨料反應造成的膨脹破壞。

4.2.4

混凝土外加劑混凝土外加劑是指在混凝土拌制過程中摻入的用以調整和改善混凝土性能的物質，其摻量一般不大于水泥質量的5%。在混凝土中摻入外加劑，投資少、見效快、技術與經濟效果顯著，是混凝土尤其是高性能混凝土和特種混凝土必不可少的重要組分

1．外加劑的功能分類

除上述四類使用功能的外加劑外，通過它們合理搭配還可形成各種多功能外加劑，如引氣減水劑、緩凝減水劑、早強減水劑等。功能分類（GB/T8075-2005）

外加劑名稱改善砼拌合物流變性能的外加劑減水劑、引氣劑、泵送劑等調節(jié)砼凝結時間和硬化性能的外加劑緩凝劑、促凝劑、速凝劑、早強劑等改善砼耐久性的外加劑引氣劑、防水劑、阻銹劑、礦物外加劑等改善砼其他性能的外加劑膨脹劑、防凍劑、著色劑等混凝土用各種外加劑4.2.4

混凝土外加劑

2．常用外加劑

（1）減水劑

減水劑是指在混凝土拌合物坍落度相同條件下，能減少拌和用水量的外加劑。混凝土摻入減水劑后，①在配合比不變情況下，能明顯提高混凝土拌合物的流動性；②在流動性和水泥用量不變時，可減少用水量，提高混凝土強度；③若減水時，在保持流動性和強度不變時，可減少水泥用量，降低成本。

混凝土用減水劑4.2.4

混凝土外加劑減水劑是一種表面活性劑，其分子是由親水基團和憎水基團兩部分構成。表面活性劑分子模型圖4-3

減水劑作用機理示意圖

減水劑分為普通減水劑（減水率在5%～10%，宜用于日最低氣溫5℃以上施工的混凝土，不宜單獨用于蒸養(yǎng)混凝土）和高效減水劑（減水率大于12%，宜用于日最低氣溫0℃以上施工的混凝土）4.2.4

混凝土外加劑摻用減水劑的效果

根據使用條件不同，可達三種效果：(1)配合比不變----增大混凝土拌和物的流動性，(易于澆注，密實，不致降低混凝土強度）

(2)

流動度及水灰比不變－－減少用水量及水泥用量，以節(jié)約水泥；

(3)

流動度及水泥用量不變－－減少用水量，降低了水灰比，提高混凝土強度和耐久性。

（2）引氣劑

引氣劑是一種在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑的功效功效作用描述改善混凝土拌合物和易性摻入引氣劑后，混凝土拌合物內形成大量微小氣泡，相對增加了水泥漿體積，這些微氣泡又如同滾珠一樣，減少骨料顆粒間的摩擦阻力，從而改善混凝土拌合物的流動性由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，使混凝土拌合物中能夠自由移動的水量減少，拌合物的泌水量因此減少，混凝土拌合物的保水性和粘聚性得以提高提高混凝土抗?jié)B性混凝土拌合物中大量微氣泡的存在，堵塞或隔斷了混凝土中毛細管滲水通道，改變了混凝土的孔結構，使混凝土抗?jié)B性顯著提高。提高混凝土抗凍性氣泡有較大的彈性變形能力，對由水結冰所產生的膨脹應力有一定的緩沖作用，因而提高混凝土的抗凍性4.2.4

混凝土外加劑引氣劑均屬表面活性劑，但其作用機理與減水劑有所不同。減水劑的作用主要發(fā)生在水—固界面，而引氣劑的作用則發(fā)生在氣一液界面。引氣劑能顯著降低混凝土拌合物中水的表面張力，使水在攪拌作用下，容易引入空氣并形成大量微小的氣泡。同時由于引氣劑分子定向排列在氣泡表面，使氣泡堅固而不易破裂。氣泡形成的數量和尺寸與加入的引氣劑種類和數量有關。引氣劑分為松香類引氣劑、合成陰離子表面活性類引氣劑、木質素磺酸鹽類引氣劑、石油磺酸鹽類引氣劑、蛋白質鹽類引氣劑、脂肪酸和樹脂及其鹽類引氣劑、合成非離子表面活性引氣劑等。

4.2.4

混凝土外加劑

（3）早強劑

早強劑是指能加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑?；炷凉こ讨谐２捎糜稍鐝妱┡c減水劑復合而成的早強減水劑。早強劑包括：無機鹽類（硫酸鹽類、硝酸鹽類、氯鹽類等）；有機物類（有機胺類，羧酸鹽類等）；礦物類（明礬石、氟鋁酸鈣、無水酸鋁酸鈣）等。早強劑可加速混凝土的硬化過程，明顯提高混凝土的早期強度，多用于冬季施工和搶修工程，或用于加快模板的周轉率。炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強劑、早強減水劑。4.2.4

混凝土外加劑

（4）緩凝劑

緩凝劑是指能延緩混凝土凝結時間，而不顯著影響混凝土后期強度的外加劑?；炷凉こ讨幸渤２捎糜删從齽┡c高效減水劑復合而成的緩凝高效減水劑。無機緩凝劑：鋅鹽、磷酸鹽、硫酸鐵、硫酸銅、氟硅酸鹽等；有機緩凝劑：羥基羧酸及其鹽類、多元醇及其衍生物、糖類及其碳水化合物等。緩凝劑的主要作用是延緩混凝土凝結時間和水泥水化熱釋放速度。有機類緩凝劑大多是表面活性劑，吸附于水泥顆粒以及水化產物新相顆粒表面，延緩了水泥的水化和漿體結構的形成。無機類緩凝劑往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。4.2.4

混凝土外加劑五、混凝土摻合料為了節(jié)約水泥，改善混凝土性能，在混凝土拌制時摻入的摻量大于水泥質量5％的礦物粉末，稱為混凝土的摻合料。常摻用的有粉煤灰，硅粉、磨細礦渣等。（一）粉煤灰1.粉煤灰的分類：原狀灰，磨細灰，風選灰。

2.粉煤灰的質量要求

粉煤灰的化學組成主要有：

SiO2Al2O3Fe2O3

少量CaO

MgOSO3

粉煤灰的礦物組成：主要為鋁硅玻璃珠。

粉煤灰中的玻璃微珠粉煤灰的等級及其品質指標指標粉煤灰級別細度（0.04545mm方孔篩篩余%）不大于122045燒失量（%）不大于5815需水量比（%）不大于95105115三氧化硫（%）不大于333含水量（%）不大于11不規(guī)定代替細骨料或以代替和易性的粉煤灰不受此限制粉煤灰的摻用粉煤灰效應

活性效應，形態(tài)效應，填充效應。(2)摻入方式等量取代水泥，超量取代水泥，粉煤灰代砂。二、礦渣微粉

礦渣微粉是水淬?；郀t礦渣磨細加工后形成的微粉材料。改善和易性，降低水化熱，提高耐久性及強度三、硅灰硅灰是電弧爐冶煉硅金屬或硅鐵合金的副產品，呈極細的球形，主要成分是活性二氧化硅。常用于配置高強混凝土。第三節(jié)

混凝土的主要技術性質

混凝土硬化前:

拌合物的和易性（工作性Workability）

混凝土硬化后:

混凝土的強度、變形性能和耐久性一、混凝土拌和物的和易性研究：新拌混凝土（FreshConcrete）的施工性、施工前后如何保持勻質性

包括：1、和易性的定義

2、和易性的評定方法

3、影響和易性的因素

4、實際工程調整和易性的方法新拌混凝土——混凝土的各組成材料按一定比例攪拌而制成的尚末凝固的混凝土拌和物

4.3

混凝土的主要技術性質

4.3.1

混凝土拌合物的和易性

1．和易性的概念與含義

和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆注和振搗）并獲得質量均勻、成型密實混凝土的性能，亦稱工作性混凝土拌合物和易性內容及定義影響因素和易性流動性混凝土拌合物在自重或機械（振搗）力作用下，能產生流動并均勻密實地填滿模板的性能混凝土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少粘聚性混凝土拌合物各組成材料之間有一定的粘聚力，不致在施工過程中產生分層和離析的現象細骨料的用量以及水泥漿的稠度保水性混凝土拌合物具有一定的保水能力，不致在施工過程中出現嚴重的泌水現象同上不同的施工方式，所要求的和易性不同。流動性的大小：反映拌和物的稀稠，關系著施工振搗的難易；澆筑的質量。離析指混凝土拌合物各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現象。常有兩種形式：粗骨料從混合料中分離；稀水泥漿從混合料中淌出。分層指混凝土澆注后由于重力沉降產生的不均勻分布現象。保水性差的混凝土拌和物，在施工過程中，一部分水易從內部析出至表面，在混凝土內部形成泌水通道，使混凝土的密實性變差，降低混凝土的強度和耐久性。它反映混凝土拌和物的穩(wěn)定性骨料水可見泌水內泌水沉降裂縫水囊混凝土表面

混凝土均勻穩(wěn)定性新拌混凝土離析及泌水現象泌水層(1)均勻離析層(2)離析矛盾的統(tǒng)一混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性，三者之間互相關聯又互相矛盾。如粘聚性好則保水性往往也好，但當流動性增大時，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌和物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達到均為良好，亦即使矛盾得到統(tǒng)一。所謂拌和物具有良好的和易性，就是其流動性、粘聚性和保水性都較好地滿足具體施工工藝的要求。典型混凝土工程因施工不當弊病坍落度過小干硬施工造成蜂窩冷縫加水過多隨意施工墻面多裂縫拌合不均勻分層顏色、耐久性差水泥漿量過多干縮裂縫增多和易性良好的混凝土

2．和易性的評定混凝土拌合物的流動性，用坍落度或維勃稠度來定量評定；混凝土拌合物的粘聚性和保水性，直觀經驗定性評價。

（1）坍落度法

坍落度法是將攪拌好的混凝土拌合物按一定方法裝入標準圓錐形坍落度筒（無底）內，并按一定方式插搗，待裝滿刮平后，垂直平穩(wěn)地向上提起坍落度筒，量測筒高與坍落后混凝土試體頂點之間的高度差（mm)，即為該混凝土拌合物的坍落度值，如下圖。

4.3.1

混凝土拌合物的和易性坍落度試驗現場坍落度試驗粘聚性檢查

粘聚性的檢查方法是用搗棒在已坍落的拌和物錐體一側輕打，若輕打時錐體漸漸下沉，表示粘聚性良好；如果錐體突然倒塌、部分崩裂或發(fā)生石子離析，則表示粘聚性不好。保水性評定

保水性以混凝土拌和物中稀漿析出的程度評定：保水性不良：提起坍落筒后，有較多稀漿從底部析出，拌和物錐體因失漿而骨料外露。保水性良好：提起坍落筒后，無稀漿析出或僅有少量稀漿自底部析出，混凝土錐體含漿飽滿。

和易性的選擇混凝土拌合物的坍落度，主要依據構件截面大小，鋼筋疏密和搗實方法來確定。當截面尺寸較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時，坍落度可選擇大些。反之，如構件截面尺寸較大，鋼筋較疏，或采用振動器振搗時，坍落度可選擇小些?！痘炷两Y構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-1992）關于坍落度選擇的規(guī)定。流動性指標的選擇需考慮的因素：結構類型構件截面大小配筋疏密攪拌方式——機械、人工輸送方式澆注方法——是否泵送搗實方法等原則：在不妨礙施工操作并能保證振搗密實的條件下，盡可能采用較小的坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質量高的混凝土。

坍落度值越大，表示混凝土拌合物的流動性愈大。根據坍落度的大小，混凝土的分類見表4-13。坍落度（mm）混凝土類別坍落度（mm）混凝土類別≥160大流動性混凝土10～90塑性混凝土100～150流動性混凝土＜10干硬性混凝土混凝土結構種類坍落度（mm）

基礎或地面等的墊層、無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結構（薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結構70～90混凝土澆筑時的坍落度選擇表4-14

混凝土的分類表

4-13在實際施工時，對于不同混凝土結構種類的選擇見表4-14。4.3.1

混凝土拌合物的和易性坍落度試驗法的適用范圍坍落度試驗只適用：

骨料最大粒徑不大于40mm，

坍落度值不小于10mm的塑性和流動性混凝土對干硬性混凝土：采用維勃稠度法

（2）維勃稠度法

維勃稠度法是將混凝土拌合物裝人坍落度筒內，按一定方式搗實刮平后，將坍落度筒垂直向上提起，把透明圓盤轉到混凝土圓臺體頂面，開啟振動臺，并同時用秒表計時。當振動到圓盤底面布滿水泥漿的瞬間停表計時，所讀秒數即為該混凝土拌合物的維勃稠度值。此方法適用于骨料最大粒徑不超過40mm、維勃稠度在5～30s之間混凝土拌合物的稠度測定。根據維勃稠度的大小，混凝土分類見表4-15。維勃稠度儀4.3.1

混凝土拌合物的和易性影響和易性的主要因素有哪些?組成材料的影響水灰比水泥漿數量-漿骨比Sp骨料水泥品種和細度外加劑的影響環(huán)境因素的影響時間溫度施工工藝的影響（三）影響混凝土拌和物和易性的因素1.水泥的品種和細度（1）需水量大者，拌和物流動性小；當其它情況相同時：硅酸鹽水泥和普通水泥拌制的混凝土流動性較火山灰水泥好，

礦渣水泥拌制的混凝土保水性差；

粉煤灰水泥拌制的混凝土流動性最好，保水性和粘聚性也較好。（2）水泥顆粒越細，拌和物的粘聚性與保水性越好。2骨料種類●粗骨料的顆粒較大、粒形較圓、表面光滑、級配較好時，拌和物的流動性大?！袷褂么稚皶r，拌和物粘聚性及保水性較差；使用細砂時，混凝土流動性較小?！袷褂锰烊簧皶r流動性好；使用人工砂時，流動性差。3.水泥漿含量（漿骨比）的影響（1）水灰比不變的情況下，單位體積拌合物內，水泥漿的數量愈多，則拌合物的流動性愈大；（2）水泥漿過多，會產生流漿和泌水現象，使拌合物的粘聚性和保水性變差；（3）水泥漿過少，則不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料表面時，就會產生崩坍現象，使粘聚性變差。（4）水泥漿含量的多少，是以滿足施工要求的流動性為原則。

4.水灰比（水泥漿稠度）的影響(1)水泥漿的稠度是由水灰比所決定的.(2)在水泥用量保持不變的情況下，水灰比愈小,，水泥漿就愈稠，混凝土拌合物的流動性就愈小，而其粘聚性愈好，泌水較少。(3)當水灰比過小時，水泥漿干稠，混凝土拌合物的流動性過低，用一般的施工方法，很難成型密實。(4)如水灰比過大，水泥漿太稀，則混凝土拌合物的粘聚性及保水性變差，也會降低混凝土的質量。(5)水灰比大小以滿足設計要求的強度及與環(huán)境相適應的耐久性為原則。需水量定則（恒定用水量定則）在常用水灰比范圍內，當混凝土中用水量一定時，水灰比在小范圍內變動對混凝土的流動性影響不大。

塑性混凝土用水量可根據骨料的品種與規(guī)格及要求的流動性，參考表4－6選?。ㄋ冶龋?.40～

0.80）。注：①本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加5～10㎏，采用粗砂則可減少5～10㎏。②摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。

砂率是指在混凝土中細骨料占骨料總量的質量百分率，用SP表示。（4-3）式中SP——砂率（%)；

S——砂子的質量（kg）；

G——石子的質量（kg）。圖4-5

坍落度與砂率的關系（水和水泥用量一定）5砂率的影響砂率對骨料的空隙率和骨料的總表面積影響很大，對拌和物的和易性影響顯著。當骨料總量和水泥漿量一定時：（1）砂率過?。翰荒鼙ＷC在粗骨料間有足夠的砂漿層，必然降低混凝土拌合物的流動性，其粘聚性和保水性變差，造成離析和流漿等現象。（2）砂率過大：骨料的總表面積、空隙率增大，包裹骨料表面的水起潤滑作用的水泥漿量相對減少，從而使混凝土拌合物的流動性減小。合理砂率在水灰比及水泥用量一定的情況下，使混凝土拌合物獲得最大的流動性且能保持良好的粘聚性和保水性的含砂率。在水灰比一定的條件下，當混凝土拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性與保水性，能使水泥用量為最少的砂率。注：①本表數值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應地減少或增大砂率；②只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大；③對薄壁構件，砂率取偏大值。6外加劑的影響

在拌制混凝土時，加入很少量的外加劑能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的情況下，獲得很好的和易性。摻高效減水劑后的坍落度（7）拌制后放置時間及環(huán)境溫濕度影響攪拌完的混凝土拌和物，隨著時間的延長而逐漸變得干稠，和易性變差，其原因：一部分水供水泥水化、一部分水被骨料吸收、一部分水蒸發(fā)以及凝聚結構的逐漸形成，致使混凝土拌和物的流動性變差。拌和物的和易性也受溫度的影響。因為環(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水化反應加快，坍落度損失也變快。因此施工中為保證一定的和易性，必須注意環(huán)境溫度的變化，采取相應的措施。

圖4-6

溫度對拌合物坍落度的影響

圖4-7

坍落度與時間的關系

（8）施工工藝對和易性的影響攪拌方式：機械攪拌》人工攪拌有效拌和時間越長，坍落度越大（五）改善混凝土拌和物和易性的措施通過試驗，采用合理砂率，并盡可能采用較低的砂率；改善砂、石（特別是石子）的級配；在可能條件下，盡量采用較粗的砂、石；當混凝土拌和物坍落度太小時：保持水灰比不變，增加適量的水泥漿；當坍落度太大時：保持砂率不變，增加適量的砂石；有條件時盡量摻用外加劑－減水劑、引氣劑1

混凝土的結構與破壞形式2混凝土的立方體抗壓強度3

混凝土的軸心抗壓強度4混凝土的劈裂抗拉強度5

混凝土的抗折強度6混凝土的強度影響因素4.3.2

混凝土的強度普通混凝土的材料組分與結構混凝土的結構與破壞形式混凝土界面過渡區(qū)示意圖兩相粗骨料砂漿

在粗骨料的表面到水泥石之間存在20μm～50μm界面過渡區(qū)，如右圖所示。在新拌混凝土中，粗骨料表面包裹了一層水膜，貼近粗骨料表面的水灰比大，導致過渡區(qū)的氫氧化鈣、鈣礬石等晶體的顆粒大且數量多，水化硅酸鈣凝膠相對較少，孔隙率大?；炷恋慕Y構與破壞形式混凝土受壓破壞形式在壓力作用下混凝土破壞有三種破壞形式：破壞類型，原因和可能性分析如下表所示：

破壞形式原因可能性水泥石破壞水泥等級低造成經常出現粘結面(界面)破壞由于表面裂縫經常出現粗骨料破壞正常情況下，

f巖石>fcu,很少出現混凝土的結構與破壞形式受力作用破壞類型受力作用下的破壞類型混凝土的結構與破壞形式水泥混凝土強度取決于：

水泥石的強度水泥石與骨料界面的粘結強度混凝土的強度包括抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度等，其中以抗壓強度最大，故工程上混凝土主要承受壓力混凝土的抗壓強度與其它強度間有一定的相關性，可由抗壓強度的大小來估計其它強度值抗壓強度是混凝土最重要的性能指標混凝土的立方體抗壓強度三個重要的概念混凝土立方體抗壓強度混凝土強度保證率混凝土立方體抗壓強度標準值混凝土的立方體抗壓強度混凝土立方體抗壓強度－fcu概念邊長為150mm的立方體試件，標準方法成型，標準條件養(yǎng)護，28d齡期的抗壓強度。標準條件溫度=20℃±3℃，濕度﹥90%標準條件養(yǎng)護試驗儀器設備及標準試塊如右圖所示混凝土的立方體抗壓強度立方體抗壓試驗混凝土的立方體抗壓強度混凝土強度保證率P%混凝土強度保證率P%是指混凝土強度總體中大于設計強度等級的概率。保證率強度0概率混凝土強度保證率P%

示意圖混凝土的立方體抗壓強度混凝土立方體抗壓強度標準值－fcu,k混凝土立方體抗壓強度標準值是指具有95%以上強度保證率的立方體抗壓強度。fcu+P=95%fcu,k根據fcu,k.劃分普通混凝土的強度等級混凝土的立方體抗壓強度普通混凝土強度等級GradesC60C7.5C10C55C50C35C15C20C25C30C45C40C25concretefcu,k（MPa）混凝土的立方體抗壓強度混凝土結構類型混凝土強度等級高層建筑、大跨度結構、預應力混凝土、特種結構＞C30普通建筑的梁、板、柱、樓梯、屋架等鋼筋混凝土結構C20～C30普通建筑物的墊層、基礎、地坪及受力不大的結構C10～C15

混凝土的強度等級是混凝土結構設計時強度計算取值、混凝土施工質量控制和工程驗收的重要依據。強度等級的選擇主要根據工程的類型與重要性、結構部位以及荷載狀況而確定，見表4-16。工程類型與混凝土強度等級選擇表4-16

4.3.2

混凝土的強度混凝土的強度等級只是評價混凝土力學性能的依據，為了使測得的混凝土強度接近于混凝土結構的實際情況，在鋼筋混凝土結構計算中，計算軸心受壓構件（如柱子）時都采用軸心抗壓強度作為計算依據。軸心抗壓強度fcp以150×150×300mm的棱柱體為標準試件,其它條件與立方體抗壓強度相同.與抗壓強度關系:

fcp=0.7～0.8fcu混凝土的軸心抗壓強度軸心抗壓強度試驗示意圖混凝土的軸心抗壓強度混凝土是脆性材料，抗拉強度很低，因此在鋼筋混凝土結構設計時，不考慮混凝土承受拉力.但抗拉強度對混凝土抗裂性具有重要作用，是結構設計時確定混凝土抗裂度的重要指標?？估瓘姸韧ㄟ^劈裂抗拉強度進行測試。試驗裝置如右圖所示。混凝土的劈裂抗拉強度原理：在試件的兩個相對的表面軸線上作用著均勻分布的壓應力，這樣就能夠在外力作用的豎向平面內產生均布拉伸應力。計算公式：P—破壞荷載,NA—試件的劈裂面面積,mm2混凝土的劈裂抗拉強度道路路面或機場跑道用混凝土，是以抗折強度（或稱抗彎強度）為主要設計指標。

抗折強度通過三分點加荷試驗測試。試件：150×150×550mm梁型試件

F——破壞荷載，Ｎ；

Ｌ——支座間距，mm；

ｂ——試件截面寬度，mm；

ｈ——試件截面高度，mm；

公式混凝土抗折強度試驗裝置混凝土的抗折強度混凝土抗折夾具

原材料因素生產工藝因素試驗因素：試件形狀尺寸；試件濕度；加荷速度等等。水泥強度等級和水灰比骨料的影響?zhàn)B護條件齡期施工條件——攪拌與振搗混凝土的強度影響因素水泥強度等級和水灰比水泥強度等級對混凝土強度是很重要的一個影響因素。配合比相同時，水泥強度等級提高，水泥石本身的強度及與骨料的粘結強度高，混凝土的強度高水泥等級提高水泥石強度提高混凝土強度提高

與骨料的粘結強度提高混凝土的強度影響因素水泥強度等級和水灰比強度降低過大的孔隙率水泥用量過低水泥強度等級過高上述規(guī)律的前提條件是混凝土密實成型。混凝土的強度影響因素水泥強度等級和水灰比水泥品種及強度等級均相同的情況下，混凝土的強度取決于W/C。I．

W/C在一定范圍內(混凝土密實成型)，W/C降低，抗壓強度增大。II.當W/C過小(不能密實成型)W/C降低，孔隙率升高，強度降低。IW/C在一定范圍內W/C強度IIw/c

過小W/C強度混凝土的強度影響因素水泥強度等級和水灰比正常水泥水化僅需水泥用量23%的水量(W/C=0.23)。為了使混凝土拌合物有較好的流動性，加入的拌合水量一般為水泥量的40～70%。(W/C=0.4～0.7)多余的水分在混凝土中留下了許多孔隙，使混凝土的實際受力面積下降。形成應力集中?；炷翉姸冉档汀；炷恋膹姸扔绊懸蛩厮鄰姸鹊燃壓退冶仁街校篊/W——灰水比；

fcu——混凝土28d抗壓強度；

fce——水泥28d抗壓強度實測值。

A,B——經驗系數，與骨料種類有關；碎石A=0.46;B=0.07

卵石A=0.48;B=0.33該式適用于水灰比為0.4～0.8的塑性混凝土,不適用于干硬性混凝土。該式適用于C60級以下的混凝土?；炷翉姸冉涷灩剑夯炷恋膹姸扔绊懸蛩兀?-6）稱為鮑羅米公式混凝土強度與水灰比關系式的應用該式可以初步解決以下問題：

(1)當已知所用水泥的強度等級時,可根據所要配制的混凝土的強度,來估計應采用的水灰比值;

(2)當已知所用水泥的等級和水灰比值時,可估算出按標準條件養(yǎng)護的混凝土在28d齡期時可能達到的抗壓強度?；炷恋膹姸扔绊懸蛩亍纠}4-1】某混凝土工程要求混凝土強度值不小于40MPa，如果選用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥（強度富余系數為1.10）和碎石粗骨料進行配制，試估算應采用的水灰比。【解】根據鮑羅米公式（4-6），混凝土應采用的灰水比為：將公式4-7代入上式得：所以，該工程所用混凝土應采用的水灰比為：4.3.2

混凝土的強度骨料的影響當用有害雜質較多且品質低劣的骨料配制混凝土時，會降低混凝土的強度；在同樣條件下，用碎石拌制的混凝土強度比卵石混凝土高。骨料的級配良好，則拌制的混凝土強度也高。混凝土的強度影響因素養(yǎng)護條件混凝土的強度受到水泥水化程度和速度的影響，而這又受到濕度和溫度的影響。溫度越高，水泥的水化速度越快，混凝土強度越高。濕度越大，水泥水化程度越高。溫度水泥水化速度混凝土強度濕度水泥水化速度混凝土強度混凝土的強度影響因素養(yǎng)護條件

養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響?zhàn)B護濕度對混凝土強度的影響混凝土的強度影響因素養(yǎng)護方法養(yǎng)護環(huán)境適用條件標準養(yǎng)護在溫度20±2℃、相對濕度95%以上的養(yǎng)護室或在溫度為20±2℃的不流動的氫氧化鈣飽和溶液中實驗室測定混凝土的強度自然養(yǎng)護灑水養(yǎng)護在自然溫濕度條件下，用草簾覆蓋混凝土并經常灑水保持其潮濕，養(yǎng)護時間取決于水泥品種和混凝土的特性適用于地面混凝土工程和混凝土構件制作噴涂薄膜養(yǎng)護在自然溫濕度條件下，將過氯乙烯樹脂溶液噴涂在混凝土表面，溶液揮發(fā)后在混凝土表面形成一層能阻止水分蒸發(fā)的保護膜。有時也用現成的塑料薄膜包裹混凝土適用于不易灑水養(yǎng)護的高聳和大面積混凝土工程蒸汽養(yǎng)護在近100℃的常壓蒸汽中養(yǎng)護適用于生產預制混凝土構件及預應力混凝土梁、板蒸壓養(yǎng)護在175℃、8個大氣壓的壓烝釜中養(yǎng)護適用于生產加氣混凝土、蒸養(yǎng)粉煤灰磚等硅酸鹽制品混凝土養(yǎng)護方法及適用條件表

4-17

4.3.2

混凝土的強度齡期齡期指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經歷的時間，最初的7-14d發(fā)展較快，28d以后增長緩慢。1428抗壓強度齡期/d公式應用條件：

n——養(yǎng)護齡期，n≥3d;

標準養(yǎng)護;

中等強度等級的混凝土.齡期與抗壓強度的關系混凝土的強度影響因素試驗條件

試驗條件環(huán)箍效應尺寸效應混凝土的強度影響因素環(huán)箍效應混凝土試件受軸向壓力作用壓力機壓板橫向變形小于混凝土橫向變形故混凝土試件在與壓板的接觸面上受到向內的約束力此力在范圍內有效使混凝土強度提高。試件被破壞后上、下部各呈一個較完整的棱錐體。混凝土的強度影響因素尺寸效應混凝土標準試件為邊長150mm的立方體，以相同的混凝土另制得邊長分別為200mm和100mm的兩種非標準立方體試塊，非標準立方體試塊的抗壓強度為讀數值乘以尺寸換算系數，見下表。試件尺寸/mm尺寸換算系數100×100×1000.95150×150×1501.00200×200×2001.05混凝土的強度影響因素措施分類主要做法選材措施（1）選用高強度等級水泥和優(yōu)質砂石骨料（2）摻入減水劑或早強劑（3）摻加硅灰、超細礦渣粉等混合料配制與成型措施（1）盡可能降低水灰比（2）選擇合理砂率（3）采用機械攪拌與振搗養(yǎng)護措施（1）保證適宜的溫度和濕度（2）必要時可采用濕熱養(yǎng)護處理（3）低溫時注意防凍保護提高混凝土強度的主要措施表4-18

4.3.2

混凝土的強度(一)混凝土的抗?jié)B性(二)混凝土的抗凍性(三)混凝土的抗碳化性(四)堿骨料反應硬化混凝土的耐久性

4.3.3

混凝土的耐久性

混凝土耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境介質作用保持其形狀、質量和使用性能的能力。它是一個綜合性能，涉及的因素很多。

1．混凝土的抗?jié)B性

混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力液體（水、油等）滲透的能力。因混凝土抗?jié)B性差而引起的滲漏

抗?jié)B性是決定混凝土耐久性的重要方面，對于受壓力液體作用的混凝土工程（如地下工程、海港工程、水池、水塔、水壩等）所使用的混凝土必須具有一定的抗?jié)B能力。4.3.3

混凝土的耐久性混凝土滲水的原因

由于內部孔隙形成連通的滲水孔道。這些孔道主要來源于:①水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔。②水泥漿泌水所產生的毛細管孔道。③內部的微裂縫.④施工振搗不密實產生的蜂窩、孔洞。等等。這些都會導致混凝土滲漏水?；炷恋目?jié)B性主要與混凝土的密實度、孔隙特征有關?；炷恋拿軐嵍仍叫　⑦B通孔隙越多，混凝土的抗?jié)B性就越差?；炷了冶葘?jié)B性起決定性作用。提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。提高混凝土抗?jié)B性的主要措施：（1）降低水灰比（2）摻加減水劑和引氣劑（3）選用潔凈且級配良好的骨料（4）加強振搗（5）充分養(yǎng)護等4.3.3

混凝土的耐久性混凝土的抗?jié)B等級測定

混凝土的抗?jié)B等級是用28d齡期的標準試件,在標準試驗方法下所能承受的最大水壓力來確定的。每隔8h增加0.1MPa水壓?？?jié)B等級以每組6個試件中4個未出現滲水時的最大水壓力(MPa)的10倍表示?；炷恋目?jié)B性以抗?jié)B等級來表示，分為P4、P6、P8、P10、P12共5個抗?jié)B等級?？?jié)B等級≥P6的混凝土稱為抗?jié)B混凝土。

混凝土抗?jié)B儀混凝土的抗?jié)B等級與水灰比大致關系水灰比0.50~0.550.55~0.600.60~0.650.65~0.75估計28天可能達到的抗?jié)B等級P8P6P4P2混凝土抗?jié)B性的意義

抗?jié)B性除關系到混凝土的擋水及防水作用外,還直接影響到混凝土的抗凍性和抗侵蝕性。影響混凝土抗?jié)B性的因素混凝土產生滲水的主要原因是由于混凝土結構中的孔隙形成了連通的滲水通道。水灰比是主要因素。水灰比小，混凝土的密實性高,抗?jié)B性好；

（摻入引氣劑等外加劑時,產生互不連通的小氣泡，改善了混凝土內部的孔隙特征,截斷了滲水通道,從而可顯著提高混凝土的抗?jié)B性.）

水泥品種、骨料級配、施工質量及養(yǎng)護條件等對混凝土的密實性都有影響，因此影響抗?jié)B性。

2．混凝土的抗凍性

混凝土的抗凍性是指混凝土在吸水飽和狀態(tài)下，能經受多次凍融循環(huán)不破壞，其強度也不明顯降低的能力。對于嚴寒和寒冷地區(qū)經常與水接觸的建筑物及構筑物，所用混凝土必須具有足夠的抗凍性?；炷羶鋈谄茐墓こ虒嵗?.3.3

混凝土的耐久性混凝土的凍融破壞機理：混凝土在負溫下，內部毛細孔中的水結冰后體積膨脹約9%，當產生