【導讀】1．試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測定方法及相互關系。密度與視密度的區(qū)別何在？粉末，再用排液法測得其密實體積。就可得到自然體積。2．孔隙率及孔隙特征對材料的表觀密度、強度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導熱性等性質有何影響？然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質量和體積均會發(fā)生變化，則表觀密度會發(fā)生變化。對抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性；如果孔隙率小，也不顯著降低的性質。積膨脹，降低石灰品質，影響工程質量。國家標準規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗。

　　

【正文】 W/C=+= (3) 因為 ，所以 C0=W0/W/C=195/=375kg，因為 375280，所以 C0=375kg 根據(jù)體積法求砂、石用量 C0/ρC+W0/ρW+S0/ρos+G0/ρoG+=1 S0/ S0+G0=SP 所以 375/3100+195/1000+ S0/3100+G0/2780+ =1 S0/ S0+G0= 所以 S0=616 G0=1310 所以該混凝土的初步配合比：水泥： 375kg 砂子： 616kg 石子： 1310kg 水： 195kg 某框架結構工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土，混凝土的設計強度等級為 C30，施工要求塌落度為 30~50mm（混凝土由機械攪拌機械振搗），根據(jù)施工單位歷史統(tǒng)計資料，混凝土強度標準差為 。采用的原材料為：普通水泥，強度等級為 ，密度為 3100Kg/m3；中砂，表觀密度為 2650 Kg/m3；碎石，表觀密度為 2700 Kg/m3，最大粒徑 為 20mm。 試計算混凝土的初步配合比。 假設 A=， B=， KC=，混凝土的含氣量 為 1% 砂率選用表（ %） 水灰比 卵石最大粒徑（ mm） 碎石最大粒徑（ mm） 15 20 40 15 20 40 3035 2934 2732 2632 + 2430 3338 3237 3035 3035 2934 2833 3641 3540 3338 3338 3237 3136 3944 3843 3641 3641 3540 3439 混凝土單位用水量選用表 塔落度 (mm) 卵石最大粒徑（ mm） 碎石最大粒徑（ mm） 15 20 40 15 20 40 1030 190 170 160 205 185 170 3050 200 180 170 215 195 180 5070 210 190 180 225 205 190 7090 215 195 185 235 215 200 如果混凝土所處環(huán)境條件不受雨雪影響 ,最大水灰比不做規(guī)定 ,最小水泥用量為 225Kg/m3 燒結普通磚的尺寸為 240mm 115mm 53mm，已知其孔隙率為 37%，干燥質量為 2487g，浸水飽和后質量為 2984g。試求該磚的體積密度、密度、吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。 解：ρ o=m1/Vo=2487/= P=V 孔 /Vo 100%=37% V 孔 / 100%=37% 故 V孔 =， V=VoV孔 == ρ=m1/V=2487/=W=(m2m1)/m1100%=(29842487)/2487100%=20% PK=(m2m1)/Vo1/ρW100%=(29842487)/1100%=34% PB=PPK=37%34%=3% 己確定混凝土的初步配合比，取 15 升進行試配。水泥為 ，砂為 ，石子為 19Kg，水為 ，經(jīng)測定和易性合格。此時實測的混凝土體積密度為 2450Kg/m3，試計算該混凝土的配合比（即基準配合比）。 解：試拌用的混凝土拌合物的質量 Qb=Cb+Wb+Sb+Gb=+++19= 和易性調整合格后的配合比（即基準配合比）為：（取 1m3 計算） Cj=（ Cb/Qb）ρ oh 1 m3=() 2450 1=311kg Wj=(Wb/Qb)ρoh1 m3=()24501=183kg Sj=(Sb/Qb)ρoh1 m3=()24501=670kg Gj=(Gb/Qb)ρoh1 m3=(19/)24501=1286kg 己知設計要求的混凝土強度等級為 C20，水泥用量為 280Kg/m3，水的用量為 195Kg/m3，水泥標號為425 號，強度富余系數(shù)為 ；石子為碎石，材料系數(shù) A=,B=。試用水灰比公式計算校核，按上述條件施工作業(yè)，混凝土強度是否有保證？為什么？（σ =） 解：因 Kc=， fcb=，故 fc= Kc fcb= = 又因 A=,B=,C=280kg/m3 1m3=280kg,W=195kg/m3 1m3=195 故 fcu(28 天齡期的抗壓強度 )=Afc(C/WB)= (280/)= fcu=fcu,k+=20+= fcu= 小于 fcu= 因混凝土的強度隨著齡期的增加而增長，最初的 714d 內(nèi)較快，以后增長逐漸緩慢， 28 天后強度增長更慢，此題中 28 天的抗壓強度為 20。 24MPa,小于混凝土所需要的配制強度 ,故混凝土強度沒有保證。 例 31 現(xiàn)有一批砂樣欲配制水泥混凝土，經(jīng)篩分試驗結果列于下表，試計算： 篩孔尺寸 （ mm） 5 篩底 存留量 （ g） 20 25 85 115 130 100 25 分計篩余 ai （ %） 4 5 17 23 26 20 5 累積篩余 Ai （ %） 4 9 26 49 75 95 100 通過率 Pi （ %） 96 91 74 51 25 5 0 級配范圍要求（ %） 90～ 100 75～ 100 50～ 90 30～ 59 8～ 30 0～ 10 — (1) 計算級配的三個參數(shù)？ (1) 計算砂的細度模數(shù)？ (3) 評定該砂的工程適應性？ 解： (1) 級配的三個參數(shù)見上表。 (2) 砂的細度模數(shù) 屬于中砂。 (3) 該砂符合配制混凝土的級配要求，可以用于配制混凝土。 【評注】根據(jù)細度模數(shù)，該砂屬中砂。在級配區(qū)內(nèi)畫出該砂的篩分曲線。該曲線落在Ⅱ區(qū) (MX=～ )內(nèi)，說明該砂為中砂； MX=～ 為粗砂 ， MX=～ 為細砂。 例 55 某框架結構工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為 C30，施工要求混凝土擁落度為 30～50mm，根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計，混凝土強度標準差σ =5MPa?？晒韵略牧希? 水泥： 普通硅酸鹽水泥，水泥密度為ρ c=，水泥的富余系數(shù)為 ； 中砂：級配合格，砂子表觀密度ρ 0s=； 石子： 5～ 30mm 碎石，級配合格，石子表觀密度ρ 0g=。 設計要求： (1) 混凝土計算配合比； (2) 若經(jīng)試配混凝土的工作性和強度等均符合要求，無需作調整。又知現(xiàn)場砂子含水率為 3%，石子含水率為 1%，試計算混凝土施工配合比。 解： (1) 求混凝土計算 配合比。 1) 確定混凝土配制強度 fcu,o fcu,o = fcu,k + = 30 + 5 = MPa 2) 確定水灰比 (W/C) fce =γc?fce,k = = MPa W/C = ∵框架結構混凝土梁處于干燥環(huán)境，查表得容許最大水灰比為 ，∴可確定水灰比為 。 3) 確定用水量 mW0 對于最大粒徑為 30mm 的碎石混凝土 ,當所需擁落度為 30～ 50mm 時，查表得： lm3 混凝土的用水量可選用185kg。 4) 計算水泥用量 mco mco = mW0/(W/C)= 185/ = 349 kg/m3 查表，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為 260 kg/m3，取 mco=349kg/m3。 5) 確定砂率β S 對于采用最大粒徑為 40mm 的碎石，當水灰比為 時，查表得砂率值可選取 32%～ 37%，取β S=35%。 6) 計算砂、石用量 mSO、 mgo 用體積法計算， 得： mso= 641kg， mgo =l192kg。 7) 該混凝土計算配合比為 水泥：砂：石子 = 1： ： ， W/C=。 (2) 確定施工配合比 現(xiàn)場砂子含水率為 3%，石子含水率為 1%，則施工配合比為 水泥 mc = mco=349kg 砂 ms = mso(1+3%) = 641 (l+3%)=660kg 石子 mg = mgo(1+1%) =1192 (1+1%)=1204kg 水 mw = mwomso 3% mω 1% = 185641 3% 1192 1% = 154kg 24．已知實驗室配合比為 1： ： 4， W/C＝ ，混凝土混合物的表觀密度ρ 0＝ 2400kg/cm3,工 地采用 800L攪拌機，當日實際測得卵石含水率為 ％，砂含水率為 4％。為每次投料量應為多少？ 參考答案：總材料用量為： *2400＝ 1920Kg 水泥用量為： 河砂用量為： 237*（ 1＋ 4％）＝ 卵石用量為： 237*4（ 1＋ ％）＝ 用水量： 237*－ 237**4％－ 237*4*％＝ 名詞： 密度 ， 材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質量 表觀密度（俗稱“容重”）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量 堆積密度 ， 是指粉狀或粒狀材料 ，在堆積狀態(tài)下單位體積的質量。 密實度 ， 是指材料體積內(nèi)被固體物質充實的程度。 孔隙率 ， 材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率 填充率是指在某堆積體積中，被散粒材料的顆粒所填充的程度。 空隙率是指散粒材料在其堆積體積中 , 顆粒之間的空隙體積所占的比例。 材料的親水性與憎水性 與水接觸時，有些材料能被水潤濕，而有些材料則不能被水潤濕，對這兩種現(xiàn)象來說，前者為親水性，后者為憎水性。 材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結構。親水性材料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力 ；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內(nèi)聚力。 材料與水接觸吸收水分的性質，稱為材料的吸水性。當材料吸水飽和時，其含水率稱為吸水率。 （ 1）含水率 ， 材料中所含水的質量與干燥狀態(tài)下材料的質量之比，稱為材料的含水率。 材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質 材料抵抗水的破壞作用的能力稱為材料的耐水性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。 抗凍性 ： 材料吸水后，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內(nèi)凍結成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍 融循環(huán)的反復，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。 抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。 材料的強度是材料在應力作用下抵抗破壞的能力。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后能夠完全恢復原來形狀的性質稱為彈性。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后能夠完全恢復原來形狀的性質稱為彈性。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質稱為塑性。 材料受力達到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的 這種性質稱為脆性。 在沖擊、振動荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，不發(fā)生破壞的性質，稱為韌性（亦稱沖擊韌性）。 材料的耐久性是材料在使用中，抵抗其自身和環(huán)境的長期破壞作用，保持其原有性能而不被破壞、不變質的能力。 當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質，稱為材料的導熱性 材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。 隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生結晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝； 而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現(xiàn)象為石膏的終凝 為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。 水泥從加水開始到失去其流動性，即從液體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)的過程稱為水泥的凝結過程。這個過程所需要的時間稱為凝結時間 和易性 包括兩個方面：流動性和保水性。 攪拌好的砂漿在運輸、停放和使用過程中，阻止水分與固體料之間、細漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力為砂漿的保水性。 流動性 流動性是指砂漿在自重或外力的 作用下產(chǎn)生流動的性質。表示砂漿在自重或外力作用下流動的性能稱為砂漿的流動性，也叫稠度