【導(dǎo)讀】1．試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測(cè)定方法及相互關(guān)系。密度與視密度的區(qū)別何在？粉末，再用排液法測(cè)得其密實(shí)體積。就可得到自然體積。2．孔隙率及孔隙特征對(duì)材料的表觀密度、強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性等性質(zhì)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(zhì)量和體積均會(huì)發(fā)生變化，則表觀密度會(huì)發(fā)生變化。對(duì)抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開(kāi)口時(shí)，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(zhì)。積膨脹，降低石灰品質(zhì)，影響工程質(zhì)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由游離的氧化鈣過(guò)多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗(yàn)。

　　

【正文】 W/C=+= (3) 因?yàn)?，所以 C0=W0/W/C=195/=375kg，因?yàn)?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(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C30，施工要求塌落度為 30~50mm（混凝土由機(jī)械攪拌機(jī)械振搗），根據(jù)施工單位歷史統(tǒng)計(jì)資料，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為 。采用的原材料為：普通水泥，強(qiáng)度等級(jí)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(jì)算混凝土的初步配合比。 假設(shè) 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(jié)普通磚的尺寸為 240mm 115mm 53mm，已知其孔隙率為 37%，干燥質(zhì)量為 2487g，浸水飽和后質(zhì)量為 2984g。試求該磚的體積密度、密度、吸水率、開(kāi)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(jìn)行試配。水泥為 ，砂為 ，石子為 19Kg，水為 ，經(jīng)測(cè)定和易性合格。此時(shí)實(shí)測(cè)的混凝土體積密度為 2450Kg/m3，試計(jì)算該混凝土的配合比（即基準(zhǔn)配合比）。 解：試拌用的混凝土拌合物的質(zhì)量 Qb=Cb+Wb+Sb+Gb=+++19= 和易性調(diào)整合格后的配合比（即基準(zhǔn)配合比）為：（取 1m3 計(jì)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(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C20，水泥用量為 280Kg/m3，水的用量為 195Kg/m3，水泥標(biāo)號(hào)為425 號(hào)，強(qiáng)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(jì)算校核，按上述條件施工作業(yè)，混凝土強(qiáng)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(qiáng)度 )=Afc(C/WB)= (280/)= fcu=fcu,k+=20+= fcu= 小于 fcu= 因混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增加而增長(zhǎng)，最初的 714d 內(nèi)較快，以后增長(zhǎng)逐漸緩慢， 28 天后強(qiáng)度增長(zhǎng)更慢，此題中 28 天的抗壓強(qiáng)度為 20。 24MPa,小于混凝土所需要的配制強(qiáng)度 ,故混凝土強(qiáng)度沒(méi)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(yàn)結(jié)果列于下表，試計(jì)算： 篩孔尺寸 （ mm） 5 篩底 存留量 （ g） 20 25 85 115 130 100 25 分計(jì)篩余 ai （ %） 4 5 17 23 26 20 5 累積篩余 Ai （ %） 4 9 26 49 75 95 100 通過(guò)率 Pi （ %） 96 91 74 51 25 5 0 級(jí)配范圍要求（ %） 90～ 100 75～ 100 50～ 90 30～ 59 8～ 30 0～ 10 — (1) 計(jì)算級(jí)配的三個(gè)參數(shù)？ (1) 計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)？ (3) 評(píng)定該砂的工程適應(yīng)性？ 解： (1) 級(jí)配的三個(gè)參數(shù)見(jiàn)上表。 (2) 砂的細(xì)度模數(shù) 屬于中砂。 (3) 該砂符合配制混凝土的級(jí)配要求，可以用于配制混凝土。 【評(píng)注】根據(jù)細(xì)度模數(shù)，該砂屬中砂。在級(jí)配區(qū)內(nèi)畫(huà)出該砂的篩分曲線。該曲線落在Ⅱ區(qū) (MX=～ )內(nèi)，說(shuō)明該砂為中砂； MX=～ 為粗砂 ， MX=～ 為細(xì)砂。 例 55 某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(jì)，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ =5MPa?？晒?yīng)以下原材料： 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(jí)配合格，砂子表觀密度ρ 0s=； 石子： 5～ 30mm 碎石，級(jí)配合格，石子表觀密度ρ 0g=。 設(shè)計(jì)要求： (1) 混凝土計(jì)算配合比； (2) 若經(jīng)試配混凝土的工作性和強(qiáng)度等均符合要求，無(wú)需作調(diào)整。又知現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為 3%，石子含水率為 1%，試計(jì)算混凝土施工配合比。 解： (1) 求混凝土計(jì)算 配合比。 1) 確定混凝土配制強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(duì)于最大粒徑為 30mm 的碎石混凝土 ,當(dāng)所需擁落度為 30～ 50mm 時(shí)，查表得： lm3 混凝土的用水量可選用185kg。 4) 計(jì)算水泥用量 mco mco = mW0/(W/C)= 185/ = 349 kg/m3 查表，對(duì)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(duì)于采用最大粒徑為 40mm 的碎石，當(dāng)水灰比為 時(shí)，查表得砂率值可選取 32%～ 37%，取β S=35%。 6) 計(jì)算砂、石用量 mSO、 mgo 用體積法計(jì)算， 得： mso= 641kg， mgo =l192kg。 7) 該混凝土計(jì)算配合比為 水泥：砂：石子 = 1： ： ， W/C=。 (2) 確定施工配合比 現(xiàn)場(chǎng)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(shí)驗(yàn)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(jī)，當(dāng)日實(shí)際測(cè)得卵石含水率為 ％，砂含水率為 4％。為每次投料量應(yīng)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(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)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(zhì)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(zhì)量。 密實(shí)度 ， 是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)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(shí)，有些材料能被水潤(rùn)濕，而有些材料則不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，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(jié)構(gòu)。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(zhì)，稱為材料的吸水性。當(dāng)材料吸水飽和時(shí)，其含水率稱為吸水率。 （ 1）含水率 ， 材料中所含水的質(zhì)量與干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)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(zhì) 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(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍 融循環(huán)的反復(fù)，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(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。 材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)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(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱為彈性。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)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(zhì)稱為塑性。 材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無(wú)明顯的變形，材料的 這種性質(zhì)稱為脆性。 在沖擊、振動(dòng)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(zhì)，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(zhǎng)期破壞作用，保持其原有性能而不被破壞、不變質(zhì)的能力。 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性 材料在受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。 隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶體的不斷生成和長(zhǎng)大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結(jié)力，造成漿體的塑性開(kāi)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(jié)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(guò)火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中放置兩周以上，這一過(guò)程稱為石灰的“陳伏”。 水泥從加水開(kāi)始到失去其流動(dòng)性，即從液體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)的過(guò)程稱為水泥的凝結(jié)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間 和易性 包括兩個(gè)方面：流動(dòng)性和保水性。 攪拌好的砂漿在運(yùn)輸、停放和使用過(guò)程中，阻止水分與固體料之間、細(xì)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(dòng)性 流動(dòng)性是指砂漿在自重或外力的 作用下產(chǎn)生流動(dòng)的性質(zhì)。表示砂漿在自重或外力作用下流動(dòng)的性能稱為砂漿的流動(dòng)性，也叫稠度