第四章水泥混凝土与砂浆.pptx

本章教学目的本章教学目的水泥混凝土的概念、优、缺点、组成各材料的作用及技术要求；新拌砼拌合物的工作性的含义及其它影响因素；砼强度等级及提高砼强度的措施；砼的耐久性的含义和砼配合比设计方法；砂浆的技术性质与技术标准。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述普通混凝土结构示意图普通混凝土结构示意图 普通水泥混凝土（简称普通水泥混凝土（简称混凝土）：混凝土）：就是一种复合就是一种复合材材料料，它是由，它是由水泥、细集料、水泥、细集料、粗集料粗集料和和水水组成的水泥浆体组成的水泥浆体为黏结介质，将分散其间的为黏结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结不同粒径的粗、细集料胶结起来（必要时加入适量外加起来（必要时加入适量外加剂），在一定的条件下，硬剂），在一定的条件下，硬化成为具有一定力学性能的化成为具有一定力学性能的人造石材。人造石材。4.1.1混凝土的定义混凝土的定义课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述v4.1.24.1.2混凝土的分类混凝土的分类 1）按强度分中强度砼低强度砼高强度砼抗压强度低于20MPa抗压强度2050MPa抗压强度大于50MPa2）按表观密度分轻砼普通砼重砼容重一般为2400kg/m3容重一般为1900kg/m3容重一般为3200kg/m3课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述3）按使用特性分喷射砼加气砼钢纤维砼绿化砼v4.1.3 4.1.3 混凝土的优缺点混凝土的优缺点 优点：优点：有较高的抗压强度有较高的抗压强度:有一定的承载能力有一定的承载能力;有较好的耐久性有较好的耐久性:用得越久用得越久,强度越高强度越高.课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述 有较好的可塑性有较好的可塑性:可以浇筑成任意形状、不可以浇筑成任意形状、不 同强度、不同性能的建筑物同强度、不同性能的建筑物;原材料来源广泛，价格低廉原材料来源广泛，价格低廉.缺点：缺点：与抗压强度相比，水泥砼抗拉强度低，受与抗压强度相比，水泥砼抗拉强度低，受 拉时变形能力小。拉时变形能力小。抗拉强度低抗拉强度低,受拉时容易受温度变化而开裂受拉时容易受温度变化而开裂 自重大，施工困难。自重大，施工困难。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述v4.1.4 4.1.4 混凝土的组成材料及各自的作用混凝土的组成材料及各自的作用 v基本组成材料：水泥、细集料（砂）、粗集料（石子）、外加剂。水、水泥形成水泥浆包裹黏结在粗集料空隙中水、水泥形成水泥浆包裹黏结在粗集料空隙中及表面起填充作用，粗集料承担起骨架作用，及表面起填充作用，粗集料承担起骨架作用，外加剂根据的类型不同其的作用各不相同。外加剂根据的类型不同其的作用各不相同。v4.1.5 4.1.5 混凝土中各组成材料的要求混凝土中各组成材料的要求1 水泥水泥 1、水泥在混凝土中最重要的材料起胶结作用，应合理正确地选择水泥品种和等级，根据工程性质特点，所处环境及施工条件合理选用。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述2、水泥强度等级的选择（要符合经济适用）l高高强度等级砼强度等级砼采用高强度等级水泥采用高强度等级水泥l低低强度等级砼强度等级砼采用低强度等级水泥采用低强度等级水泥硅酸盐水泥（代号代号P或或P）普通硅酸盐水泥：（代号（代号PO）矿渣硅酸盐水泥：（代号（代号PSA或或PSB）火山灰质硅酸盐水泥（代号（代号PP）粉煤灰硅酸盐水泥（代号（代号PF）复合硅酸盐水泥（代号（代号PC）六种常用的水泥（P127页表4-1）课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述l低强度水泥配高强度砼，水泥用量多不经济l高强度水泥配低强度砼，少量就能满足要求，要保证施工的和易性及而久性要增加水泥用量，也不经济。二、细集料 细骨料：粒径在150m4.75mm之间的岩石颗粒。技术性能要求：1、砼用砂应具有高的密度与小的表面积。（应符合P127页4-2表）2、有害杂质含量少（应符合P128页4-3表）课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述 3、具有良好的颗粒形状、坚固耐久。4、砂的含水状态对砂的体积影响很大，当砂表面干燥而颗粒内部的空隙含水饱和时，称饱和面干状态。三、粗集料粗集料：粒径大于4.75的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石两种。外观表面一定要清洁、粗糙、无尖锐角。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述2.粗集料的技术要求粗集料的技术要求卵石天然岩石以自然风化，水流搬运与分选，经过人工筛分形成大于4.75的颗粒用于砼骨料。碎石天然岩石以破碎、筛分制成。1.颗粒形状和表面特征颗粒形状和表面特征（1）强度：岩石在饱水状态下的抗压强度：岩浆岩大于80MPa、变质岩大于60MPa、沉积岩大于30MPa。（2）坚固性与压碎值：都分为都分为、三种类三种类别（别（P129P129页页4-44-4表）表）课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述（3）物理指标：表观容重大于2.5g/cm3；松装容重大于1.350g/cm3；孔隙率小于47%。（4）颗粒级配：粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述 间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见(P130表4-5)（5）最大粒径与针片状颗粒：粗集料中公称粒径的上限称该粒径的最大粒径。使用部位不同粒径要求大小也不同应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000)规定。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述 形状：以正立方体为佳，不能含有过多的针、片状颗粒 针状颗粒：颗粒长度大于平均粒径的2.4倍的颗粒 片状颗粒：颗粒厚度小于平均粒径的0.4倍的颗粒（6）有害物质含量：含泥量、泥块含量、有机物、硫化物等应符合（P130页4-6表）3、混凝土用水：应符合国家标准。课题一课题一 水泥混凝土的概述水泥混凝土的概述四、外加剂v定义：用于改善混凝土某些性能的材料，称为混凝土外加剂。一般用量不大于水泥质量的5%控制加入混凝土中搅拌。v常用的几种外加剂减水剂缓凝剂引气剂早强剂复合外加剂课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性4.2.1新拌混凝土混合料工作性的含义1.工作性是指混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实）并能获得得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。工作性是一个综合性质，包括流动性、粘聚性和保水性。也可以说包括以下四个性质。.流动性流动性混合料在本身自重或施工机械振混合料在本身自重或施工机械振捣作用下，克服内摩阻力产生流动，能均匀密实地捣作用下，克服内摩阻力产生流动，能均匀密实地填满模板各部位的一种性能。它主要决定于粗集料、填满模板各部位的一种性能。它主要决定于粗集料、细集料、水泥三种固相物质与液相水的比率。增加细集料、水泥三种固相物质与液相水的比率。增加用水量可使流动性显著提高。用水量可使流动性显著提高。课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性 黏聚性黏聚性 指混凝土混合料在施工过程中各成分指混凝土混合料在施工过程中各成分之间有一定的黏聚力，不产生分层和离析现象。之间有一定的黏聚力，不产生分层和离析现象。可塑性可塑性指混合料不在外力作用下产生脆断指混合料不在外力作用下产生脆断的性能。的性能。保水性保水性混合料在进行捣实或振动过程中，具混合料在进行捣实或振动过程中，具有一定的保水能力，不产生严重泌水现象。有一定的保水能力，不产生严重泌水现象。混合料的工作性是上述四种基本性能的综合概混合料的工作性是上述四种基本性能的综合概念。这四种性能既互相关联又互相矛盾，例如加大念。这四种性能既互相关联又互相矛盾，例如加大用水量可增加混合料的流动性，但对可塑性和稳定用水量可增加混合料的流动性，但对可塑性和稳定性不利，并对混凝土的强度损失很明显。要求稳定性不利，并对混凝土的强度损失很明显。要求稳定性好，混合料应具有较高的内聚性，而易密性则要性好，混合料应具有较高的内聚性，而易密性则要求混合料具有较小的内聚力。求混合料具有较小的内聚力。课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性2.2.工程意义：工程意义：新拌混凝土拌合物有良好的工作性可便于运新拌混凝土拌合物有良好的工作性可便于运输、利于成型等确保质量。输、利于成型等确保质量。3.3.工作性不良造成的后果：工作性不良造成的后果：控制不好混凝土会出现蜂窝、麻面、分层等控制不好混凝土会出现蜂窝、麻面、分层等病害，影响砼质量。病害，影响砼质量。4.2.2影响混凝土拌合物的工作性的因素课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性影响混凝土的因素集浆比集料水泥水灰比砂率外加剂温度与拌合时间课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性、适当提高混凝土的材料组成。、掺家外加剂。、加强振捣，提高砼振捣的机械性能。4.2.3提高混凝土拌合物的工作性的措施4.2.4混凝土拌合物的工作性选择根据施工时查阅新的规范要求4.2.5新拌混凝土拌合物的工作性指标及测定方法测定方法塌落度试验（适用塑性砼）维勃稠度试验（适用干硬性砼）课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性1、塌落度试验示意图课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性1、维勃稠度试验示意图步骤：步骤：1 1、装样方法同坍落度试验。、装样方法同坍落度试验。2 2、开动振动台并记录时间，、开动振动台并记录时间，从开始振动至透明圆盘底面从开始振动至透明圆盘底面完全被水泥浆布满至，所经完全被水泥浆布满至，所经历的时间，以历的时间，以s s秒计。秒计。维勃稠度仪维勃稠度仪1 1圆柱形容器；圆柱形容器；2坍落度筒；坍落度筒；3 3漏斗；漏斗；4测杆；测杆；5透明圆盘透明圆盘 6 6振动台振动台课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性评定和易性方法：v流动性的检测方法：坍落度（T）维勃稠度（s）v粘聚性的检测方法：采用直观经验目测。v保水性的检测方法：采用直观经验目测。v维勃稠度用时间秒（s）来表示，稠度值一般为530s，适用于石子最大粒径DM40mm的砼。v按维勃稠度可分为四个等级 半干硬性砼（105s）干硬性砼（2011s）特干硬性砼（3021s）超干硬性砼（31s）课题二课题二 普通水泥混凝土的工作性普通水泥混凝土的工作性按坍落度值将砼流动性大小分为四个级别（1）大流动性砼：T160mm（2）流动性砼：T=100-150mm（3）塑性砼：T=50-90mm（4）低塑性砼：T=10-40mm当T10mm时，为干硬性砼。用维勃稠度（s）来表示。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性4.3.1硬化后的力学性质主要分为两大类：强度和变形两方面（一）强度（一）强度 强度是强度是混凝土硬化后的主要力学性质，混凝土硬化后的主要力学性质，其中最重要的是混凝土的抗压强度和抗折强其中最重要的是混凝土的抗压强度和抗折强度。度。1 1抗压强度标准值和强度等级抗压强度标准值和强度等级 在结构设计时，混凝土各种力学强度在结构设计时，混凝土各种力学强度的标准值，均可由强度等级换算出，因此，的标准值，均可由强度等级换算出，因此，强度等级是混凝土各种力学强度标准值的基强度等级是混凝土各种力学强度标准值的基础。础。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性立方体抗压强度（立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方法制按照标准的制作方法制成边长成边长150mm的正立方体试件，在标准养护条件的正立方体试件，在标准养护条件（温度（温度20 33C，相对湿度，相对湿度90%以上）下，养护至以上）下，养护至28d龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体试件抗压强度。计算公式为称为混凝土立方体试件抗压强度。计算公式为 以三个试件为一组，取三个试件强度的算术平以三个试件为一组，取三个试件强度的算术平均值作为每组试件的强度代表值。非标准尺寸试均值作为每组试件的强度代表值。非标准尺寸试件测得的立方体强度，应乘以试件尺寸换算系数件测得的立方体强度，应乘以试件尺寸换算系数,折算为标准试件的立方体抗压强度。可参考教材折算为标准试件的立方体抗压强度。可参考教材P146，按表，按表4-17选用。选用。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性 立方体抗压强度标准值（立方体抗压强度标准值（f f cu,k cu,k）按照标准按照标准方法制作和养护的边长为方法制作和养护的边长为150mm150mm的立方体试件，在的立方体试件，在28d28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%5%（即具有（即具有95%95%的保证率），立方体抗压强度标准的保证率），立方体抗压强度标准值以（值以（f f cu,k cu,k）表示，单位）表示，单位MPaMPa。从以上定义可知，立方体抗压强度（从以上定义可知，立方体抗压强度（f f cucu）只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值。而只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值。而立方体抗压强度标准值以（立方体抗压强度标准值以（f f cu,k cu,k）是按数理统计）是按数理统计方法确定，具有不低于方法确定，具有不低于95%95%保证率的立方体抗压强保证率的立方体抗压强度。度。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性 混凝土强度等级混凝土强度等级它是根据立方体抗压强它是根据立方体抗压强度标准值来确定的。强度等级的表示方法是用度标准值来确定的。强度等级的表示方法是用符号符号“C”和和“立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值”两项内两项内容表示。我国现行规范（容表示。我国现行规范（JTGD62-2004)）规定，）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等等14个强个强度等级。度等级。测定方法。具体操作见T0553-2005课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性2 2抗折强度（抗折强度（f f）抗折强度指标的确定抗折强度指标的确定道路路面和机场道面用水道路路面和机场道面用水泥混凝土，是以抗折强度作为主要强度指标，抗压泥混凝土，是以抗折强度作为主要强度指标，抗压强度作为参考强度指标。不同交通量分级的水泥混强度作为参考强度指标。不同交通量分级的水泥混凝土计算抗折强度，可参考教材凝土计算抗折强度，可参考教材P147，按表，按表4-18和和选用。道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系，选用。道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系，可参考教材可参考教材P147，如表，如表4-18。抗折强度的试验条件抗折强度的试验条件道路水泥混凝土的抗折强道路水泥混凝土的抗折强度是以标准抗折强度制备成度是以标准抗折强度制备成150 150150 550cm550cm的梁的梁形试件，在标准条件下，经养护形试件，在标准条件下，经养护28d后，按三分点后，按三分点加荷方式，测定其抗折强度。如为跨中单点加荷得加荷方式，测定其抗折强度。如为跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系数到的抗折强度，应乘以折算系数0.85。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性水泥混凝土抗水泥混凝土抗折强度试验图折强度试验图1 1试件；试件；2支座；支座；3加荷支座加荷支座4 4千分表；千分表；5千分表架；千分表架；6螺杆螺杆课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性（三）影响混凝土 强度的因素1.各组成材料对砼强度的影响2.养护条件对砼强度的影响3.施工条件与方法的影响4.试验条件对砼强度的影响（四）提高混凝土 强度的措施1.选用高强水泥或早强水泥2.采用低水灰比和低集浆比3.掺入适量的减水剂或早强剂4.采用蒸汽养护或蒸压养护5.采用机械施工方法课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性（二）变形（二）变形 强度的变形主要由弹性变形、收缩变形、强度的变形主要由弹性变形、收缩变形、徐变、温度变形等四类。徐变、温度变形等四类。4.3.2 使用的耐久性耐久性是指材料抵抗外界因素的破坏作用的性能。耐久性主要包括以下三个方面：1.抗冻性2.耐磨性3.碱集料反应。课题三课题三 普通水泥混凝土的强度与耐久性普通水泥混凝土的强度与耐久性 对道路与桥梁建筑混凝土，长期受风霜雨雪对道路与桥梁建筑混凝土，长期受风霜雨雪的侵蚀，耐久性的首要要求是抗冻性，其次对的侵蚀，耐久性的首要要求是抗冻性，其次对道路混凝土还要求有耐磨性；桥梁墩台混凝土道路混凝土还要求有耐磨性；桥梁墩台混凝土要求具有抗化学侵蚀的耐蚀性。此外，碱集要求具有抗化学侵蚀的耐蚀性。此外，碱集料反应所引起的破坏也引起人们的关注。料反应所引起的破坏也引起人们的关注。提高混凝土耐久性的措施有：提高混凝土耐久性的措施有：合理选用水合理选用水泥品种；合理水灰比和水泥用量，对最大水灰泥品种；合理水灰比和水泥用量，对最大水灰比和最小水泥用量加以规定；合理选用材料质比和最小水泥用量加以规定；合理选用材料质量，改善骨料级配；掺入减水剂、加气剂，减量，改善骨料级配；掺入减水剂、加气剂，减少用水量，提高混凝土抗渗性和抗冻性；施工少用水量，提高混凝土抗渗性和抗冻性；施工中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工质量。中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工质量。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 混凝土配合比是指混凝土中四种基本材料混凝土配合比是指混凝土中四种基本材料水泥、水、砂及石子用量之间的比例关系，有水泥、水、砂及石子用量之间的比例关系，有时还注明外加剂的用量。正确合理的掺配称配时还注明外加剂的用量。正确合理的掺配称配合比设计。合比设计。4.4.1混凝土配合比设计1.定义 2.2.混泥土配合比表示方法混泥土配合比表示方法v相对用量表示法：相对用量表示法：通常以水泥为通常以水泥为1，并按，并按“水泥：细集料：粗集料：水灰比水泥：细集料：粗集料：水灰比”的顺序表示的顺序表示（例如（例如1:1.851.85:2.902.90；W W/C C=0.50.53 3）。）。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计v单位用量表示法：单位用量表示法：通常以每通常以每1m1m3 3混凝土各材混凝土各材料表示方法，并按料表示方法，并按“水泥：水：细集料：粗集水泥：水：细集料：粗集料料”的顺序排列。（例如的顺序排列。（例如350kg350kg：185kg:680kg185kg:680kg1200kg1200kg）也就是）也就是1m1m3 3混凝土用水泥混凝土用水泥350kg350kg，水，水185kg185kg，细集料，细集料680kg680kg，粗集料，粗集料1200kg1200kg）。）。3、混凝土配合比的基本原则：（）满足结构设计的强度等级要求；（）满足新拌混凝土和物施工时的工作性要求及和易性；（）满足混凝土耐久性的要求；（）提高经济效益。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计4、配合比设计的三参数、配合比设计的三参数 组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子用量之间有三个对比关系，即：石子用量之间有三个对比关系，即：1、水灰比（水灰比（）：用水量与水泥用量之间）：用水量与水泥用量之间的对比关系。的对比关系。水灰比是确定混凝土强度和耐久性的重要水灰比是确定混凝土强度和耐久性的重要参数，也是影响混凝土和易性的重要因素。参数，也是影响混凝土和易性的重要因素。2、砂率（、砂率（Sp）：砂的用量与石子用量之间）：砂的用量与石子用量之间的对比关系。通常以砂用量占砂、石总量的百分的对比关系。通常以砂用量占砂、石总量的百分数表示数表示(即砂率即砂率)。砂率是影响混凝土和易性的重要参数。砂率是影响混凝土和易性的重要参数。3、单位用水量（、单位用水量（W)课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计混凝土中水泥浆用量与骨料用量之间的对比关系，可混凝土中水泥浆用量与骨料用量之间的对比关系，可用每立方米混凝土的用水量表示。用每立方米混凝土的用水量表示。用水量主要影响混凝土和易性，对混凝土的强度也有用水量主要影响混凝土和易性，对混凝土的强度也有影响。影响。确定的原则：确定的原则：（1）在满足强度、耐久性要求上，确定砼的）在满足强度、耐久性要求上，确定砼的 。（2）在满足和易性的基础上，确定粗骨料、单位体积用水）在满足和易性的基础上，确定粗骨料、单位体积用水量、砂的用量。量、砂的用量。5、混凝土配合比设计分为四大步骤、混凝土配合比设计分为四大步骤（1）初步配合比）初步配合比（2）基准配合比（实验室试拌）强度）基准配合比（实验室试拌）强度（3）设计配合比）设计配合比 和易性检验和易性检验（4）施工配合比）施工配合比 课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计6、初步计算配合比的确定、初步计算配合比的确定（1）根据混凝土的等级强度配制（fcu.0）的确定 配制强度与设计强度的关系，要求配制强度设计强度（必要的强度保证率P=95%)fcu.0 fcu.k1.645 fcu,o混凝土施工配制强度（MPa）；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）1.645P为95%的强度保证率；施工单位确定混凝土强度标准差（MPa）课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 混凝土强度标准差（混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为v对于对于 C20C20、C25C25级混凝土，级混凝土，计算值计算值2.5MPa2.5MPa时时,计算配制强度时取计算配制强度时取 2.5MPa 2.5MPa；v对于对于 C30C30级以上的混凝土，级以上的混凝土，计算值计算值3.0MPa3.0MPa时时,计算配制强度时取计算配制强度时取 3.0MPa 3.0MPa；课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计v当施工单位不具有近期的同一品种混凝土当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，的强度资料时，值可按下表取值。值可按下表取值。混凝土设计混凝土设计强度等级强度等级f fcu,kcu,k 低于低于 C20C20C20C35C20C35高于高于C35C35(MPa)(MPa)4.04.05.05.06.06.0混凝土强度标准差()课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计(）计算水灰比（W/C）1.按混凝土要求强度等级计算水灰比和水泥实际强度，根据已确定的混凝土配制强度fcu,0=AFce（C/W-B)，计算水灰比：根据强度公式计算水灰比：C/W=Afce/（fcu,o+ABfce）式中fcu,o混凝土试配强度,MPa；fce水泥28d的实测强度,MPa;在无法取得水泥实际强度时，可按式（4-9）计算；A,B 回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。C/W混凝土要求的灰水比课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 水泥强度等级值（水泥强度等级值（MPa)fce.k 水泥强度等级水泥强度等级（MPa)2.按耐久性要求校核水灰比如果强度计算的水灰比大于耐久性允许的最大水灰比时，应按P158页表4-26课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计混凝土最大水灰比和最小水泥用量表4-26P158页课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计3.选定单位用水量（w0）根据集料的品种、粒径及施工的要求的混凝土拌合物稠度值（坍落度或维勃稠度）选择每立方米混凝土拌合物的用水量。一般可根据施工单位对所用材料的经验确定。如经验不足可参照表选取。如无使用经验时可参考P158页4-27表和4-28表课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计干硬性混凝土的单位用水量（kg/m3）表4-27拌合物稠度卵石最大粒径()碎石最大粒径()项目指标102040152040维勃稠度（s）16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计塑性混凝土的单位用水量（kg/m3）表4-28|注：本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510，采用粗砂则可减少510。掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计、计算单位水泥用量（c0）1按耐久性校核的水灰比计算单位用水量，按式（4-10）计算根据已确定的 W/C和mwo，求1m3混凝土中水泥用量mc0：mc0=mw0/（C/W）2按耐久性要求胶合单位用灰量与表4-26中对应的环境条件与耐久性要求所规定的最小水泥用量进行比较，选用较大值。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 ）选定砂率值（s）根据骨料品种、最大粒径和混凝土拌和物的水灰比确定砂率。一般可根据施工单位所用材料的使用经验选定，也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考P159页表4-29选用。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计水灰比水灰比（W/C)W/C)卵石最大粒径卵石最大粒径 ()碎石最大粒径碎石最大粒径 ()1010202040401 15 5202040400.400.402632263225312531243024303035303529342934273227320.500.503035303529342934283328333338333832373237303530350.600.603338333832373237313631363641364135403540333833380.700.70364136413540354034393439394439443843384336413641混凝土的砂率选用表（%）表4-29P159页课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 6）计算粗、细骨料用量 1.质量法（假定表观密度法）应按下式计算：c0g0s0w0 cp so/(soGo)100=Sp 式中co每立方米混凝土的水泥用量（kg）；Go每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；so每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；wo每立方米混凝土的用水量（kg）；s砂率（）；cp每立方米混凝土拌和物的湿表观密度（kg/m3）；其值可取22602450kg。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计2.2.体积法（绝对体积法）体积法（绝对体积法）应按下式计算：应按下式计算：v式中式中c c水泥密度（水泥密度（kg/kg/3 3），可取），可取290029003100 kg/3100 kg/3 3。G G粗骨料的表观密度（粗骨料的表观密度（kg/kg/3 3）；）；s s细骨料的表观密度（细骨料的表观密度（kg/kg/3 3）；）；w w水的密度（水的密度（kg/kg/3 3），可取），可取1000 kg/1000 kg/3 3；s s砂率（）；砂率（）；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，加剂时，可取为。可取为。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计7、初步配合比a、相对用量表示法水泥：细集料：粗集料；水灰比=mc0：ms0：mG0;b、单位用量表示法：水泥：水：细集料：粗集料mc0：mw0：ms0：mG0课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 二、工作性调整，提出基准配合比 1.1.材料要求材料要求 混凝土所用各种原材料，要与实际工程使用的材混凝土所用各种原材料，要与实际工程使用的材料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为准，否则料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为准，否则应扣除含水量值。应扣除含水量值。2.2.搅拌方法和拌和物数量搅拌方法和拌和物数量 混凝土搅拌方法，应尽量与生产时使用的方法相同。混凝土搅拌方法，应尽量与生产时使用的方法相同。3.3.校正工作性，调整配合比测定混凝土拌和物的工作校正工作性，调整配合比测定混凝土拌和物的工作性。性。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计三、检验强度、确定试验室配合比1）制作试件、检验强度 至少拟定三个配合比，一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加和减少0.05（或0.10），其用水量应该与基准配合比相同，但砂率可增加或减少1%。为检验混凝土强度，每种配比至少制作三个试件，在标准养护28天条件下进行抗压强度测试。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 2 2）确定试验室配合比）确定试验室配合比 11根据强度检验结果修正配合比根据强度检验结果修正配合比用水量（用水量（m mwbwb）取基准配合比中的用水量，并取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整；行调整；水泥用量（水泥用量（m mcbcb）取用水量乘以选定出的灰水取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；比计算而得；粗、细骨料用量（粗、细骨料用量（m msbsb、m mGbGb）取基准配合比取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计22根据实测拌和物湿表观密度修正配合比根据实测拌和物湿表观密度修正配合比 根据强度检验结果修正后定出的混凝土配合比，根据强度检验结果修正后定出的混凝土配合比，计算出混凝土的计算湿表观密度：计算出混凝土的计算湿表观密度：h h=m mc1c1+m mw1w1+m ms1s1+m mG1G1 将混凝土的实测表观密度值除以计算湿表观密将混凝土的实测表观密度值除以计算湿表观密度得出校正系数度得出校正系数k k 将混凝土配合比中各项材料用量乘以校正系数，将混凝土配合比中各项材料用量乘以校正系数，即得最终确定的试验室配合比设计值。即得最终确定的试验室配合比设计值。课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计四四 混凝土施工配合比换算混凝土施工配合比换算 混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：的配合比。其换算方法如下：设工地砂子含水率为设工地砂子含水率为a，石子含水率为，石子含水率为b。则施工配合。则施工配合比混凝土中各材料用量为比混凝土中各材料用量为mc=mc2(kg)ms=ms2(1+a)(kg)mG=mG2(1+b%)(kg)mw=mw2(ms2 a%mG2b%)(kg)课题四课题四 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计施工配合比为：水泥：水：细集料：粗集料=mc：mw：ms：mG混凝土配合比设计实例如下：目目目目录录录录 文库专用58 某高速公路桥梁工程，混凝土不受风雪等作用，设计混凝土等级C35，历史统计资料的强度标准差为=4.0MPa。水泥PO 42.5=fce.kfce.k，实测密度pc=3.10g/cm3，取水泥富余系数c=1.13，1.1342.5=1.1342.5=实测强度49.5MPa粗骨料碎石，DM=31.5mm，表观密度pG=2.72g/cm3，工地实测含水率为2%，级配与质量符合标准要求。细骨料为河砂，表观密度ps=2.65g/cm3，含水率为1%。水，生活用水。解：1、初步计算配合比 （1）确定配制强度（fcu.o）fcu.o fcu.k1.645=35+1.6454=41.6 MPa （2）确定水灰比（）例题 目目目目录录录录 文库专用59 满足强度要求的水灰比还要满足耐久性要求。耐久性要求查P158页表4-26得有冻害最大水灰比为0.55。0.52280kg/m3，满足耐久性的最小水泥用量要求。目目目目录录录录 文库专用60（5）确定合理的砂率 砂率 按碎石DM=31.5mm、中砂，水灰比0.52，P159页查表4-29，s=33%。（6）计算粗细骨料的用量（mso、mGo）采用体积法由两式可解得砂和石的用量由两式可解得砂和石的用量：目目目目录录录录 文库专用61初步配合比为：配合比经试验均满足和易性和强度要求，表观密度不须调整。2、配合比试配、调整、确定3、基准配合比考虑骨料的含水率，对单位用水量进行调整。砂含水率为3（%），石含水率为2（%）基准配合比为：水泥 水 砂 碎石 目目目目录录录录 文库专用62工作性调整根据施工实际拌合数量要求来换算：如我要拌0.5、1、1.5、2等立方米混凝土代入公式中计算即可。（三）强度检验、确定试验配合比 至少拟定三个配合比，一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加和减少0.05（或0.10），其用水量应该与基准配合比相同，但砂率可增加或减少1%。为检验混凝土强度，每种配比至少制作三个试件，在标准养护28天条件下进行抗压强度测试。最后根据试验强度结果来修正配合比 目目目目录录录录 文库专用63l例例2某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为20，施工要求混凝土坍落度为50-70，施工单位无历史统计资料，所用原材料情况如下：n水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，n砂：中砂，Mx=2.70,级配合格，n石：卵石，Dmax=40mm,级配合格，l试设计20混凝土配合比。解:1.初步配合比计算：目目目目录录录录 文库专用64l(1)确定混凝土配制强度（fcu,0），l由表4-19，5MPalfcu,0=fcu,k+1.645=20+1.6455=28.2MPal(2)计算水灰比（W/C）因水泥无实测强度，也可取c=1.0fce=cfce,k=1.032.5=32.5MPa 目目目目录录录录 文库专用65（3）确定用水量（mw0）l查表4-24，对于最大粒径为40的卵石混凝土，当所需坍落度为5070时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。l(4)计算水泥用量（mc0）l按表4-16对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取mc03623。目目目目录录录录 文库专用66l（5）确定砂率（s）l查表4-25，对于采用最大粒径为40的卵石配制的混凝土，当水灰比为0.47时，其砂率值可选取26.8%32.1%，（采用插入法选定）现取s=30。l（）计算砂、石用量（s0、g0）假定表观密度法计算，将mc0=362；mw0=170代入方程组 目目目目录录录录 文库专用67 目目目目录录录录 文库专用68l计算配合比：C:362kg,W:170kg,S:561kg,G:1307Kg,W/C=0.47l15升用量：C:4.34kg,W:2.04kg,S:6.73kg,G:15