【文章內(nèi)容簡介】 ：砂率是指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分率{砂質量/砂、石總質量}。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著改變，因而對混凝土拌合物的和易性產(chǎn)生顯著影響。（2）砂率的影響A、砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大，在水泥漿含量不變的情況下，相對地水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，而使混凝土拌合物的流動性減小。B、砂率過小，又不能保證在粗骨料之間有足夠的砂漿層，也會降低混凝土拌合物的流動性，而且會嚴重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿等現(xiàn)象。C、合理砂率當采用合理砂率時，在用水量及水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性且能保持良好的粘聚性和保水性，或者，當采用合理砂率時，能使混凝土拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性與保水性，而水泥用量為最少。D、外加劑在拌制混凝土時，加入很少量的外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動性和改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改變了混凝土結構，尚能提高混凝土的耐久性。因此這種方法也是常用的。環(huán)境溫度與時間拌合物的和易性也受溫度的影響，因為環(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水泥水化反應加快，拌合物的流動性變差，而且坍落度損失也變快。拌合物拌制后，隨時間的延長而漸變得干稠，流動性減小，原因是有一部分水供水泥水化，一部分水被骨料吸收，一部分水蒸發(fā)以及凝聚結構的漸形成，致使混凝土拌合物的流動性變差。二、混凝土的強度和強度等級混凝土的強度包括抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度等，其中，抗壓強度最大，抗拉強度最小。在工程中混凝土主要用于承受壓力。（一）、混凝土的抗壓強度按照國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（修訂版），混凝土制作成邊長150mm的立方體試件，在標準條件（溫度（20℃177。2℃），相對濕度95%以上）下，養(yǎng)護到28d齡期，測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度（fcu），簡稱立方體抗壓強度。（二）、混凝土立方體抗壓標準強度與強度等級混凝土立方體抗壓標準強度（或稱立方體抗壓強度標準值）是指按標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標準試驗方法測得的抗壓強度總體分布中，具有不低于95%保證率的抗壓強度值，以fcu,k表示。混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓標準強度來劃分的?；炷翉姸鹊燃壊捎梅朇與立方體抗壓強度標準值（單位為MPa）表示?！痘炷两Y構設計規(guī)矩》（GB500102020）規(guī)定：普通混凝土劃分為C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75和C80等14個等級?；炷翉姸鹊燃壥腔炷两Y構設計、施工質量控制和工程驗收的重要依據(jù)。（三）、影響混凝土強度的因素水泥的強度和水灰比水泥的強度和水灰比是決定混凝土強度的最主要因素。水泥是混凝土中的膠結組分，其強度的大小直接影響混凝土的強度。在配合比相同的條件下，水泥的強度越高，混凝土強度也越高。當采用同一水泥（品種和強度相同）時，混凝土的強度主要決定于水灰比；在混凝土能充分密實的情況下，水灰比愈大，水泥石中的孔隙愈多，強度愈低，與骨料粘結力也愈小，混凝土的強度就愈低。反之，水灰比愈小，混凝土的強度愈高。混凝土的抗壓強度與水灰比和水泥強度之間符合以下近似關系：fcu=αafce(C/W—αb)式中，C—每立方米混凝土中的水泥用量，kg；　　　W—每立方米混凝土中的用水量，kg；　　　fcu—混凝土 28d抗壓強度，MPa；　　　fce—水泥的實際強度，MPa；αa，αb—經(jīng)驗系數(shù)，與骨料品種等有關，其數(shù)值需通過試驗求得，通常取值如下：對于碎石：αa=，αb=。對于卵石：αa=，αb=。fce應通過試驗確定。當無法取得水泥實際強度數(shù)值時，可采用下式估計：fce=γcfce,k式中，fce,k—水泥強度等級值，MPa；　　　γc—水泥強度等級值的富余系數(shù)（）。骨料的影響骨料的表面狀況影響水泥石與骨料的粘結，從而影響混凝土的強度。碎石表面粗糙，粘結力較大；卵石表面光滑，粘結力較小。因此，在配合比相同的條件下，碎石混凝土的強度比卵石混凝土的強度高。骨料的最大粒徑對混凝土的強度也有影響，骨料的最大粒徑愈大，混凝土的強度愈小。外加劑和摻合料在混凝土中摻入外加劑，可使混凝土獲得早強和高強性能，混凝土中摻入早強劑，可顯著提高早期強度；摻入減水劑可大幅度減少拌合用水量，在較低的水灰比下，混凝土仍能較好地成型密實，獲得很高的28d強度。在混凝土中加入摻合料，可提高水泥石的密實度，改善水泥石與骨料的界面粘結強度，提高混凝土的長期強度。因此，在混凝土中摻入高效減水劑和摻合料是制備高強和高性能混凝土必需的技術措施。養(yǎng)護的溫度和濕度、齡期混凝土的硬化是水泥水化和凝結硬化的結果。養(yǎng)護溫度對水泥的水化速度有顯著的影響，養(yǎng)護溫度高，水泥的初期水化速度快，混凝土早期強度高。濕度大能保證水泥正常水化所需水分，有利于強度的增長?；炷猎谡ｐB(yǎng)護條件下，其強度將隨著齡期的增加而增長。最初的7～14d內(nèi)，強度增長較快，28d以后增長緩慢，齡期延續(xù)很長，混凝土的強度仍有所增長。三、混凝土耐久性的概念及類型（一）、混凝土耐久性的基本概念混凝土抵抗環(huán)境介質作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。（二）、混凝土耐久性的主要表征耐久性抗?jié)B性抗凍性抗侵蝕性碳化堿骨料反應抗?jié)B性定義：抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。它直接影響混凝土的抗凍性和抗侵蝕性?；炷帘举|上是一種多孔性材料，混凝土的抗?jié)B性主要與其密度及內(nèi)部孔隙的大小和構造有關。混凝土內(nèi)部的互相連通的孔隙和毛細管通路，以及由于在混凝土施工成型時，振搗不實產(chǎn)生的蜂窩、孔洞都會造成混凝土滲水?；炷恋目?jié)B性我國一般采用抗?jié)B等級表示，抗?jié)B等級是按標準試驗方法進行試驗，用每組6個試件中4個試件未出現(xiàn)滲水時的最大水壓力來表示的。如分為PPPPP12 五個等級，、。影響混凝土抗?jié)B性的主要因素是水灰比，水灰比越大，水分越多，蒸發(fā)后留下的孔隙越多，其抗?jié)B性越差。抗凍性定義混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強度和外觀完整性的能力。在寒冷地區(qū)，特別是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土，要求具有較高的抗凍性能。混凝土冰凍破壞的原因由于混凝土內(nèi)部孔隙中的水在負溫下結冰后體積膨脹造成的靜水壓力和因冰水蒸汽壓的差別推動未凍水向凍結區(qū)的遷移所造成的滲透壓力。當這兩種壓力所產(chǎn)生的內(nèi)應力超過混凝土的抗拉強度，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴展直至破壞。影響因素混凝土的密實度、孔隙構造和數(shù)量、孔隙的充水程度是決定抗凍性的重要因素。因此，當混凝土采用的原材料質量好、水灰比小、具有封閉細小孔隙（如摻入引氣劑的混凝土）及摻入減水劑、防凍劑等其抗凍性都較高。抗侵蝕性混凝土的侵蝕機理詳見第五章——水泥石的腐蝕及防治。混凝土的抗侵蝕性與所用水泥的品種、混凝土的密實程度和孔隙特征有關。密實和孔隙封閉的混凝土，環(huán)境水不易侵入，故其抗侵蝕性較強。所以，提高混凝土抗侵蝕性的措施，主要是合理選擇水泥品種、降低水灰比、提高混凝土的密實度和改善孔結構?；炷恋奶蓟炷恋奶蓟饔檬嵌趸寂c水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化過程是二氧化碳由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴散的過程。因此，氣體擴散規(guī)律決定了碳化速度的快慢。碳化引起水泥石化學組成及組織結構的變化，從而對混凝土的化學性能和物理力學性能有明顯的影響，主要是對堿度、強度和收縮的影響。碳化對混凝土性能既有有利的影響，也有不利的影響。碳化使混凝土的抗壓強度增大，其原因是碳化放出的水分有助于水泥的水化作用，而且碳酸鈣減少了水泥石內(nèi)部的孔隙。由于混凝土的碳化層產(chǎn)生碳化收縮，對其核心形成壓力，而表面碳化層產(chǎn)生拉應力，可能產(chǎn)生微細裂縫，而使混凝土抗拉、抗折強度降低。堿骨料反應堿骨料反應是指硬化混凝土中所含的堿(Na2O和K2O)與骨料中的活性成分發(fā)生反應，生成具有吸水膨脹性的產(chǎn)物，在有水的條件下吸水膨脹，導致混凝土開裂的現(xiàn)象?；炷林挥泻钚远趸璧墓橇?、有較多的堿(Na2O和K2O)和有充分的水三個條件同時具備時才發(fā)生堿骨料反應。因此，可以采取以下措施抑制堿骨料反應：選擇無堿活性的骨料。在不得不采用具有堿活性的骨料時，應嚴格控制混凝土中總的堿量。摻用活性摻合料，如硅灰、礦渣、粉煤灰（高鈣高堿粉煤灰除外）等，對堿骨料反應有明顯的抑制效果。活性摻合料與混凝土中的堿起反應，反應產(chǎn)物均勻分散在混凝土中，而不是集中在骨料表面，不會發(fā)生有害的膨脹，從而降低了混凝土的含堿量，起到抑制堿骨料反應的作用?？刂七M入混凝土的水分。堿骨料反應要有水分，如果沒有水分，反應就會大為減少乃至完全停止。因此，要防止外界水分滲入混凝土以減輕堿骨料反應的危害。提高耐久性的措施混凝土的耐久性是一項綜合性能，雖然混凝土在不同環(huán)境條件下的破壞過程各不相同，但是，提高混凝土的耐久性，卻有很多共同之處。這就是合理選擇原材料，提高混凝土的密實度和改善混凝土的孔結構。因此，提高混凝土耐久性的措施有以下幾個方面：合理選擇原材料，包括水泥、砂石材料、外加劑和摻合料的品種、成分和質量。適當控制混凝土的水灰比及水泥用量，它們是決定混凝土密實性的主要因素，它不但影響混凝土的強度，而且也嚴重影響其耐久性。見表66。摻入外加劑和摻合料，摻用引氣劑或減水劑可改善混凝土的孔隙結構，大幅度的提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性。摻入摻合料可提高混凝土的密實度，減少混凝土中對耐久性有害的成分，從而提高混凝土的抗?jié)B性和抗侵蝕性，抑制堿骨料反應。加強混凝土生產(chǎn)的質量控制，在混凝土的施工中，除應攪拌均勻、澆灌和振搗密實外，應特別注意加強養(yǎng)護，保證與環(huán)境介質接觸混凝土的密實性。四、外加劑概念及分類（一）外加劑的概念混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質。摻量不大于水泥質量的5%（特殊情況除外）。（二）外加劑的分類根據(jù)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》（GB8075—87）的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類：改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括普通減水劑和高效減水劑、引氣劑和泵送劑等。調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。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。（三）常用外加劑減水劑（1）概念：減水劑是使混凝土拌合物達到同樣坍落度時，用水量明顯減少的外加劑，又可稱為塑化劑。（2）常用減水劑A、木質素磺酸鹽減水劑：木鈣（M型減水劑）、木鈉、木鎂。B、多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑（萘系）：萘或萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮合物。C、水溶性樹脂系減水劑。（3）減水機理減水劑是一種表面活性劑，其分子由親水基團和憎水基團兩個部分組成，它加入水溶液中后，其分子中的親水基團指向溶液，憎水基團指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜，降低水的表面張力和二相間的界面張力。水泥加水后，由于水泥顆粒間分子凝聚力等因素，形成絮凝結構（圖67a）。當水泥漿體中加入減水劑后，其憎水基團定向吸附于水泥質點表面，親水基團指向水溶液，在水泥顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，