建筑材料5(史長瑩)

1、黑龍江大學水利電力學院史長瑩第5章 水泥混凝土Cement Concrete5.1 概 述5.1 概述混凝土 由膠凝材料、細骨料、粗骨料、水以及必要時摻入的外加劑組成，經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的外加劑組成，經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。 5.1 概述按表觀密度分重混凝土 02600kg/m3。 普通混凝土 0 19502600kg/m3。 輕混凝土 01950kg/m3。 按膠凝材料分水泥混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 按

2、用途分結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等 。5.1 概述按生產(chǎn)和施工工藝分預拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土等。按強度分普通混凝土 C60。高強混凝土 C60。超高強混凝土 100MPa。按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土等。5.1 概述優(yōu)點抗壓強度高、耐久、耐火、維修費用低 ；原材料豐富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土與鋼筋粘結(jié)良好，一般不會銹蝕鋼筋 。缺點抗拉強度低（約為抗壓強度的1/101/20）、變形性能差；在溫度、濕度變化的影響下，易產(chǎn)生裂縫；表觀密度大（約為24

3、00kg/m3左右）；硬化較緩慢。 5.2 水泥混凝土的骨料及拌和、養(yǎng)護用水5.2 水泥混凝土的骨料及拌和、養(yǎng)護用水混凝土的結(jié)構(gòu) 水泥+水水泥漿+砂水泥砂漿+石子混凝土拌合物硬化混凝土組成材料的作用粗集料細集料水泥漿孔 隙泌水形成的孔隙混凝土體積構(gòu)成水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。 組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結(jié)作用砂+石子填充作用骨架作用一、水泥的選擇品種的選擇 配制普通混凝土的水泥品種，應根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件，結(jié)合水泥性能，且考慮當?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等，進行合理地選擇。 強度等級的選擇原則上，配制高強度等級的混凝土，選擇高強度等級的水泥；一

4、般情況下，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.52.0倍；配制高強混凝土時，可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右。 二、砂的技術質(zhì)量要求 定義 砂是指粒徑在5mm以下的顆粒。 分類按產(chǎn)源分按技術要求分 類 宜用于強度等級大于C60的混凝土； 類 用于強度等級為C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類 宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。 砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等二、砂的技術質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度2500kg/m3；松散堆積密度1350kg/m3；空隙率47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075

5、mm的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于1.18mm，經(jīng)水洗、手捏后小于600m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。具體指標見表。二、砂的技術質(zhì)量要求項 目指 標類類類含泥量（質(zhì)量計，%）1.03.05.0泥塊含量（質(zhì)量計，%）01.02.0天然砂含泥量和泥塊含量項 目指 標類類類亞甲藍試驗MB值1.40或合格石粉含量（%）3.05.07.0泥塊含量（%）01.02.0MB值1.40或不合格石粉含量（%）1.03.05.0泥塊含量（%）01.02.0人工砂石粉含量和泥塊含量二、砂的技術質(zhì)量要求3.有害物質(zhì)含量 砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質(zhì)主要是云

6、母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項 目指 標類類類云母（%)（質(zhì)量計）1.02.02.0輕物質(zhì)（%)（質(zhì)量計）1.01.01.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質(zhì)量計）氯化物（氯離子質(zhì)量計）0.010.020.06二、砂的技術質(zhì)量要求4.顆粒級配（1）顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。（2）級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當，其空隙率小，且總表面積小，可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。（3）顆粒級配采用篩分法確定，詳見實驗部分。（4）顆粒級配的指標 級配區(qū) 按累計篩余率的大小，可分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)共三個級配區(qū)。詳見下頁

7、表。 級配合格判定 砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)；除5.0mm和0.63mm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5。 二、砂的技術質(zhì)量要求篩孔尺寸累計篩余率，1區(qū)2區(qū)3區(qū)10.0mm5.0mm2.5mm1.25mm0.63mm0.315mm0.16m010035565358571958010090010025050107041927010090010015025040168555100901）砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除5.0mm和0.63mm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5。2）1區(qū)人工砂中0.16mm篩孔的累計篩余可以放寬到10085，2區(qū)人工砂中0.16mm

8、篩孔的累計篩余可以放寬到10080，3區(qū)人工砂中0.16mm篩孔的累計篩余可以放寬到10075。砂的顆粒級配區(qū)二、砂的技術質(zhì)量要求（5）級配的選擇 宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當采用1區(qū)砂時，應適當提高砂率；當采用3區(qū)砂時，應適當減小砂率。5.規(guī)格 砂按細度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細砂：粗砂 F.M =3.73.1；中砂 F.M =3.02.3；細砂 F.M =2.21.6。 細度模數(shù)按下式計算：式中：F.M細度模數(shù)； A1、A2、A3、A4、A5、A6分別為5.0mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm篩的累計篩余百分率，。11654321005).AAAAA

9、AAMF（三、石子的技術質(zhì)量要求定義 粒徑大于5mm的骨料稱為粗骨料。分類按產(chǎn)源分：卵石和碎石按技術要求分： 類 宜用于強度等級大于C60的混凝土； 類 用于強度等級為C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類 宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。三、石子的技術質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度2500kg/m3；松散堆積密度1350kg/m3；空隙率47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經(jīng)水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標見表。三、石子的技術質(zhì)量要求3.針片狀顆粒含量

10、針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。見表。項 目指 標類類類含泥量（質(zhì)量計，%）0.51.01.5泥塊含量（質(zhì)量計，%）00.50.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量三、石子的技術質(zhì)量要求項 目指 標類類類針、片狀顆粒（%）（質(zhì)量計）51525碎石、卵石針片狀顆粒含量4.有害物質(zhì)含量 卵石、碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表。項 目指 標類類類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%） （SO3質(zhì)量計）0.51.01.0三、石子

11、的技術質(zhì)量要求5.強度采用巖石抗壓強度和壓碎指標兩種檢驗： 巖石抗壓強度是將母巖制成50mm50mm50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。 壓碎指標是將一定質(zhì)量風干狀態(tài)下1020mm的顆粒裝入標準圓模內(nèi)，在壓力機上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)定，卸荷后用2.5mm的篩篩除被壓碎的細粉，稱出篩余量。按下式計算： 式中：Qc壓碎指標值 ； G1試樣的質(zhì)量 ，g； G2壓碎后的篩余量，g。%100121cGGGQ 6.顆粒級配為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度，粗骨料也要求有良好的顆粒級配。粗骨料的顆粒級配有連續(xù)級配與間斷級配兩種。 連續(xù)級配是石子由

12、小到大連續(xù)分級； 間斷級配是指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配，中間為不連續(xù)的級配，由于易產(chǎn)生離析，應用較少。三、石子的技術質(zhì)量要求項 目指 標類類類碎石壓碎指標（%）102030卵石壓碎指標（%）121616碎石、卵石的壓碎指標三、石子的技術質(zhì)量要求7.最大粒徑粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒級的最大粒徑。從結(jié)構(gòu)上考慮 根據(jù)規(guī)定，混凝土用粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。從施工上考慮 對泵送混凝土，粗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，高層

13、建筑宜在1：31：4，超高層建筑宜在1：41：5。從經(jīng)濟上考慮 當最大粒徑小于80mm時，水泥用量隨最大粒徑減小而增加， 當大于150mm后，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。四、拌合用水的技術質(zhì)量要求混凝土拌合和養(yǎng)護用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下水和經(jīng)適當處理的工業(yè)用水。拌制和養(yǎng)護混凝土宜采用飲用水，當采用其它來源水時，應符合混凝土拌合用水標準（JGJ631989）的規(guī)定。5.3 混凝土的主要技術性質(zhì)5.2.1 混凝土拌合物的和易性 和易性：混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性。和易性粘聚性保水性流動性易達結(jié)構(gòu)均勻易成型密實好好在本身

14、自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量5.2.1 混凝土拌合物的和易性定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。 1.坍落度法 測定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值坍落度（單位mm）。 適用范圍： 集料最大粒徑不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。 http:/ 混凝土拌合物的和易性2.維勃稠度法 測定使拌合物密實所需要的時間，s。適用范圍 粗骨料最大粒

15、徑不大于40mm； 坍落度小于10mm，維勃稠度在5s30s之間的干硬性混凝土。 5.2.1 混凝土拌合物的和易性 按混凝土質(zhì)量控制標準（GB50164）的規(guī)定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度 、維勃稠度分為四級。見下表。名 稱代號指標混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土T1T2T3T410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土（坍落度10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s5.2.1 混凝土拌合物的和易性 混凝土拌合物坍落

16、度的選擇，應根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。 見下表。結(jié) 構(gòu) 種 類坍落度，mm基礎或地面等的墊層，無配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的結(jié)構(gòu)（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）5070配筋特密的結(jié)構(gòu)70905.2.1 混凝土拌合物的和易性-影響因素1.組成材料及其用量之間的關系水泥漿數(shù)量和單位用水量；骨料的品種、級配和粗細程度；砂率 ；外加劑。 見下圖。2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。 水泥水砂石子外加劑水泥漿骨料混凝土拌合物cwmm 水灰比100%gsssmmm 砂率5.2.1 混凝土拌合物的和易性-影

17、響因素合理砂率的確定 合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌合物的流動性（坍落度T）達到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。 T，mms合理砂率水泥漿數(shù)量一定坍落度、強度一定合理砂率mc，kgs5.2.1 混凝土拌合物的和易性 采用合理砂率； 改善砂石的級配； 摻外加劑或摻合料； 根據(jù)環(huán)境條件，注意坍落度的現(xiàn)場控制； 在水灰比不變的條件下，適當增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動性； 在砂率不變的條件下，適當增加砂石的用量，可減小拌合物的流動性。摻外加劑的混凝土5.2.2 混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強

18、度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度5.2.2 混凝土的強度1.立方體抗壓強度 以邊長為150mm的標準立方體試件，在溫度為203，相對濕度為90以上的潮濕條件下養(yǎng)護，經(jīng)28d齡期，采用標準試驗方法測得的抗壓極限強度。用fcu表示。 當采用非標準試件時，須乘以換算系數(shù)，見下表： 標準試驗方法是指普通混凝土力學性能試驗方法（GB/T500812002 ），詳見實驗部分。試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數(shù)標準試件150150150401.00非標準試件100100100300.95200200200601.055.2.2 混凝土的強度2.混凝土

19、強度等級 按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。以“C”和混凝土立方體抗壓強度標準值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五個強度等級。 立方體抗壓強度標準值（fcu,k ） ，是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。 強度等級表示的含義： 強度的范圍：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其fcu30.0MPa的保證率為95%。C30“C”代表“混凝土”?！?0”代表fcu,k30.0MPa；5.2.2 混凝土的強度3.軸心抗壓強度采用1

20、50mm150mm300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為055MPa范圍內(nèi)fcp=（0.70.8）fcu 。在結(jié)構(gòu)設計計算時，一般取fcp0.67fcu。 非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm100mm和200mm200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。FF5.2.2 混凝土的強度4. 劈裂抗拉強度式中：fts劈裂抗拉強度，MPa； P破壞荷載，N； A試件劈裂面積，mm2。 劈裂抗拉強度較低，一般為抗壓強度的1/101/20。 APAPf637. 02ts拉應力壓應力PP5.2.2 混凝土的強度5.影響抗壓強度的因素（1）水泥的強度和水灰比 式中：fcu

21、混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa； fce水泥28d抗壓強度的實測值，MPa； C/W混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)； A、B經(jīng)驗系數(shù)。振動手工搗實充分密實的混凝土不完全密實的混凝土fcumw/mcfcumc/mw）（BWCfAfcecu 當混凝土水灰比值在0.400.80之間時越大，則混凝土的強度越低； 水泥強度越高，則混凝土強度越高。5.2.2 混凝土的強度（2）粗集料的品種 碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強度較高； 卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強度較低。 在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。 （3）養(yǎng)護條件 在保證足夠濕

22、度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化速度越快，早期強度越高； 低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。 混凝土澆筑完畢后，必須加強養(yǎng)護，保持適當?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。5.2.2 混凝土的強度（4）齡期 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。 在正常的養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在714d內(nèi)強度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發(fā)展更慢。 由于水泥水化的原因，混凝土的強度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。 當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標準養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。 式中： fn

23、、f28分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。（5）外加劑28lglg28nfnfn35.2.2 混凝土的強度6.提高混凝土抗壓強度的措施（1）采用高強度等級水泥；（2）采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及級配合格、強度較高、質(zhì)量良好的碎石；（4）改進施工工藝，加強攪拌和振搗；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強度；（6）在混凝土拌合時摻入減水劑或早強劑。 5.2.3 混凝土的耐久性1.耐久性的主要內(nèi)容（1）抗?jié)B性 混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規(guī)定方法進行試驗時所能承受的最大

24、靜水壓力來確定。可分為W2、W4、W6、W8、W10和W12等，分別表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。（2）抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。 用抗凍等級表示?？箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態(tài)下，強度損失不超過25，且質(zhì)量損失不超過5時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。 5.2.3 混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。 合理選

25、擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。 （4）抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。 混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產(chǎn)生收縮而開裂。（5）堿集料反應 堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。 應嚴格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質(zhì)的含量。 5.2.3 混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施 （1）合理選擇混凝土的組成材料 根據(jù)混凝土工程特點或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種； 選擇質(zhì)量良好、技術要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實度

26、 嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。 選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。 摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。 嚴格按操作規(guī)程進行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu) 在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。 5.2.3 混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土 預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土 預應力混凝土1.干燥環(huán)境 正常的居住或辦公用房屋內(nèi)不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害 高濕度的室內(nèi)部件 室外部件 在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.7

27、00.600.60225280300有凍害 經(jīng)受凍害的室外部件 在非侵蝕性土和（或）水中且經(jīng)受凍害的部件 高濕度且經(jīng)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0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ552000）5.4 混凝土外加劑外加劑及其分類定義 混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過水泥質(zhì)量的5%。按主要功能的分類（1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬

28、化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。（3）改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。（4）改善混凝土其它性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 一、減水劑 混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。 1.減水劑的作用機理減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團和憎水基團組成；摻入減水劑前： 當水泥加水拌合形成水泥漿的過程中，水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結(jié)構(gòu)，水的作用不能充分發(fā)揮； 一、減水劑摻入減水劑后： 表面活性劑在水泥顆粒表面

29、作定向排列使水泥顆粒表面帶有同種電荷，這種排斥力遠遠大于水泥顆粒之間的分子引力，使水泥顆粒分散，絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮，拌合物的流動性明顯提高； 表面活性劑的極性基與水分子產(chǎn)生締合作用，使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒之間直接接觸，起到潤滑作用，改善了拌合物的流動性。 游離水水泥顆粒電性斥力減水劑水泥顆粒游離水溶劑化水膜水泥顆粒絮凝狀結(jié)構(gòu)一、減水劑2.減水劑的作用效果（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量525（普通型515，高效型1030）。（2）提高混凝土拌合物的

30、流動性。在用水量和強度一定的條件下，坍落度可提高100200mm。（3）節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強度一定的情況下，可節(jié)約水泥520。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結(jié)時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。 一、減水劑3.常用的減水劑 （1） 木質(zhì)素系減水劑（M型） 木質(zhì)素系減水劑主要使用木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣），屬于陰離子表面活性劑，為普通減水劑，其適宜摻量為0.20.3，減水率10左右。 對混凝土有緩凝作用，一般緩凝。（2）萘系減水劑 高效減水劑，其主要成分為一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。

31、這類減水劑品種很多，目前我國生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。 萘系減水劑適宜摻量為0.51.0，其減水率較大，為1025%增強效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強、早強、流態(tài)等混凝土。一、減水劑（3）樹脂類減水劑 為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡稱密胺樹脂減水劑，為陰離子表面活性劑。我國產(chǎn)品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強高效減水劑，其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。 SM適宜摻量為0.52.0，減水率達2027。（4）糖蜜類減水劑 普通減水劑。它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而

32、成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。 適宜摻量0.20.3，減水率10左右，屬緩凝減水劑。二、早強劑 早強劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強度，對后期強度無明顯影響的外加劑。 種 類無機鹽類早強劑有機物類早強劑復合早強劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣12；硫酸鈉0.520.020.052二水石膏+1亞硝酸鈉+0.05三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d3d強度提高40100，7d強度提高25能使3d強度提高50注意事項氯鹽會銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關規(guī)定對鋼筋無銹蝕作用早強

33、效果顯著，適用于嚴格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強劑的品種、摻量及作用效果 三、引氣劑 在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布的、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑， 稱為引氣劑。常用的品種有：松香熱聚物、松脂皂、烷基苯磺酸鹽類及脂肪醇聚氧乙烯磺酸鹽類等，其中以松香熱聚物的效果較好，最常使用。 引氣劑引氣作用原理可分為氣泡產(chǎn)生和穩(wěn)定兩方面。氣泡產(chǎn)生是由于引氣劑吸附在水氣界面上，顯著降低表面張力，在攪拌力作用下產(chǎn)生大量氣泡。氣泡穩(wěn)定的原因是引氣劑分子定向排列在泡膜界面上，阻礙泡膜內(nèi)水分子的移動，增加了泡膜的厚度及強度，使氣泡不易破滅；水泥等微細顆粒吸附在泡膜上，水泥漿中的氫氧化鈣與引氣劑作用生成的鈣皂

34、沉積在泡膜壁上，也提高了泡膜穩(wěn)定性。 三、引氣劑引氣劑能改善混凝土拌和物的和易性。拌和物中引入大量氣泡，相當于增加了水泥漿體積，可提高混凝土流動性；大量微細氣泡的存在，還可顯著地改善混凝土的粘聚性和保水性。引氣劑能顯著提高混凝土的耐久性。由于氣泡能隔斷混凝土中毛細管通道，以及氣泡對水泥石內(nèi)水分結(jié)冰時所產(chǎn)生的水壓力的緩沖作用，故能顯著提高混凝土抗?jié)B性及抗凍性。一般摻入適量優(yōu)質(zhì)引氣劑的混凝土抗凍等級可達到未摻引氣劑的基準混凝土的3倍以上。此外，氣泡還可使混凝土彈性模量降低，對提高混凝土抗裂性有利。三、引氣劑混凝土摻入引氣劑的主要缺點是使混凝土強度及耐磨性有所降低。當保持水灰比不變，摻入引氣劑時，含

35、氣量每增加1%，混凝土強度約下降3%5%。 5.5 混凝土的配合比設計一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質(zhì)量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質(zhì)量比”表示。質(zhì)量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥C295kg，砂S648kg，石子G1330kg，水W165kg。（2）以各組成材料用量之比表示。例如上例也可表示為：C：S：G1：2.20：4.51，W/C0.56。二、配合比設計的要求滿足結(jié)構(gòu)設計的強度等級要求； 滿足混凝土施工所要求的和易性；滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝

36、土成本。三、配合比設計基本參數(shù) 水灰比（ W/C ）、單位用水量（W）和砂率（Sp）是混凝土配合比設計的三個基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量W砂率Sp水灰比 W/C與強度、耐久性有關與流動性有關與粘聚性、保水性有關四、配合比設計的步驟與方法（一）確定混凝土基準配合比（二）試配、調(diào)整，確定設計配合比（三）計算施工配合比（一）確定混凝土基準配合比1.計算施工配制強度 fh式中: fh混凝土配制強度，MPa； fd混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，MPa； 0混凝土強度標準差，MPa。 混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應符合以下規(guī)定： 計算時，強度試件組

37、數(shù)不應少于30組； 當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。 查表5-22、5-23或5-24 0htdff（一）確定混凝土基準配合比2.確定水灰比W/C（1）按混凝土強度要求計算水灰比式中： A、B經(jīng)驗系數(shù)；應根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關系式確定；當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混凝土 A0.46，B0.07；卵石混凝土A0.48，B0.33。 fce水泥28d抗壓強度實測值，MPa。強度等級C10C20C25C40C50C60標準差0，MPa4.05.06.0普通混凝土強度標準差

38、cecucefBAffACW（一）確定混凝土基準配合比（2）復核耐久性 為了使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。3.確定單位用水量W（1）水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按表5-12選取。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，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202

39、051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg （一）確定混凝土基準配合比（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應通過試驗確定。（3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算： WW（1a%）式中： W摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； W未摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； a%外加劑的減水率，應經(jīng)試驗確定。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102040162040維勃稠度，s162017516014518017015511151801651501851751605101851701

40、55190180165干硬性混凝土的單位用水量，kg （一）確定混凝土基準配合比4.計算水泥用量mc（1）計算（2）復核耐久性 將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應取規(guī)定的最小水泥用量。5.確定砂率Sp（查表5-13或式5-11進行估算） （1）坍落度為1060mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗確定；也可在下表基礎上，坍落度每增大20mm，砂率增大1確定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經(jīng)試驗確定。CWWC/（一）確定混凝土基準

41、配合比6.計算砂、石子用量S、G（1）體積法 又稱絕對體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1混凝土砂率， 水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641（一）確定混凝土基準配合比 解方程組，可得S、G 。式中： c、s、g、w分別

42、為水泥的密度、砂的視密度、石子的視密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m3； 混凝土的含氣量百分數(shù)(查表5-14)，在不使用引氣型外加劑時，可取1。（2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定表觀密度法。假定1m3混凝土拌合物的質(zhì)量為c ，kg。000110wgscWGSC100pGSSS（一）確定混凝土基準配合比 解方程組可得S、G。式中： C、S、G、W分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg； c 1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg?？扇?3502450kg/m3。 Sp混凝土砂率。7.計算基準配合比（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：C：S：G1：x：y， W/C ？。 cWGSC100pGSSS（二）試配調(diào)整，確定設計配合比1.試配 按基準配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強