混泥土基礎(chǔ)知識(shí)

1、· 第一節(jié)      概述一、混凝土的分類混凝土是指用膠凝材料將粗細(xì)骨料膠結(jié)成整體的復(fù)合固體材料的總稱?；炷恋姆N類很多，分類方法也很多。（一）按表觀密度分類1. 重混凝土。表觀密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和鐵礦石配制而成。2. 普通混凝土。表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品種。3. 輕混凝土。表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。（二）按膠凝材料的品種分類通常根據(jù)主要膠凝材料的品種，并以

2、其名稱命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等等。有時(shí)也以加入的特種改性材料命名，如水泥混凝土中摻入鋼纖維時(shí)，稱為鋼纖維混凝土；水泥混凝土中摻大量粉煤灰時(shí)則稱為粉煤灰混凝土等等。（三）按使用功能和特性分類按使用部位、功能和特性通?？煞譃椋航Y(jié)構(gòu)混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防輻射混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密實(shí)混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、高強(qiáng)混凝土、高性能混凝土等等。 二、普通混凝土普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子為骨料，經(jīng)加水?dāng)嚢琛仓尚?、凝結(jié)固化成具有一定強(qiáng)度的“人工石材”，即水泥

3、混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品種?！盎炷痢币辉~通?？珊?jiǎn)作“砼”。（一）普通混凝土的主要優(yōu)點(diǎn)1. 原材料來源豐富?；炷林屑s70%以上的材料是砂石料，屬地方性材料，可就地取材，避免遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，因而價(jià)格低廉。2. 施工方便?；炷涟韬衔锞哂辛己玫牧鲃?dòng)性和可塑性，可根據(jù)工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構(gòu)件及構(gòu)筑物。既可現(xiàn)場(chǎng)澆筑成型，也可預(yù)制。3. 性能可根據(jù)需要設(shè)計(jì)調(diào)整。通過調(diào)整各組成材料的品種和數(shù)量，特別是摻入不同外加劑和摻合料，可獲得不同施工和易性、強(qiáng)度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，滿足工程上的不同要求。4. 抗壓強(qiáng)度高?；炷恋目箟簭?qiáng)度一般在7.560MPa之間。當(dāng)摻入高效減水劑和摻

4、合料時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)100MPa以上。而且，混凝土與鋼筋具有良好的匹配性，澆筑成鋼筋混凝土后，可以有效地改善抗拉強(qiáng)度低的缺陷，使混凝土能夠應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)部位。5. 耐久性好。原材料選擇正確、配比合理、施工養(yǎng)護(hù)良好的混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B性、抗凍性和耐腐蝕性能，且對(duì)鋼筋有保護(hù)作用，可保持混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定。（二）普通混凝土存在的主要缺點(diǎn)1. 自重大。1m3混凝土重約2400kg，故結(jié)構(gòu)物自重較大，導(dǎo)致地基處理費(fèi)用增加。2. 抗拉強(qiáng)度低，抗裂性差。混凝土的抗拉強(qiáng)度一般只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20，易開裂。3. 收縮變形大。水泥水化凝結(jié)硬化引起的自身收縮和干燥收縮達(dá)500×106m/m

5、以上，易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。（三）普通混凝土的基本要求1. 滿足便于攪拌、運(yùn)輸和澆搗密實(shí)的施工和易性。2. 滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級(jí)。3. 滿足工程所處環(huán)境條件所必需的耐久性。4. 滿足上述三項(xiàng)要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，節(jié)約成本，即經(jīng)濟(jì)合理性。為了滿足上述四項(xiàng)基本要求，就必須研究原材料性能，研究影響混凝土和易性、強(qiáng)度、耐久性、變形性能的主要因素；研究配合比設(shè)計(jì)原理、混凝土質(zhì)量波動(dòng)規(guī)律以及相關(guān)的檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等等。這也是本章的重點(diǎn)和緊緊圍繞的中心。二節(jié)     普通混凝土的組成材料 混凝土的性能在很大程度上取決于組成材料的性能。因此必須根據(jù)工程性質(zhì)

6、、設(shè)計(jì)要求和施工現(xiàn)場(chǎng)條件合理選擇原料的品種、質(zhì)量和用量。要做到合理選擇原材料，則首先必須了解組成材料的性質(zhì)、作用原理和質(zhì)量要求。一、水泥（一）水泥品種的選擇水泥品種的選擇主要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程所處環(huán)境及施工條件確定。如高溫車間結(jié)構(gòu)混凝土有耐熱要求，一般宜選用耐熱性好的礦渣水泥等等。詳見第三章水泥。（二）水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇原則為：混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也宜越高；設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)低，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也相應(yīng)低。例如：C40以下混凝土，一般選用強(qiáng)度等級(jí)32.5級(jí)；C45C60混凝土一般選用42.5級(jí)，在采用高效減水劑等條件下也可選用32.5級(jí)；大于C60的高強(qiáng)混凝土，一

7、般宜選用42.5級(jí)或更高強(qiáng)度等級(jí)的水泥；對(duì)于C15以下的混凝土，則宜選擇強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)的水泥，并外摻粉煤灰等混合材料。目標(biāo)是保證混凝土中有足夠的水泥，既不過多，也不過少。因?yàn)樗嘤昧窟^多（低強(qiáng)水泥配制高強(qiáng)度混凝土），一方面成本增加。另一方面，混凝土收縮增大，對(duì)耐久性不利。水泥用量過少（高強(qiáng)水泥配制低強(qiáng)度混凝土），混凝土的粘聚性變差，不易獲得均勻密實(shí)的混凝土，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。二、細(xì)骨料公稱粒徑在0.155.0mm之間的骨料稱為細(xì)骨料，亦即砂。常用的細(xì)骨料有河砂、海砂、山砂和機(jī)制砂（有時(shí)也稱為人工砂、加工砂）等。通常根據(jù)技術(shù)要求分為類、類和類。類用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；類用于

8、C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。海砂可用于配制素混凝土，但不能直接用于配制鋼筋混凝土，主要是氯離子含量高，容易導(dǎo)致鋼筋銹蝕，如要使用，必須經(jīng)過淡水沖洗，使有害成份含量減少到要求以下。山砂可以直接用于一般工程混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)用于重要結(jié)構(gòu)物時(shí)，必須通過堅(jiān)固性試驗(yàn)和堿活性試驗(yàn)。機(jī)制砂是指將卵石或巖石用機(jī)械破碎的方法，通過沖洗、過篩制成。通常是在加工碎卵石或碎石時(shí)，將小于10mm的部分進(jìn)一步加工而成。細(xì)骨料的主要質(zhì)量指標(biāo)有：1. 有害雜質(zhì)含量。細(xì)骨料中的有害雜質(zhì)主要包括兩方面：粘土和云母。它們粘附于砂表面或夾雜其中，嚴(yán)重降低水泥與砂的粘結(jié)強(qiáng)度，從而降低混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性，增大混

9、凝土的收縮。有機(jī)質(zhì)、硫化物及硫酸鹽。它們對(duì)水泥有腐蝕作用，從而影響混凝土的性能。因此對(duì)有害雜質(zhì)含量必須加以限制。建筑用砂（GB/T14684-2001） 對(duì)有害物質(zhì)含量的限值見表4-1。普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法（JGJ52-1992）中對(duì)有害雜質(zhì)含量也作了相應(yīng)規(guī)定。其中云母含量不得大于2%，輕物質(zhì)含量和硫化物及硫酸鹽含量分別不得大于1%，含泥量及泥塊含量的限值為：當(dāng)小于C30時(shí)分別不大于5%和1%，當(dāng)大于等于C30時(shí)，分別不大于3%和1%。  表4-1 砂中有害物質(zhì)含量限值  項(xiàng) 目  類  類  類  云母含量（按質(zhì)量計(jì)，%

10、）    1.0  2.0  2.0  硫化物與硫酸鹽含量（按SO3質(zhì)量計(jì)，%）    0.5  0.5  0.5  有機(jī)物含量（用比色法試驗(yàn)）    合格  合格  合格  輕物質(zhì)    1.0  1.0  1.0  氯化物含量（以NaCl質(zhì)量計(jì)，%）    0.01  0.02  0.06  含泥量（按質(zhì)量計(jì)，%）    1

11、.0  3.0  5.0  粘土塊含量（按質(zhì)重量計(jì)，%）    0  1.0  2. 此外，由于氯離子對(duì)鋼筋有嚴(yán)重的腐蝕作用，當(dāng)采用海砂配制鋼筋混凝土?xí)r，海砂中氯離子含量要求小于0.06%（以干砂重計(jì)）；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土不宜采用海砂，若必須使用海砂時(shí)，需經(jīng)淡水沖洗至氯離子含量小于0.02%。用海砂配制素混凝土，氯離子含量不予限制。2. 顆粒形狀及表面特征。河砂和海砂經(jīng)水流沖刷，顆粒多為近似球狀，且表面少棱角、較光滑，配制的混凝土流動(dòng)性往往比山砂或機(jī)制砂好，但與水泥的粘結(jié)性能相對(duì)較差；山砂和機(jī)制砂表面較粗糙，多棱角，故混凝土拌合

12、物流動(dòng)性相對(duì)較差，但與水泥的粘結(jié)性能較好。水灰比相同時(shí)，山砂或機(jī)制砂配制的混凝土強(qiáng)度略高；而流動(dòng)性相同時(shí)，因山砂和機(jī)制砂用水量較大，故混凝土強(qiáng)度相近。3. 堅(jiān)固性。砂是由天然巖石經(jīng)自然風(fēng)化作用而成，機(jī)制砂也會(huì)含大量風(fēng)化巖體，在凍融或干濕循環(huán)作用下有可能繼續(xù)風(fēng)化，因此對(duì)某些重要工程或特殊環(huán)境下工作的混凝土用砂，應(yīng)做堅(jiān)固性檢驗(yàn)。如嚴(yán)寒地區(qū)室外工程，并處于濕潮或干濕交替狀態(tài)下的混凝土，有腐蝕介質(zhì)存在或處于水位升降區(qū)的混凝土等等。堅(jiān)固性根據(jù)GB/T14684規(guī)定，采用硫酸鈉溶液浸泡烘干浸泡循環(huán)試驗(yàn)法檢驗(yàn)。測(cè)定5個(gè)循環(huán)后的重量損失率。指標(biāo)應(yīng)符合表4-2的要求。  表4-2 砂的堅(jiān)固性指標(biāo) &#

13、160;項(xiàng) 目  類  類  類  循環(huán)后質(zhì)量損失（%）  8  8  10 4. 粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配。砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌象w平均粒徑大小。通常用細(xì)度模數(shù)（Mx）表示，其值并不等于平均粒徑，但能較準(zhǔn)確反映砂的粗細(xì)程度。細(xì)度模數(shù)Mx越大，表示砂越粗，單位重量總表面積（或比表面積）越??；Mx越小，則砂比表面積越大。砂的顆粒級(jí)配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。良好的級(jí)配指粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細(xì)顆粒填充，如此逐級(jí)填充（如圖4-1所示）使砂形成最密致的堆積狀態(tài)，空隙率達(dá)到最小值，堆積密度達(dá)最大值。

14、這樣可達(dá)到節(jié)約水泥，提高混凝土綜合性能的目標(biāo)。因此，砂顆粒級(jí)配反映空隙率大小。 圖4-1 砂顆粒級(jí)配示意圖 （1）細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配的測(cè)定。砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配用篩分析方法測(cè)定，用細(xì)度模數(shù)表示粗細(xì)，用級(jí)配區(qū)表示砂的級(jí)配。根據(jù)建筑用砂（GB/T146842001），篩分析是用一套孔徑為4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500克干砂由粗到細(xì)依次過篩（詳見試驗(yàn)），稱量各篩上的篩余量 （g），計(jì)算各篩上的分計(jì)篩余率 （%），再計(jì)算累計(jì)篩余率 （%）。 和 的計(jì)算關(guān)系見表4-3。（JGJ52采用的篩孔尺寸為5.00、2.50、1.25、0.630、0.31

15、5及0.160mm。其測(cè)試和計(jì)算方法均相同，目前混凝土行業(yè)普遍采用該標(biāo)準(zhǔn)。）  表4-3 累計(jì)篩余與分計(jì)篩余計(jì)算關(guān)系  篩孔尺寸（mm）  篩余量（g）  分計(jì)篩余（%）  累計(jì)篩余（%）  4.75  m1      2.36  m2      1.18  m3      0.600  m4     

16、60;0.300  m5      0.150  m6      底盤  m低   細(xì)度模數(shù)根據(jù)下式計(jì)算（精確至0.01）：                （4-1） 根據(jù)細(xì)度模數(shù)Mx大小將砂按下列分類：Mx3.7 特粗砂；Mx=3.13.7粗砂；Mx=3.02.3中砂；Mx=2.21.6細(xì)砂；Mx=1.50

17、.7特細(xì)砂。砂的顆粒級(jí)配根據(jù)0.600mm篩孔對(duì)應(yīng)的累計(jì)篩余百分率A4，分成區(qū)、區(qū)和區(qū)三個(gè)級(jí)配區(qū)，見表4-4。級(jí)配良好的粗砂應(yīng)落在區(qū)；級(jí)配良好的中砂應(yīng)落在區(qū)；細(xì)砂則在區(qū)。實(shí)際使用的砂顆粒級(jí)配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm對(duì)應(yīng)的累計(jì)篩余率外，其余各檔允許有5%的超界，當(dāng)某一篩檔累計(jì)篩余率超界5%以上時(shí)，說明砂級(jí)配很差，視作不合格。以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo)，篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)表4-4的級(jí)區(qū)可繪制、級(jí)配區(qū)的篩分曲線，如圖4-2所示。在篩分曲線上可以直觀地分析砂的顆粒級(jí)配優(yōu)劣。  表4-4 砂的顆粒級(jí)配區(qū)范圍  篩孔尺寸（mm）  累計(jì)篩余（）

18、  區(qū)   區(qū)   區(qū)  10.0  0  0  0  4.75  100  100  100  2.36  355  250  150  1.18  6535  5010  250  0.600  8571  7041  4016  0.300  9580  9270  8555  0.150  10090

19、  10090  10090 圖4-2 砂級(jí)配曲線圖 例4-1 某工程用砂，經(jīng)烘干、稱量、篩分析，測(cè)得各號(hào)篩上的篩余量列于表4-5。試評(píng)定該砂的粗細(xì)程度（Mx）和級(jí)配情況。  表4-5 篩分析試驗(yàn)結(jié)果  篩孔尺寸（mm）  4.75  2.36  1.18  0.600  0.300  0.150  底 盤  合 計(jì)  篩余量（g）  28.5  57.6  73.1  156.6  118.5  55.5

20、  9.7  499.5 解 分計(jì)篩余率和累計(jì)篩余率計(jì)算結(jié)果列于表4-6。  表4-6 分計(jì)篩余和累計(jì)篩余計(jì)算結(jié)果  分計(jì)篩余率（%）  a1  a2  a3  a4  a5  a6  5.71  11.53  14.63  31.35  23.72  11.11  累計(jì)篩余率（%）  A1  A2  A3  A4  A5  A6  5.71  1

21、7.24  31.87  63.22  86.94  98.05 計(jì)算細(xì)度模數(shù)： 確定級(jí)配區(qū)、繪制級(jí)配曲線：該砂樣在0.600mm篩上的累計(jì)篩余率A4=63.22落在級(jí)區(qū)，其他各篩上的累計(jì)篩余率也均落在級(jí)區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi)，因此可以判定該砂為級(jí)區(qū)砂。級(jí)配曲線圖見4-3。 結(jié)果評(píng)定：該砂的細(xì)度模數(shù)Mx=2.85，屬中砂；級(jí)區(qū)砂，級(jí)配良好?？捎糜谂渲苹炷?。 圖4-3 級(jí)配曲線 （2）砂的摻配使用。配制普通混凝土的砂宜為中砂（Mx=2.33.0），級(jí)區(qū)。但實(shí)際工程中往往出現(xiàn)砂偏細(xì)或偏粗的情況。通常有兩種處理方法： 當(dāng)只有一種砂源時(shí)，對(duì)偏細(xì)砂適當(dāng)減少砂用量，即降低

22、砂率；對(duì)偏粗砂則適當(dāng)增加砂用量，即增加砂率。 當(dāng)粗砂和細(xì)砂可同時(shí)提供時(shí)，宜將細(xì)砂和粗砂按一定比例摻配使用，這樣既可調(diào)整Mx，也可改善砂的級(jí)配，有利于節(jié)約水泥，提高混凝土性能。摻配比例可根據(jù)砂資源狀況，粗細(xì)砂各自的細(xì)度模數(shù)及級(jí)配情況，通過試驗(yàn)和計(jì)算確定。5. 砂的含水狀態(tài)。砂的含水狀態(tài)有如下4種，如圖4-4所示。 圖4-4 骨料含水狀態(tài)示意圖 絕干狀態(tài)：砂粒內(nèi)外不含任何水，通常在105±5條件下烘干而得。 氣干狀態(tài)：砂粒表面干燥，內(nèi)部孔隙中部分含水。指室內(nèi)或室外（天晴）空氣平衡的含水狀態(tài)，其含水量的大小與空氣相對(duì)濕度和溫度密切相關(guān)。 飽和面干狀態(tài)：砂粒表面干燥，內(nèi)部孔隙全部吸水飽和。水

23、利工程上通常采用飽和面干狀態(tài)計(jì)量砂用量。 濕潤(rùn)狀態(tài)：砂粒內(nèi)部吸水飽和，表面還含有部分表面水。施工現(xiàn)場(chǎng)，特別是雨后常出現(xiàn)此種狀況，攪拌混凝土中計(jì)量砂用量時(shí)，要扣除砂中的含水量；同樣，計(jì)量水用量時(shí)，要扣除砂中帶入的水量。 三、粗骨料顆粒粒徑大于5mm的骨料為粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石兩大類。碎石為巖石（有時(shí)采用大塊卵石，稱為碎卵石）經(jīng)破碎、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石經(jīng)篩分而得。通常根據(jù)卵石和碎石的技術(shù)要求分為類、類和類。類用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；類用于C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。粗骨料的主要技術(shù)指標(biāo)有：1. 有害雜質(zhì)。與細(xì)骨料中的有害雜質(zhì)一樣，主要有

24、粘土、硫化物及硫酸鹽、有機(jī)物等。根據(jù)建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001），其含量應(yīng)符合表4-7的要求。JGJ53普通混凝土用碎石和卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法也作了相應(yīng)規(guī)定。  表4-7 碎石或卵石中技術(shù)指標(biāo)  項(xiàng) 目  指標(biāo)  類  類  類  含泥量（按質(zhì)量計(jì)），%    0.5  1.0  1.5  粘土塊含量（按質(zhì)重量計(jì)），%    0  0.5  0.7  硫化物與硫酸鹽含量（以SO3重量計(jì)），%  

25、  0.5  1.0  1.0  有機(jī)物含量（用比色法試驗(yàn)）    合格  合格  合格  針片狀（按質(zhì)量計(jì)），%    5  15  25  堅(jiān)固性質(zhì)量損失，%    5  8  12  碎石壓碎指標(biāo)，    10  20  30  卵石壓碎指標(biāo)，    12  16  16 2. 顆粒形態(tài)及表面特征。粗骨料的顆粒形

26、狀以近立方體或近球狀體為最佳，但在巖石破碎生產(chǎn)碎石的過程中往往產(chǎn)生一定量的針、片狀，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的強(qiáng)度，特別是抗折強(qiáng)度。針狀是指長(zhǎng)度大于該顆粒所屬粒級(jí)平均粒徑的2.4倍的顆粒；片狀是指厚度小于平均粒徑0.4倍的顆粒。各別類粗骨料針片狀含量要符合表47的要求。粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流動(dòng)性較差，但與水泥粘結(jié)強(qiáng)度較高，配合比相同時(shí)，混凝土強(qiáng)度相對(duì)較高。卵石表面較光滑，少棱角，因此拌合物的流動(dòng)性較好，但粘結(jié)性能較差，強(qiáng)度相對(duì)較低。但若保持流動(dòng)性相同，由于卵石可比碎石少用適量水，因此卵石混凝土強(qiáng)度并不一定低。3. 粗骨料

27、最大粒徑。混凝土所用粗骨料的公稱粒級(jí)上限稱為最大粒徑。骨料粒徑越大，其表面積越小，通?？障堵室蚕鄳?yīng)減小，因此所需的水泥漿或砂漿數(shù)量也可相應(yīng)減少，有利于節(jié)約水泥、降低成本，并改善混凝土性能。所以在條件許可的情況下，應(yīng)盡量選得較大粒徑的骨料。但在實(shí)際工程上，骨料最大粒徑受到多種條件的限制：最大粒徑不得大于構(gòu)件最小截面尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋凈距的3/4。對(duì)于混凝土實(shí)心板，最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得大于40mm。對(duì)于泵送混凝土，當(dāng)泵送高度在50m以下時(shí)，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(duì)大體積混凝土（如混凝土壩或圍堤）或疏筋混凝土，往往受到攪拌設(shè)

28、備和運(yùn)輸、成型設(shè)備條件的限制。有時(shí)為了節(jié)省水泥，降低收縮，可在大體積混凝土中拋入大塊石（或稱毛石），常稱作拋石混凝土。4. 粗骨料的顆粒級(jí)配。石子的粒級(jí)分為連續(xù)粒級(jí)和單位級(jí)兩種。連續(xù)粒級(jí)指5mm以上至最大粒徑Dmmax，各粒級(jí)均占一定比例，且在一定范圍內(nèi)。單粒級(jí)指從1/2最大粒徑開始至Dmax。單粒級(jí)用于組成具有要求級(jí)配的連續(xù)粒級(jí)，也可與連續(xù)粒級(jí)混合使用，以改善級(jí)配或配成較大密實(shí)度的連續(xù)粒級(jí)。單粒級(jí)一般不宜單獨(dú)用來配制混凝土，如必須單獨(dú)使用，則應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并通過試驗(yàn)證明不發(fā)生離析或影響混凝土的質(zhì)量。石子的級(jí)配與砂的級(jí)配一樣，通過一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分試驗(yàn)，計(jì)算累計(jì)篩余率確定。根據(jù)GB/T1468

29、5，碎石和卵石級(jí)配均應(yīng)符合表4-8的要求。JGJ53的要求與此相似。  表4-8 碎石或卵石的顆粒級(jí)配范圍  級(jí)配情況  公 稱粒 級(jí)（mm）  累計(jì)篩余（）  篩孔尺寸（方孔篩）（mm）  2.36  4.75  9.50  16.0  19.0  26.5  31.5  37.5  53.0  63.0  75.0  90  連續(xù)粒級(jí)  510  95100  80100  

30、;015  0                  516  95100  85100  3060  010  0                520  95100  90100  4080    010  0              5

31、25  95100  90100    3070    05  0            531.5  95100  90100  7090    1545    05  0          540    95100  7590    3065      0

32、5  0        單粒級(jí)  1020    95100  85100    015  0              1631.5    95100    85100      010  0          2040      95100 &#

33、160;  80100      010  0        31.563        95100      75100  4575    010  0    4080          95100      70100    3060  010  

34、0;5. 粗骨料的強(qiáng)度。根據(jù)GB/T14685和JGJ53規(guī)定，碎石和卵石的強(qiáng)度可用巖石的抗壓強(qiáng)度或壓碎值指標(biāo)兩種方法表示。巖石的抗壓強(qiáng)度采用 50mm×50mm的圓柱體或邊長(zhǎng)為50mm的立方體試樣測(cè)定。一般要求其抗壓強(qiáng)度大于配制混凝土強(qiáng)度的1.5倍，且不小于45MPa（飽水）。根據(jù)GB/T14685，壓碎值指標(biāo)是將9.519mm的石子m克，裝入專用試樣筒中，施加200KN的荷載，卸載后用孔徑2.36mm的篩子篩去被壓碎的細(xì)粒，稱量篩余，計(jì)作m1，則壓碎值指標(biāo)Q按下式計(jì)算：          &

35、#160;           （4-2） 壓碎值越小，表示石子強(qiáng)度越高，反之亦然。各類別骨料的壓碎值指標(biāo)應(yīng)符合表47的要求。6粗骨料的堅(jiān)固性。粗骨料的堅(jiān)固性指標(biāo)與砂相似，各類別骨料的質(zhì)量損失應(yīng)符合表47的要求。四、拌合用水根據(jù)混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)（JGJ6389）的規(guī)定，凡符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水，均可拌制各種混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有飾面要求的素混凝土，更不得拌制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。值得注意的是，在野外或山區(qū)施工采用天然水拌制混凝土?xí)r，均應(yīng)對(duì)水的有機(jī)質(zhì)、Cl-和 含量等進(jìn)行

36、檢測(cè)，合格后方能使用。特別是某些污染嚴(yán)重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。 第三節(jié)    道路與橋梁工程用石料的技術(shù)性質(zhì) 一、水泥混凝土路面用粗集料壓碎值水泥混凝土路面用粗集料的壓碎值指標(biāo)試驗(yàn)方法（JTJ058T03151994）與前述普通混凝土相同。二、瀝青路面用粗集料壓碎值瀝青路面用粗集料壓碎值指標(biāo)的測(cè)定，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T03162000）的規(guī)定，是將13.216mm的試樣m0克，裝入專用試樣筒中，逐級(jí)施加400KN的荷載，卸荷后用孔徑2.36mm的篩子過篩，稱取通過2.36mm篩孔的全部細(xì)料重量計(jì)作m1，則壓碎值指標(biāo)按下

37、式計(jì)算：        （4-3） 式中： 集料壓碎值（%）； m0試驗(yàn)前試樣重量（g）；m1試驗(yàn)后通過2.36mm篩孔的細(xì)料重量（g）。 三、道路用粗集料磨光值高等級(jí)公路對(duì)路面的抗滑性能有一定的要求，作為路面用的集料，在車輛輪胎的作用下，不僅要求具有高的抗磨耗性能，而且要求具有高的抗磨光性。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T032194）的規(guī)定，集料的抗磨光性采用磨光值表示（簡(jiǎn)稱PSV）。磨光值的測(cè)試方法是選取1015mm的試樣，密排于試模中，用環(huán)氧樹脂砂漿固結(jié)成一整體，每組4個(gè)試件。加速磨光機(jī)的道路輪在試樣表面以640±10r

38、/min的速度旋轉(zhuǎn)，先用30號(hào)金剛砂水磨3h，再用280號(hào)金剛砂水磨3h，用擺式摩擦系數(shù)儀測(cè)定摩擦系數(shù)值，經(jīng)換算后得磨光值（詳見試驗(yàn)部分）。集料的磨光值越高，表示抗滑性能越好。高速公路和一級(jí)公路的集料磨光值要求不小于42，普通公路不小于35。玄武巖、安山巖、砂巖和花崗巖的磨光值一般較高。幾種常用集料的磨光值列于表4-9。  表4-9 常用巖石的磨光值  巖石名稱  石灰?guī)r  角頁(yè)巖  斑巖  石英巖  花崗巖  玄武巖  砂巖  磨光值  平均值  43  45 &

39、#160;56  58  59  62  72  范 圍  3070  4050  4371  4567  4570  4581  6082 四、道路用粗集料沖擊值集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的性能，稱為抗沖擊韌性，常用集料沖擊值（LSV）表示。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T03222000）的規(guī)定，集料沖擊值的測(cè)試是采用方孔篩篩取9.513.2mm的試樣m克，裝入金屬盛樣器中，在沖擊值試驗(yàn)儀中用沖擊錘自380±5mm的高度自由落錘沖擊15次，再用2.36mm的篩

40、篩去被沖碎的細(xì)粒，稱量篩余，計(jì)作m1，則沖擊值指標(biāo)LSV按下式計(jì)算：                            （4-4） 式中： LSV集料的沖擊值（%）；m原試樣重量（g）；m1試驗(yàn)后通過2.36mm的試樣重量（g）。 集料的沖擊值越大，表明集料的抗沖擊性能越差。高速公路和一級(jí)公路的 值要求不大于28%，普通公路不大于30

41、%。五、道路用粗集料磨耗值集料磨耗值用于評(píng)定抗滑表層的集料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（JTJ058T03232000）的規(guī)定，集料磨耗值采用道瑞磨耗機(jī)測(cè)定。將1015mm的石子單層緊排于兩個(gè)試模內(nèi)（每個(gè)試模內(nèi)不少于24粒），用環(huán)氧樹脂砂漿固結(jié)成一整體，用石英砂磨料在磨盤上磨500轉(zhuǎn)，稱取磨耗前后的試樣重量，按下式計(jì)算集料的磨耗值。                     （4-5） 式

42、中： AAV集料道瑞磨耗值；m0磨耗前試件的重量（g）；m1磨耗后試件的重量（g）；集料飽和面干密度（g/cm3）。 集料磨耗值越高，表示集料的耐磨性越差。高速公路和一級(jí)公路抗滑面層用集料的磨耗值不大于14，普通公路不大于16。六、道路用集料磨耗性磨耗性是石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能。常用洛杉機(jī)法磨耗試驗(yàn)（JTJ058T03172000）和狄法爾法磨耗試驗(yàn)（礫石JTJ058T03181994，碎石JTJ058T03191994）兩種方法（詳見試驗(yàn)部分），用磨耗損失大小評(píng)價(jià)石料的抗磨耗性。磨耗損失按下式計(jì)算：       &

43、#160;      （4-6） 式中：Q石料的磨耗率（%）；m0 試驗(yàn)前石料的重量（g）；m1 試驗(yàn)后石料在1.7mm（方孔篩）或2.0mm（圓孔篩）上的重量（g）。 石料的磨耗率越大，表示石料的耐磨性能越差。七、道路用石料耐候性用于道路與橋梁工程的石料抵抗大氣自然因素作用的能力稱為耐候性。道路與橋梁工程由于都是暴露于大自然中無遮蓋的建筑物，長(zhǎng)期受到各種自然因素的作用。如溫度升降引起的溫度應(yīng)力作用；干濕循環(huán)引起的風(fēng)化作用；冰凍引起的膨脹破壞作用等等。其力學(xué)性能將逐漸下降。通常用抗凍性和堅(jiān)固性兩項(xiàng)指標(biāo)來衡量石料的耐候性優(yōu)劣。對(duì)于用于橋梁工程的石

44、料，當(dāng)月平均氣溫低于10時(shí)，抗凍性試驗(yàn)必須合格，其中耐凍系數(shù)（凍融循環(huán)前后飽水抗壓強(qiáng)度比）必須大于0.75。八、道路用石料的技術(shù)要求道路工程用石料根據(jù)造巖礦物的成分、含量以及組織結(jié)構(gòu)分為四大巖類：. 巖漿巖類：如花崗巖、正長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、閃長(zhǎng)巖、橄欖巖、玄武巖、安山巖、流紋巖等。. 石灰?guī)r類：石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等。. 砂巖和片麻巖類：石英巖、砂巖、片麻巖、石英片麻巖等。. 礫石類。根據(jù)石料的飽水抗壓強(qiáng)度和磨耗率，各巖石類分為四個(gè)等級(jí)：1級(jí)：最堅(jiān)硬的巖石；2級(jí)：堅(jiān)硬的巖石；3級(jí)：中等強(qiáng)度的巖石；4級(jí)：較軟的巖石。常用天然石料的主要技術(shù)指標(biāo)見表4-10。  表4-10 常用天然

45、石料的主要技術(shù)指標(biāo)  巖石類別  主要巖石名稱  石料等級(jí)  技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)  飽水強(qiáng)度（MPa）  磨耗率（%）  洛杉機(jī)法  狄法爾法  巖漿巖類  花崗巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖等  1  120  25  4  2  100120  2530  45  3  80100  3045  57  4    4560  710 &#

46、160;石灰?guī)r類  石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等  1  100  30  5  2  80100  3035  56  3  6080  3550  612  4  3060  5060  1220  砂巖和片麻巖類  石英巖、砂巖、片麻巖、石英片、麻巖等  1  100  30  5  2  80100  3035  57 &#

47、160;3  5080  3545  710  4  3050  4560  1015  礫石類    1    20  5  2    2030  57  3    3050  712  4    5060  1220  第四節(jié)    普通混凝土的

48、技術(shù)性質(zhì) 一、新拌混凝土的性能（一）混凝土的和易性1和易性的概念。新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運(yùn)輸、澆搗成型，并獲得質(zhì)量均勻密實(shí)的混凝土的一項(xiàng)綜合技術(shù)性能。通常用流動(dòng)性、粘聚性和保水性三項(xiàng)內(nèi)容表示。流動(dòng)性是指拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的難易程度；粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象；保水性是指拌合物不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。通常情況下，混凝土拌合物的流動(dòng)性越大，則保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之間存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有滿足施工要求的流動(dòng)性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能簡(jiǎn)單地將流動(dòng)性大的混凝土稱之為和易性好，或者流動(dòng)性減小說

49、成和易性變差。良好的和易性既是施工的要求也是獲得質(zhì)量均勻密實(shí)混凝土的基本保證。2和易性的測(cè)試和評(píng)定?；炷涟韬衔锖鸵仔允且豁?xiàng)極其復(fù)雜的綜合指標(biāo)，到目前為止全世界尚無能夠全面反映混凝土和易性的測(cè)定方法，通常通過測(cè)定流動(dòng)性，再輔以其他直觀觀察或經(jīng)驗(yàn)綜合評(píng)定混凝土和易性。流動(dòng)性的測(cè)定方法有坍落度法、維勃稠度法、探針法、斜槽法、流出時(shí)間法和凱利球法等十多種，對(duì)普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和維勃稠度法。（1）坍落度法：將攪拌好的混凝土分三層裝入坍落度筒中（見圖4-5a），每層插搗25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土則在自重作用下坍落，以坍落高度（單位mm）代表混凝土的流動(dòng)性。坍落度越大，則流動(dòng)性

50、越好。粘聚性通過觀察坍落度測(cè)試后混凝土所保持的形狀，或側(cè)面用搗棒敲擊后的形狀判定，如圖4-5所示。當(dāng)坍落度筒一提起即出現(xiàn)圖中（c）或（d）形狀，表示粘聚性不良；敲擊后出現(xiàn)（b）狀，則粘聚性好；敲擊后出現(xiàn)（c）狀，則粘聚性欠佳；敲擊后出現(xiàn)（d）狀，則粘聚性不良。保水性是以水或稀漿從底部析出的量大小評(píng)定（見圖4-5b）。析出量大，保水性差，嚴(yán)重時(shí)粗骨料表面稀漿流失而裸露。析出量小則保水性好。 圖4-5 混凝土拌合物和易性測(cè)定 根據(jù)坍落度值大小將混凝土分為四類：         大流動(dòng)性混凝土：坍落度160mm；

51、0;        流動(dòng)性混凝土：坍落度100150mm；         塑性混凝土：坍落度1090mm；         干硬性混凝土：坍落度<10mm坍落度法測(cè)定混凝土和易性的適用條件為：        a. 粗骨料最大粒徑40mm；   

52、0;    b. 坍落度10mm。對(duì)坍落度小于10mm的干硬性混凝土，坍落度值已不能準(zhǔn)確反映其流動(dòng)性大小。如當(dāng)兩種混凝土坍落度均為零時(shí)，但在振搗器作用下的流動(dòng)性可能完全不同。故一般采用維勃稠度法測(cè)定。（2）維勃稠度法：坍落度法的測(cè)試原理是混凝土在自重作用下坍落，而維勃稠度法則是在坍落度筒提起后，施加一個(gè)振動(dòng)外力，測(cè)試混凝土在外力作用下完全填滿面板所需時(shí)間（單位：秒）代表混凝土流動(dòng)性。時(shí)間越短，流動(dòng)性越好；時(shí)間越長(zhǎng)，流動(dòng)性越差。見示意圖4-6。 圖4-6 維勃稠度試驗(yàn)儀1. 容器；2. 坍落度筒；3. 圓盤；4. 滑棒；5. 套筒；6.13. 螺栓；7.

53、漏斗；8. 支柱；9. 定位螺絲；10. 荷重；11. 元寶螺絲；12. 旋轉(zhuǎn)架 （3）坍落度的選擇原則：實(shí)際施工時(shí)采用的坍落度大小根據(jù)下列條件選擇。         構(gòu)件截面尺寸大小：截面尺寸大，易于振搗成型，坍落度適當(dāng)選小些，反之亦然。         鋼筋疏密：鋼筋較密，則坍落度選大些。反之亦然。         搗實(shí)方式：人工搗實(shí)，則坍落度選大些。機(jī)

54、械振搗則選小些。         運(yùn)輸距離：從攪拌機(jī)出口至澆搗現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)考慮途中坍落度損失，坍落度宜適當(dāng)選大些，特別是商品混凝土。         氣候條件：氣溫高、空氣相對(duì)濕度小時(shí)，因水泥水化速度加快及水份揮發(fā)加速，坍落度損失大，坍落度宜選大些，反之亦然。一般情況下，坍落度可按表4-11選用。  表4-11 混凝土澆筑時(shí)的坍落度（mm）  構(gòu)件種類  坍落度  基礎(chǔ)或地面等的墊層、無

55、配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)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)（薄壁、斗倉(cāng)、簡(jiǎn)倉(cāng)、細(xì)柱等）  5070  配筋特密的結(jié)構(gòu)  7090 3影響和易性的主要因素。（1）單位用水量單位用水量是混凝土流動(dòng)性的決定因素。用水量增大，流動(dòng)性隨之增大。但用水量大帶來的不利影響是保水性和粘聚性變差，易產(chǎn)生泌水分層離析，從而影響混凝土的勻質(zhì)性、強(qiáng)度和耐久性。大量的實(shí)驗(yàn)研究證明在原材料品質(zhì)一定的條件下，單位用水量一旦選定，單位水泥用量增減50100kg/m3，混凝土的流動(dòng)性基本保持

56、不變，這一規(guī)律稱為固定用水量定則。這一定則對(duì)普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)帶來極大便利，即可通過固定用水量保證混凝土坍落度的同時(shí)，調(diào)整水泥用量，即調(diào)整水灰比，來滿足強(qiáng)度和耐久性要求。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，單位用水量可根據(jù)施工要求的坍落度和粗骨料的種類、規(guī)格，根據(jù)JGJ55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程按表4-12選用，再通過試配調(diào)整，最終確定單位用水量。  表4-12 混凝土單位用水量選用表  項(xiàng)目  指標(biāo)  卵石最大粒徑（mm）  碎石最大粒徑（mm）  10  20  31.5  40  1

57、6  20  31.5  40  坍落度（mm）  1030  190  170  160  150  200  185  175  165  3550  200  180  170  160  210  195  185  175  5570  210  190  180  170  220  205 &#

58、160;195  185  7590  215  195  185  175  230  215  205  195  維勃稠度（s）  1620  175  160  -  145  180  170  -  155  1115  180  165  -  150  185  175  -  160

59、60;510  185  170  -  155  190  180  -  165 注：1. 本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，如采用細(xì)砂，每立方米混凝土用水量可增加510kg，采用粗砂時(shí)則可減少510kg。 2. 摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，可相應(yīng)增減用水量。3. 本表不適用于水灰比小于0.4時(shí)的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土。 （2）漿骨比漿骨比指水泥漿用量與砂石用量之比值。在混凝土凝結(jié)硬化之前，水泥漿主要賦予流動(dòng)性；在混凝土凝結(jié)硬化以后，主要賦予粘結(jié)強(qiáng)度。在水灰比一定的前提下，漿骨比越大，即水泥漿量越大，

60、混凝土流動(dòng)性越大。通過調(diào)整漿骨比大小，既可以滿足流動(dòng)性要求，又能保證良好的粘聚性和保水性。漿骨比不宜太大，否則易產(chǎn)生流漿現(xiàn)象，使粘聚性下降。漿骨比也不宜太小，否則因骨料間缺少粘結(jié)體，拌合物易發(fā)生崩塌現(xiàn)象。因此，合理的漿骨比是混凝土拌合物和易性的良好保證。（3）水灰比水灰比即水用量與水泥用量之比。在水泥用量和骨料用量不變的情況下，水灰比增大，相當(dāng)于單位用水量增大，水泥漿很稀，拌合物流動(dòng)性也隨之增大，反之亦然。用水量增大帶來的負(fù)面影響是嚴(yán)重降低混凝土的保水性，增大泌水，同時(shí)使粘聚性也下降。但水灰比也不宜太小，否則因流動(dòng)性過低影響混凝土振搗密實(shí)，易產(chǎn)生麻面和空洞。合理的水灰比是混凝土拌合物流動(dòng)性、保

61、水性和粘聚性的良好保證。（4）砂率砂率是指砂子占砂石總重量的百分率，表達(dá)式為：                                  （4-7） 式中：砂率；S砂子用量（kg）；G石子用量（kg）。砂率對(duì)和易性的影響非常顯著。 對(duì)流動(dòng)性的影響。在水泥用量和水灰比一定的

62、條件下，由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料間起到潤(rùn)滑和輥珠作用，可以減小粗骨料間的摩擦力，所以在一定范圍內(nèi)，隨砂率增大，混凝土流動(dòng)性增大。另一方面，由于砂子的比表面積比粗骨料大，隨著砂率增加，粗細(xì)骨料的總表積增大，在水泥漿用量一定的條件下，骨料表面包裹的漿量減薄，潤(rùn)滑作用下降，使混凝土流動(dòng)性降低。所以砂率超過一定范圍，流動(dòng)性隨砂率增加而下降，見圖4-7a。 圖4-7 砂率與混凝土流動(dòng)性和水泥用量的關(guān)系 對(duì)粘聚性和保水性的影響。砂率減小，混凝土的粘聚性和保水性均下降，易產(chǎn)生泌水、離析和流漿現(xiàn)象。砂率增大，粘聚性和保水性增加。但砂率過大，當(dāng)水泥漿不足以包裹骨料表面時(shí)，則粘聚性反而下降。 合理砂率的確定。合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量，能在石子間形成一定厚度的砂漿層，以減少粗骨料間