《建筑工程材料》圖文-第三章

第3章水泥混凝土和砂漿3.1

水泥混凝土3.2

建筑砂漿3.1水泥混凝土3.1.1水泥混凝土的概念水泥混凝土是以水泥為膠凝材料，以石為粗集料、砂為細(xì)集料、水和外加劑為摻和料，按專門設(shè)計(jì)的配合比，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得到的具有一定力學(xué)性能的一種人工石材。3.1.2水泥混凝土的分類1．按表觀密度分類按表觀密

度分類普通混凝土輕混凝土干表觀密度約為2400kg/m3，是道路路面和橋梁結(jié)構(gòu)中最常用的混凝土；干表觀密度約為1900kg/m3?，F(xiàn)代大跨度鋼筋混凝土橋梁為減輕結(jié)構(gòu)自重，往往采用各種輕集料配制成輕集料結(jié)構(gòu)混凝土，以達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)、增大橋梁的跨度的目的；重混凝土干表觀密度達(dá)3200kg/m3

。是為了屏蔽各種射線的輻射采用各種高密度集料配制的混凝土。2．按強(qiáng)度等級(jí)分類按強(qiáng)度等

級(jí)分類低強(qiáng)度混凝土中強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度小于30MPa；抗壓強(qiáng)度30～60MPa；高強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度不小于60MPa；超高強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度在100MPa以上。3．按混凝土流動(dòng)性分類按混凝土流動(dòng)性分類干硬性混凝土塑性混凝土其坍落度一般小于10mm；其坍落度一般為10～90mm；流動(dòng)性混凝土其坍落度一般為100～150mm；大流動(dòng)性混凝土其坍落度一般大于160mm。4．按用途分類可分為結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防輻射混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、膨脹混凝土等。5．按生產(chǎn)和施工方法分類可分為泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、離心混凝土、壓力灌漿混凝土、預(yù)拌混凝土（商品混凝土）等。3.1.3水泥混凝土的組成材料水泥混凝土的質(zhì)量和技術(shù)性能很大程度上由原材料的性能及其相對(duì)含量決定，同時(shí)也與施工工藝（配料、攪拌、搗實(shí)成型、養(yǎng)護(hù)等）有關(guān)。因此，首先必須了解混凝土原材料的性能、作用及質(zhì)量要求，合理選擇原材料，以保證混凝土的質(zhì)量。水泥混凝土的組成及各材料的大致比例如表3-1所示。此外，常在混凝土中加入各種外加劑以改善混凝土性能，外加劑已成為混凝土的第五種組分，但用量一般只占水泥用量的1%～2%，最多不超過5%。1．水泥（1）水泥品種的選擇配制水泥混凝土一般可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。必要時(shí)也可采用快硬硅酸鹽水泥或其他水泥。水泥的性能必須符合現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。常用水泥的選用可參照表3-2。（2）水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇選用水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與要求配制的混凝土等級(jí)相適應(yīng)。如用高強(qiáng)度等級(jí)水泥，配制低強(qiáng)度等級(jí)混凝土，會(huì)使水泥量偏小，影響和易性和密實(shí)性，應(yīng)加入一定數(shù)量的混合材料；如必須用低強(qiáng)度等級(jí)水泥配制高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，則會(huì)使水泥用量過大，不經(jīng)濟(jì)，而且會(huì)影響混凝土其他技術(shù)性能，如造成收縮率增大等。經(jīng)驗(yàn)表明，一般選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)（以MPa為單位）為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的0.7～1.2倍。但是，隨著混凝土工程要求的強(qiáng)度等級(jí)不斷提高，高強(qiáng)混凝土并不受此比例的約束。水泥混凝土路面用水泥的強(qiáng)度等級(jí)選擇，應(yīng)根據(jù)路面的交通等級(jí)所要求的抗彎拉強(qiáng)度確定，如表3-3所示。如果水泥供應(yīng)條件允許，應(yīng)優(yōu)先選用早強(qiáng)型水泥，以縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。經(jīng)過大量試驗(yàn)，配置水泥混凝土所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)推薦如表3-4所示。2．細(xì)集料混凝土用集料按其粒徑大小不同分為細(xì)集料和粗集料。粒徑在0.15～4.75mm之間的巖石顆粒稱為細(xì)集料；粒徑大于

4.75mm的巖石顆粒稱為粗集料。粗細(xì)集料的總體積占混凝土體積的70%～80%，因此集料的性能對(duì)所配制的混凝土性能有很大影響。為保證混凝土的質(zhì)量，對(duì)集料技術(shù)性能的要求主要有：具有穩(wěn)定的物理性能和化學(xué)性能，不與水泥發(fā)生有害反應(yīng)；有害雜質(zhì)含量盡可能少，堅(jiān)固耐久，具有良好的顆粒形狀，表面與水泥石黏結(jié)牢固；有適宜的顆粒級(jí)配和細(xì)度模數(shù)。水泥混凝土用細(xì)集料（砂）的主要技術(shù)要求如下。（1）砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配砂的級(jí)配反映大小砂粒的搭配情況，級(jí)配影響砂的空隙率的大小，為節(jié)約水泥和提高混凝土的密實(shí)度，應(yīng)該使用級(jí)配良好的砂以達(dá)到最小的空隙率。混凝土用砂的級(jí)配范圍根據(jù)《建筑用砂》（GB/T14684—2011）的規(guī)定，砂按細(xì)度模數(shù)分為粗砂（3.7～3.1）、中砂（3.0～2.3）和細(xì)砂（2.2～1.6）。在相同用砂量情況下，細(xì)砂的總表面積較大，粗砂的總表面積較小。在混凝土中砂表面需用水泥漿包裹，賦予流動(dòng)性和黏結(jié)強(qiáng)度，砂的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。一般用粗砂配制的混凝土比用細(xì)砂所用水泥量要少。砂按技術(shù)要求分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。Ⅰ類砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60混凝土，Ⅱ類砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)為C30～C60的混凝土，Ⅲ類砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。砂的顆粒級(jí)配是指不同粒徑和數(shù)量比例的砂的組合或搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減少砂粒之間的空隙。如圖3-1所示，如果用同樣粒徑的砂，空隙率最大（如圖3-1a所示）；兩種粒徑的砂搭配起來，空隙率就減?。ㄈ鐖D3-1b所示）；三種粒徑的砂搭配，空隙率就更?。ㄈ鐖D3-1c所示）。因此，要減小砂粒間的空隙，就必須用粒徑不同的顆粒搭配。（a）（b）（c）圖3-1集料的顆粒級(jí)配在拌制混凝土?xí)r，砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配應(yīng)同時(shí)考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗顆粒，并以適當(dāng)?shù)闹蓄w粒及少量的細(xì)顆粒填充其空隙，則該種顆粒級(jí)配的砂，其空隙率及總表面積均較小，是比較理想的，不僅水泥用量少，而且還可以提高混凝土的密實(shí)性與強(qiáng)度。砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度用篩分試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。累計(jì)篩余百分率與分計(jì)篩余百分率的關(guān)系如表3-5所示。如圖3-2、表3-6所示，混凝土用砂的顆粒級(jí)配應(yīng)在規(guī)定的三個(gè)級(jí)配區(qū)范圍內(nèi)。Ⅰ區(qū)砂屬粗砂范疇，拌制混凝土?xí)r其內(nèi)摩阻角較大，保水性差，適宜配制水泥用量多的富混凝土或低流動(dòng)混凝土；Ⅱ區(qū)砂宜優(yōu)先選用以配不同等級(jí)混凝土；Ⅲ區(qū)砂細(xì)砂顆粒多，配制的混凝土黏性較大，保水性能好，易插搗成型，但因其比表面積大，使用時(shí)宜降低砂率。（a）Ⅰ區(qū)砂（b）Ⅱ區(qū)砂（c）Ⅲ區(qū)砂圖3-2水泥混凝土用砂級(jí)配范圍曲線對(duì)要求耐磨的混凝土，小于0.074mm的顆粒不應(yīng)超過3%，其他混凝土則不應(yīng)超過5%，當(dāng)采用石屑作為細(xì)集料時(shí)，此限值分別為5%和7%。細(xì)度模數(shù)只反映全部顆粒的粗細(xì)程度，而不能反映顆粒分布情況，因?yàn)榧?xì)度模數(shù)相同而級(jí)配不同的砂，可配制出性能不同的混凝土，所以考慮砂的顆粒分布情況時(shí)，只有同時(shí)應(yīng)用細(xì)度模數(shù)和級(jí)配兩項(xiàng)指標(biāo)，才能真正反映其全部性能。（2）有害雜質(zhì)含量砂中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，這些物質(zhì)會(huì)妨礙水泥水化或降低集料與水泥石黏附性，以及與水泥水化物產(chǎn)生不良化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂》對(duì)混凝土用砂的有害物質(zhì)含量限值規(guī)定如表3-7所示。（3）含泥量、石粉含量和泥塊含量混凝土用砂的含泥量是指粒徑小于0.074mm的塵屑、淤泥和黏土的總含量百分?jǐn)?shù)；泥塊是指原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水洗、手壓后可破碎成小于0.6mm的顆粒含量。這些細(xì)微顆粒的材料或者在集料表面形成包裹層，妨礙集料與水泥石的黏附，或者以松散的顆粒存在，大大地增加了集料的表面積，因而增加了需水量，特別是黏土顆粒，體積不穩(wěn)定，干燥時(shí)收縮，潮濕時(shí)膨脹，對(duì)混凝土有很大的破壞作用。天然砂的含泥量和泥塊含量應(yīng)符合如表3-8所示的規(guī)定。人工砂的石粉含量和泥塊含量應(yīng)符合如表3-9所示的規(guī)定。（4）砂的堅(jiān)固性砂的堅(jiān)固性是指砂在自然風(fēng)化和其他外界物理化學(xué)元素作用下抵抗破壞的能力天然砂的堅(jiān)固性采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合表3-10所示數(shù)據(jù)的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，壓碎指標(biāo)值小于表

3-11所示數(shù)據(jù)的規(guī)定。壓碎指標(biāo)試驗(yàn)是將一定質(zhì)量（通常330kg）在烘干狀態(tài)下單粒級(jí)（0.30～0.60mm，0.60～1.18mm，1.18～2.36mm及2.36～4.75mm四個(gè)粒級(jí)）的砂子裝入受壓鋼模內(nèi)，以每秒500N的速度加荷，加荷至25kN時(shí)穩(wěn)荷5s，然后以同樣速度卸荷。再用該粒級(jí)的下限篩（如粒級(jí)為2.36～4.75mm時(shí)，則其下限篩孔徑為

2.36mm的篩）進(jìn)行篩分，稱出試樣的篩余量G1和通過量G2，壓碎指標(biāo)Yi可按下式計(jì)算：

壓碎值指標(biāo)越小，表示砂子抵抗受壓破壞的能力越強(qiáng)，砂子越堅(jiān)固。（5）表觀密度、堆積密度、空隙率砂的表觀密度、堆積密度、空隙率是砂的三項(xiàng)重要指標(biāo)，應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。（6）堿集料反應(yīng)經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.01%。3．粗集料普通混凝土常用的粗集料有卵石（礫石）和碎石。卵石是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選堆積形成的粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應(yīng)用較多。碎石是由天然巖石或卵石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的粒徑大于4.75mm的巖石顆粒根據(jù)《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2011）的規(guī)定，按卵石、碎石技術(shù)要求，可將碎石、卵石分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。Ⅰ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60混凝土；Ⅱ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或有其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土。粗集料的主要技術(shù)要求包括：顆粒級(jí)配、含泥量和泥塊含量、針片狀顆粒含量、有害物質(zhì)含量、堅(jiān)固性、強(qiáng)度、密度、空隙率和堿集料反應(yīng)等。（1）強(qiáng)度為保證水泥混凝土的強(qiáng)度，要求粗集料必須具備足夠的強(qiáng)度。碎石或卵石的強(qiáng)度，可用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法檢驗(yàn)。巖石抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，是將軋制混凝土用碎石的母巖制成邊長(zhǎng)50mm正立方體，或高與直徑分別為50mm的圓柱體試件，在水飽和狀態(tài)下，測(cè)定其極限抗壓強(qiáng)度值。火成巖的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于80MPa，變質(zhì)巖的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于60MPa，水成巖的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于30MPa。壓碎指標(biāo)檢驗(yàn)，是指將一定質(zhì)量的氣干狀態(tài)粒徑9.50～19.0mm的石子裝入一標(biāo)準(zhǔn)圓筒內(nèi)，放在壓力機(jī)上以1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)荷5s，然后卸荷，用孔徑2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱出留在篩上的試樣質(zhì)量，壓碎指標(biāo)Qe可按下式計(jì)算：壓碎指標(biāo)Qe值愈小，表示粗骨料抵抗受壓破壞的能力愈強(qiáng)。普通混凝土用碎石和卵石的壓碎指標(biāo)值如表3-12所示，水泥混凝土用粗集料壓碎指標(biāo)值如表3-13所示。壓碎指標(biāo)檢驗(yàn)實(shí)用方便，用于經(jīng)常性的質(zhì)量控制；而在選擇采石場(chǎng)或?qū)Υ止橇嫌袊?yán)格要求，以及對(duì)質(zhì)量有爭(zhēng)議時(shí)，宜采用巖石立方體強(qiáng)度檢驗(yàn)。（2）堅(jiān)固性碎石或卵石的堅(jiān)固性是指集料在氣候、環(huán)境變化，或其他物理因素作用下，抵抗碎裂的能力。為保證混凝土的耐久性，用作混凝土的粗集料應(yīng)具有足夠的堅(jiān)固性，以抵抗凍融和自然因素的風(fēng)化作用。當(dāng)骨料由于干濕循環(huán)或凍融交替等風(fēng)化作用引起體積變化而導(dǎo)致混凝土破壞時(shí)，即認(rèn)為堅(jiān)固性不良。具有某些特征孔結(jié)構(gòu)的巖石會(huì)表現(xiàn)出堅(jiān)固性不良。骨料越密實(shí)，強(qiáng)度越高，吸水率越小時(shí)，其堅(jiān)固性越好；而結(jié)構(gòu)疏松，礦物成分越復(fù)雜、不均勻，其堅(jiān)固性越差。混凝土用粗集料堅(jiān)固性用硫酸鈉溶液法檢驗(yàn)，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)符合表3-12的規(guī)定。（3）最大粒徑及顆粒級(jí)配粗集料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。集料的粒徑大，其總表面積相應(yīng)減小，因而包裹在其表面所需的水泥漿量減少，可節(jié)約水泥；而且，在一定和易性和水泥用量條件下，能減少用水量并提高強(qiáng)度，對(duì)大體積混凝土有利。但對(duì)于用普通配合比配制的結(jié)構(gòu)混凝土，尤其是高強(qiáng)混凝土?xí)r，當(dāng)粗集料的最大粒徑超過40mm后，由于減少用水量獲得的強(qiáng)度提高被較少的黏結(jié)面積及大粒徑集料造成的不均勻性的不利影響所抵消，因而并沒有什么好處。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204—2002）規(guī)定，混凝土用粗集料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋間最小凈距的3/4；對(duì)于混凝土實(shí)心板，集料的最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且最大粒徑不得超過40mm；對(duì)泵送混凝土，碎石最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，宜小于或等于1:3，卵石宜小于或等于1:2.5。粗集料顆粒級(jí)配的好壞，直接影響混凝土的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，顆粒級(jí)配粗骨料與細(xì)骨料一樣，也要求有良好的顆粒級(jí)配，以減少空隙率，增強(qiáng)密實(shí)性，從而可以節(jié)約水泥，保證混凝土的和易性及混凝土的強(qiáng)度。特別是配制高強(qiáng)度混凝土，粗骨料級(jí)配特別重要。因而粗集料級(jí)配的選定，是保證混凝土質(zhì)量的重要一環(huán)。如表3-14所示，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定，混凝土用碎石及卵石的顆粒級(jí)配范圍應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。表3-14碎石或卵石的顆粒級(jí)配與范圍（4）顆粒形狀及表面特征為提高混凝土的強(qiáng)度和減小集料間的空隙，粗集料的顆粒形狀以正方體為佳，不宜含有過多的針、片狀顆粒，否則將顯著影響混凝土的抗折強(qiáng)度，同時(shí)影響新拌混凝土的工作性。針狀顆粒指顆粒料長(zhǎng)度大于平均粒徑的2.4倍的顆粒，片狀顆粒指顆粒厚度小于平均粒徑的0.4倍的顆粒。如表3-15所示，混凝土用粗集料的針、片顆粒含量應(yīng)符相應(yīng)的規(guī)定。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。它主要影響骨料與水泥石之間的黏滯性能，從而影響混凝土的強(qiáng)度，尤其是抗彎強(qiáng)度，這對(duì)高強(qiáng)混凝土更為明顯。碎石表面粗糙而且具有吸收水泥漿的孔隙特征，所以它與水泥石的黏結(jié)能力較強(qiáng)；卵石表面光滑且少棱角，與水泥石的黏結(jié)能力較差，但混凝土拌和物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高10%左右。（5）有害物質(zhì)含量粗集料中常含有一些有害雜質(zhì)，如黏土、淤泥、云母、硫酸鹽、硫化物和有機(jī)物等。它們的危害與細(xì)集料的雜質(zhì)危害相同。它們的含量不能超過如表3-16所示的要求。含泥量是指卵石、碎石中粒徑小于0.075mm的顆粒含量，泥塊含量是指卵石、碎石中原粒徑大于4.75mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。（6）堿集料反應(yīng)當(dāng)集料中含有活性氧化硅時(shí)，如果混凝土中的水泥又含有較多的堿，就可能發(fā)生堿集料反應(yīng)。堿集料反應(yīng)是水泥中堿性氧化物（Na2O和K2O）水解后的氫氧化鈉和氫氧化鉀與集料中活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在集料表面生成復(fù)雜的堿－硅酸凝膠，這種凝膠吸水體積膨脹，使集料與水泥石界面脹裂，黏結(jié)強(qiáng)度下降，引起混凝土結(jié)構(gòu)破壞。另外，也可能發(fā)生其他類型的堿集料反應(yīng)，如含有黏土的白云石或石灰石會(huì)與水泥中堿發(fā)生碳酸鹽反應(yīng)。因此，應(yīng)采用含堿量小于0.6%的水泥，不宜采用含有活性二氧化硅和碳酸鹽的石料，同時(shí)，在粗集料中嚴(yán)禁混入煅燒過的白云石或石灰石塊。經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由碎石、卵石制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.1%。4．混凝土拌和及養(yǎng)護(hù)用水混凝土拌和用水不應(yīng)有漂浮明顯的油脂和泡沫，不應(yīng)有明顯的顏色和異味?；炷疗髽I(yè)設(shè)備洗刷水不宜用于預(yù)應(yīng)力混凝土、裝飾混凝土、加氣混凝土和暴露于腐蝕環(huán)境的混凝土；不得用于使用堿活性或潛在堿活性的混凝土。未經(jīng)處理的海水嚴(yán)禁用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。在無法獲得水源的情況下，海水可用于素混凝土，但不宜用于裝飾混凝土。被檢驗(yàn)水樣與飲用水進(jìn)行水泥凝結(jié)時(shí)間和砂漿或混凝土強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)測(cè)得的水泥初凝時(shí)間差和終凝時(shí)間差，均不得大于30min，同時(shí)，初凝及終凝時(shí)間應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的規(guī)定。用待檢驗(yàn)水配制的水泥膠砂3d和28d強(qiáng)度不應(yīng)低于飲用水配制的水泥膠砂3d和28d強(qiáng)度的90%。混凝土用水中各種物質(zhì)含量限值如表3-17所示。對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)混凝土，氯化物含量不得超過500mg/L；對(duì)于使用鋼絲或熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土，氯化物含量不超過350mg/L。混凝土養(yǎng)護(hù)用水可不檢驗(yàn)不溶物和可溶物，其他檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合表3-17所示的規(guī)定，地表水、地下水、再生水的放射性應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的規(guī)定。對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)混凝土，氯離子含量不得超過500mg/L；對(duì)于使用鋼絲或熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土，氯化物含量不超過350mg/L。5．混凝土外加劑在拌制混凝土過程中摻入量不大于水泥質(zhì)量5%（特殊情況除外），用于改善混凝土性能的材料，稱為混凝土外加劑?；炷镣饧觿┢贩N繁多，通常每種外加劑具有一種或多種功能，一般按照主要功能分類，如表3-18所示。外加劑名稱、主要功能及組成材料如表3-19所示。各種混凝土工程對(duì)外加劑的選擇如表3-20所示。有些外加劑含氯、硫和其他雜質(zhì)，對(duì)混凝土的耐久性有影響，應(yīng)限制使用，其限制規(guī)定如表3-21所示。6．摻和料摻和料包括粉煤灰、火山灰質(zhì)材料、?；郀t礦渣等，應(yīng)由生產(chǎn)單位專門加工、進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)并出具產(chǎn)品合格證書。使用單位對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行復(fù)查，摻和料技術(shù)條件如下。（1）摻和于混凝土的粉煤灰技術(shù)條件摻和于混凝土的粉煤灰技術(shù)條件燒失量不得超過8%；含水量不得超過1%；三氧化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過3%；0.08mm方孔篩篩余量不得超過8%；水泥膠砂需水量不得超過105%。（2）火山灰質(zhì)摻和材料的技術(shù)條件火山灰質(zhì)摻和材料的技術(shù)條件人工的火山灰質(zhì)混合材料燒失量不得超過10%；三氧化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過3%；火山灰性能試驗(yàn)必須合格；水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度不得低于62%。（3）?；郀t礦渣摻和材料的技術(shù)條件?；郀t礦渣摻和材料的技術(shù)條件?；郀t礦渣質(zhì)量系數(shù)（CaO+MgO+Al3O3）/（SiO2+MnO+TiO2）不得小于1.2（式中化學(xué)成分均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。鈦化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以TiO2計(jì)），不得超過10%；氟化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以F計(jì)），不得超過2%；錳化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以MnO計(jì)）不得超過4%。冶煉錳鐵所得?；郀t渣，其錳化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以MnO計(jì)）不得超過15%；硫化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以S計(jì)）不得超過2%。高爐礦渣淬冷的塊狀礦渣，經(jīng)直觀挑選，不得大于5%，最大尺寸不得大于100mm。不得混有任何外來雜物，金屬鐵的含量應(yīng)嚴(yán)格控制。3.1.4普通水泥混凝土的主要技術(shù)性能普通水泥混凝土的主要技術(shù)性能包括：新拌混凝土的工作性，硬化后混凝土的力學(xué)性能和耐久性。新拌混凝土在尚未凝結(jié)硬化以前，稱為新拌混凝土或稱混凝土拌和物。新拌混凝土具有良好的工藝性能，稱之為工作性（或稱和易性）。1．工作性的含義工作性（和易性），是指混凝土拌和物在一定的施工條件下（如設(shè)備、工藝、環(huán)境等）易于每個(gè)工序（攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí)）施工操作，并獲得質(zhì)量穩(wěn)定，整體均勻，成形密實(shí)的性能。工作性是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，包括流動(dòng)性、可塑性（黏聚性）、保水性（穩(wěn)定性）等三方面性能。優(yōu)質(zhì)的新拌混凝土應(yīng)具有：滿足輸送和澆搗要求的流動(dòng)性；不為外力作用產(chǎn)生脆斷的可塑性；不產(chǎn)生分層、泌水的穩(wěn)定性和易于澆搗密致的密實(shí)性。2．工作性的測(cè)定方法①坍落度與坍落擴(kuò)展度法試驗(yàn)。將新拌混凝土按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)坍落度筒內(nèi)，裝滿刮平后，立即將筒垂直提起，此時(shí)，混合料將產(chǎn)生一定程度的坍落，坍落的高度（mm）即為坍落度，如圖3-3所示。當(dāng)混凝土拌和物的坍落度大于220mm時(shí)，應(yīng)采用坍落擴(kuò)展度值。坍落度與坍落擴(kuò)展度法試驗(yàn)所用的混凝土坍落度儀應(yīng)符合《混凝土坍落度儀》（JG/T248—2009）中有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定。做坍落度試驗(yàn)時(shí)，還需要觀察混凝土試體的黏聚性及保水性以評(píng)定新拌混凝土的工作性。坍落度與坍落擴(kuò)展度法試驗(yàn)只適用于集料最大粒徑不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌和物稠度測(cè)定。1—坍落度筒；2—拌合物試體；3—木尺；4—鋼尺圖3-3混凝土坍落度測(cè)定②維勃稠度試驗(yàn)。將坍落度筒放在直徑為240mm、高度為200mm圓筒內(nèi)，圓筒安裝在專用的振動(dòng)臺(tái)上，按坍落度試驗(yàn)的方法將新拌混凝土裝滿后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土頂上置一透明圓盤。開動(dòng)振動(dòng)臺(tái)并記錄時(shí)間，從開始振動(dòng)至透明圓盤底面完全被水泥漿布滿止所經(jīng)歷的時(shí)間以s計(jì)（精確至

1s），即為新拌混凝土的維勃稠度值，如圖3-4所示。該方法適用于集料粒徑不大于40mm、維勃稠度在5s～30s之間的混凝土拌和物稠度測(cè)定。坍落度不大于10mm或干硬性混凝土拌和物的稠度可采用增實(shí)因數(shù)法來測(cè)定。1—圓柱形容器；2—坍落度筒；3—漏斗；4—測(cè)桿；5—透明圓盤；6—振動(dòng)臺(tái)圖3-4維勃稠度儀3．影響工作性（和易性）的主要因素（1）組成材料質(zhì)量及其用量①水泥漿的數(shù)量和集漿比。混凝土拌和物中的水泥漿，除了填充集料間的空隙外，包裹在集料表面并略有富余，使拌和物有一定的流動(dòng)性。在水灰比一定的條件下，水泥漿愈多，流動(dòng)性愈好。但如水泥漿過多，集料則相對(duì)減少，即集漿比小，將出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，拌和物的穩(wěn)定性變差，不僅浪費(fèi)水泥，而且會(huì)使拌和物的強(qiáng)度和耐久性降低；若水泥漿用量過少，則無法很好包裹集料表面及填充其空隙。拌和物中水泥漿的數(shù)量應(yīng)以滿足流動(dòng)性為宜。②水泥漿的稠度。水泥漿的稠度取決于水灰比。在固定用水量的條件下，水灰比小時(shí)，會(huì)使水泥漿變稠，拌和物流動(dòng)性差；若加大水灰比，可使水泥漿變稀，流動(dòng)性增大，但會(huì)使拌和物流漿、離析，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，因此，應(yīng)合理地選用水灰比?？茖W(xué)試驗(yàn)證明，無論是水泥漿的影響還是水灰比的影響，實(shí)際上都是用水量的影響。因此，影響混凝土拌和物和易性的決定性因素是單位用水量。在采用一定集料的情況下，如果單位用水量一定，單位水泥用量增減不超過50～100kg，坍落度大體上保持不變，這一規(guī)律通常稱為固定用水量定則，用于混凝土配合比設(shè)計(jì)非常方便。③砂率。砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石質(zhì)量的百分率。砂率反映了粗細(xì)集料的相對(duì)比例，它影響混凝土集料的空隙和總比表面積。砂率對(duì)混凝土拌和物的和易性影響很大，一方面是砂形成的砂漿在粗集料間起潤(rùn)滑作用，在一定砂率范圍內(nèi)隨著砂率的增大，潤(rùn)滑作用愈明顯，流動(dòng)性將提高；另一方面，在砂率增大的同時(shí)，集料的總表面積隨之增大，需要潤(rùn)滑的水分增多，在用水量一定的條件下，拌和物流動(dòng)性降低，所以當(dāng)砂率超過一定范圍后，流動(dòng)性反而隨砂率的增大而降低，如圖3-5所示。另如果砂率過小，砂漿數(shù)量不足會(huì)使混凝土拌和物的黏聚性和保水性降低，產(chǎn)生離析和流漿現(xiàn)象。所以，應(yīng)在用水量和水泥用量不變的情況下，選取保證流動(dòng)性、黏聚性和保水性的合理砂率。圖3-5砂率與混凝土拌和物流動(dòng)性的關(guān)系④組成材料性能。通常普通水泥的混凝土拌和物比礦渣水泥、火山灰水泥的工作性好，礦渣水泥拌和物的流動(dòng)性雖好，但黏聚性差，易產(chǎn)生泌水離析；火山灰水泥則流動(dòng)性差，但黏聚性最好。此外，水泥的細(xì)度對(duì)拌和物的和易性也有很大的影響，提高水泥的細(xì)度可改善混凝土拌和物的黏聚性和保水性，減少拌和物泌水、離析現(xiàn)象，但其流動(dòng)性變差。集料對(duì)混凝土拌和物和易性影響的主要因素有：集料級(jí)配、顆粒形狀、表面特征及粒徑大小等。一般情況下，級(jí)配好的集料，其流動(dòng)性較好，黏聚性與保水性較好；表面光滑的集料，其流動(dòng)性較好，總表面積減小，流動(dòng)性增大；集料棱角較少者，其流動(dòng)性較好。外加劑對(duì)混凝土拌和物的影響較大，在混凝土拌和物中加入少量的外加劑，可在不增加用水量和水泥用量的情況下，有效地改善混凝土拌和物的工作性。（2）環(huán)境條件與攪拌時(shí)間對(duì)混凝土拌和物和易性有影響的環(huán)境因素主要有濕度、溫度、風(fēng)速。在組成材料性能和配合比例一定的條件下，混凝土拌和物和易性主要受水泥的水化率和水分的蒸發(fā)率所支配。若攪拌時(shí)間不足，拌和物的工作性就差，質(zhì)量也不均勻。4．混凝土拌和物和易性的選擇選擇混凝土拌和物和易性時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)物的斷面尺寸大、鋼筋配置稀疏、易于施工的結(jié)構(gòu)，盡可能選用較小的坍落度，以節(jié)約水泥。反之，對(duì)斷面尺寸較小、形狀復(fù)雜或者配筋特密的結(jié)構(gòu)，盡可能選用較大的坍落度，易于澆搗密實(shí)，以保證施工質(zhì)量。對(duì)于公路橋梁與道路路面所用的混凝土，可按以下兩點(diǎn)選用：首先，公路橋涵用混凝土拌和物的和易性，應(yīng)根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50—2011）的有關(guān)規(guī)定選擇，如表3-22所示，表中數(shù)據(jù)可供施工時(shí)參考。其次，水泥混凝土路面所用道路混凝土拌和物的和易性，按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF30—2003）的規(guī)定，對(duì)于滑模攤鋪機(jī)施工的碎石混凝土最佳工作坍落度為25～50mm，卵石混凝土為20～40mm5．硬化混凝土的強(qiáng)度強(qiáng)度是混凝土硬化后的主要力學(xué)指標(biāo)，按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）的規(guī)定，混凝土的強(qiáng)度有：立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等。（1）混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度等級(jí)①按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的制作方法制成邊長(zhǎng)為150mm的正方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中（溫度20℃±2℃，相對(duì)濕度為95%以上，試件應(yīng)放在支架中，彼此間隔10～20mm，試件表面應(yīng)保持潮濕，并不得被水直接沖淋）或在溫度為20℃±2℃的不流動(dòng)的Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)28d齡期，按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu，計(jì)算方法為：用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件測(cè)得的立方體強(qiáng)度，應(yīng)乘以換算系數(shù)，折算為標(biāo)準(zhǔn)試件的立方體抗壓強(qiáng)度?；炷翉?qiáng)度等級(jí)＜C60時(shí)，邊長(zhǎng)為200mm試件換算系數(shù)為1.05；對(duì)于邊長(zhǎng)為100mm試件換算系數(shù)為0.95。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C60時(shí)，宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件；使用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，尺寸折算系數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)確定，其試件數(shù)量不應(yīng)少于30個(gè)對(duì)組。②《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50107—2010）規(guī)定：按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的概率應(yīng)為5%（即具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度），以N/mm2（即MPa）計(jì)，用fcu,k表示。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于95%的保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。③混凝土強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來確定的。強(qiáng)度等級(jí)的表示方法，用符號(hào)“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”兩項(xiàng)內(nèi)容來表示，如C20即表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20MPa。《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80共14個(gè)等級(jí)。（2）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（fcp）為使混凝土試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)的受力狀態(tài)更接近其在結(jié)構(gòu)中承壓狀態(tài)，通常采用棱柱體（高寬比h/b=2或圓柱體高徑比h/d=2）試件，測(cè)定其軸心抗壓強(qiáng)度?！镀胀ɑ炷亮W(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，測(cè)定其軸心抗壓強(qiáng)度?cp?；炷恋妮S心抗壓強(qiáng)度?cp可按式3-4計(jì)算：

關(guān)于軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度間關(guān)系，通過許多棱柱體和立方體試件的強(qiáng)度試驗(yàn)表明：在立方體抗壓強(qiáng)度為10～50MPa的范圍內(nèi)，軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度之比為0.7～0.8。（3）混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度（?ts）

《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）規(guī)定：采用150mm×150mm×150mm的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，在立方體試件（或圓柱體）中心平面內(nèi)用圓弧為墊條施加兩個(gè)方向相反、均勻分布的壓應(yīng)力，當(dāng)壓力增大至一定程度時(shí)試件就沿此平面劈裂破壞，這樣測(cè)得的強(qiáng)度稱為劈裂抗拉強(qiáng)度。計(jì)算方法為：關(guān)于劈裂抗拉強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，可用經(jīng)驗(yàn)公式表示：（4）混凝土的抗折強(qiáng)度（?f）道路路面或機(jī)場(chǎng)跑道用水泥混凝土，以抗折強(qiáng)度（也稱抗彎拉強(qiáng)度）為主要強(qiáng)度指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度作為參考指標(biāo)?！镀胀ɑ炷亮W(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）規(guī)定，測(cè)定道路路面用水泥混凝土的抗折強(qiáng)度時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)方法制備成150mm×

150mm×550mm的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，經(jīng)養(yǎng)護(hù)28d后，按三分點(diǎn)加荷方式測(cè)定其抗折強(qiáng)度（ff），計(jì)算方法如下：如跨中單點(diǎn)加荷得到的抗折強(qiáng)度，按斷裂力學(xué)推導(dǎo)應(yīng)乘以系數(shù)0.85。不同交通分級(jí)的水泥混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如表3-23所示。（5）影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素①水泥強(qiáng)度與水灰比。水泥混凝土的強(qiáng)度主要取決于其內(nèi)部起膠結(jié)作用的水泥石的質(zhì)量，水泥石的質(zhì)量則取決于水泥的特性和水灰比。在混凝土配合比相同的條件下，水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，則配制的混凝土強(qiáng)度越高。在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與集料黏滯力愈大，混凝土的強(qiáng)度愈高。但是，如果水灰比太小，拌和物過于干稠，在一定的搗實(shí)成形條件下，混凝土拌和物將出現(xiàn)較多的孔洞，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度下降?；炷量箟簭?qiáng)度與水灰比之間的關(guān)系（“水灰比定則”），如圖3-6所示。圖3-6混凝土抗壓強(qiáng)度與水灰比之間的關(guān)系根據(jù)各國(guó)大量工程實(shí)踐資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果，總結(jié)出的水灰比、水泥實(shí)際強(qiáng)度與混凝土28d立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系公式為：②集料特性與水泥漿用量。集料的強(qiáng)度不同，使混凝土的破壞機(jī)理有所差別，如集料強(qiáng)度大于水泥石強(qiáng)度，則混凝土強(qiáng)度由界面強(qiáng)度及水泥石強(qiáng)度所支配，在此情況下，集料強(qiáng)度對(duì)混凝土強(qiáng)度幾乎沒有影響；如集料強(qiáng)度小于水泥石強(qiáng)度，則集料強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度有關(guān)，會(huì)使混凝土強(qiáng)度下降。集料形狀以接近球形或立方形為好，若使用扁平或細(xì)長(zhǎng)顆粒，會(huì)對(duì)施工帶來不利影響，增加混凝土的孔隙率，擴(kuò)大混凝土的表面積，增加混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。水泥漿用量由強(qiáng)度、耐久性、和易性、成本幾個(gè)方面因素確定，選擇時(shí)需兼顧。③養(yǎng)護(hù)溫度與濕度。為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，成形后必須在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般情況下，水泥的水化和混凝土強(qiáng)度發(fā)展速度隨環(huán)境溫度的高低而增減，如圖3-7所示。圖3-7養(yǎng)護(hù)溫度條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響當(dāng)溫度降至零度時(shí)，混凝土中的水分大部分結(jié)冰，水泥幾乎不再發(fā)生水化反應(yīng)，混凝土強(qiáng)度不僅停止增長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)由于孔隙內(nèi)水分結(jié)冰而引起膨脹，產(chǎn)生相當(dāng)大的膨脹壓力，特別當(dāng)水化初期，混凝土強(qiáng)度較低時(shí)遭遇嚴(yán)寒會(huì)引起混凝土的崩潰?；炷翝沧⒑螅仨氂休^長(zhǎng)時(shí)間在潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù)，濕度適當(dāng)，水泥水化得以順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展；如果濕度不夠，混凝土?xí)稍?，影響水泥水化的正常進(jìn)行，甚至停止水化。這不僅嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度，而且因水泥水化作用未能完成，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，滲水性增大，或形成干縮裂縫，從而影響混凝土的耐久性。養(yǎng)護(hù)濕度條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響如圖3-8所示。1—空氣養(yǎng)護(hù)；2—9個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)；

3—3個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)；

4—標(biāo)準(zhǔn)濕度條件下養(yǎng)護(hù)圖3-8養(yǎng)護(hù)濕度條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響④齡期。在正常條件下，混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而提高，在最初3～7d內(nèi)發(fā)展較快，28d達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度規(guī)定的數(shù)值，以后強(qiáng)度發(fā)展逐漸緩慢，甚至可持續(xù)百年左右。在相同養(yǎng)護(hù)條件下，其增長(zhǎng)規(guī)律如圖3-9所示。（a）齡期為常數(shù)坐標(biāo)（b）齡期為對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖3-9水泥混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度與其齡期的對(duì)數(shù)大致成正比，工程中常常利用這一關(guān)系，根據(jù)混凝土早期強(qiáng)度，估算其后期強(qiáng)度，其表達(dá)式為：

此公式僅適用于普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，且齡期α≥3d時(shí)才適用。由于對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響因素很多，強(qiáng)度發(fā)展不可能完全一樣，故此公式只作為一般參考。（6）提高混凝土強(qiáng)度的技術(shù)措施提高混凝土強(qiáng)度的措施采用高強(qiáng)度水泥和特種水泥。采用低水灰比和漿集比。摻加外加劑。采用濕熱處理方法。采用機(jī)械攪拌的振搗。蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸壓養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)：蒸汽養(yǎng)護(hù)是使?jié)沧⒑玫幕炷翗?gòu)件經(jīng)1～3h預(yù)養(yǎng)后，在90%以上的相對(duì)濕度、60℃以上的溫度的飽和水蒸氣中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以加速混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。普通水泥混凝土經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其早期強(qiáng)度提高很快，一般經(jīng)過24h的蒸汽養(yǎng)護(hù)，混凝土的強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，但對(duì)后期強(qiáng)度增長(zhǎng)有影響，所以用普通水泥混凝土養(yǎng)護(hù)溫度不宜太高，時(shí)間不宜太長(zhǎng)，一般養(yǎng)護(hù)溫度為60～80℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間以5～8h為宜。用火山灰水泥和礦渣水泥配制的混凝土，蒸汽養(yǎng)護(hù)的效果比普通水泥混凝土好。蒸壓養(yǎng)護(hù)：蒸壓養(yǎng)護(hù)是將澆筑成形混凝土構(gòu)件靜置8～10h，放入蒸釜內(nèi)，通入高壓（≥8個(gè)大氣壓）、高溫（≥175℃）飽和蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。6．混凝土的變形（1）彈性變形和彈性模量彈性變形是指對(duì)材料施加荷載出現(xiàn)、荷載卸除后消失的變形。而水泥混凝土是一種復(fù)合材料，在持續(xù)增加的荷載作用下，它的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線如圖3-10所示，當(dāng)卸荷后，其變形并未能恢復(fù)到原點(diǎn)。圖3-10加荷及卸荷時(shí)混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線在應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線上任一點(diǎn)的應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺谋戎禐榛炷猎谠搼?yīng)力下的彈性模量。但混凝土在短期荷載作用下，并非線性關(guān)系，故彈性模量有3種表示方法，如圖3-11所示。圖3-11水泥混凝土彈性模量分類（2）徐變混凝土在持續(xù)荷載的作用下。隨時(shí)間增長(zhǎng)的變形稱為徐變，也稱為蠕變。當(dāng)混凝土卸載后，一部分變形瞬間恢復(fù)，還有一部分要若干天內(nèi)才能逐漸穩(wěn)定，稱為徐變恢復(fù)，剩下不可恢復(fù)部分稱為殘余變形?；炷恋男熳冏冃卧谠缙谠鲩L(zhǎng)很快，然后逐漸減慢，一般要2～3年才可能基本趨于穩(wěn)定?；炷恋男熳兣c許多因素有關(guān)?；炷了冶却?，齡期短，徐變量大；荷載作用時(shí)大氣濕度小，徐變大；荷載應(yīng)力大，徐變大；混凝土水泥用量多時(shí)，徐變量大。另外，混凝土彈性模量小，徐變大?；炷翢o論是受壓、受拉或受彎時(shí)，均有徐變現(xiàn)象。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁構(gòu)件中，混凝土的徐變可使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失，但是，徐變也能消除鋼筋混凝土的部分應(yīng)力集中，使應(yīng)力較均勻地分布，對(duì)于大體積混凝土，能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力?；炷恋淖冃闻c荷載作用時(shí)間的關(guān)系如圖3-12所示。圖3-12混凝土的變形與荷載作用時(shí)間的關(guān)系曲線（3）溫度變形混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，溫度變化引起的熱脹冷縮對(duì)大體積及大面積混凝土極為不利，因?yàn)榛炷潦遣涣紝?dǎo)體，水泥水化初期放出大量熱量難于散發(fā)，澆注后大體積混凝土內(nèi)部溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部，有時(shí)高出50～70℃，這將使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而外部混凝土卻隨氣溫降低而冷卻收縮。內(nèi)部膨脹和外部收縮相互制約，將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度，就將產(chǎn)生裂縫。因此對(duì)大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝土的發(fā)展熱量，應(yīng)每隔一段長(zhǎng)度設(shè)置伸縮縫，在結(jié)構(gòu)物內(nèi)配置溫度鋼筋。（4）化學(xué)收縮混凝土拌和物由于水化產(chǎn)物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積要小，因而產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。這種收縮隨齡期增長(zhǎng)而增加，40d以后漸趨穩(wěn)定，化學(xué)收縮是不能恢復(fù)的，一般對(duì)結(jié)構(gòu)沒有什么影響。（5）干濕變形這種變形主要表現(xiàn)為濕脹干縮，混凝土在干燥空氣中硬化時(shí)，隨著水分的逐漸蒸發(fā)，體積也將逐漸發(fā)生收縮；如在水中或潮濕條件下養(yǎng)護(hù)時(shí)，則混凝土的干縮將隨之減少或略產(chǎn)生膨脹?；炷潦湛s值較膨脹值為大，當(dāng)混凝土產(chǎn)生干縮后，即使再長(zhǎng)期放在水中，仍有殘余變形，殘余收縮約為收縮量的30%～60%。試驗(yàn)表明，混凝土的干縮率可達(dá)（3～5）×10-4，由于實(shí)際構(gòu)件尺寸較大，其實(shí)際干縮率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于試驗(yàn)干縮率。設(shè)計(jì)上常采用的混凝土干縮率一般為（1.5～2.0）×10-4，即

1m長(zhǎng)度的混凝土收縮0.15～0.20m?；炷粮煽s主要是水泥石所產(chǎn)生，因此盡量降低水泥用量，減少水灰比是減少混凝土干縮的關(guān)鍵。另外用水量、水泥品種及細(xì)度、集料種類和養(yǎng)護(hù)條件都對(duì)混凝土的干縮有一定的影響。7．混凝土的耐久性耐久性的首要要求是抗凍性；其次對(duì)道路混凝土而言，因受車輛輪胎作用，要求其有耐磨性；橋梁墩臺(tái)混凝土受海水或污水的侵蝕，還要求具有抗化學(xué)侵蝕的耐蝕性；此外，堿集料反應(yīng)必須引起關(guān)注。（1）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下遭受冰凍時(shí)，抵抗凍融循環(huán)作用而不破壞的能力。凍融破壞的原因是混凝土中的水結(jié)冰后發(fā)生體積膨脹，當(dāng)冰脹應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便使混凝土產(chǎn)生微細(xì)裂縫，反復(fù)凍融使裂縫不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低直至破壞。為評(píng)價(jià)混凝土的抗凍性，《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082—2009）規(guī)定，抗凍性能試驗(yàn)方法，可分為慢凍法和快凍法兩種。對(duì)于道路與橋梁工程混凝土的抗凍性要求，《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》

（JTGE30—2005）規(guī)定采用“快凍法”試驗(yàn)?！翱靸龇ā痹囼?yàn)是以100mm×100mm×400mm棱柱體混凝土試件3塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)或同條件養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)齡期為24d時(shí)提前將試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出，隨后應(yīng)將試件放在20℃士2℃水中浸泡，浸泡時(shí)水面應(yīng)高出試件頂面20～30mm。在水中浸泡時(shí)間應(yīng)為4d，試件應(yīng)在28d齡期開始進(jìn)行凍融試驗(yàn)。始終在水中養(yǎng)護(hù)的試件，當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28d時(shí)，可直接進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。對(duì)此種情況，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說明。于-18℃±2℃和5℃±2℃條件下快速凍結(jié)和融化循環(huán)，每25次凍融循環(huán)，對(duì)試件進(jìn)行一次橫向基頻的測(cè)試并稱重。當(dāng)凍融至300次或相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至60%以下，或質(zhì)量損失達(dá)到5%時(shí)，即可停止試驗(yàn)。（2）混凝土的耐磨性耐磨性是道路路面和橋梁工程用混凝土的最重要的性能之一。作為高級(jí)路面的水泥混凝土，必須具有抵抗車輛輪胎磨耗和磨光的性能。作為大型橋梁的墩臺(tái)用混凝土，也需要具有抵抗湍流空蝕的能力。當(dāng)混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量降至小于或等于60%，或質(zhì)量損失達(dá)5%時(shí)的循環(huán)次數(shù)，即為混凝土的抗凍等級(jí)?？箖龅燃?jí)分為D25，D50，D100，D150，D200，D250和D300等。提高混凝土抗磨損能力的措施是提高混凝土的抗斷裂韌性，降低脆性，減少原生缺陷，提高硬度及降低彈性模量。混凝土的耐磨性的評(píng)價(jià)，以試件磨損面上單位的磨損作為評(píng)定混凝土耐磨性的相對(duì)指標(biāo)?！豆饭こ趟嗷炷猎囼?yàn)規(guī)程》（JTGE30—2005）規(guī)定，以150mm×150mm×150mm立方體試件，養(yǎng)生至28d時(shí)，在60℃±5℃溫度下烘干至恒重，然后在帶有花輪磨頭的混凝土磨耗試驗(yàn)機(jī)上，在200N負(fù)荷下磨削30轉(zhuǎn)，記錄相應(yīng)質(zhì)量為試件原始質(zhì)量，然后在200N負(fù)荷下磨60轉(zhuǎn)，記錄剩余質(zhì)量m1。計(jì)算方法如下：（3）堿集料反應(yīng)水泥中的堿（Na2O，K2O）與集料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在集料表面生成復(fù)雜的堿硅酸凝膠，這種凝膠吸水后，體積膨脹（體積可增加3倍以上），從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，甚至破壞的現(xiàn)象，這種化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)（簡(jiǎn)稱ARR）。含有這種堿活性礦物的集料，稱為堿活集料（簡(jiǎn)稱堿集料）。堿集料反應(yīng)會(huì)使混凝土發(fā)生不均勻膨脹，導(dǎo)致水泥混凝土出現(xiàn)裂縫，強(qiáng)度和彈性模量下降將威脅到工程的安全使用。堿集料反應(yīng)一般可分為堿硅酸（集料）反應(yīng)、堿硅酸鹽反應(yīng)、堿碳酸鹽反應(yīng)。堿集料反應(yīng)機(jī)理不僅非常復(fù)雜，而且影響因素很多，但是發(fā)生堿集料反應(yīng)必須具有3個(gè)條件：堿集料反應(yīng)條件水泥中含堿量較高。水泥中堿含量按（Na2O＋0.658K2O）計(jì)算大于0.6%?；炷林写嬖诨钚约喜⒊^一定數(shù)量。集料中含活性二氧化硅成分的礦物有蛋白石、玉髓、鱗石英等。有水分存在。在無水情況下，混凝土不可能發(fā)生堿集料反應(yīng)。在實(shí)際工程中，為防止堿集料反應(yīng)所產(chǎn)生的危害，可采取以下方法：使用的水泥含堿量小于0.6%；采用抑制堿集料反應(yīng)的摻和料；選用非活性集料；降低混凝土的單位水泥用量，以降低單位混凝土的含堿量；在混凝土中摻入火山灰質(zhì)混合材料，以減少膨脹值；防止水分侵入，使混凝土處于干燥狀態(tài)；當(dāng)使用含鉀離子、鈉離子的混凝土外加劑時(shí)，必須進(jìn)行專門試驗(yàn)，符合要求才能使用。（4）混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指大氣中的二氧化碳在存在水的條件下與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣和水?；炷恋奶蓟?，是二氧化碳由表及里逐漸向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散的過程。碳化引起水泥石化學(xué)組成及組織結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)混凝土的堿度、強(qiáng)度和收縮產(chǎn)生影響。碳化對(duì)混凝土性能有不利的影響。首先是堿度降低，減弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。另外，碳化作用會(huì)增加混凝土的收縮，引起混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)微細(xì)裂縫，從而降低了混凝土的抗拉、抗折強(qiáng)度及抗?jié)B能力。碳化作用對(duì)混凝土也有一些有利影響，即碳化作用產(chǎn)生的碳酸鈣填充了水泥石的孔隙，以及碳化時(shí)放出的水分有助于未水化水泥的水化，從而可提高混凝土碳化層的密實(shí)度，對(duì)提高抗壓強(qiáng)度有利。碳化的速度受許多因素影響，主要有：環(huán)境中二氧化碳濃度、水泥品種和摻量、水灰比、環(huán)境濕度、外加劑、集料種類等。減少碳化作用對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不利影響的措施在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層，使碳化深度在建筑物設(shè)計(jì)年限內(nèi)達(dá)不到鋼筋表面；根據(jù)工程所處環(huán)境及使用條件，合理選擇水泥品種；使用減水劑，改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實(shí)度；采用水灰比小，單位水泥用量較大的混凝土配合比；加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證振搗質(zhì)量，減少或避免混凝土出現(xiàn)蜂窩等質(zhì)量事故；在混凝土表面涂刷保護(hù)層，防止二氧化碳侵入。（5）混凝土的抗侵蝕性當(dāng)混凝土所處環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí)，混凝土便會(huì)遭受侵蝕，通常有軟水侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸侵蝕、一般酸侵蝕與強(qiáng)堿侵蝕等?；炷恋目骨治g性與所用水泥品種、混凝土的密實(shí)度和孔隙特征等有關(guān)。密實(shí)和孔隙封閉的混凝土，環(huán)境水不易侵入，抗侵蝕性較強(qiáng)。提高混凝土抗侵蝕性的主要措施是合理選擇水泥品種，降低水灰比，提高混凝土密實(shí)度和改善孔隙結(jié)構(gòu)。3.1.5普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)下面使用以抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)的計(jì)算方法為例說明普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)方法?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)，就是根據(jù)原材料的性能和對(duì)混凝土的技術(shù)要求，通過計(jì)算和試配調(diào)整，確定出滿足工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的混凝土各種組成材料的用量。1．混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本規(guī)定①混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用工程實(shí)際使用的原材料；配合比設(shè)計(jì)所采用的細(xì)集料含水率應(yīng)小于0.5%，粗集料含水率應(yīng)小于0.2%。②除配置C15及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土外，混凝土的最小膠凝材料用量應(yīng)符合表3-25的規(guī)定。③長(zhǎng)期處于潮濕或水位變動(dòng)的寒冷和嚴(yán)寒環(huán)境以及鹽凍環(huán)境的混凝土應(yīng)摻用引氣劑，引氣劑摻量應(yīng)根據(jù)混凝土含氣量要求經(jīng)試驗(yàn)確定，混凝土最小含氣量應(yīng)符合表3-26的規(guī)定，最大不宜超過7.0%。④對(duì)于有預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)設(shè)計(jì)要求的工程，宜摻用適量粉煤灰或其他礦物摻和料，混凝土中最大堿含量不應(yīng)大于3.0kg/m3；對(duì)于礦物摻和料堿含量，粉煤灰含量可取實(shí)測(cè)值的1/6，粒化高爐礦渣堿含量可取實(shí)測(cè)值的1/2。2．混凝土配合比設(shè)計(jì)所需的基本資料基本資料混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)；工程特征（工程所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)斷面、鋼筋最小凈距等）；耐久性要求（如抗凍性、抗侵蝕、耐磨性、反應(yīng)堿集料等）；水泥強(qiáng)度等級(jí)和品種；砂、石種類，石子最大粒徑、密度等；施工方法等。3．表示方法以水泥的質(zhì)量為1，并按“水泥:細(xì)集料:粗集料:水灰比”的順序排列表示（如：水泥:細(xì)集料:粗

集料:水灰比==1:1.3:2.1:0.52）。以每立方米混凝土中各種材料的用量表示（例如mc0:ms0:mg0:mw0=330kg:620kg:1240kg:180kg）。表示方法單位用量表示法相對(duì)用量表示法4．基本要求基本要求滿足混凝土施工所要求的坍落度、和易性的要求。滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求。滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求。符合經(jīng)濟(jì)原則的要求。5．混凝土配合比設(shè)計(jì)三參數(shù)配合比設(shè)計(jì)三參數(shù)水灰比砂率單位用水量水與水泥組成水泥漿體，在混凝土配合比設(shè)計(jì)中起著決定性作用。水泥漿體的性能，在水與水泥性能一定的條件下，決定于水與水泥的比例，這一比例就稱為水灰比。砂率為砂的用量占砂、石總質(zhì)量的百分比，在砂石性能固定的條件下，砂與石之間的用量比例影響著混凝土的黏聚性和保水性。單位用水量是指每立方米混凝土拌和物中水的用量（kg/m3）。在水灰比固定的條件下，用水量如果確定，則水泥用量亦隨之確定，當(dāng)然集料的總用量也能確定。因此，單位用水量反映了水泥漿與集料之間的比例關(guān)系。3個(gè)參數(shù)的選用原則如圖3-13所示。圖3-13混凝土配合比三參數(shù)的確定原則6．混凝土配合比的基本原理基本原理絕對(duì)體積法假定表觀密度法查表法該法是假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積與混凝土拌和物所含空氣體積之和。如果原材料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌和物各組成材料的單位用量之和，即為其表觀密度。通常普通混凝土的表觀密度為2350～2450kg/m3。根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理，將各種配比列成表，使用時(shí)根據(jù)相應(yīng)條件查表，選取適當(dāng)?shù)呐浔取?．混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟（1）計(jì)算初步配合比①確定混凝土配制強(qiáng)度fcu,0。確定混凝土配制強(qiáng)度fcu,0，首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和施工單位質(zhì)量管理水平，再按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55—2011）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：?cu,0=?cu,k＋1.645σ當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：?cu,0≥1.15?cu,k混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列方法確定：當(dāng)具有近1～3個(gè)月的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度資料，且試件組數(shù)不少于30組時(shí)，其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下式確定：σ對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)不大于C30的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值不小于3.0MPa時(shí)，應(yīng)按上式計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值小于3.0MPa時(shí)，應(yīng)取3.0MPa。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于C30且小于C60的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值不小于4.0MPa時(shí)，應(yīng)按式3-13計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值小于4.0MPa時(shí)，應(yīng)取4.0MPa。當(dāng)沒有近期的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度資料時(shí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可按表3-27所示數(shù)據(jù)取值。②初步確定水灰比。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，混凝土水灰比按下式計(jì)算：按公式計(jì)算所得的水灰比，系按強(qiáng)度要求計(jì)算得到的結(jié)果。在確定采用的水灰比時(shí)，還應(yīng)根據(jù)混凝土所處的環(huán)境條件、耐久性要求的允許最大水灰比（如表3-31、表3-32、表3-33所示）進(jìn)行校核，從中進(jìn)行選擇。③確定用水量和外加劑用量。每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量mw0應(yīng)符合下列規(guī)定：a．混凝土水灰比在0.40～0.80范圍內(nèi)時(shí)，按表3-34、表

3-35所示數(shù)據(jù)選取；b．混凝土水灰比小于0.40時(shí)，可通過試驗(yàn)確定。摻外加劑時(shí)，每立方米流動(dòng)或大流動(dòng)性混凝土的用水量mwo可按下式計(jì)算：混凝土中外加劑用量應(yīng)按下式計(jì)算：④確定膠凝材料、礦物摻和料和水泥用量?；炷恋哪z凝材料用量按下式計(jì)算，并應(yīng)進(jìn)行試拌調(diào)整，在拌和物性能滿足的情況下，取經(jīng)濟(jì)合理的膠凝材料用量?；炷恋牡V物摻和料用量按下式計(jì)算，摻和料最大摻量如表3-36、表3-37所示?；炷恋乃嘤昧繎?yīng)按下式計(jì)算：⑤確定混凝土配合比的砂率?；炷僚浜媳鹊纳奥蕬?yīng)根據(jù)集料的技術(shù)指標(biāo)、混凝土拌和物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定。當(dāng)缺乏砂率的歷史資料時(shí)，混凝土砂率的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：規(guī)定坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；坍落度為10～60mm的混凝土，其砂率可根據(jù)粗集料品種、最大公稱粒徑及水灰比按表3-38所示數(shù)據(jù)選?。惶涠却笥?0mm的混凝土，其砂率可經(jīng)試驗(yàn)確定，也可在表3-38所示數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調(diào)整。⑥計(jì)算粗、細(xì)集料的用量。質(zhì)量法。質(zhì)量法假定混凝土拌和物的表觀密度為一固定值，混凝土拌和物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。在砂率值為已知的條件下，粗、細(xì)集料的單位用量可用下式計(jì)算：體積法。體積法假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積和混凝土拌和物中所含空氣之和。在砂率為已知的條件下，粗、細(xì)集料的單位用量可由下式求得：通過以上6個(gè)步驟計(jì)算，可將水泥、水、粗集料、細(xì)集料的用量全部求出，得到初步配合比，而以上各項(xiàng)計(jì)算多數(shù)利用經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)資料獲得，因此配合比所制得的混凝土不一定符合實(shí)際要求，應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行試配、調(diào)整和確定。（2）混凝土配合比試配、調(diào)整與確定①進(jìn)行混凝土配合比的試配時(shí)應(yīng)采用工程中實(shí)際使用的原材料，混凝土試配應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，并符合《混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)》（JG244—2009）的規(guī)定，攪拌方法宜與施工采用的方法相同。實(shí)驗(yàn)室成型條件應(yīng)符合《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080—2002）的規(guī)定。②每盤混凝土試配的最小攪拌量應(yīng)符合表3-39所示數(shù)據(jù)的規(guī)定，并不小于攪拌機(jī)公稱容量的1/4，且不大于攪拌機(jī)公稱容量。③在計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上應(yīng)進(jìn)行試拌，以檢查拌和物的性能。當(dāng)試拌得出的拌和物坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或凝聚性和保水性不好時(shí)，應(yīng)在保證水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量或砂率，直到混凝土拌和物性能符合設(shè)計(jì)和施工要求，然后修正計(jì)算配合比，提出試拌配合比。④在試拌配合比的基礎(chǔ)上應(yīng)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，并符合下列規(guī)定：規(guī)定應(yīng)采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)應(yīng)為上述確定的試拌配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比宜比試拌配合比分別增加和減少0.05，用水量應(yīng)與試拌配合比相同，砂率可分別增加或減少1%。進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，拌和物性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工要求。進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)配合比應(yīng)至少制作一組（三塊）試件，并應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d或養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)規(guī)定齡期時(shí)試壓（一般制作7d，28d兩組試件）。⑤配合比調(diào)整應(yīng)符合下列規(guī)定：規(guī)定根據(jù)以上混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，繪制強(qiáng)度和水灰比的線性關(guān)系圖或插值法確定略大于配置強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的水灰比；在試拌配合比的基礎(chǔ)上，用水量和外加劑用量應(yīng)根據(jù)確定的水灰比作調(diào)整；膠凝材料用量應(yīng)以用水量乘以確定的水膠比計(jì)算得出；粗集料和細(xì)集料用量應(yīng)根據(jù)用水量和膠凝材料用量進(jìn)行調(diào)整。⑥混凝土拌和物表觀密度和配合比校正系數(shù)的計(jì)算應(yīng)符合以下規(guī)定：配合比調(diào)整后的混凝土拌和物的表觀密度應(yīng)按下式計(jì)算：混凝土配合比校正系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：⑦當(dāng)混凝土拌和物表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%時(shí)，可按第⑤條確定的配合比維持不變；當(dāng)二者之差超過2%時(shí)，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù)δ。⑧配合比調(diào)整后，應(yīng)測(cè)定拌和物水溶性氯離子含量，結(jié)果應(yīng)符合表3-33所示數(shù)據(jù)的規(guī)定。⑨對(duì)設(shè)計(jì)有耐久性要求的混凝土應(yīng)進(jìn)行相關(guān)耐久性試驗(yàn)驗(yàn)證。⑩生產(chǎn)單位可根據(jù)常用材料設(shè)計(jì)出常用的混凝土配合比備用，并應(yīng)在使用過程中予以驗(yàn)證或者調(diào)整。遇有下列情況之一時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)：a．對(duì)混凝土性能有特殊要求時(shí)；b．水泥、外加劑或礦物摻和料等原材料品種、質(zhì)量有顯著變化時(shí)。（3）換算施工配合比（工地配合比）實(shí)驗(yàn)室最后確定的配合比，是按絕對(duì)干狀態(tài)集料計(jì)算的，而施工現(xiàn)場(chǎng)的砂、石材料為露天堆放，都含有一定的水分。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂、石實(shí)際含水率變化，將試驗(yàn)配合比換算為施工配合比。設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)砂、石含水率分別為a，b，施工配合比每立方米混凝土各種材料用量分別為：施工中每盤攪拌量稱量值的換算方法如下：根據(jù)確定的混凝土施工配合比，每盤混凝土材料稱量值按下式計(jì)算：3.1.6普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)案例已知橋梁下部鋼筋混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，無強(qiáng)度歷史統(tǒng)計(jì)資料，要求混凝土拌和物坍落度為30～50mm，橋梁所在地?zé)o凍害影響。組成材料：可供應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)為普通32.5級(jí)的硅酸鹽水泥；密度為3.1×103kg/m3；砂為中砂，表觀密度為2.65×103kg/m3；碎石最大粒徑為31.5mm，表觀密度為2.70×103kg/m3。

在工地實(shí)測(cè)知：砂的含水量為5%，碎石的含水量為1%。設(shè)計(jì)要求：

按題給資料計(jì)算出初步配合比。按初步配合比在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試拌調(diào)整得出實(shí)驗(yàn)室配合比。換算工地配合比。1．計(jì)算初步配合比（1）確定混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度為30MPa，無歷史資料，查表3-27可知標(biāo)準(zhǔn)差為5.0MPa。混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算為：fcu,0=fcu,k＋1.645σ=30＋1.645×5=38.2（MPa）（2）初步確定水灰比W/B①按強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比。計(jì)算水泥實(shí)際強(qiáng)度fce。已知采用強(qiáng)度等級(jí)32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，查表3-30知32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥的富余系數(shù)為1.12，則水泥實(shí)際強(qiáng)度計(jì)算為：=1.12×32.5=36.4（MPa）計(jì)算水灰比W/B。查表3-28中回歸系數(shù)αa=0.53，αb=0.2，由于混凝土內(nèi)沒有摻加摻和料，所以fb=fce，水灰比計(jì)算。==0.46按耐久性校核水灰比。根據(jù)混凝土所處環(huán)境屬于無凍害影響地區(qū)，查表3-31，允許最大水灰比為0.55，按強(qiáng)度計(jì)算的水灰比滿足耐久性要求，水灰比取0.46。（3）選用單位用水量mw0資料要求混凝土拌和物坍落度為30～50mm，碎石最大粒徑為31.5mm。查表3-35選用混凝土用水量為185kg/m3。（4）計(jì)算單位水泥用量mc0按強(qiáng)度計(jì)算單位水泥用量?；炷羻挝凰嘤昧堪垂接?jì)算為：==402（kg/m3）（5）選定砂率βs集料采用碎石，最大粒徑31.5mm，水灰比為0.46，查表

3-38，選取砂率為0.30。（6）計(jì)算粗細(xì)集料的用量采用質(zhì)量法計(jì)算。已知水泥用量為402kg/m3，用水量為185kg/m3，假定混凝土表觀密度為2400kg/m3，砂率為0.30，按公式計(jì)算：=2400-402-185=1813=0.30得ms0=544kg/m3，mg0=1269kg/m3。