第四章、混凝土

第四章混凝土第一節(jié)概述第二節(jié)普通混凝土的組成材料第三節(jié)混凝土的性能第四節(jié)混凝土質(zhì)量控制與強度評定第五節(jié)普通混凝土配合比設(shè)計第六節(jié)水泥混凝土技術(shù)進展第一節(jié)概述

廣義地，混凝土是由膠結(jié)材料包裹顆粒狀集料所形成的拌合料及其硬化而成的人造石材。狹義地,混凝土是將水泥、砂、石子、水、必要時摻入化學(xué)外加劑和礦物摻合料，按適當(dāng)比例配合，經(jīng)過均勻攪拌、密實成型及養(yǎng)護硬化而成的人造石材（簡稱砼）。

混凝土是在1824年發(fā)明波特蘭水泥后不久出現(xiàn)的。鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土堪稱混凝土發(fā)展中的兩次革命。1916年建立了混凝土強度的水灰比理論，使混凝土配合比設(shè)計成為可能。目前，混凝土是世界上用量最大、應(yīng)用最廣泛的人造建筑材料。一、混凝土的分類按表觀密度分為：重質(zhì)混凝土（>2500kg/m3），普通混凝土（1900~2500kg/m3），輕質(zhì)混凝土（500~1900kg/m3），特輕混凝土（<500kg/m3）。按用途分為：結(jié)構(gòu)混凝土，保溫隔熱混凝土，防水混凝土，耐熱混凝土，耐酸混凝土，耐油混凝土，防輻射混凝土，海工混凝土，道路混凝土，修補混凝土等幾十種。按施工工藝分為：澆注混凝土，碾壓混凝土，真空混凝土，噴射混凝土，泵送混凝土，水下澆注混凝土等。按原材料的構(gòu)成分為：水泥混凝土，硅酸鹽混凝土，石膏混凝土，石灰混凝土，粘土混凝土，水玻璃混凝土，瀝青混凝土，硫磺混凝土，聚合物混凝土，加氣混凝土，纖維混凝土等幾十種。按強度分為：普通混凝土（<50MPa），高強混凝土（50~100MPa），超高強混凝土（>100MPa）。按拌合物稠度分為：干硬性混凝土（坍落度=0cm，VB>30秒），塑性混凝土（坍落度=1~8cm），大流動性混凝土（坍落度=10~15cm），流態(tài)混凝土（坍落度>16cm）等。按拌合物中水泥用量多少分為：富混凝土、貧混凝土。按配筋情況分為：素混凝土，鋼筋混凝土，纖維混凝土，鋼管混凝土等。二、混凝土的特性（1）砂、石集料占混凝土材料用量的80%以上，其資源豐富、易于就地取材、成本低。（2）改變組分及配比可制得具有不同物理力學(xué)性能的混凝土，滿足不同工程的要求，適用面廣。（3）混合料具有可塑性，可按工程結(jié)構(gòu)要求澆筑成不同形狀和尺寸的整體結(jié)構(gòu)或預(yù)制構(gòu)件。（4）與鋼材有基本相同的熱膨脹系數(shù)，與鋼筋等有牢固的粘結(jié)力，可配筋或設(shè)預(yù)埋件。（5）經(jīng)久耐用，維修費用低。水硬性材料，耐水性好。（6）生產(chǎn)能耗低于粘土磚、塑料、金屬材料等。（7）自重大，脆性，易開裂，抗拉強度低。三、建筑工程對混凝土的基本要求（1）新拌混凝土應(yīng)具有與工程要求和施工條件相適應(yīng)的和易性，便于施工。（2）混凝土應(yīng)在規(guī)定齡期達到設(shè)計要求的強度。（3）硬化混凝土應(yīng)具有與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。（4）經(jīng)濟合理，減少能耗。四、混凝土技術(shù)的發(fā)展方向高強，快硬早強，輕質(zhì)，特殊性能（發(fā)光，導(dǎo)電，滲濾，不發(fā)火花，灌漿等。），利用廢料，施工工藝革新，混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)革新。第二節(jié)普通混凝土的組成材料

混凝土是一種堆聚結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。砂、石骨料起骨架作用，水泥石起膠結(jié)、填充作用，自由水失去后留下孔隙?；炷恋馁|(zhì)量取決于組成材料的性質(zhì)和用量、施工工藝（攪拌、密實、養(yǎng)護）。一、水泥根據(jù)所處環(huán)境（溫度、濕度、侵蝕性介質(zhì)）、工程特點（高強、快硬、抗?jié)B、耐磨、大體積）、水泥特性合理選用水泥品種。水泥標(biāo)號應(yīng)與混凝土的設(shè)計強度相適應(yīng)，一般以水泥標(biāo)號為混凝土強度等級的1.5~2.0倍為宜。用高標(biāo)號水泥配制低強度混凝土，水泥用量在滿足強度要求時不能滿足和易性、耐久性要求，若增加水泥用量即造成浪費。用低標(biāo)號水泥配制高強度混凝土，要求水灰比很小，造成拌合物太干稠，施工困難。常規(guī)檢測項目：安定性、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、細(xì)度、水泥膠砂強度。參照標(biāo)準(zhǔn)：《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》、《水泥膠砂強度檢驗方法》。二、細(xì)骨料粒徑0.16~5mm的骨料為細(xì)骨料。細(xì)骨料性能應(yīng)符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》（JGJ52-92）的要求。檢驗水泥標(biāo)號用的標(biāo)準(zhǔn)砂應(yīng)符合《水泥強度試驗用標(biāo)準(zhǔn)砂》的要求。1．混凝土用砂的種類：（1）按來源分為：天然砂（多用河砂，若用海砂、山砂應(yīng)做檢驗。）、人工砂（采石場的碎屑）。（2）工程上按細(xì)度模數(shù)將砂分為：粗砂（μf=3.7~3.1）、中砂（μf=3.0~2.3）、細(xì)砂（μf=2.2~1.6）、特細(xì)砂（μf=1.5~0.7）。一般選用中粗砂。2．混凝土用砂的質(zhì)量要求：包括：物理性質(zhì)（表觀密度、堆積密度、含水狀態(tài)、顆粒形狀及表面特征）、有害雜質(zhì)含量、堅固性、顆粒級配及粗細(xì)程度等。其中砂的顆粒級配和粗細(xì)程度具有重要技術(shù)經(jīng)濟意義，用篩分析試驗測定。3．篩分析：（1）顆粒級配砂的顆粒級配表示砂中大小顆粒搭配的情況，即砂中各種不同粒徑的顆粒所占的比例。用級配區(qū)表示（Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)）。級配反映了砂的空隙率，級配好指大小顆?；ハ嗵畛湫纬煽障堵市〉拇钆?，這樣，在配制混凝土?xí)r，可用較少的水泥漿來填充空隙，有利于降低水泥用量和混凝土成本，配制較密實的混凝土，且混凝土拌合物和易性良好。

Ⅰ區(qū)砂的砂粒較粗，混凝土拌合物保水性較差。適宜配制富混凝土和低流動性混凝土。

Ⅱ區(qū)砂的粗細(xì)適中，為一般常用砂。

Ⅲ區(qū)砂的砂粒較細(xì)，混凝土拌合物保水性好，但干縮較大。（2）粗細(xì)程度砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬钠骄旨?xì)程度，用細(xì)度模數(shù)表示（細(xì)度模數(shù)越大，砂越粗）。砂的粗細(xì)程度反映砂的比表面積大小。在配制混凝土?xí)r，在用砂量相同的條件下，采用較多細(xì)砂，比表面積較大，因此包裹砂粒表面所需水泥漿就多，不經(jīng)濟；采用較多粗砂，比表面積雖小，但由于缺少中小顆粒的搭配，使空隙率增加，混凝土拌合物易離析、泌水。因此，砂不宜過細(xì)，也不宜過粗?；炷劣蒙皯?yīng)同時考慮其粗細(xì)程度和顆粒級配。較理想的砂為：含有較多粗顆粒，并以適當(dāng)?shù)闹蓄w粒及少量細(xì)顆粒填充其空隙，則可達到空隙率及總表面積均較小。（3）篩分析用一套孔徑為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160mm的標(biāo)準(zhǔn)篩（依次編號1、2、3、4、5、6），從大到小依次由上向下疊起，將500g通過10mm篩的干砂試樣裝入最上層篩內(nèi)，由粗到細(xì)依次過篩，稱得余留在各篩上的砂重量，由此計算出各篩上的累計篩余百分率（依次為β1、β2、β3、β4、β5、β6），按公式：μf=（β2+β3+β4+β5+β6-5*β1）/（100-β1）計算出細(xì)度模數(shù)μf（精確至0.01）。為直觀，可將篩分析數(shù)據(jù)以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)、累計篩余百分率為縱坐標(biāo)畫出折線圖，稱為篩分曲線。（4）常規(guī)檢測常規(guī)檢測項目：篩分析，堆積密度，表觀密度，含泥量及泥塊含量。參照標(biāo)準(zhǔn)：《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》。三、粗骨料普通混凝土用的粗骨料指粒徑大于5mm的骨料。粗骨料性能應(yīng)符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》（JGJ53-92）的要求。1．混凝土用粗骨料的種類（1）按外觀分為：碎石、卵石（又稱礫石）。（2）按級配分為：連續(xù)粒級、單粒級。2．混凝土用粗骨料的質(zhì)量要求：包括：物理性質(zhì)（表觀密度、堆積密度、異形顆粒含量）、有害雜質(zhì)含量（包括堿活性）、強度、堅固性、顆粒級配及最大粒徑等。其中粗骨料的顆粒級配用篩分析試驗測定。3．篩分析：（1）顆粒級配級配良好的石子其空隙率和總表面積均小，有利于混凝土節(jié)省水泥、保證質(zhì)量。石子的級配方法有連續(xù)級配、間斷級配。連續(xù)級配是指石子的粒徑由大到小各粒級相連，這樣配制的混凝土和易性好，不易發(fā)生分層、離析，是建筑工程中最常用的級配方法。間斷級配是指人為地剔除一級或幾級中間粒徑的顆粒級配方法，這樣可獲得更小的空隙率，密實性更好，節(jié)約水泥，但易使混凝土拌合物分層離析，增加施工困難，且石子資源不能充分利用，因此工程中應(yīng)用較少。按采石場供應(yīng)方式，石子分為連續(xù)粒級、單粒級。單粒級宜與連續(xù)粒級組合使用以改善級配，工程中一般不采用單粒級配制混凝土，因其空隙率較大，水泥用量多。砂、石配合比例適當(dāng)，可使砂石混合骨料的空隙率很小（節(jié)省水泥）、總表面積較?。p少需水量）、和易性好。砂在骨料中所占比例稱為砂率。（2）最大粒徑公稱粒級的上限為該粒級的最大粒徑。石子粒徑增大，其表面積相應(yīng)減小，所需水泥漿量就少，因此石子的最大粒徑應(yīng)盡量選得大些。但石子粒徑過大，對施工運輸和攪拌均不方便。粒徑過大，會使骨料與水泥砂漿的粘結(jié)面積減小，造成混凝土的不連續(xù)性。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）的規(guī)定：混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于混凝土實心板，骨料最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50。對于泵送混凝土（見GBJ204-83），骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。對于高強混凝土，粗骨料的最大粒徑不宜超過20mm或16mm。對于容量小于0.8m3的攪拌機，骨料最大粒徑不得超過80mm，以免打爛葉片。在水工建筑的大型結(jié)構(gòu)物中，骨料粒級較大。毛石混凝土的最大粒徑可達300~400mm。（3）篩分析石子的標(biāo)準(zhǔn)篩有孔徑為2.5、5.0、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100mm共12個一套。通過篩分析試驗，取得各粒級上的累計篩余百分?jǐn)?shù)，從而判斷粗骨料的粒徑范圍、是否為連續(xù)級配。常規(guī)檢測項目：篩分析，堆積密度，表觀密度，含泥量及泥塊含量。參照標(biāo)準(zhǔn)：《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》。4．常規(guī)檢測：四、水混凝土用水主要包括拌合用水和養(yǎng)護用水。一般地，可飲用的水都能用于混凝土。具體地，應(yīng)符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63-89）、《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》中的要求。五、摻合料在混凝土中使用礦物摻合料，最初的目的是為了充分利用天然資源、處理廢料、節(jié)約水泥，而目前已認(rèn)識到，它們具有提高混凝土強度、降低滲透性、改善抗凍性和耐腐蝕性等作用?；炷恋V物摻合料包括工業(yè)廢渣（粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅粉）、天然巖礦（火山灰、沸石粉）。其中以粉煤灰用量最大、使用范圍最廣。粉煤灰在混凝土中有提高密實度及強度、改善和易性、節(jié)約水泥、減少收縮、降低水化熱、改善抗化學(xué)侵蝕能力等作用?；炷翐胶狭系膿搅恳话愠^水泥重量的5%，在配合比設(shè)計時要考慮其體積或質(zhì)量變化。粉煤灰按礦物組成分為低鈣粉煤灰（氧化鈣含量小于10%）、高鈣粉煤灰（氧化鈣含量15%~35%），我國多為低鈣灰。根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-91）的規(guī)定，用于混凝土的粉煤灰分為三個等級：Ⅰ級灰、Ⅱ級灰、Ⅲ級灰。按照《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ146-90）的規(guī)定，Ⅰ級灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，Ⅱ級灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土，Ⅲ級灰主要用于無筋混凝土。對設(shè)計強度等級C30以上的無筋粉煤灰混凝土，宜采用Ⅰ級灰、Ⅱ級灰。粉煤灰混凝土的應(yīng)用范圍與普通混凝土相同，尤其適用于配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗?jié)B結(jié)構(gòu)混凝土、抗硫酸鹽和軟水侵蝕混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、地下和水下工程混凝土、壓漿混凝土、碾壓混凝土等。詳情參閱《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ28-86）、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ146-90）。六、外加劑由于外加劑作用顯著、使用方便靈活，因此已成為混凝土的基本組分。由于外加劑摻量很少，因此其體積在混凝土配合比設(shè)計時忽略不計。在混凝土拌合物中摻入的、摻量不超過水泥重量5%、并能按要求改善混凝土性能的物質(zhì)，稱為混凝土外加劑?；炷镣饧觿┑膽?yīng)用始于二十世紀(jì)40年代，其迅速發(fā)展是從60年代開始。1935年美國的E·W·Scripture首先研制出以木質(zhì)素磺酸鹽為主要成分的塑化劑（即木鈣減水劑）；1962年日本花王石堿公司的服部健一博士等首先研制出以β-萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽為主要成分的減水劑（簡稱萘系減水劑）；1964年德國研制出磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑（簡稱密胺樹脂系減水劑）。由于萘系、密胺樹脂系等高效減水劑對混凝土改性方面的重要貢獻，使減水劑成為繼鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土之后，混凝土發(fā)展史上又一次重大的技術(shù)突破。以高效減水劑的研制和應(yīng)用為標(biāo)志，混凝土技術(shù)進入由塑性→干硬性→流動性的第三代。外加劑的分類按功能分為：（1）改善新拌混凝土流變性能的外加劑。包括：減水劑，泵送劑，引氣劑等。（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化性能的外加劑。包括：早強劑，緩凝劑，速凝劑等。（3）調(diào)節(jié)混凝土含氣量的外加劑。包括：引氣劑，加氣劑，泡沫劑，消泡劑等。（4）改善混凝土耐久性的外加劑。包括：引氣劑，抗凍劑，阻銹劑等。（5）為混凝土提供特殊性能的外加劑。包括：膨脹劑，防水劑，著色劑等。按化學(xué)成分分為：（1）無機物類：主要是一些電解質(zhì)鹽類，如CaCl2、Na2SO4等早強劑；此外還有某些金屬單質(zhì)如鋁粉等加氣劑，以及少量氫氧化物等。（2）有機物類：種類很多，大部分屬于表面活性劑，有陰離子型、陽離子型、非離子型以及兩性表面活性劑，其中以陰離子表面活性劑應(yīng)用最多。有些外加劑沒有表面活性作用。（3）復(fù)合型：將單一功能的外加劑復(fù)合使用（有機與有機、有機與無機），可同時具有多種功能。常用外加劑1、減水劑（1）木鈣減水劑（又稱M型減水劑）：棕黃色粉末，普通型減水劑，屬陰離子表面活性劑、緩凝型、引氣型。我國以吉林開山屯化纖漿廠的亞硫酸紙漿廢液為原料制成。木鈣的摻量為水泥重量的0.2%~0.3%，減水率10%~15%。木鈣具有減水、增強、引氣、緩凝（1~3小時）等綜合效果，適用于一般混凝土工程，尤其是夏季施工、大模板和滑模施工、大體積混凝土、泵送混凝土等，但不利于冬季施工、蒸汽養(yǎng)護。木鈣是我國最常用的一種減水劑，與早強劑、引氣劑等復(fù)合使用效果較好。注：采用硬石膏或氟石膏作調(diào)凝劑生產(chǎn)的水泥，使用木鈣會發(fā)生速凝現(xiàn)象。（2）萘系減水劑：棕色粉末或粘稠液體，高效減水劑，非引氣型（少數(shù)品種有少量引氣），主要品種有：NF、FDN、UNF、MF等。萘系減水劑的摻量為水泥重量的0.5%~1.0%，減水率10%~25%，其減水、增強、改善耐久性的效果比木鈣好。萘系減水劑適用于早強、高強（C50以上）混凝土及流態(tài)（S>150mm）混凝土、泵送混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、冬季施工（最低氣溫0℃以上）。（3）密胺樹脂減水劑：早強、非引氣型高效減水劑，其減水、增強效果比萘系減水劑更好。我國產(chǎn)品有SM減水劑，其摻量為水泥重量的0.5%~2.0%，減水率20%~27%，對各齡期強度均顯著提高，蒸養(yǎng)適應(yīng)性好，價格昂貴，適用于早強、高強（C80以上）混凝土、流態(tài)混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、鋁酸鹽水泥耐火混凝土。（4）復(fù)合減水劑：減水劑可分別與早強劑、引氣劑、消泡劑、緩凝劑等復(fù)合，形成多功能外加劑。目前使用最多的是早強復(fù)合減水劑，由高效減水劑與硫酸鈉早強劑復(fù)合而成。2、引氣劑混凝土引氣劑主要有松香樹脂、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇磺酸鹽等，其中以松香樹脂類應(yīng)用最廣，其主要品種有松香熱聚物、松香皂，其中又以松香熱聚物效果最好。引氣劑屬憎水性表面活性劑，能改善拌合物的和易性，提高混凝土抗凍性，減少泌水，提高抗?jié)B性，降低強度。引氣劑一般用于水灰比較大、強度要求不太高的混凝土，我國水工混凝土施工規(guī)范（SDJ207-82）中規(guī)定：有抗凍要求的混凝土必須摻用引氣劑。引氣劑不適用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。近年來，引氣劑已逐漸被引氣型減水劑所代替。3、早強劑常用的早強劑有：氯化鈣、硫酸鈉、三乙醇胺及其復(fù)合物。

氯化鈣是使用歷史最久、應(yīng)用最普遍的一種早強劑，摻量為水泥重量的1%~2%，早強效果明顯，價格便宜，但氯離子易促使混凝土中鋼筋銹蝕，可與阻銹劑復(fù)合使用。無水硫酸鈉（俗稱元明粉）、十水硫酸鈉（俗稱芒硝）是促凝型早強劑，摻量為水泥重量的0.5%~2%，一般不單獨使用，常與氯化鈉、亞硝酸鈉、木鈣、三乙醇胺等組成硫酸鈉復(fù)合早強劑。使用硫酸鈉會使混凝土堿度提高，需注意堿-骨料反應(yīng)。

三乙醇胺屬非離子型表面活性劑，無色或淡黃色透明油狀液體，摻量為水泥重量的0.02%~0.05%，單獨使用時早強效果不明顯，常與氯化鈉、亞硝酸鈉、二水石膏復(fù)合使用，三乙醇胺復(fù)合早強劑尤其適用于禁用氯鹽的鋼筋混凝土。4、膨脹劑常用膨脹劑有三類：硫鋁酸鈣類（明礬石膨脹劑、CSA膨脹劑）、氧化鈣類（石灰膨脹劑）、鐵粉類。膨脹劑主要用于收縮補償混凝土、自應(yīng)力混凝土。摻膨脹劑的混凝土應(yīng)注意充分供水養(yǎng)護，一般兩周內(nèi)可達到全部膨脹值的60%~80%。第三節(jié)混凝土的性能一、新拌混凝土的性能和易性是判斷混凝土拌合物質(zhì)量的首要性能。拌合物的其他性能包括含氣量、水灰比、水泥含量、凝結(jié)時間等。拌合物性能試驗應(yīng)按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法》（GBJ80-85）的規(guī)定進行。1、和易性的含義和易性（又稱工作性）是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆注、振搗）并達到質(zhì)量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合性能，包括：流動性、粘聚性、保水性。2、和易性的測定目前，還沒有一種試驗方法能全面反映和易性所包含的所有內(nèi)容。拌合物性質(zhì)受流動性影響最大，因此，一般以測定流動性為主，并輔以對粘聚性和保水性的經(jīng)驗觀察（目測），最后綜合判斷混凝土拌合物和易性是否滿足要求。按照《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164-92）規(guī)定，采用坍落度試驗和維勃稠度試驗方法來評定拌合物的和易性。測定拌合物流動性的其他方法有：跳桌法、凱利球法（Kellyballmethod）、搗實因素法等。（1）坍落度試驗這是使用歷史最久、最普遍的測定混合料流動性的方法。該方法適用于骨料粒徑不大于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物（坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物應(yīng)采用維勃稠度試驗）。該方法的特點：簡便易行，測試結(jié)果受操作技術(shù)影響較大。根據(jù)坍落度，可將混凝土拌合物分為四級：大流動性混凝土（S>160mm）、流動性混凝土（S=100~150mm）、塑性混凝土（S=50~90mm）、低塑性混凝土（S=10~40mm）。工程中，可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）的有關(guān)規(guī)定選用坍落度。（2）維勃稠度試驗該方法由瑞士人V·勃納（Bahrner）提出，故稱為維勃（或VB）稠度法。該方法適用于骨料粒徑不大于40mm、維勃稠度在5~30秒的混凝土拌合物稠度測定。根據(jù)維勃稠度，可將混凝土拌合物分為四級：半干硬性混凝土（VB=5~10秒）、干硬性混凝土（VB=11~20秒）、特干硬性混凝土（VB=21~30秒）、超干硬性混凝土（VB≥31秒）。3、和易性的影響因素影響因素：單位用水量、水泥漿含量、水灰比、砂率、組成材料、溫度和時間、攪拌條件。改善混凝土拌合物和易性的措施有：選用適宜的水泥品種及摻合料；選用級配良好的骨料，并盡可能采用較粗的砂、石子；采用合理的砂率；摻入適量的減水劑或引氣劑；在水灰比不變的情況下，適當(dāng)增加水泥漿量。二、硬化混凝土的性能強度是混凝土硬化后最重要的性質(zhì)?；炷恋膹姸扰c其他性質(zhì)關(guān)系密切。1、混凝土的強度混凝土的強度包括：抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度、握裹強度等。其中最重要的是抗壓強度和抗拉強度?；炷恋目箟簭姸染哂刑貏e重要的地位，它是結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工驗收的主要參數(shù)，它與其他強度有較好的相關(guān)性?；炷恋目箟簭姸?，我國采用立方體抗壓強度（簡稱抗壓強度）、棱柱體抗壓強度（又稱軸心抗壓強度），美國采用圓柱體抗壓強度。根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》（GBJ81-85），混凝土抗壓強度指以邊長為150mm的立方體試件、經(jīng)28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護、按規(guī)定方法加壓至破壞所得混凝土單位面積能承受的最大壓力。對于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件的抗壓強度，應(yīng)折算成標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件的強度值（邊長100mm的立方體試件折算系數(shù)為0.95，邊長200mm的立方體試件折算系數(shù)為1.05）。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10-89）的規(guī)定，按混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，混凝土分為12個強度等級：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。我國混凝土工程目前情況：C7.5~C15用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C15~C25用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；C20~C30用于大跨度結(jié)構(gòu)、耐久性要求較高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；C30以上用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車梁及特種結(jié)構(gòu)等。實際施工中，根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》（GBJ181-85）及《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107-87），以現(xiàn)場制作的混凝土試樣強度測定值作為混凝土強度的驗收依據(jù)。如對混凝土試件強度的代表性有懷疑，可按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-92）、《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS02:88或DBJ08-223-96）、《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS03:88）進行混凝土強度的無損檢測，以推定混凝土強度。影響混凝土抗壓強度的因素有：水泥標(biāo)號、水灰比、骨料、齡期、養(yǎng)護條件、外加劑與摻合料、試驗條件等。提高混凝土抗壓強度的措施有：采用高標(biāo)號水泥；采用干稠拌合物；采用濕熱養(yǎng)護可提高早期強度；采用機械攪拌和振搗，可比人工拌和更均勻，比人工搗拌更密實，對于水灰比小的混凝土效果更顯著；摻入早強劑或減水劑等。

1918年阿布拉姆斯（D.A.Abrams）發(fā)表了水灰比定律：混凝土強度隨水灰比的增大而降低。

1930年瑞士學(xué)者保羅米（J.Bolomey）提出：水灰比在0.33~0.80范圍內(nèi)，混凝土28天抗壓強度與灰水比呈直線關(guān)系。后人不斷完善，得出混凝土強度公式（也稱保羅米公式）：f28=A*fce*（C/W-B），其中fce為水泥的實際強度，A、B為回歸系數(shù)?；炷恋目估瓘姸葹槠淇箟簭姸鹊?/10~1/15。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)。一般采用劈裂抗拉試驗測得混凝土的劈裂抗拉強度（簡稱劈拉強度），以間接反映混凝土的抗拉強度。2、混凝土的變形混凝土的變形按起因分為物理化學(xué)作用（包括：塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮、溫度收縮）、荷載作用（包括：彈塑性變形、徐變）引起的變形。混凝土的干縮、彈性模量具有重要實際意義。干縮會使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。在計算鋼筋混凝土的變形、裂縫開展及大體積混凝土的溫度應(yīng)力時，需用到混凝土的彈性模量?；炷粮煽s變形的測定采用100*100*515mm的標(biāo)準(zhǔn)試件?；炷翉椥阅Ａ康臏y定采用150*150*300mm的棱柱體試件。塑性收縮：混凝土硬化之前產(chǎn)生的收縮。主要由于水泥水化產(chǎn)生體積減縮、多余水分蒸發(fā)。干燥收縮：由毛細(xì)管水和凝膠水蒸發(fā)所引起。碳化收縮：水泥水化產(chǎn)物碳化造成體積減小。溫度收縮：由于熱脹冷縮造成的變形。彈塑性變形：短期荷載作用下的變形。徐變：長期荷載作用下的變形。3、混凝土的耐久性混凝土不僅應(yīng)具有足夠的強度，還應(yīng)具有耐久性，才能在一定的使用年限內(nèi)安全使用。耐久性是一個綜合性概念，內(nèi)容包括：抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化、堿-骨料反應(yīng)。提高混凝土耐久性的措施有：合理選擇水泥品種和標(biāo)號；選用品質(zhì)良好的骨料；控制水灰比及水泥用量以提高混凝土密實度；使用外加劑、摻合料、降低水灰比以改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)；采用機械施工以保證攪拌均勻、振搗密實，同時加強養(yǎng)護、特別是早期養(yǎng)護。第四節(jié)混凝土質(zhì)量控制與強度評定混凝土質(zhì)量控制是對原材料及混凝土生產(chǎn)的各道工序，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行抽查與試驗，將其結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求相比較，據(jù)以決定應(yīng)采取的有效措施，并付諸實施，以使混凝土的最終質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求的行動過程。按生產(chǎn)順序分為初步控制、生產(chǎn)控制、合格性控制。

初步控制：原材料質(zhì)量檢驗與控制、配合比的確定與調(diào)整。

生產(chǎn)控制：生產(chǎn)過程中生產(chǎn)者的自我控制，包括：計量、攪拌、運輸、澆注、養(yǎng)護等。

合格性控制：產(chǎn)品交付使用前進行的合格性檢驗，包括：批量的劃分、每批取樣數(shù)量、驗收函數(shù)、驗收界限等。。3、運輸、澆注與振搗成型

應(yīng)盡量減少混合料的轉(zhuǎn)運次數(shù)、縮短運輸時間、正確裝卸與澆注（自由傾落高度不宜超過1米），避免漏振、過振。4、養(yǎng)護與拆模

一般地，普通水泥混凝土養(yǎng)護不少于14天，摻混合材水泥混凝土養(yǎng)護不少于21天。冬季施工須作好保溫措施，避免早期受凍?；炷吝_到設(shè)計強度的50%~100%后才能拆除承重模板。一、混凝土的施工與質(zhì)量1、原材料檢驗

水泥應(yīng)檢驗安定性、標(biāo)號、標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時間等，并注意存放條件及存放時間；砂應(yīng)及時測定含水量；石子應(yīng)注意最大粒徑、分級堆放；外加劑應(yīng)注意有效物含量。2、稱量與拌和

水、水泥的稱量誤差應(yīng)控制在1%內(nèi)，骨料的稱量誤差應(yīng)控制在2%內(nèi)。拌和時間根據(jù)坍落度要求、攪拌機情況而定，通常為1~2.5分鐘。經(jīng)常出現(xiàn)的問題是：稱量不準(zhǔn)，加水控制不嚴(yán)，攪拌時間不足，骨料含水率有變化。用于評定混凝土強度的試件，應(yīng)在混凝土施工現(xiàn)場取樣，養(yǎng)護至28天齡期之前送檢。每個強度代表值取三個試件的算術(shù)平均值。根據(jù)正態(tài)分布規(guī)律，由強度代表值計算得到強度標(biāo)準(zhǔn)值。比較強度標(biāo)準(zhǔn)值是否低于混凝土設(shè)計強度等級，以判定混凝土強度是否合格。二、混凝土強度評定混凝土強度的驗收與評定應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ204-83）、《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107-87）執(zhí)行。第五節(jié)普通混凝土配合比設(shè)計混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之間的比例關(guān)系，常用的表示方法有兩種：（1）以每立方米混凝土中各組成材料的用量表示，例如：水泥336kg，砂654kg，石子1215kg，水195kg（2）以水泥為1，表示出各組成材料用量之間的比例，例如上述配合比可表示成：水泥

:砂

:石子

:水=1:1.95:3.62:0.58。配合比設(shè)計的任務(wù)就是根據(jù)原材料的技術(shù)性能及施工條件，確定出滿足工程要求的混凝土配合比。一般地，在滿足強度、耐久性要求的前提下，盡可能采用較大的水灰比以節(jié)省水泥，但還要考慮和易性的要求（水灰比過大導(dǎo)致拌合物粘聚性、保水性變差）；在達到施工要求的流動性前提下，單位用水量取較小值，以便用較少的水泥漿滿足和易性及經(jīng)濟性的要求；在保證和易性的前提下，盡量選用較小的砂率，以滿足經(jīng)濟性的要求。一、配合比設(shè)計的一般要求設(shè)計正確的配合比，應(yīng)同時滿足以下幾方面要求：混凝土拌合物具有良好的和易性；混凝土具有結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工進度所要求的強度；混凝土具有所要求的抗?jié)B、抗凍等方面的耐久性；盡量節(jié)省水泥、合理使用材料、降低成本。由于和易性受單位用水量、砂率影響，強度受水灰比影響，耐久性受最大水灰比、最小水泥用量影響，經(jīng)濟性受水泥用量、砂率影響，因此混凝土配合比設(shè)計的關(guān)鍵就是合理確定水灰比、單位用水量、砂率這三個參數(shù)。通常將水灰比、單位用水量、砂率稱為設(shè)計三要素。二、配合比設(shè)計的基本資料在進行配合比設(shè)計之前，必須取得以下基本數(shù)據(jù)：（1）混凝土強度設(shè)計要求：混凝土強度等級。（2）混凝土耐久性要求：混凝土所處環(huán)境條件或要求的抗凍等級、抗?jié)B等級。（3）原材料情況：水泥（品種、標(biāo)號、密度、堆積密度）、砂石（品種、表觀密度、堆積密度、吸水率、含水率、級配、砂的細(xì)度模數(shù)、石子的最大粒徑）、拌合水（水質(zhì)、水源）、外加劑（品種、名稱、特性）。（4）施工條件及工程性質(zhì)：攪拌及振搗方法、要求的流動性、施工單位水平、構(gòu)件形狀及尺寸、鋼筋的疏密程度等。初步計算配合比是按原材料性能及混凝土的技術(shù)要求，利用經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)，初步計算出每立方米混凝土中水泥、砂、石子、水的用量。三、配合比設(shè)計的步驟按照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ/T55-96）或《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）的規(guī)定，普通混凝土配合比設(shè)計的步驟如下：1、確定初步計算配合比（1）確定混凝土試配強度

當(dāng)混凝土強度保證率為95%時，應(yīng)按下式由設(shè)計強度等級（fd）計算出試配強度（fh）：fh=fd+1.645*σ0（2）確定水灰比

根據(jù)試配強度（fh）、水泥強度（fC），按下式計算水灰比（C/W）：采用碎石時：fh=0.46*fC*（C/W-0.52）采用卵石時：fh=0.48*fC*（C/W-0.61）注：計算出的水灰比與規(guī)定的最大水灰比之間，取小者。（3）選取每立方米混凝土的用水量（W0）

先根據(jù)施工條件查表選用適宜的坍落度，再根據(jù)坍落度、石子最大粒徑查表選用單位用水量。（4）計算水泥用量（C0）

根據(jù)水灰比、單位用水量，可計算出水泥用量。注：計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量之間，取大者。同時，水泥用量不宜大于550kg/m3。（5）選用合理的砂率

通過試驗，或根據(jù)水灰比、石子最大粒徑查表選用砂率。（6）計算砂、石用量（S0、G0）

計算砂、石用量有兩種方法：絕對體積法（又稱體積法）、假定表觀密度法（又稱重量法）。在條件相同時，用體積法或重量法計算出的結(jié)果基本相同。絕對體積法假定混凝土拌合物的體積等于各組成材料的絕對體積與拌合物所含空氣的體積之總和，則有以下關(guān)系式：VC+VW+VS+VG+V氣=1m3拌合物體積即：C0/ρC+W0/ρW+S0/ρ0S+G0/ρ0G+0.01*α=1其中，ρC、ρW分別為水泥、水的密度，ρ0S、ρ0G分別為砂、石的表觀密度，α為混凝土含氣量的百分?jǐn)?shù)（在不使用引氣型外加劑時，α=1）。再根據(jù)砂率的關(guān)系式：SP=S0/（S0+G0）*100%即可得出砂、石的用量。假定表觀密度法假定混凝土拌合物表觀密度（ρ0h）為某一固定值（根據(jù)經(jīng)驗取值），則每立方米混凝土拌合物的重量等于各組成材料用量之和，有以下關(guān)系式：C0+W0+S0+G0=ρ0h再根據(jù)砂率的關(guān)系式，即可得出砂、石的用量?；炷脸醪接嬎闩浜媳仁墙柚?jīng)驗公式或資料得出的，結(jié)果不一定符合實際情況，必須經(jīng)過試配調(diào)整，使拌合物的和易性符合要求，得出基準(zhǔn)配合比；在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，水灰比增減5%，共三個配合比，制作試件，進行強度測定（同時檢驗和易性）（如有必要，還要檢測耐久性。），合格后得出試驗室配合比。2、配合比的試配與調(diào)整試配應(yīng)采用工程中實際使用的原材料、攪拌方法，試配每盤最小攪拌量應(yīng)符合要求。（7）得出初步計算配合比：C0、W0、S0、G0。

調(diào)整和易性的方法：若坍落度太小，可保持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥漿量（一般地，每增加10mm坍落度，需增加2%~5%的水泥漿量）；若坍落度過大，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂石用量，以減少水泥漿量；若拌合物顯得砂漿量不足，出現(xiàn)粘聚性、保水性不好，應(yīng)適當(dāng)增加砂率；若拌合物砂漿過多，可適當(dāng)減少砂率。和易性調(diào)整合格后，確定拌合物各組成材料的實際用量（C拌、W拌、S拌、G拌），測出拌合物的實際表觀密度（ρ0h實），按以下關(guān)系式得出基準(zhǔn)配合比（C基、W基、S基、G基）：C基=C拌/（C拌+W拌+S拌+G拌）*ρ0h實W基=W拌/（C拌+W拌+S拌+G拌）*ρ0h實S基=S拌/（C拌+W拌+S拌+G拌）*ρ0h實G基=G拌/（C拌+W拌+S拌+G拌）*ρ0h實強度調(diào)整合格后，測得拌合物實際表觀密度，按上式計算出試驗室配合比（C、W、S、G）?；炷恋脑O(shè)計配合比，是以干燥材料為基準(zhǔn)的，而工地存放的砂、石材料都含有一定的水分。所以，現(xiàn)場使用的配合比應(yīng)按工地砂、石的含水情況對試驗室配合比進行修正，即得出施工配合比。3、換算成施工配合比假定現(xiàn)場砂、石的含水率分別為a%、b%，則施工配合比（C’、W’、S’、G’）可按下述關(guān)系式得出：C’=CW’=W-S*a%-G*b%S’=S*（1+a%）G’=G*（1+b%）某工程的預(yù)制鋼筋混凝土梁（不受風(fēng)雪影響）?；炷猎O(shè)計強度等級為C25，要求強度保證率為95%。施工要求坍落度為30~50mm（混凝土由機械攪拌、機械振搗），該施工單位無歷史統(tǒng)計資料。四、配合比設(shè)計示例1、普通混凝土采用材料：普通水泥42.5（實測28天強度為48.0MPa），密度3.1；中砂，表觀密度2.65，堆積密度1.50；碎石，5~40mm，表觀密度2.70，堆積密度1.55；水為自來水。試設(shè)計該混凝土的配合比。若現(xiàn)場含水率為砂3%、石1%，求施工配合比。試配強度：fh=fd+1.645*σ0=25+1.645*5.0=33.2(MPa)解：（1）初步計算配合比：水灰比：fh=0.46*fC*（C/W-0.52），故W/C=1/[33.2/（0.46*48.0）+0.52]=0.49

查表知最大水灰比未限制，故取水灰比為0.49。單位用水量：查表取W0=180kg水泥用量：C0=W0/（W/C）=180/0.49=367kg

查表知最小水泥用量為250kg，故取C0=367kg砂率：查表取SP=35%砂、石用量：絕對體積法，C0/ρC+W0/ρW+S0/ρ0S+G0/ρ0G+0.01*α=1

故0.367/3.1+0.180/1+S0/2.65+G0/2.70+0.01*1=1

根據(jù)砂率：SP=S0/（S0+G0）*100%

故0.35=S0/（S0+G0）

解得：S0=0.651（T）=651（kg），G0=1.205（T）=1205（kg）初步計算配合比：C0：W0：S0：G0=367：180：651：1205按初步計算配合比試拌15升，材料用量：（2）調(diào)整配合比：水泥：0.015*367=5.50kg，水：0.015*180=2.70kg，砂：0.015*651=9.77kg，石：0.015*1205=18.08kg。攪拌均勻后，測得拌合物坍落度為20mm。增加水泥漿量3%（即水泥用量增至5.67kg，水用量增至2.78kg），測得拌合物坍落度為30mm，粘聚性、保水性均良好。確定基準(zhǔn)配合比為：水泥5.67kg，水2.78，砂9.77kg，石18.08kg。按基準(zhǔn)水灰比增減5%產(chǎn)生三個不同配合比（水灰比為0.44、0.49、0.54），進行試配，測得拌合物和易性良好，拌合物表觀密度分別為2410kg/m3、2405kg/m3、2400kg/m3。經(jīng)28天強度測定，三組中即滿足強度要求、又較節(jié)約水泥的是水灰比0.49的一組。計算得試驗室配合比：C

=C拌/（C拌+W拌+S拌+G拌）*ρ0h實=5.67/（5.67+2.78+9.77+18.08）*2405=376kgW=2.78/36.30*2405=184kgS=9.77/36.30*2405=647kgG=18.08/36.30*2405=1198kg試驗室配合比：C：W：S：G=376：184：647：1198按砂、石含水率調(diào)整試驗室配合比，得出施工配合比：C’=C=376kgW’=W-S*a%-G*b%=184-647*3%-1198*1%=153kgS’=S*（1+a%）=647*1.03=666kgG’=G*（1+b%）=1198*1.01=1210kg（3）施工配合比：施工配合比：C’：W’：S’：G’=376：153：666：1210在上例中，若采用某減水劑，摻量為水泥重量的0.5%，減水率10%，2、摻減水劑的混凝土（1）為了提高混凝土強度，可對試驗室配合比做如下調(diào)整：水泥用量不變，用水量減少10%，砂率減少2%，相應(yīng)地調(diào)整砂、石用量，則調(diào)整后試驗室配合比為：水泥：水：砂：石：減水劑=376：165.6：615：1248：1.88試配強度fh=0.46*fC*（C/W-0.52）=0.46*48.0*（1/0.44-0.52）=38.6（MPa）。比不用減水劑時（33.2MPa）提高了一個強度等級。（2）為了提高混凝土拌合物的和易性，可對試驗室配合比做如下調(diào)整：水泥用量不變，用水量不變，砂率提高5%，相應(yīng)地調(diào)整砂、石用量，則調(diào)整后試驗室配合比為：水泥：水：砂：石：減水劑=376：184：740：1109：1.88（3）性能要求不變，可對試驗室配合比做如下調(diào)整：水灰比、砂率不變，用水量減少10%，含氣量增加1%，相應(yīng)地調(diào)整水泥、砂、石用量，則調(diào)整后試驗室配合比為：水泥：水：砂：石：減水劑=338：165.6：662：1230：1.69根據(jù)《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ28-86）的要求，粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計以基準(zhǔn)混凝土的配合比為基礎(chǔ)，按等稠度、等強度等級原則，用超量取代法進行調(diào)整。3、摻粉煤灰的混凝土第六節(jié)水泥混凝土技術(shù)進展一、抗?jié)B混凝土抗?jié)B混凝土（又稱防水混凝土）是指抗?jié)B等級大于或等于S6的混凝土，分為普通抗?jié)B混凝土、外加劑抗?jié)B混凝土、膨脹水泥抗?jié)B混凝土。抗?jié)B混凝土首先要滿足抗?jié)B性能的要求，水壓力及結(jié)構(gòu)厚度是確定抗?jié)B混凝土抗?jié)B等級的主要依據(jù)?？?jié)B混凝土的制備，是針對普通混凝土內(nèi)部存在各種毛細(xì)孔、縫隙等滲水原因而采取的相應(yīng)措施，如選擇合適的骨料級配、降低水灰比、采用富水泥漿配合比、摻入外加劑（減水劑、引氣劑、三乙醇胺、氯化鐵等）等，有意識地調(diào)整或破壞混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔構(gòu)造，使大孔及連通孔減少，提高密實性，以達到抗?jié)B的目的。二、輕質(zhì)混凝土表觀密度小于1900kg/m3的混凝土稱為輕質(zhì)混凝土，分為輕骨料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土。1、輕骨料混凝土采用輕骨料、水泥漿配制成的輕質(zhì)混凝土稱為輕骨料混凝土，常以輕骨料的種類命名。粒徑在5mm以上、堆積密度小于1000kg/m3的骨料稱為輕粗骨料；粒徑在5mm以下、堆積密度小于1100kg/m3的骨料稱為輕細(xì)骨料（輕砂）。按《輕骨料試驗方法》（GB2842-81）檢測性能。輕骨料按來源分為三類：工業(yè)廢料輕骨料（粉煤灰陶粒、膨脹礦渣珠、煤渣）、天然輕骨料（浮石、火山渣）、人造輕骨料（頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖）。輕骨料混凝土的表觀密度是與強度具有同等重要意義的性質(zhì)，它與強度、熱工性能、彈性模量有關(guān)。輕骨料混凝土的收縮、徐變均比普通混凝土大。輕集料混凝土的配制，參閱《輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ51-90）、《鋼筋輕集料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》（JGJ12-82）。應(yīng)注意攪拌之前先使集料預(yù)濕。根據(jù)用途，輕集料混凝土分為三類：保溫輕集料混凝土（強度低于5MPa，表觀密度低于800kg/m3）、結(jié)構(gòu)保溫輕集料混凝土（強度5~15MPa，表觀密度低于1400kg/m3）、結(jié)構(gòu)輕集料混凝土（強度15~50MPa，表觀密度低于1900kg/m3）。2、多孔混凝土在料漿中均勻分布大量封閉氣孔或開口毛細(xì)孔隙而無粗集料的混凝土稱為多孔混凝土。表觀密度300~1200kg/m3，孔隙率可達85%。按強度分為兩類：結(jié)構(gòu)用多孔混凝土（強度大于3MPa，表觀密度大于500kg/m3）、非承重用多孔混凝土（強度小于3MPa，表觀密度小于500kg/m3）。根據(jù)氣孔產(chǎn)生的方法分為兩種：加氣混凝土、泡沫混凝土。加氣混凝土以鋁粉作加氣劑，鋁粉與料漿中的氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氣泡包裹在料漿中形成多孔結(jié)構(gòu)。加氣混凝土常根據(jù)所用硅質(zhì)材料命名，如水泥砂加氣混凝土、粉煤灰加氣混凝土。表觀密度400~800kg/m3，強度1.5~10MPa。加氣混凝土砌塊參閱JC315-82標(biāo)準(zhǔn)。加氣混凝土導(dǎo)濕性差，易造成墻面抹灰層起鼓開裂。泡沫混凝土是先分別制成水泥漿、穩(wěn)定的泡沫（多用松香膠泡沫劑），再將水泥漿與泡沫拌勻，形成多孔結(jié)構(gòu)。由于料漿凝結(jié)硬化慢、泡沫穩(wěn)定性不夠好，因此泡沫混凝土的發(fā)展不如加氣混凝土快。3、大孔混凝土由粒徑相近的粗集料、水泥漿配制而成的混凝土為大孔混凝土，包括無砂大孔混凝土、少砂大孔混凝土。集料應(yīng)采用單一粒徑、20以下的渾圓形顆粒，以免離析；用水量過多會使水泥漿流淌沉入底部，造成上下強度不均。在不產(chǎn)砂和粘土磚的地方（廣西、貴州）常用無砂大孔混凝土作墻體材料。三、高強混凝土目前，一般將強度等級為C50以上的混凝土稱為高強混凝土。配制高強混凝土的技術(shù)路線：高品質(zhì)水泥+高性能外加劑+特殊混合材。采用高強混凝土取代普通混凝土可大幅度減少混凝土構(gòu)件的體積和鋼筋用量。近10年來，出現(xiàn)了高性能混凝土（HPC）的提法，并成為國際土木工程界的研究熱點。主要側(cè)重的性能有：強度、和易性、耐久性、體積穩(wěn)定性（干縮、徐變、熱應(yīng)變小，彈性模量高）等。四、聚合物混凝土聚合物混凝土是由有機聚合物、無機膠凝材料、骨料結(jié)合而成的新型混凝土。按制作工藝分為三類：聚合物浸漬混凝土（PIC）、聚合物水泥混凝土（PCC）、聚合物膠結(jié)混凝土（PC）。1.聚合物浸漬混凝土（PIC）以硬化的混凝土為基材，使基材干燥后浸入有機單體，再用加熱等方式使浸入混凝土內(nèi)部的單體聚合，即制成聚合物浸漬混凝土。聚合物填充了混凝土內(nèi)部的孔隙及微裂縫，從而提高了混凝土的密實度，因此提高了混凝土的強度、抗?jié)B性、耐磨性、抗沖性、耐久性等性能。小資料：北京故宮三大殿（太和殿、中和殿、保和殿）、十三陵的定陵的地面都采用桐油浸漬磚，俗稱“金磚”。用有機單體浸漬聚合的方法來改進多孔材料的性能，最先用于木材；1965年美國內(nèi)政部墾務(wù)局提出對混凝土進行類似處理的設(shè)想。2.聚合物水泥混凝土（PCC）聚合物水泥混凝土的制取與普通混凝土相似，只是在攪拌時用聚合物乳液代替部分拌合水。摻入聚合物能改善混凝土的粘結(jié)性、耐磨性、耐腐蝕性，對強度改善不及聚合物浸漬混凝土；由于聚合物乳液的水溶性，聚合物水泥混凝土在潮濕環(huán)境下強度有所下降。聚合物水泥混凝土主要用于面層。小資料：中國古代修筑長城曾將江米漿（一種高分子淀粉化合物）與石灰共用，以加強結(jié)合，在南京古城、盧溝橋的修建中也曾使用。我國古代還用過豬血-石灰、桐油-石灰。美國人巴蓋蘭得于1909年取得專利，用酚醛樹脂與水泥、石膏等材料熱壓制成各種制品。1933~1938年出現(xiàn)合成橡膠后，聚合物水泥混凝土得到較快發(fā)展。3.聚合物膠結(jié)混凝土（PC）又稱樹脂混凝土，以熱固性液態(tài)樹脂為膠結(jié)料，加入固化劑、填料、粗細(xì)骨料配制而成。樹脂混凝土強度高、韌性好、粘結(jié)強度高、耐腐蝕性好、抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性好、硬化收縮大、耐火性差、價格高。主要用于化工廠地面、修補等。五、流態(tài)混凝土坍落度18~22cm、能自流填滿模型或鋼筋間隙的混凝土，可泵送。六、纖維混凝土以纖維增強的混凝土，常用短切纖維亂向均勻分布在混凝土中。摻入纖維可提高混凝土的抗拉、抗彎、抗沖強度及抗爆性能。所采用的纖維可分為兩類：高彈性模量纖維（鋼纖維、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維等）、低彈性模量纖維（聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、尼龍纖維等）。低模量纖維對混凝土的強度無增強作用，但能提高混凝土的沖擊韌性。最常用的纖維是鋼纖維。纖維對混凝土強度的主要影響因素有：纖維種類、纖維體積摻量、纖維幾何形狀（長徑比、變形與否）。纖維混凝土主要用于機場跑道、橋面、隧道襯砌、薄殼結(jié)構(gòu)、防爆結(jié)構(gòu)、樁、管道等。思考題1、影響混凝土受壓彈性模量的因素和影響抗壓強度的因素是否相同？影響的效果是否一致？2、工程中對普通混凝土的質(zhì)量要求有哪些？3、砂、石的級配如何表示？級配良好的砂、石有何特征？砂、石級配良好對混凝土性能有何影響？4、什么是石子的最大粒徑？為什么要限制最大粒徑？工程上如何確定最大粒徑？5、提高混凝土耐久性的基本原則是什么？應(yīng)嚴(yán)格控制哪些因素？6、混凝土的水灰比是根據(jù)混凝土的什么性質(zhì)來確定的？7、在混凝土中摻入減水劑可取得哪些經(jīng)濟技術(shù)效果？思考題參考答案1、影響混凝土受壓彈性模量的因素和影響抗壓強度的因素是否相同？影響的效果是否一致？2、工程中對普通混凝土的質(zhì)量要求有哪些？

骨料的彈性模量越高、骨料用量越多，則混凝土彈性模量越高?；炷翉姸仍礁撸瑥椥阅Ａ吭礁?。普通混凝土受力破壞時，裂紋首先從骨料與水泥石間的界面引發(fā)，并向水泥石中擴展，裂紋貫通導(dǎo)致混凝土破壞。因此，界面粘結(jié)強度、水泥石強度決定了混凝土的強度。和易性、強度、變形、耐久性。3、砂、石的級配如何表示？級配良好的砂、石有何特征？砂、石級配良好對混凝土性能有何影響？4、什么是石子的最大粒徑？為什么要限制最大粒徑？工程上如何確定最大粒徑？

砂的級配用累積篩余表示，并根據(jù)0.63mm篩的累計篩余劃分為三個級配區(qū)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。石子的級配也用累計篩余表示，并根據(jù)累計篩余劃分為三種級配（連續(xù)、單粒徑、間斷）。級配良好，表示大小骨料的搭配程度良好，即骨料的空隙率小。骨料級配良好，在用水量不變的情況下可改善混凝土的和易性，有利于施工；若流動性不變，水泥用量保持不變，則可降低用水量，使混凝土強度、耐久性提高、變形降低；若流動性、強度不變，則可降低水泥用量、降低水化熱。公稱粒級的上限稱為石子的最大粒徑。石子最大粒徑太大時，受攪拌設(shè)備、混凝土構(gòu)件的截面尺寸及鋼筋間距等影響，混凝土不易攪拌均勻或不能保證密實成型。石子的最大粒徑應(yīng)不大于構(gòu)件最小截面尺寸的1/4，且應(yīng)不大于鋼筋凈距的3/4。對實心板材應(yīng)不大于板材厚度的1/2且不大于50mm。5、提高混凝土耐久性的基本原則是什么？應(yīng)嚴(yán)格控制哪些因素？6、混凝土的水灰比是根據(jù)混凝土的什么性質(zhì)來確定的？

選擇適宜的水泥品種，降低水泥石的孔隙率。應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，保證一定的水泥用量、養(yǎng)護時的濕度及養(yǎng)護時間。配制強度或耐久性。7、在混凝土中摻入減水劑可取得哪些經(jīng)濟技術(shù)效果？若用水量不變，則坍落度可增加50~150mm；若流動性及水泥用量不變，則可減水10%~25%，提高強度10%~30%；若流動性及強度不變，則可減水10%~25%，節(jié)約水泥10%~20%；改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性；提高混凝土耐久性。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進頻率不同

GY----MXY旋進相位不同（不影響MXY大小）

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運動分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計算機，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費用昂貴多數(shù)MR機檢查時間較長1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，