建筑材料（第五版） 課件 第4-6章 混凝土、建筑砂漿、墻體材料

建筑材料·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

建筑鋼材防水材料墻體材料67891011建筑塑料與膠黏劑常用建筑裝飾材料絕熱材料與吸聲材料

混凝土第四章混凝土受凍或養(yǎng)護溫度過低事故案例

某工程為三層磚混結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋，縱墻承重、灰土基礎。

施工后于當年10月澆灌二層樓蓋混凝土。全部主體結(jié)構(gòu)于第二年1月完工。在4月間進行裝修工程時，發(fā)現(xiàn)各層大梁均有斜裂縫。

其現(xiàn)象：裂縫多為斜向，傾角50°～60°，且多發(fā)生在300mm的鋼箍間距內(nèi)。近梁中部為豎向裂縫。斜裂縫兩端密集，中部稀少（值得注意的是在縱筋截斷處都有斜裂縫）；其沿梁高度方向的位置較多地在中和軸以下，個別貫通梁高。。·第四章混凝土混凝土受凍或養(yǎng)護溫度過低事故案例裂縫寬度在梁端附近約0.5～1.2mm，近跨中約0.1～0.5mm；裂縫深度一般小于1/3，個別的兩端穿通；裂縫數(shù)量每根梁少則4根，多則22根，一般為10～15根?！さ谒恼禄炷潦鹿史治黾霸驖补喽恿喊鍟r，未采用專門養(yǎng)護措施，澆灌后2h就在板面鋪腳手板、堆放磚塊進行砌墻。11月初澆灌三層現(xiàn)澆板時，室內(nèi)溫度為0～1，未采取保溫措施。根據(jù)試驗資料，混凝土在21d后的強度只達28d理論強度值的42.5%，一個月后才達到52%。因此混凝土早期受凍是這起質(zhì)量事故的重要原因。

另外，混凝土的膠凝材料用量偏低（只有210kg/m3,略少于280kg/m3的最低值）也是因素之一?！さ谒恼隆さ谒恼禄炷恋谝还?jié)

概

述·第四章一、混凝土的定義

廣義上講，凡是由膠凝材料、粗細集料、和水按適當比例配合、拌合制成的混合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材稱為混凝土?；炷痢さ谒恼隆せ炷涟幢碛^密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜19500kg/m3。按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、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。二、混凝土的分類·第四章·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強度等級＜C60。高強混凝土強度等級≥C60。超高強混凝土強度等級≥100MPa。·第一章·三、混凝土的特點優(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?！さ谝徽隆と秉c抗拉強度低（約為抗壓強度的1/10～1/20）、變形性能差；導熱系數(shù)大〔約為1.8W/（m·K）〕；體積密度大（約為2400kg/m3左右）；硬化較緩慢?！さ谝徽隆さ诙?jié)普通混凝土組成材料·第四章·混凝土混凝土的結(jié)構(gòu)·第四章·混凝土混凝土體積構(gòu)成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

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·第四章·混凝土一、水泥1.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，見表4-2。2.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；低強度等級的混凝土，選擇低強度等級的水泥；先將配制混凝土所用的水泥強度等級推薦于表4-3中。

·第四章·混凝土二、細集料（砂）

定義砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。

分類按產(chǎn)源分

天然砂：天然巖石風化而成（河砂、海砂、山砂、湖砂）人工砂：天然巖石軋碎而成?！さ谒恼隆せ炷涟醇夹g(shù)要求分Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。·第四章·混凝土1.有害雜質(zhì)含量符合表4-4的規(guī)定

2.含泥量、石粉含量和泥塊含量符合表4-5、4-6的規(guī)定3.砂的顆粒級配和粗細程度4.堅固性砂的質(zhì)量要求·第四章·混凝土1.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Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質(zhì)量計）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質(zhì)（%)（質(zhì)量計）＜1.0＜1.0＜1.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質(zhì)量計）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質(zhì)量計）＜0.01＜0.02＜0.06·第四章·混凝土2.含泥量、石粉含量及泥塊含量含泥量是指粒徑小于0.075mm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。泥塊含量是指粒徑大于1.18mm，經(jīng)水洗、手捏后小于600μm的顆粒含量；具體指標見表?！さ谒恼隆せ炷撂烊簧昂嗔亢湍鄩K含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質(zhì)量計，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（質(zhì)量計，%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥塊含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍試驗MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0·第四章·混凝土3.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600μm篩的累計篩余率的大小，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4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％?！さ谒恼隆せ炷辽暗念w粒級配區(qū)方篩孔累計篩余率，％1區(qū)2區(qū)3區(qū)9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm和600μm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150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～85，2區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～80，3區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～75?！さ谒恼隆せ炷粒?）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Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；細砂Mx=2.2～1.6。細度模數(shù)按下式計算：式中：Mx——細度模數(shù)；A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計篩余百分率，％?！さ谒恼隆せ炷寥?、粗集料定義

粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。分類按產(chǎn)源分：卵石和碎石按技術(shù)要求分：Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。卵石

碎石·第四章·混凝土1.有害雜質(zhì)含量泥塊、淤泥、硫化物、硫酸鹽、氯化物、、有機質(zhì)，危害與在細骨料中相同，含量符合表4-14的規(guī)定。2.含泥量和泥塊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4-14?！さ谒恼隆せ炷?.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50mm×50mm×50mm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9.50～19.0mm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?！さ谒恼隆せ炷了槭?、卵石的壓碎指標項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標（%）＜12＜14＜16·第四章·混凝土4.顆粒形狀及表面特征①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。含量應符合表4-16。②相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強度高10%左右?！さ谒恼隆せ炷?..最大粒徑及顆粒級配①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，高層建筑宜在1：3～1：4，超高層建筑宜在1：4～1：5?！さ谒恼隆せ炷翉慕?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?！さ谒恼隆せ炷立跒闇p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。·第四章·混凝土混凝土拌合和養(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《混凝土用水標準》（JGJ63—2006）的規(guī)定?！さ谒恼隆せ炷恋谌?jié)

混凝土拌合物的技術(shù)性質(zhì)·第四章·混凝土一.和易性的概念定義：混凝土拌和物在一定的施工條件下，易于各工序（攪拌、運輸、澆注、振搗）施工操作，并獲得質(zhì)量穩(wěn)定、整體均勻、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·第四章·混凝土·第四章·混凝土二、和易性的測定與評定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?！さ谒恼隆せ炷?.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徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。

·第四章·混凝土三、和易性的選用

混凝土拌合物坍落度的選擇，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)10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結(jié)構(gòu)（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結(jié)構(gòu)70～90四、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關(guān)系①水泥漿數(shù)量和單位用水量；②骨料的品種、級配和粗細程度；③砂率；④外加劑。見下圖。2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。

水泥水①砂石子外加劑④水泥漿①骨料②混凝土拌合物·第四章·混凝土·第四章·混凝土五、改善和易性的措施采用合理砂率；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?！さ谒恼隆せ炷恋谒墓?jié)

混凝土的強度一、混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強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·第四章·混凝土·第四章·混凝土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20±2℃，相對濕度為95％以上的潮濕條件下或者在Ca（OH）2飽和溶液中養(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/T50081－2002），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150×150×150401.00非標準試件100×100×100300.95200×200×200601.05·第四章·混凝土2.混凝土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C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四個強度等級。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%。（即具有95%的強度保證率）

強度等級表示的含義：某混凝土強度等級C30

，表示混凝土立方體抗壓強度標準值為30MPa。·第四章·混凝土二、混凝土的軸心抗壓強度1.采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為10～55MPa范圍內(nèi)fcp=（0.7～0.8）fcu。在結(jié)構(gòu)設計計算時，一般取fcp＝（0.7～0.8）fcu。2.非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。3.作用：混凝土結(jié)構(gòu)設計時的強度取值依據(jù)FF·第四章·混凝土三、混凝土的抗拉強度式中：fts——劈裂抗拉強度，MPa；

F——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1/10～1/20。

拉應力壓應力PP·第四章·混凝土四、砼與鋼筋的粘結(jié)強度

強度主要來源：

①混凝土與鋼筋間的摩擦力、

②鋼筋與水泥石間的粘結(jié)力、

③變形鋼筋的表面機械咬合力?！さ谒恼隆せ炷廖?、影響混凝土強度的因素1.影響混凝土強度的主要因素—水泥的強度和水灰比式中：fcu——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；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；

αa、αb——回歸系數(shù)。水泥強度越高，則混凝土強度越高。當混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時,水灰比值越大，則混凝土的強度越低；

·第四章·混凝土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?！さ谒恼隆せ炷?/p>

3.養(yǎng)護條件在保證足夠濕度情況下，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?；炷翝仓戤吅螅仨毤訌婐B(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。·第四章·混凝土（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7～14d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、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。（5）外加劑·第四章·混凝土5、試驗條件對混凝土強度測定值的影響

①試件尺寸：相同混凝土試件的尺寸越小，測得的混凝土的強度就越高。我國標準規(guī)定，采用邊長為150mm的立方體試件作為標準試件，當采用非標準試件時，所測得的抗壓強度應乘以換算系數(shù)。

·第四章·混凝土②試件的形狀：當試件受壓面積相同，而高度不同時，高寬比越大，抗壓強度越小。這是由于環(huán)箍效應所致。當試件受壓時，試件受壓面與試件承壓板之間的摩擦力，對試件相對于承壓板的橫向膨脹起著約束作用，該約束有利于強度的提高。愈接近試件的端面，這種約束作用就越大，在距端面大約a的范圍以外，約束作用才消失。試件破壞后，其上下部分各呈現(xiàn)一個較完整的棱錐體，這就是這種約束作用的結(jié)果，稱為環(huán)箍效應。③表面狀態(tài)

混凝土試件承壓面的狀態(tài)，也是影響混凝土強度的重要因素。當試件受壓面有潤滑劑時，試件受壓時的環(huán)箍效應大大減小，測出的強度值較低。④加荷速度

加荷速度越大，測得的強度值也越大

·第四章·混凝土試件尺寸大小對強度值的影響——“環(huán)箍效應”·第四章·混凝土六.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。·第四章·混凝土

第五節(jié)

混凝土的變形性能

變形類型：非荷載作用下的變形荷載作用下的變形化學收縮干濕變形溫度變形長期荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形·第四章·混凝土·第四章·混凝土一、非荷載作用下的變形1.化學收縮:①定義②形成的原因2.干濕變形:①定義②形成的原因

3.溫度變形：形成的原因影響因素：

①水泥用量、細度及品種

②水灰比

③骨料質(zhì)量、種類、級配、吸水率

④施工質(zhì)量

⑤養(yǎng)護·第四章·混凝土二、荷載作用下的變形

（1）短期荷載作用下的變形

（2）長期荷載作用下的變形——徐變徐變：混凝土在長期荷載作用下，除產(chǎn)生瞬間的彈性變形和塑性變形外，還會產(chǎn)生隨時間而增長的非彈性變形，這種在長期荷載作用下，隨時間的延長而不斷發(fā)展增加的變形，稱為徐變?！さ谒恼隆せ炷猎颍耗z體在長期荷載的作用下，使凝膠體水向毛細孔內(nèi)遷移引起的。徐變對結(jié)構(gòu)的影響：有利：消除砼內(nèi)部的應力集中不利：鋼筋砼中預應力受到損失·第四章·混凝土第六節(jié)

混凝土的耐久性·第四章·混凝土1.耐久性的主要內(nèi)容（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)滲透作用的能力?；炷恋目?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靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12和>P126個等級，分別表示混凝土能抵抗0.42MPa、0.62MPa、0.82MPa、1.0MPa、1.2MPa和大于1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透?！さ谒恼隆せ炷粒?）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F50、、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400>和F400；數(shù)字代表能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)為50次、100次、150次等?！さ谒恼隆せ炷粒?）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?；炷撂蓟?，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。·第四章·混凝土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(shù)要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實度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。·第四章·混凝土（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?！さ谒恼隆せ炷恋谄吖?jié)

其他混凝土·第四章·混凝土一、高強混凝土二、高性能混凝土三、防水混凝土（抗?jié)B混凝土）四、泵送混凝土五、大體積混凝土六、輕集料混凝土七、纖維混凝土八、防輻射混凝土九、聚合物混凝土·第四章·混凝土一、高強混凝土一般把強度等級為C60及其以上的混凝土稱為高強混凝土。高強混凝土作為一種新的建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性。二、高性能混凝土高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性?！さ谒恼隆せ炷?、概念：抗?jié)B等級不低于P6的混凝土。2、分類配制的方法不同分為：①普通防水砼②外加劑防水砼③膨脹水泥防水砼三、防水混凝土·第四章·混凝土四、泵送混凝土泵送混凝土系指拌合物的坍落度不小于100mm，并用混凝土輸送泵輸送的混凝土?！さ谒恼隆せ炷廖?、大體積混凝土

現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等。它主要的特點就是大，一般實體最小尺寸大于或等于1m。它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用?！さ谒恼隆せ炷?/p>

六、輕骨料混凝土

（1）定義：按《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》(JGJ51—2002)中規(guī)定，用輕骨料、輕砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的混凝土，其表觀密度小于1950kg/m3者為輕骨料混凝土。（2）分類：①輕骨料混凝土按其用途可分為3大類：保溫輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土②輕骨料混凝土按細骨料不同，又分為全輕混凝土(粗、細集料均為輕骨料)和砂輕混凝土(細骨料全部或部分為普通砂)?！さ谒恼隆せ炷粒?）輕骨料質(zhì)量要求輕骨料來源于工業(yè)廢料和天然骨料，還有人工輕骨料輕骨料分為輕粗骨料和輕細骨料，凡粒徑大于4.75mm，堆積密度不大于1000kg/m3為輕粗骨料；粒徑小于4.75mm,堆積密度小于1000kg/m3為輕細骨料輕骨料技術(shù)要求主要包括堆積密度、強度、吸水率和顆粒級配等，此外對耐久性、安定性、有害雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也提出了要求?！さ谒恼隆せ炷?/p>

(4)輕骨料混凝土的技術(shù)性能(a)和易性輕骨料混凝土拌和時流動性較差，而粘聚性和保水性好。(b)表觀密度按表觀密度把輕骨料混凝土劃分為600，700，800，900，1000，1100，1200，1300，1400，1500，1600，1700，1800，1900kg/m3·第四章·混凝土（c)輕骨料混凝土按立方體抗壓強度標準值劃分為CL5.0，CL7.5，CL10，CL15，CL20，CL25,CL30,CL35,CL40,CL45,CL50，CL55，CL60.(5)應用適用于高層及多層建筑、輕土地基、大跨度結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)，要求節(jié)能的建筑和舊建筑的加層、橋石板、墻體、層面板等結(jié)構(gòu)?！さ谒恼隆せ炷疗?、纖維混凝土纖維混凝土是以普通混凝土為基材，摻入各種纖維材料而組成的復合材料。主要用于飛機跑道、高速公路、橋面、水壩覆面、樁頭、屋面板等要求高耐磨性、高抗沖擊性和抗裂的部位及構(gòu)件?！さ谒恼隆せ炷涟?、防輻射混凝土能屏蔽X射線、γ射線或中子輻射的混凝土稱為防輻射混凝土。用于核能工業(yè)及國名經(jīng)濟各部門使用放射性同位素的裝置，如反應堆、加速器、放射化學裝置等的防護結(jié)構(gòu)?！さ谒恼隆せ炷辆酆衔锘炷潦怯捎袡C聚合物、無機膠凝材料和集料結(jié)合而成的復合材料。聚合物混凝土分為3種類型。(1)聚合物水泥混凝土(2)聚合物浸漬混凝土(3)聚合物膠結(jié)混凝土九、聚合物混凝土建筑材料—建筑材料課程教學團隊國家規(guī)劃教材、國家級精品在線開放課程配套教學課件2024年12月·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

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混凝土第四章·第四章·4.8混凝土的質(zhì)量控制與強度評定一、混凝土質(zhì)量波動的因素力求做到既保證混凝土所要求的性能，又要保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。引起質(zhì)量波動的兩種因素：正常因素系統(tǒng)因素混凝土·第四章·1.正常因素是指施工中不可避免的正常變化因素，砂、石質(zhì)量的因素，操作人員微小差異。再施工過程中，由于正常因素的影響而引起的質(zhì)量波動，生產(chǎn)中是允許的。2.異常因素是指施工中出現(xiàn)的不正常情況。如不控制水膠比而隨意加水，配比稱量錯誤等。由于異常因素的影響而引起的質(zhì)量波動，生產(chǎn)中是不允許的?；炷痢さ谒恼隆ざ?、混凝土強度的質(zhì)量控制常以混凝土強度作為評定和控制其質(zhì)量的主要指標，主要包括以下內(nèi)容：混凝土強度的波動規(guī)律混凝土強度保證率混凝土適配強度混凝土·第四章·1.混凝土強度的波動規(guī)律強度平均值混凝土反映混凝土總體強度，不反應波動情況?！さ谒恼隆?.混凝土強度的波動規(guī)律②標準差混凝土標準差是評定混凝土質(zhì)量均勻性的指標。σ越大，強度分布曲線越寬，離散程度越大，混凝土質(zhì)量越不穩(wěn)定?！さ谒恼隆?.混凝土強度的波動規(guī)律③變異系數(shù)混凝土Cv越小，該混凝土的強度的質(zhì)量越穩(wěn)定?！さ谒恼隆?.混凝土強度保證率①概率度混凝土②保證率

PN——同批混凝土試件強度大于或等于規(guī)定強度等級的組數(shù)；N0——統(tǒng)計周期內(nèi)同批混凝土試件總組數(shù)，N≥25?！さ谒恼隆?.混凝土強度保證率混凝土③

t——P關(guān)系·第四章·3.混凝土配置強度混凝土強度保證率95%——混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）·第四章·三、混凝土強度評定1.統(tǒng)計方法2.非統(tǒng)計方法。3.混凝土強度的合格性判定混凝土·第四章·混凝土1.統(tǒng)計方法評定①標準差已知方案≤C20＞C20·第四章·混凝土1.統(tǒng)計方法評定②標準差未知方案——合格判定系數(shù)。試件組數(shù)10-1415-19≥20λ11.151.050.95λ20.900.85——同一驗收批混凝土立方體抗壓強度標準差(MPa)，當計算值小于2.5N/mm時，取2.5N/mm:·第四章·混凝土2.非統(tǒng)計方法評定混凝土強度應滿足：試件組數(shù)<C60≥C601.151.100.95·第四章·混凝土3.混凝土強度的合格判定分批檢驗評定

滿足以上評定公式的規(guī)定，合格

否則，不合格。不合格要進行的非破損檢測。THANKS謝謝聆聽建筑材料—建筑材料課程教學團隊國家規(guī)劃教材、國家級精品在線開放課程配套教學課件2024年12月·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

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混凝土第四章·第四章·4.9

混凝土的外加劑混凝土外加劑是混凝土中除膠凝材料、骨料、水和纖維組分以外，在混凝土拌制之前或拌制過程中加入的，用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能，對人、生物及環(huán)境安全無有害影響的材料?；炷痢さ谒恼隆ひ?、外加劑分類改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑和速凝劑等改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等混凝土二、減水劑減水劑的作用原理·第四章·混凝土減水劑作用原理可由吸附-分散作用、潤滑作用、濕潤作用三部分組成。只要摻入少量的減水劑，就可使硬化前混凝土和易性改善，硬化后混凝土性能改善，減水劑已成為高性能混凝土主要成分。2.減水劑的經(jīng)濟技術(shù)效果增加流動性提高混凝土強度節(jié)約水泥改善混凝土的耐久性·第四章·混凝土3.常用減水劑按減水效果可分為普通減水劑、高效減水劑和高性能減水劑；按凝結(jié)時間可分為標準型、早強型、緩凝型三種；按是否引氣可分為引氣型和非引氣型兩種；按其化學成分主要有木質(zhì)素磺酸鹽系、萘系、水溶性樹脂類、糖蜜類和復合型減水劑等?！さ谒恼隆せ炷?.常用減水劑(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑生產(chǎn)紙漿或纖維漿剩余下來的亞硫酸漿廢液為原料，采用石灰乳中和，經(jīng)生物發(fā)酵除糖、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥而制得的棕黃色粉末，可實現(xiàn)廢物利用，是治理環(huán)境污染的有效途徑之一。摻量為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。當保持水泥用量和坍落度下變時，其減水率為10%~15%，混凝土28d抗壓強度提高10%~20%;若不減水即配合不變，混凝土坍落度可增大80%~100%·第四章·混凝土可用于一般混凝土工程，尤其適用于大體積澆筑、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木鈣減水劑不宜單獨用于冬期施工，在日最低氣溫低于5℃時，應與早強劑或防凍劑復合使用。木鈣減水劑也不宜單獨用于蒸養(yǎng)混凝土及預應力混凝土，以免蒸養(yǎng)后混凝土表面出現(xiàn)酥松現(xiàn)象?！さ谒恼隆せ炷痢さ谒恼隆せ炷?2)萘磺酸鹽系減水劑用萘或萘的同系物經(jīng)磺化與甲醛縮合而成。工業(yè)萘或煤焦油中萘、蒽、甲基萘等餾分，經(jīng)磺化、水堿、綜合、中和、過濾、干燥而成，一般為棕色粉末。摻量：為水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%，減水率為10%~25%，混凝土28d強度提高20%以上。特點：減水增強效果好，對不同品種水泥的適應性較強。用途：適用于配制早強、高強、流態(tài)、蒸養(yǎng)混凝土。也適用于最低氣溫0℃以上施工的混凝土，低于此溫時宜與早強劑復合使用?！さ谒恼隆せ炷?3)水溶性樹脂減水劑水溶性樹脂為主要原料制成，如三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂等。該類減水劑稱減水劑之王，我國產(chǎn)品有SM樹脂減水劑等。摻量：為水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，其減水率為15%~27%，混凝土3d強度提高30%~100%，28d強度可提高20%~30%。用途：SM減水劑價格昂貴，適于配制高強混凝土、早強混凝土、流態(tài)混凝土及蒸養(yǎng)混凝土等?！さ谒恼隆と?、早強劑早強劑：加速混凝土早期強度發(fā)展，并對后期強度無顯著影響的外加劑。作用：加速水泥的水化和硬化，縮短養(yǎng)護期，從而達到盡早拆模，提高模板周轉(zhuǎn)率，加快施工速度。用途：早強劑可以在常溫、低溫和負溫(不低于-5℃)條件下加速混凝土的硬化過程，多用于冬期施工和搶修工程。分類：有無機鹽類(氯鹽類、硫酸鹽類)、有機化合物類(三乙醇胺、甲酸鹽等)、復合物三大類。混凝土·第四章·1.氯鹽類早強劑混凝土有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等。(1)氯化鈣早強劑：應用最廣。氯化鈣為白色粉狀物，①摻量：其適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，能使混凝土3d強度提高50%~100%，7d強度提高20%~40%，②特點：

降低混凝土中水的冰點，防止混凝土早期受凍，摻量不宜過多，否則會引起水泥速凝，不利于施工。還會加大混凝土的收縮。最大的缺點是含有Cl-離子，會使鋼筋銹蝕，并導致混凝土開裂?！さ谒恼隆せ炷立墼鐝娫恚耗芘c水泥中C3A反應生成不溶的復鹽C3A·CaCl2·10H20，還與水化析出的氫氧化鈣作用，生成不溶性氧氯化鈣CaCl2，2Ca(OH)2·12H20]。以上兩種復鹽不溶于水，且本身具有一定的強度。這些復鹽的形成，增加了水泥漿中固相的比例，形成強度骨架，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成。同時，由于氯化鈣與氫氧化鈣的迅速反應，降低了液相中的堿度，使礦物成分水化反應加快，早期水化物增多，有利于提高水泥石早期強度。·第四章·混凝土④用途：《混凝土于鋼筋混外加劑應用技術(shù)規(guī)范》(GB50119-2013)規(guī)定，含有氯鹽的早強劑嚴禁用凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)、使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的混凝土結(jié)構(gòu)。常將氯化鈣與阻銹劑亞硝酸鈉(NaNO2)復合使用?！さ谒恼隆せ炷?2)無機鹽早強劑含有嚴禁用于與鍍鋅鋼材或鋁鐵接觸部位的混凝土結(jié)構(gòu)、有外露鋼筋預埋件而無防護措施的混凝土結(jié)構(gòu)、使用直流電源的混凝土結(jié)構(gòu)、距交壓直流電源在100m以內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)?！さ谒恼隆?.硫酸鹽類早強劑混凝土①種類：硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等，其中硫酸鈉應用較多。②摻量：硫酸鈉分無水硫酸鈉(白色粉末)和有水硫酸鈉(白色品體)。硫酸鈉的適宜摻量為0.5%~2%。當摻量為1%~1.5%時，達到混凝土設計強度70%的時間可縮短一半左右?！さ谒恼隆せ炷立墼恚毫蛩徕cCa(OH)2→硫酸鈣C3A→水化硫鋁酸鈣C3S↗加快了水泥的硬化，使混凝土早期強度提高。Ca(OH)2↘·第四章·混凝土硫酸鈉對鋼筋無銹蝕作用，適用于不允許摻用氯鹽的混凝土。為防止堿一集料反應，硫酸鈉嚴禁用于含有活性集料的混凝土。同時不得用于與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)，外露鋼筋預埋件而無防護措施的結(jié)構(gòu);使用直流電源的工廠及使用電氣化運輸設施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。硫酸鈉早強劑應注意不能超量摻入，以免導致膨脹開裂?！さ谒恼隆?.有機胺類早強劑混凝土①種類：三乙醇胺、三異丙醇胺等。早強效果以三乙醇胺為佳。②摻量：摻量為水泥質(zhì)量的0.02%~0.05%。摻量過多會造成混凝土嚴重緩凝和混凝土后期強度下降，摻量越大，強度下降越多，故應嚴格控制摻量。③特點：無色或淡黃色油狀液體，呈堿性，能溶于水，無毒、不燃。三乙醇胺單獨使用時，早強效果不明顯，與其他外加劑(如氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等)復合使用，效果更加顯著，故一般復合使用。

·第四章·四、緩凝劑緩凝劑：能延緩混凝土凝結(jié)時間，并對混凝土后期強度發(fā)展無不利影響的外加劑。作用：有緩凝、減水、降低水化熱和增強作用，對鋼筋也無銹蝕作用。。分類：糖類，如糖蜜;木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉;羥基羧酸及其鹽類，如檸檬酸、酒石酸;無機鹽類，如鋅鹽、硼酸鹽等。用途：適用于大體積混凝土和炎熱氣候下施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝土，以及需長時間停放或長距離運輸?shù)幕炷?。緩凝劑不宜用于日最低氣?℃以下施工的混凝土，也不宜單獨用于有早強要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土?；炷痢さ谒恼隆ぴ恚夯炷辆從齽┍晃皆谖此囝w粒表面上，這是通過離子鍵、氫鍵或偶極間作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻礙了水化反應。緩凝劑與水泥中某些組分生成了不溶性物質(zhì)，它包圍了水泥顆粒從而阻礙了水化反應進行。Ca(OH)2晶核上吸附了緩凝劑，妨礙了它的進一步生成、長大，不能及時析出就妨礙了硅酸鹽相的進一步水化.吸附理論沉淀理論其他理論·第四章·混凝土五、引氣劑引氣劑：在混凝土攪拌過程中，能引人大量分布均勻的微小氣泡的外加劑。作用：減少混凝土拌合物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性。分類：松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。用途：可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預應力混凝土?！さ谒恼隆せ炷猎恚涸魉员砻婊钚詣饕l(fā)生在液一固界面，（而引氣劑的界面活性作用主要在氣一液界面）。由于能顯著降低水的表面張力和界面能，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50~250um。引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。按混凝土含氣量3%~5%計(不加引氣劑的混凝土含氣量為1%)?！さ谒恼隆せ炷撂攸c：(1)改善混凝土拌合物的和易性減少了顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物流動性增加。使能自由移動的水量減少，混凝土拌合物的保水性、黏聚性也隨之提高。(2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性封閉氣泡彈性變形能緩沖結(jié)冰膨脹應力作用；切斷毛細管通道，使抗?jié)B性得到改善。(3)隆低混凝土強度大量氣泡減少了混凝土的有效受力面積，使混凝土強度有所降低。含氣量每增加1%時，其抗壓強度將降低4%~6%，抗折強度降低2%~3%·第四章·混凝土六、防凍劑防凍劑：能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護條件下達到預期足夠防凍強度。作用：防凍、早強、減水、引氣等多組分組成各盡其能，完成預定抗凍性能。分類：氯鹽類防凍劑適用于無筋混凝土;氯鹽阻銹類防凍劑可用于鋼筋混凝土;無氯鹽類防凍劑可用于鋼筋混凝土工程和預應力鋼筋混凝土工程。硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽易引起鋼筋的應力腐蝕，故此類防凍劑不適用于預應力混凝土以及與鍍鋅鋼材相接觸部位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。含有六價鉻鹽，亞硝酸鹽等有毒成分外加劑，嚴禁用于飲水工程及與儀器接觸部位?！さ谒恼隆せ炷劣猛荆贺摐貤l件下施工的混凝土。目前，國產(chǎn)防凍劑品種適用于0~20℃的溫當在更低氣溫下施工時，應增加其他混凝土冬期施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)預熱法等。土的凍融引起預制混凝土脫落凍脹混凝土開裂·第四章·混凝土七、速凝劑速凝劑：能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。作用：使混凝土迅速凝結(jié)。分類：速凝劑按產(chǎn)品形態(tài)分為粉狀速凝劑和液體。特點：混凝土在5min內(nèi)初凝，10min內(nèi)終凝，1h就可產(chǎn)生強度，1d強度提高2~3倍，后期強度會下降，28d強度為不摻時的80%~90%。用途：用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程以及噴錨支護時的噴射混凝土或噴射砂漿工程?！さ谒恼隆せ炷涟?、減縮劑減縮劑：能降低混凝土的干燥收縮的外加劑。作用：降低混凝土的干燥收縮。特點：典型性的能使混凝土的28d收縮值減少50%~80%，最終收縮值減少25%~50%。原理：使混凝土孔隙中毛細管表面張力下降用途：適用于高標號水泥混凝土、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥配置的混凝土，以及水灰比大的混凝土?！さ谒恼隆せ炷辆?、外加劑的選擇外加劑的選擇注意事項：1.外加劑品種的選擇2.外加劑摻量的確定3.外加劑的摻加方法4.外加劑的儲運保管THANKS謝謝聆聽建筑材料—建筑材料課程教學團隊國家規(guī)劃教材、國家級精品在線開放課程配套教學課件2024年12月·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

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混凝土第四章·第四章·4.10普通混凝土的配合比設計普通混凝土的配合比設計是確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。配合比常用的表示方法質(zhì)量法：一種是以1m3混凝土中各項材料的質(zhì)量表示水泥：水：砂

：石子=300kg：80kg：720kg：1200kg質(zhì)量比法：以水泥質(zhì)量為1，將上例換算成質(zhì)量比表示水泥：砂：石子：水=1：2.4：4：0.6混凝土·第四章·混凝土混凝土配合比設計時，應使混凝土滿足哪些基本要求?·第四章·混凝土一、混凝土配合比設計的基本要求1)滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計要求的強度等級。2)滿足混凝土施工要求的和易性。3)滿足工程所處環(huán)境要求的混凝土耐久性4)在上述三滿足的前提下，考慮經(jīng)濟要求，節(jié)約水泥，降低成本。·第四章·混凝土二、混凝土配合比設計的資料準備1)了解工程設計要求的混凝土強度等級，以便確定混凝土配制強度。2)了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求，以便確定所配制混凝土的最大水膠比和最小水泥用量。3)掌握原材料的性能指標

包括:水泥的品種、強度等級、密度；

砂、石集料的種類、級配、最大粒徑等；

水質(zhì)；

外加劑品種、性能……·第四章·混凝土三、混凝土配合比設計中的三個參數(shù)本質(zhì)：確定水泥、水、砂與石子這四項基本組成材料用量之間的三個比例關(guān)系。水膠比、砂率、單位用水量是混凝土配合比的三個重要參數(shù)，水水泥水膠比砂石子砂率水泥漿集料單位用水量·第四章·混凝土確定這三個參數(shù)的基本原則是:強度耐久性水膠比和易性單位用水量砂率·第四章·混凝土四、混凝土配合比設計的步驟1.初步計算配合比2.基準配合比3.實驗室配合比4.施工配合比·第四章·混凝土（一）、初步配合比設計當混凝土的設計強度<C60時，試配強度按下式計算：

式中，fcu,o——混凝土配制強度（MPa）；fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值，這里取混凝土的設計強度等級值（MPa）；σ——混凝土強度標準差（MPa）。(1)設計強度<C60時(2)設計強度≥C60時·第四章·混凝土（一）、初步配合比設計1.配制強度fcu,o的確定

式中，fcu,o——混凝土配制強度（MPa）；fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值，這里取混凝土的設計強度等級值（MPa）；(1)當施工單位具有近期的同一品種混凝土強度資料時，混凝土強度標準差計算：(2)當施工單位無歷史統(tǒng)計資料時，可按表取用·第四章·混凝土標準差σ

的確定方法：<C30,max{3.0，σ}；C30~C60,max{4.0，σ}；

式中——第組的試件強度值（MPa）；——組試件強度的平均值（MPa）；

n——混凝土試件的組數(shù)。砼強度等級≤C20C25~C45C50~C65σ/MPa4.05.06.0(1)設計強度<C60時(2)設計強度≥C60時試驗確定·第四章·混凝土2.確定相應的水膠比（W/B）

式中，αa、αb——回歸系數(shù)；fb——膠凝材料28d膠砂抗壓強度（MPa）·第四章·混凝土

其中，αa、αb回歸系數(shù)的確定方法①回歸系數(shù)和根據(jù)工程所使用的水泥、集料，通過試驗由建立的水膠比與混凝土強度關(guān)系式確定。②當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，其回歸系數(shù)可按下表采用。·第四章·混凝土

膠凝材料28d膠砂抗壓強度fb的確定方法①實測。②按下式計算。水泥強度等級值(1)水膠比在0.40~0.80，查表

(2)水膠比＜0.40試驗確定·第四章·混凝土3.選取1m3混凝土的用水量mwo

干硬性混凝土的用水量硬塑性混凝土的用水量·第四章·混凝土3.選取1m3混凝土的用水量mwo

摻外加劑時，混凝土的用水量90mm坍落度的用水量為基礎，按每增大20mm坍落度相應增加5kg/m3用水量來計算，當坍落度增大到180mm以上時，隨坍落度相應增加的用水量可減少；外加劑的減水率（%），應經(jīng)混凝土試驗確定·第四章·混凝土1m3混凝土摻外加劑用量mao

每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）外加劑的摻量，經(jīng)混凝土試驗確定·第四章·混凝土4.膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量(1)膠凝材料用量mbo（kg/m3）

(2)礦物摻合料用量mfo（kg/m3）礦物摻合料摻量，查表確定硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥混凝土摻合料最大摻量預應力混凝土摻合料最大摻量·第四章·混凝土4.膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量(3)水泥用量mco（kg/m3）

·第四章·混凝土5.選用合理砂率值βs(1)坍落度<10mm由試驗確定。(2)坍落度為10~60mm查表(3)坍落度＞60mm試驗確定或按上表：坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調(diào)整。

混凝土砂率·第四章·混凝土6.計算粗、細集料的用量mgo、mso質(zhì)量法和體積法(1)質(zhì)量法：一個1m3混凝土拌合物的質(zhì)量值

1m3水泥用量1m3粗集料用量1m3細集料用量1m3用水量1m3摻合料用量砂率1m3混凝土假定重量2350~2450kg解聯(lián)立兩式，即可求出mso和mgo。▼▼▼▼·第四章·混凝土(2)體積法：一個1m3混凝土拌合物的體積值

砂率礦物摻合料密度水泥密度粗集料表觀密度細集料表觀密度水的密度含氣百分數(shù)▼▼▼▼解聯(lián)立兩式，即可求出mso和mgo?！さ谒恼隆せ炷粒ǘ?、試配，提出基準配合比基準配合比目的：初步配合比不一定能夠完全符合具體的工程實際情況，通過試拌調(diào)整，直到混凝土拌合物的和易性符合要求為止。

粗骨料最大公稱粒徑/㎜拌合物數(shù)量/L31.5以下2040.0251.最小攪拌量要求(1)不小于下表要求(2)不小于攪拌機公稱容量的1/4·第四章·混凝土2.調(diào)整方法試拌出的拌合物坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或黏聚性和保水性不良時，保持水膠比不變的條件下，相應調(diào)整用水量或砂率，一般調(diào)整幅度為1%~2%，直到符合要求為止。

·第四章·混凝土（三）、

檢驗強度，確定實驗室配合比

1.實驗室配合比目的：檢驗混凝土的強度2.準備：其一為基準配合比，另外兩個配合比的水膠比，宜較基準配合比分別增加或減少0.05，而其用水量與基準配合比相同，砂率可分別增加或減少1%。每種配合比制作一組（三塊）試件，并經(jīng)標準養(yǎng)護到28d時試壓?！さ谒恼隆せ炷?.確定實驗室配合比(1)各膠水比及其對應的混凝土的強度關(guān)系，用作圖或計算求出與混凝土配制強度fcu,o適應的膠水比。

fcu,oW/C1W/C2W/C3W/CfcuW/C·第四章·混凝土并按下列原則確定1m3混凝土的材料用量：①用水量mw：取基準配合比中的用水量，并根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進行適當?shù)恼{(diào)整。②膠凝材料用量mb：以用水量乘以選定的膠水比計算確定。③粗、細集料用量mg、ms：取基本配合比中的粗細集料用量，并按選定的水膠比進行適當?shù)恼{(diào)整。

·第四章·混凝土(2)混凝土表觀密度的校正。計算步驟①計算混凝土的表觀密度計算值ρc，c

②計算混凝土配合比校正系數(shù)δ混凝土表觀密度計算值ρc，c混凝土表觀密度實測值ρc，t·第四章·混凝土③當混凝土表觀密度實測值ρc，t與計算值ρc，c之差的絕對值<2%時，以上定出的配合比即為確定的實驗室配合比；>2%時，應將配合比中的各項材料用量均乘以校正系數(shù)，即為確定的混凝土實驗室配合比。

·第四章·混凝土4.施工

配合比現(xiàn)場材料的實際稱量按工地砂、石的含水情況進行修正修正后的配合比稱為施工配合比。假定工地存放砂的含水率為a（%），石子的含水率為b（%），則將上述設計配合比換算為施工配合比，其材料稱量為：

·第四章·混凝土五、混凝土配合比設計實例某高層辦公樓的基礎底板設計使用C30等級混凝土，采用泵送施工工藝。根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2011)(以下簡稱《規(guī)程》)的規(guī)定，其配合比計算步驟如下:1.原材料選擇結(jié)合設計和施工要求，選擇原材料并檢測其主要性能指標如下:(1)水泥選用P.042.5級水泥，28d膠砂抗壓強度48.6MPa，安定性合格(2)礦物摻合料選用F類Ⅱ級粉煤灰，細度18.2%，需水量比101%，燒失量7.2%。選用S95級礦粉，比表面積428m/kg，流動度比98%，28d活性指數(shù)99%?！さ谒恼隆せ炷?3)粗集料選用最大公稱粒徑為25mm的粗集料，連續(xù)級配，含泥量1.2%，泥塊含量0.5%，針片狀顆粒含量8.9%。(4)細集料采用當?shù)禺a(chǎn)天然河砂，細度模數(shù)2.70，級配Ⅱ區(qū)，含泥量2.0%，泥塊含量0.6%。(5)外加劑選用某公司生產(chǎn)A型聚羧酸減水劑，減水率為25%，含固量為20%(6)水選用自來水?！さ谒恼隆せ炷?.計算配制強度由于C30等級混凝土缺乏強度標準差統(tǒng)計資料，因此根據(jù)《規(guī)程》中的表選擇強度標準差為5.0MPa，·第四章·混凝土3.確定水膠比（1）礦物摻合料摻量選擇應根據(jù)《規(guī)程》中的規(guī)定，并考慮混凝土原材料、應用部位和施工工藝等因素來確定粉煤灰摻量。比較技術(shù)經(jīng)濟情況，確定3種情況，綜合考慮：方案1為C30混凝的粉煤灰摻量30%。方案2為C30混凝的粉煤灰摻量30%，礦粉摻量10%方案3為C30混凝的粉煤灰摻量25%，礦粉摻量20%?！さ谒恼隆せ炷?.確定水膠比（2）膠凝材料膠砂強度檢測或計算結(jié)果：方案1實測摻加30%粉煤灰的膠凝材料28d膠砂強度為fb=35.0MPa。方案2根據(jù)表選取粉煤灰和礦粉影響系數(shù)，計算膠凝材料28d膠砂強度方案3根據(jù)表選取粉煤灰和礦粉影響系數(shù)，計算膠凝材料28d膠砂強度計算結(jié)果：方案1摻加30%粉煤灰時混凝土的水膠比為0.442；方案2摻加30%粉煤灰和10%礦粉時混凝土的水膠比為0.430；方案3摻加25%粉煤灰和20%礦粉時混凝土的水膠比為0.450?！さ谒恼隆せ炷?.確定水膠比（3）水膠比計算

混凝土強度等級<C60·第四章·混凝土4.計算用水量確定坍落度設計值為180mm。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定計算用水量步驟如下：（1）塑性混凝土單位用水量根據(jù)《規(guī)程》中表選擇單位用水量，見表。滿足坍落度90mm的塑性混凝土單位用水量為210kg/m3（插值）?！さ谒恼隆せ炷?.計算用水量摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調(diào)整。（2）推定未摻外加劑時混凝用水量以滿足坍落度90mm的塑性混凝土單位用水量為基礎，按每增大20mm坍落度相應增加5kg/m3用水量來計算坍落度180mm時單位用水量（3）摻外加劑時的混凝土用水量

利用《規(guī)程》中公式計算摻外加劑時的混凝土用水量如下經(jīng)試驗確定外加劑的減水率25%：

·第四章·混凝土5.計算膠凝材料用量根據(jù)上述水膠比和單位用水量數(shù)據(jù)，根據(jù)《規(guī)程》中公式計算膠凝材料用量如下：

方案1混凝土的膠凝材料用量為394kg/m3；方案2混凝土的膠凝材料用量為405kg/m3；方案3混凝土的膠凝材料用量為387kg/m3?！さ谒恼隆せ炷?.計算外加劑用量選定C30混凝土的A型減水劑摻量為1.0%，根據(jù)《規(guī)程》中公式計算外加劑用量

方案1混凝土的外加劑單位用水量為3.94kg/m3；方案2混凝土的外加劑單位用水量為4.05kg/m3；方案3混凝土的外加劑單位用水量為3.87kg/m3?！さ谒恼隆せ炷?.計算礦物摻合料用量根據(jù)《規(guī)程》中公式分別計算粉煤灰和礦粉用量如下：

方案1

粉煤灰用量方案2粉煤灰用量

礦粉用量方案3

粉煤灰用量

礦粉用量·第四章·混凝土8.計算水泥用量根據(jù)膠凝材料用量、粉煤灰用量，計算水泥用量如下：

方案1

水泥用量方案2水泥用量

方案3水泥用量·第四章·混凝土9.計算砂率初步選取坍落度60mm時砂率值為31%（插值）。隨后按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以調(diào)整，得到坍落度180mm混凝土的砂率βs=（180-60）/20+31%=37%。計算結(jié)果：坍落度180mm的C30混凝土砂率為37%。

·第四章·混凝土10.計算粗細集料用量C30混凝土容重為2400kg/m3

方案1已知求解得砂、石質(zhì)量分別為·第四章·混凝土10.計算粗細集料用量同理

方案2求解得砂、石質(zhì)量分別為方案3求解得砂、石質(zhì)量分別為·第四章·混凝土11.調(diào)整用水量扣除液體外加劑的水分，C30混凝土實際單位用水量計算結(jié)果為：方案1混凝土的調(diào)整用水量為171kg/m3；方案2混凝土的調(diào)整用水量為171kg/m3；方案3混凝土的調(diào)整用水量為171kg/m3。

·第四章·混凝土11.試拌配合比（共計3個方案的配合比）

方案強度等級膠凝材料水泥粉煤灰礦粉粗集料細集料減水劑水1C30394276118011546783.941712C304052431224111476734.051713C30387213977711586803.87171對三種方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最佳方案。THANKS謝謝聆聽建筑材料—建筑材料課程教學團隊國家規(guī)劃教材、國家級精品在線開放課程配套教學課件2024年12月·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

建筑鋼材防水材料墻體材料67891011建筑塑料與膠黏劑常用建筑裝飾材料絕熱材料與吸聲材料

混凝土第四章·第四章·4.11特殊混凝土的配合比設計一、高強混凝土高強混凝土：強度等級為C60及其以上的混凝土。1.配制高強混凝土所用的材料1）應選用質(zhì)量穩(wěn)定，強度等級不低于425級的硅酸鹽水泥或普通水泥。2）粗集料宜采用連續(xù)級配，其粗集料的最大公稱粒徑不應大于25mm；針、片狀顆粒含量不宜大于5.0%，且不應大于8%；含泥量不應大于0.5%，泥塊含量不宜大于0.2%；不宜采用再生粗骨料。其他質(zhì)量指標應符合現(xiàn)行國家標準《建設用卵石、碎石》（GB/T14685-2022）的規(guī)定?；炷痢さ谒恼隆?）細集料的細度模數(shù)為2.6~3.0的Ⅱ區(qū)中砂，含泥量不應大于2.0%，泥塊含量不宜大于0.5%。采用人工砂時，石粉含量不應大于5%，壓碎指標值應不小于25%。其他質(zhì)量指標應符合現(xiàn)行國家標準《建設用砂》（GB/T14684-2022）的規(guī)定。4）配制高強混凝土時應摻用高效減水劑或緩凝高效減水劑。5）配制高強混凝土時應摻用活性較好的礦物摻合料，且宜復合使用礦物摻合料。粉煤灰等級不應低于I級，對強度等級不低于C80的高強混凝宜摻用硅酸鹽粉煤灰?；炷痢さ谒恼隆?.高強混凝土配合比計算高強混凝土配合比的計算方法和步驟可參照普通混凝土方法進行，同時還應滿足下列規(guī)定：1）高強混凝土配合比應經(jīng)試驗確定。在缺乏試驗依據(jù)的情況下，配合比設計宜符合下列要求：①高強混凝土適配強度應按下式確定?；炷痢さ谒恼隆あ谒z比、膠凝材料用量和砂率可按下表選取，并應經(jīng)試配確定。

混凝土·第四章·③外加劑和礦物摻合料的品種、摻量，應通過試配確定；

礦物摻合料摻量宜為25%~40%；硅灰摻量不宜大于10%。④水泥用量不宜大于500kg/m3?；炷痢さ谒恼隆せ炷?）在試配過程中，應采用三個不同的配合比進行混凝土強度試驗，其中一個可為依據(jù)下表計算后調(diào)整拌合物的試拌配合比，另外兩