第四章 水泥混凝土.

1、第一節(jié)第一節(jié). .砼概述砼概述一、混凝土的定義：一、混凝土的定義： 混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料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(jīng)一按適當比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造定時間硬化而成的人造 石材。石材。 基本要求基本要求 土木工程對混凝土質(zhì)量的基本要求是：土木工程對混凝土質(zhì)量的基本要求是：具有符合設(shè)計要求的具有符合設(shè)計要求的強度強度；具有與施工；具有與施工條件相適應(yīng)的條件相適應(yīng)的和易性和易性；具有與工程環(huán)境；具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的相適應(yīng)的耐久性耐久性。材料組成。材料組成經(jīng)濟合理經(jīng)濟合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。生產(chǎn)制作節(jié)約能源。第四章第四章 水

2、泥混凝土水泥混凝土(concrete)二二. .砼分類砼分類 三三. .砼特點砼特點 1.1.優(yōu)點優(yōu)點 就地取材；造價低；可塑性好；耐久性高；與鋼筋就地取材；造價低；可塑性好；耐久性高；與鋼筋有牢固的粘結(jié)；性能可調(diào)整。有牢固的粘結(jié)；性能可調(diào)整。 2.2.缺點缺點 自重大；比強度??；抗拉強度低，性脆；導(dǎo)熱系數(shù)自重大；比強度小；抗拉強度低，性脆；導(dǎo)熱系數(shù)大；硬化慢；生產(chǎn)周期長。大；硬化慢；生產(chǎn)周期長。重砼(02800kg/m3);普通砼(2000kg/m3 0 2800kg/m3);輕砼(01950kg/m3 ) 按表觀密度按表觀密度按抗壓強度按抗壓強度低強砼(fcu30MPa);中強砼(fcu=

3、 =30-50MPa)高強砼(fcu50MPa);超高強砼(fcu100MPa)四四. .砼中各組成材料的作用砼中各組成材料的作用砼組成材料砼組成材料 膠凝材料膠凝材料 、水、細骨料和粗骨料，以及適量外加劑、水、細骨料和粗骨料，以及適量外加劑 膠凝材料（膠凝材料（ binder ） 包括包括水泥、摻合料水泥、摻合料 摻合料摻合料 又稱輔助膠凝材料（又稱輔助膠凝材料（ supplementary binder ） 摻合料摻合料 主要包括：粉煤灰、硅粉、磨細礦渣粉、天然火山灰質(zhì)材主要包括：粉煤灰、硅粉、磨細礦渣粉、天然火山灰質(zhì)材 料、磨細煤矸石、偏高嶺土等。其中料、磨細煤矸石、偏高嶺土等。其中粉煤

4、灰粉煤灰和和（磨細）礦（磨細）礦 渣粉渣粉應(yīng)用最為普遍應(yīng)用最為普遍 膠凝材料膠凝材料 砼未硬化前砼未硬化前(fresh concrete) 起潤滑作用起潤滑作用 水泥漿水泥漿 水水 砼硬化后砼硬化后(concrete) 起膠結(jié)作用起膠結(jié)作用砼砼 細骨料細骨料 起起骨架骨架作用、抗風(fēng)化作用、抗風(fēng)化 骨料骨料 粗骨料粗骨料 抑制水泥漿收縮抑制水泥漿收縮、耐磨、耐磨第二節(jié)第二節(jié). .砼組成材料砼組成材料 品種 水泥( (cement) ) 強度等級 分類 水( (water) ) 潔凈水 泥、泥塊；有害物質(zhì) 粗細程度 細骨料( (fine-aggregate) ) 顆粒級配 砼 堅固性 分類Conc

5、rete 堿活性 泥、泥塊；有害物質(zhì) 粗骨料 ( ( coarse - aggregate) ) 最大粒徑 定義、分類 顆粒形狀 外加劑( (admixture) ) 作用 顆粒級配 減水劑、引氣劑 強度 摻合料( (additive) ) 定義、分類 作用 粉煤灰、磨細礦渣一一. .水泥水泥( (cement) ) 1. 1.品種品種 依據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、使用環(huán)境及水泥特性選擇依據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、使用環(huán)境及水泥特性選擇 2. 2.強度等級強度等級 水泥強度等級應(yīng)與砼強度等級相適應(yīng)水泥強度等級應(yīng)與砼強度等級相適應(yīng) （1 1）中、低）中、低強度等級砼（強度等級砼（C60C60），水泥強度等級水泥強度

6、等級=(1.5-2.5)=(1.5-2.5)砼強度等級砼強度等級 （2 2）高）高強度等級砼（強度等級砼（C60C60），水泥強度等級水泥強度等級=(0.8-1.5)=(0.8-1.5)砼強度等級砼強度等級二二. .水水(water)(water) 1. 1.基本要求基本要求 不影響不影響砼的凝結(jié)和硬化；砼的凝結(jié)和硬化；無損于無損于砼強度發(fā)展和耐久性；砼強度發(fā)展和耐久性； 不加快不加快鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕; ;不引起不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷; ;不污染不污染砼表面砼表面. . 2. 2.滿足滿足 混凝土用水標準混凝土用水標準JGJ 63 2006 。凡是能引用的水和潔凈。凡是能引用的水和

7、潔凈 的天然水，均可用于砼拌合和養(yǎng)護。的天然水，均可用于砼拌合和養(yǎng)護。三三. .細骨料細骨料(fine-aggregate) (fine-aggregate) 1.1.定義定義 粒徑在粒徑在0.15mm-4.75mm0.15mm-4.75mm的骨料稱為細骨料，常稱作砂的骨料稱為細骨料，常稱作砂。2.2.分類分類 按產(chǎn)源分按產(chǎn)源分 天然砂天然砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂 人工砂人工砂機制砂、混合砂機制砂、混合砂 按細度模數(shù)分按細度模數(shù)分 粗砂、粗砂、中中砂、細砂砂、細砂3.3.泥、泥塊、有害物質(zhì)泥、泥塊、有害物質(zhì) 含泥量含泥量-粒徑小于粒徑小于0.075mm0.075m

8、m的顆粒；的顆粒； 石粉含量石粉含量-人工砂中粒徑小于人工砂中粒徑小于0.075mm0.075mm的顆粒；的顆粒； 泥塊含量泥塊含量-粗（細）集料中粒徑大于粗（細）集料中粒徑大于4.754.75（1.181.18），水洗），水洗 后小于后小于2.232.23（0.60.6）mmmm的顆粒的顆粒 (2)(2)有害物質(zhì)有害物質(zhì) 包括云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸包括云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸 鹽、氯鹽等鹽、氯鹽等 (3) (3)危害危害 (4)(4)要求要求符合符合普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準 JGJ 522006的要求的要求泥泥, ,泥塊泥

9、塊, ,云母云母, ,輕物質(zhì)輕物質(zhì) 粘附在砂的表面粘附在砂的表面, ,妨礙水泥與砂的妨礙水泥與砂的粘結(jié)粘結(jié), , 降低砼的降低砼的強度強度, ,增加砼的增加砼的用水量用水量, ,加大砼加大砼 的的收縮收縮, ,降低砼的降低砼的抗?jié)B性和抗凍性抗?jié)B性和抗凍性。硫化物及硫酸鹽硫化物及硫酸鹽對水泥有對水泥有( (硫酸鹽硫酸鹽) )腐蝕作用腐蝕作用有機物有機物會分解出有機酸對水泥有腐蝕作用會分解出有機酸對水泥有腐蝕作用氯鹽氯鹽對鋼筋有腐蝕作用。對鋼筋有腐蝕作用。 4. 4.粗細程度粗細程度 (1)(1)定義定義不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄傮w）粗不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄傮w）粗 細程度細

10、程度 (2)(2)目的目的使砂的使砂的總表面積總表面積較小較小, ,包裹砂粒表面的水泥漿較少包裹砂粒表面的水泥漿較少, , 從而節(jié)約水泥用量從而節(jié)約水泥用量 (3)(3)測定測定用篩分析方法用篩分析方法( (簡稱篩析法簡稱篩析法) )測定測定 (4)(4)指標指標細度模數(shù)細度模數(shù) (5)(5)分類分類 f f = = 3.1-3.7為粗砂，為粗砂，f f = = 2.3-3.0為中砂，為中砂， f f = = 1.6-2.2為細砂，為細砂，f f = =0.7-1.5為特細砂為特細砂 配制砼時優(yōu)先選用配制砼時優(yōu)先選用中粗砂中粗砂 5.5.顆粒級配顆粒級配 (1)(1)定義定義砂中不同粒徑顆粒的

11、搭配情況砂中不同粒徑顆粒的搭配情況11654321005AAAAAAAf 海砂應(yīng)按海砂應(yīng)按海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（JGJ206-2010）進行進化處理后方可使用，砂中水溶性氯離子）進行進化處理后方可使用，砂中水溶性氯離子含量不得超過含量不得超過0.03%。 預(yù)應(yīng)力混凝土不得用海砂。預(yù)應(yīng)力混凝土不得用海砂。 海砂中貝殼的最大尺寸不應(yīng)超過海砂中貝殼的最大尺寸不應(yīng)超過4.75mm，貝殼含量應(yīng)，貝殼含量應(yīng)滿足書滿足書P83表表4-4要求。要求。 人工砂石粉含量應(yīng)滿足書人工砂石粉含量應(yīng)滿足書P83表表4-4要求。要求。 (2) (2)目的目的使砂的使砂的總空隙率總空隙率較小，填充砂

12、?？障兜乃酀{較較小，填充砂粒空隙的水泥漿較 少，從而節(jié)約水泥用量。少，從而節(jié)約水泥用量。 (3)(3)測定測定用篩分析方法用篩分析方法( (簡稱篩析法簡稱篩析法) )測定測定 (4)(4)評定評定 按按0.6mm0.6mm篩孔累計篩余百分率分成三個級配區(qū)篩孔累計篩余百分率分成三個級配區(qū) I I、 IIII、 IIIIII區(qū)。區(qū)。 (5)(5)級配合格的標志級配合格的標志 各篩孔累計篩余百分率各篩孔累計篩余百分率(Ai)(Ai)落在任一級配區(qū)落在任一級配區(qū), ,級配合格級配合格 除除4.75mm4.75mm、0.6mm0.6mm外，外，允許有少量超出，但超出總量不大允許有少量超出，但超出總量不

13、大于于 5%，級配合格，級配合格 配制砼時優(yōu)先選用配制砼時優(yōu)先選用IIII區(qū)區(qū)砂砂 圖圖 砂的砂的1 1、2 2、3 3級配區(qū)曲線級配區(qū)曲線 標準篩標準篩砂的篩分析試驗砂的篩分析試驗 (1)標準篩孔(方孔)4.75, 2.36, 1.18,0.6,0.3 ,0.15 (2)標準試樣 M = = 500g 篩孔尺寸 mm篩余量 mi(g) 分計篩余 ai(%) 累計篩余 Ai(%) 4.75 50 10 10 2.36 90 18 28 1.18 120 24 52 0.6 150 30 82 0.3 65 13 95 0.15 20 4 99計算公式 miai=(mi/M)100Ai =ai4

14、.752.361.180.60.30.15 篩底細度模數(shù)細度模數(shù) f =(28+52+82+95+99)-510/(100-10)=3.4,屬粗砂 A0.6=82,按區(qū)評定。經(jīng)檢查所有篩孔Ai i均落在區(qū),則該砂為區(qū)砂，級配合格。 例某干砂例某干砂500g500g的篩分結(jié)果如下表所列。試計算該的篩分結(jié)果如下表所列。試計算該砂的細度模數(shù)并評定其級配砂的細度模數(shù)并評定其級配教材教材P157P157習(xí)題習(xí)題4.44.4 細砂的細度與級配細砂的細度與級配篩孔尺寸(mm)4.752.361.180.60.30.15篩 余 量（g）0252575120245分計篩余（%）055152449累計篩余（%）0

15、51025499811654321005AAAAAAA細度模數(shù) 細010005984925105= 1.87對比教材P81表4-2知：0.6 mm累計篩余落在區(qū)，按區(qū)評定。但0.3 mm累計篩余未落在區(qū)，超分界線5549%= 6%5%，級配不合格，細砂細砂不能單獨用于配制砼。 粗砂的細度與級配粗砂的細度與級配篩孔尺寸(mm)4.752.361.180.60.30.15篩 余 量（g）50150150755025分計篩余（%）10303015105累計篩余（%）1040708595100細度模數(shù)粗 = = = 3.78對比教材P81表4-2知： 0.6 mm累計篩余落在區(qū)，按區(qū)評定，但2.36

16、mm和1.18 mm累計篩余均未落在區(qū)，超分界線4035%+7065% = 10%5% ，級配不合格，粗砂粗砂不能單獨用于配制砼。1010010510095857040 混合砂中粗細砂的比例混合砂中粗細砂的比例 設(shè)細砂在混合砂中比例為x，則粗砂的比例為1 x。以P81表4-2中區(qū)為目標：4.75mm ：0 0 x + 10(1x) 10 0 x 12.36mm ：0 5x + 40(1x) 25 0.43 x 1.441.18mm ：10 10 x + 70(1 x) 50 0.33 x 10.60mm ：41 25x + 85(1x) 70 0.25 x 0.730.30mm ：70 49x

17、 + 95(1x) 92 0.065 x 0.540.15mm ：90 98x + 100(1 x) 100 0 x 5 上述六個不等式的共同區(qū)界為 0.43 x 0.54 故混合砂中細砂粗砂細砂粗砂 = 11的比例相配較為合適。 6.堅固性(1)定義定義砂在氣候、環(huán)境變化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力 集料在長期受到各種自然因素的綜合作用下，其物理力力學(xué)性能會逐漸下降。這些自然因素包括溫度變化、干濕變化和凍融循環(huán)等，其中，凍融循環(huán)的破壞作用占主導(dǎo)地位。因此，常以抗凍性作為堅固性的衡量指標。一般采用直接凍融法和硫酸鹽浸泡法測定集料的堅固性。由于硫酸鹽浸泡法簡易、快捷，通常采用硫酸鈉溶液法檢

18、驗集料的堅固性。(2)檢測檢測 天然砂的堅固性采用Na2SO4溶液法進行檢驗，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合國家標準標定。其中I類、II類砂質(zhì)量損失均小于8，II類砂質(zhì)量損失均小于10。 使Na2SO4溶液滲入骨料中的孔隙中，然后取之試樣進行烘烤，使孔隙中的溶液結(jié)晶而產(chǎn)生膨脹作用，如此反復(fù)循環(huán)5次。 人工砂的堅固性用壓碎指標檢驗。7.堿活性 堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土構(gòu)成物及環(huán)境中的堿與集堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土構(gòu)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(dǎo)致混凝土料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的開裂破壞的膨脹反應(yīng)。膨脹反應(yīng)。 堿集料反

19、應(yīng)包括堿一堿集料反應(yīng)包括堿一硅酸反應(yīng)硅酸反應(yīng)和堿一和堿一碳酸鹽反應(yīng)碳酸鹽反應(yīng)。 骨料中若含有骨料中若含有無定形二氣化硅無定形二氣化硅等活性骨料，當混凝土中有水分存等活性骨料，當混凝土中有水分存在時，它能與水泥中的堿在時，它能與水泥中的堿(Na2O+K2O)(Na2O+K2O)起作用，產(chǎn)生堿一骨料反應(yīng)，起作用，產(chǎn)生堿一骨料反應(yīng)，使混凝土發(fā)生破壞。對于重要工程混凝土使用的骨料，或者懷疑使混凝土發(fā)生破壞。對于重要工程混凝土使用的骨料，或者懷疑骨料中含有無定形二氧化硅可能引起堿一骨料反應(yīng)時，應(yīng)進行專骨料中含有無定形二氧化硅可能引起堿一骨料反應(yīng)時，應(yīng)進行專門試驗，以確定骨料是否可用。門試驗，以確定骨料是

20、否可用。 砂中砂中不應(yīng)含有活性氧化硅不應(yīng)含有活性氧化硅，因為砂中含有的活性氧化硅，能，因為砂中含有的活性氧化硅，能與水泥中的堿分（與水泥中的堿分（K K2 2O O及及NaNa2 2O O）起作用，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，使）起作用，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，使混凝土發(fā)生混凝土發(fā)生膨脹開裂膨脹開裂。 砂按技術(shù)要求分為三類：砂按技術(shù)要求分為三類： I I類宜用于強度等級類宜用于強度等級C60C60的混凝土的混凝土 IIII類宜用于強度等級類宜用于強度等級C30C30 C60C60的混凝土及的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土； IIIIII類宜用于強度等級類宜用于強度等級C30F4

21、00等九個 改善措施：加入減水劑、引氣劑和防凍劑（3）抗侵蝕性抗侵蝕性詳水泥石的腐蝕（4）抗氯離子滲透）抗氯離子滲透：環(huán)境水、土中的氯離子因濃度差會向混凝土中擴散滲透，當氯離子擴散滲透至混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋表面并達到一定濃度后，導(dǎo)致鋼筋很快銹蝕，嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。 快速氯離子遷移系數(shù)法（RCM法）-氯離子遷移系數(shù)，RCM-、； 電通量法電通量，Q-、 ； 氯離子主要是通過水泥石中的孔隙和水泥石與骨料的界面擴散滲透 提高混凝土抗氯離子滲透性的主要途徑：提高混凝土的密實度，降低孔隙率，減少孔隙和改善混凝土界面結(jié)構(gòu)摻加硅灰、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、降低水膠比。（5）碳化定義）碳化定義：空氣中的二氧化碳與水

22、泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水 對砼性能影響：使砼堿度降低減弱了對鋼筋的保護導(dǎo)致鋼筋銹蝕；產(chǎn)生碳化收縮；使砼抗壓強度增大，抗拉、抗折強度降低。 C不變，W/C，抗碳化性能；W/C不變，C ，抗碳化性能。（6）堿骨料反應(yīng)定義）堿骨料反應(yīng)定義水泥中的堿(Na2O+0.659K2O)與骨料中的活性SiO2反應(yīng),生成堿-硅酸凝膠(Na2SiO3),并從周圍介質(zhì)中吸收水分而膨脹,導(dǎo)致砼開裂而破壞的現(xiàn)象 反應(yīng)具備的條件： 堿含量高； 集料中存在堿活性物，如活性SiO2； 環(huán)境潮濕，水分滲入混凝土。 預(yù)防措施： 使用含堿量小于0.6%的水泥，以降低混凝土的總堿含量； 混凝土所使用的碎石或卵石應(yīng)進行堿活

23、性檢驗； 使混凝土致密或包覆混凝土表面，防止水分進入混凝土內(nèi)部； 采用能抑制堿集料反應(yīng)的摻合料，如粉煤灰、硅灰等。中國美術(shù)館全景中國美術(shù)館全景 美術(shù)館梁鋼筋銹蝕情況美術(shù)館梁鋼筋銹蝕情況美術(shù)館地下室頂板鋼筋銹蝕情況美術(shù)館地下室頂板鋼筋銹蝕情況南方某海港碼頭混凝土被銹蝕南方某海港碼頭混凝土被銹蝕 北京西直門立交橋橋墩柱落水口一側(cè)鋼筋銹蝕北京西直門立交橋橋墩柱落水口一側(cè)鋼筋銹蝕 該廠房柱出現(xiàn)大量的該廠房柱出現(xiàn)大量的混凝土保護層破壞、鋼混凝土保護層破壞、鋼筋銹蝕嚴重筋銹蝕嚴重樓板底部鋼筋銹蝕嚴重樓板底部鋼筋銹蝕嚴重(3)提高耐久性的措施合理選用水泥品種控制最大水灰比和最小水泥用量 (W/C)max 與

24、 Cmin選用質(zhì)量好的砂石骨料摻用引氣劑或減水劑加強生產(chǎn)控制 砼的四性能與三參數(shù)之間的相互關(guān)系 和易性 水灰比 強度 砼四性能 砂率 砼三參數(shù) 變形 (單位)用水量 耐久性第四節(jié)第四節(jié). .砼的質(zhì)量控制砼的質(zhì)量控制 1.由于砼抗壓強度的變化能較好的反映砼質(zhì)量的變化，因此通常以抗壓強度作為評定砼質(zhì)量的主要技術(shù)指標。 2.砼質(zhì)量是隨機波動的，因此砼抗壓強度也是隨機波動的,其波動規(guī)律符合正態(tài)分布 一一. .砼強度的波動規(guī)律砼強度的波動規(guī)律正態(tài)分布正態(tài)分布 概率 1.曲線呈鐘形,兩邊對稱,對稱軸在強度 平均值處. 2.曲線與水平之間的面積為概率 拐點 總和,即100%. 3.在對稱軸兩側(cè)的曲線上各有一

25、個 拐點,拐點之間的曲線向下彎曲, 拐點之外的曲線向上彎曲. 強度 4.曲線矮而寬,施工水平差,曲線高 平均強度 而窄,施工水平好。拐點二.砼強度(質(zhì)量)波動的評定指標 1.強度平均值 f 2.(強度)標準差 均方差 3.(強度)變異系數(shù) Cv 三.強度保證率P(t)P(t) 1.定義 P(t)是指砼強度總體中大于設(shè)計強度等級(f fcu,kcu,k)的概率 2.概率度 t 3.強度保證率P(t)與概率度 t 之間是一一對應(yīng)的關(guān)系, 即P(t) t 當P(t)=80%時,t=-0.842；當P(t)=90%時,t=-1.28；當P(t)=95%時,t=-1.645niicucufnf1,11)

26、(1)(1222,12,nfnfnffnicuicunicuicu對應(yīng)于對稱軸不能作為評定砼質(zhì)量的指標對應(yīng)于拐點至對稱軸的距離可以作為評定砼質(zhì)量的指標 越小,砼質(zhì)量越穩(wěn)定可以作為評定砼質(zhì)量的指標 Cv越小,砼質(zhì)量越穩(wěn)定cuvfC 混凝土的強度保證率混凝土的強度保證率P P（）是指混凝土強度總體中，大于等（）是指混凝土強度總體中，大于等于設(shè)計強度等級的概率，在混凝土強度正態(tài)分布曲線圖中以陰于設(shè)計強度等級的概率，在混凝土強度正態(tài)分布曲線圖中以陰影面積表示，見圖所示。低于設(shè)計強度等級（影面積表示，見圖所示。低于設(shè)計強度等級（fcu,）的強度所）的強度所出現(xiàn)的概率為不合格率。出現(xiàn)的概率為不合格率。四四

27、. .砼配制強度砼配制強度( (f fcu,t) ) 1.砼配制強度砼配制強度(fcu,t)，砼設(shè)計強度，砼設(shè)計強度(fcu,k) 或或 強度標準差強度標準差與施工水平有關(guān)；與施工水平有關(guān)； fcu,k C30, 3MPa； fcu,k C30, 4MPa。 規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定:當當fcu,k C20, =4MPa； C25fcu,kC45, =5MPa C50fcu,kC55, =6MPa 。 C60fcu,k， 2.我國現(xiàn)行砼配合比設(shè)計規(guī)程規(guī)定我國現(xiàn)行砼配合比設(shè)計規(guī)程規(guī)定: 砼強度保證率砼強度保證率P(t) = 95%, 則概率度則概率度 t = -1.645 故故:tffkcucu,0,t

28、ff設(shè)配1.645設(shè)配ff概率強度保證率P(t)f f設(shè)設(shè)f f配配強度平均強度cu,0cu,k1.15ff 砼設(shè)計強度為C20，強度保證率P(t)=95%, (1)當=3MPa時，f配 = ? (2)當 =5.5MPa時,f配 =? (3)若采用42.5的PO水泥,卵石,用水量W=180 kg/m3 則 從5.5MPa 降到 3MPa時,每 m3 砼可節(jié)約水泥多少公斤?(已知，膠凝材料中無粉煤灰和礦渣粉gf =1.0，gs =1.0，gc =1.13，a =0.49, b =0.13) 解解: (1)當強度保證率P(t)=95%時,概率度 t = 1.645 f配 = f設(shè)+1.645 =

29、20+1.6453=24.94MPa (2) f配 = f設(shè)+1.645 = 20+1.6455.5=29.05MPa (3) 由鮑羅米公式 f配=f28=fcu= a fb(B/Wb)= a gf gs gc fce,g (B/W b ) 當=3MPa時, 24.94 =0.49111.1342.5(B1/W1 0.13) 得B1/W1 =1.19 同理=5.5MPa時, 29.05=0.49111.1342.5(B2/W2 0.13) 得B2/W2 =1.36 故 B2- B1 = (B2/W2B1/W1 )W =(1.361.19)180=30.6kg 則每m3砼可節(jié)約水泥30.6kg例

30、題第五節(jié)第五節(jié). .砼配合比設(shè)計砼配合比設(shè)計(mix proportion design) 一一.定義定義砼中各組成材料之間的（質(zhì)量）比例關(guān)系 二二.表示方法表示方法單位體積（1M3）用量 C:F:W:S:G=300:60:180:660:1260 質(zhì)量比 C:F:S:G=1:0.2:2.2:4.2，W/C =0.6 三三.配合比設(shè)計的四項要求配合比設(shè)計的四項要求強度、和易性、耐久性及經(jīng)濟性 三參數(shù)三參數(shù)水膠比(W/B)、砂率(Sp)、單位用水量(W) 四四.配合比設(shè)計的內(nèi)容配合比設(shè)計的內(nèi)容 1.初步配合比設(shè)計公式、定律理論設(shè)計得初步配合比 C : F : W : S : G : A 2.實驗

31、室配合比設(shè)計依據(jù)初步配合比在實驗室試拌檢驗強度、和易性等性能 得實驗室配合比 C0 : F0 : W0 : S0 : G0 : A0 3.施工配合比設(shè)計考慮現(xiàn)場砂、石含水率，調(diào)整實驗室配合比 得施工配合比 C : F : W : S : G : A 五五.配合比設(shè)計的方法配合比設(shè)計的方法 1.體積法絕對體積法 2.重量法假定表觀密度法10001000gswfcGSWFChGSWFC0混凝土配合比設(shè)計基本參數(shù)確定的原則混凝土配合比設(shè)計基本參數(shù)確定的原則 水膠比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設(shè)計的水膠比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)。三個基本參數(shù)。 混凝土配合比設(shè)計中確定三個

32、參混凝土配合比設(shè)計中確定三個參數(shù)的原則是：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎(chǔ)上，數(shù)的原則是：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水膠比；在滿足混凝土施工要求的和確定混凝土的水膠比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用水量；砂率應(yīng)以砂在骨料中的數(shù)量填充石子空隙后水量；砂率應(yīng)以砂在骨料中的數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計以計算略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計以計算1m1m3 3混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干燥狀態(tài)為準。燥狀態(tài)為準。六.初步

33、配合比設(shè)計1.配制強度配制強度fcu,t(或或f配配)確定確定 f fcu,0cu,0= = f fcu,kcu,k+1.645+1.6452.確定水膠比確定水膠比(W/B)可得可得 W/BW/B，且，且W/BW/BmaxW/BW/Bmax式中式中 a、 b回歸系數(shù)，碎石回歸系數(shù)，碎石 a=0.53、 b=0.20 ， 卵石卵石 a=0.49、 b=0.13 ； fb膠凝材料（水泥與礦物摻合料按使用比例混合）膠凝材料（水泥與礦物摻合料按使用比例混合）28d膠砂強膠砂強 度（度（MPa），試驗方法應(yīng)按現(xiàn)行國家標準），試驗方法應(yīng)按現(xiàn)行國家標準水泥膠砂強度檢水泥膠砂強度檢 驗方法（驗方法（ISO法）

34、法）GB/T 17671執(zhí)行；當無實測值時，可按執(zhí)行；當無實測值時，可按 下列規(guī)定確定：下列規(guī)定確定： fb= = g gf g gs fce fce = = g gc fce,g abcu,0abb/fWBff g gc 水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定；當缺乏實際統(tǒng)計水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定；當缺乏實際統(tǒng)計 資料時：水泥強度等級為資料時：水泥強度等級為32.5、42.5、52.5時分別取時分別取1.12、1.16、1.10。fce,g水泥強度等水泥強度等級值級值（MPa）。）。 3.確定確定1m3砼用水量砼用水量(W) 查表查表表表5.1.3粉煤灰影響系

35、數(shù)粉煤灰影響系數(shù)g gf和和?；郀t礦渣粉粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)影響系數(shù)g gs摻量摻量（% %）粉煤灰影響系數(shù)粉煤灰影響系數(shù)g gf?；郀t礦渣粉粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)影響系數(shù)g gs01.001.00100.900.951.00200.750.850.951.00300.650.750.901.00400.550.650.800.9050-0.700.85注：注：采用采用級、級、級灰宜取上限值。級灰宜取上限值。 采用采用S75級?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用級?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用S95級?；郀t礦渣粉級粒化高爐礦渣粉宜取上限值，采用宜取上限值，采用S105級粒化高爐礦渣粉可取上限

36、值加級粒化高爐礦渣粉可取上限值加0.05。 當超出表中的摻量時，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗當超出表中的摻量時，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗確定。確定。表表3.0.4 混凝土的最小膠凝材料用量混凝土的最小膠凝材料用量最大水膠比最大水膠比最小膠凝材料用量最小膠凝材料用量(kg/m3)素混凝土素混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝預(yù)應(yīng)力混凝土土0.602502803000.552803003000.503200.45330表表3.0.5-1 鋼筋混凝土中鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量礦物摻合料最大摻量礦物摻合料種類礦物摻合料種類水膠比水膠比最大摻量最大摻量（% %）硅酸鹽水泥硅

37、酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥粉煤灰粉煤灰0.400.40454535350.400.4040403030?；郀t礦渣粉?；郀t礦渣粉0.400.40656555550.400.4055554545鋼渣粉鋼渣粉30302020磷渣粉磷渣粉30302020硅灰硅灰10101010復(fù)合摻合料復(fù)合摻合料0.400.40656555550.400.4055554545u對于基礎(chǔ)大體積混凝土，粉煤灰、?；郀t礦渣粉和復(fù)合摻合料的最大摻量可增對于基礎(chǔ)大體積混凝土，粉煤灰、粒化高爐礦渣粉和復(fù)合摻合料的最大摻量可增加加5%；采用摻量大于；采用摻量大于30%的的C類粉煤灰混凝土應(yīng)以實際使用的水泥和粉煤灰摻

38、量進類粉煤灰混凝土應(yīng)以實際使用的水泥和粉煤灰摻量進行安定性檢驗。行安定性檢驗。u采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量20%以上的混合材量計入礦物以上的混合材量計入礦物摻合料；摻合料；u復(fù)合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量。復(fù)合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量。表表3.0.5-2 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土中混凝土中礦物摻合料最大摻量礦物摻合料最大摻量礦物摻合料種類礦物摻合料種類水膠比水膠比最大摻量最大摻量（% %）硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥粉煤灰粉煤灰0.400.40353530300.400.4025252

39、020?；郀t礦渣粉粒化高爐礦渣粉0.400.40555545450.400.4045453535鋼渣粉鋼渣粉20201010磷渣粉磷渣粉20201010硅灰硅灰10101010復(fù)合摻合料復(fù)合摻合料0.400.40555545450.400.4045453535u采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量20%以上的混合材量計入礦物以上的混合材量計入礦物摻合料；摻合料；u復(fù)合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量。復(fù)合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量。p適 用 于 水 膠適 用 于 水 膠比在比在0.4-0.8；p水 膠 比 大 于水

40、 膠 比 大 于0.4時，通過試時，通過試驗確定用水量。驗確定用水量。摻有減水劑時：摻有減水劑時：W= W(1-b b) W計算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3） ； W未摻加外加劑時推定的混凝土及時坍落度要求的每立方米混凝土用水 量（kg/m3），以表5.2.1-2中90mm坍落度用水量為基礎(chǔ)，按每增大 20mm坍落度相應(yīng)增加5kg/m3用水量來計算，當坍落度增大到180mm以 上時，隨坍落度相應(yīng)增加的用水量可減少。4.4.1m1m3 3混凝土混凝土外加劑摻量（外加劑摻量（A）：A= B b ba B每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3） ； ba 外加劑摻量（%），應(yīng)經(jīng)混凝土試

41、驗確定。5.5.1m1m3 3混凝土混凝土膠凝材料用量膠凝材料用量( (B B) ) W/B、W均已知 B=W/(W/B)，且BBmin Bmin 最小膠凝材料用量，詳表3.0.46.6.1m1m3 3混凝土混凝土摻合料用量摻合料用量( (F F) ) F = B b bf bf 摻合料摻量(% )，滿足表3.0.5-1，-2。7. 1m1m3 3混凝土水泥用量混凝土水泥用量( (C C) ) C=B-F8.8.確定砂率確定砂率(Sp)(Sp) (1)(1)查表查表 (2)(2)利用砂率公式計算利用砂率公式計算 b 砂漿剩余系數(shù)，取1.11.4 9.9.確定砂、石用量確定砂、石用量(S(S、G

42、)G) （1 1）體積法）體積法 （2 2）重量法）重量法 則初步配合比為則初步配合比為C : W : S : GC : W : S : G%100%100000gsspPPGSSSbb%100GSSSp%100GSSSpfoc0g0s0w0cpmmmmmmg0c0fos0w0cfgsw0.011mmmmm（）（）選擇合理的砂率值（選擇合理的砂率值（s s） 合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。 試驗是通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的試驗是通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最佳砂率。砂率為最佳砂率。 也可根據(jù)骨料種類、規(guī)格

43、及混凝土的水灰比，也可根據(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比，參考表選用。參考表選用。七.實驗室配合比設(shè)計1.試拌試拌 普通砼配合比設(shè)計規(guī)程普通砼配合比設(shè)計規(guī)程(JGJ55 2011)規(guī)定：規(guī)定： 骨料骨料Dmax31.5mm時，拌合物最小體積為時，拌合物最小體積為20L； 骨料骨料Dmax37.5mm時，拌合物最小體積為時，拌合物最小體積為25L。2.調(diào)整調(diào)整 和易性和易性當坍落度小于設(shè)計要求時，保持水灰比不變，增加水泥漿當坍落度小于設(shè)計要求時，保持水灰比不變，增加水泥漿 當坍落度大于設(shè)計要求時，保持砂率不變，增加骨料當坍落度大于設(shè)計要求時，保持砂率不變，增加骨料 當粘聚性、保水性不良時，增大砂

44、率當粘聚性、保水性不良時，增大砂率 強度強度至少用三個配合比，每個配合比制作一組至少用三個配合比，每個配合比制作一組(3塊塊)試塊，標準養(yǎng)護試塊，標準養(yǎng)護28d 試壓試壓 3.表觀密度校正表觀密度校正校正系數(shù)校正系數(shù)（2%才校正才校正）4.實驗室配合比實驗室配合比 滿足和易性、強度等性能的配合比即為滿足和易性、強度等性能的配合比即為 實驗室配合比實驗室配合比 C0 : W0 : S0 : G0八.施工配合比設(shè)計 在實驗室配合比中，砂、石均按干燥狀態(tài)計量，而施工現(xiàn)場的砂石含有一定的水分，因此必須扣除砂石中含有的水分，才是施工配合比。 設(shè)工地：砂含水率為a%，石子含水率為b%，則 施工配合比 施工配合比公式的用途 已知：實驗室配合比 C0: S0 : G0: W0；砂、石含水率a% 、b% 求：施工配合比 C : S : G : W 已知：施工配合比 C : S : G : W ；砂、石含水率a% 、b% 求：實驗室配合比 C0: S0 : G0: W0%)1 (%)1 (000000bGaSWWbGGaSSCC 某工地砼施工配合比為：C : S : G : W =308 : 700 :1260 :128（kg)，此時砂含水率為(a)為6.2%，碎石含水率為(b)為3