【正文】 （ 3 ）確定用水量（ m w0 ） 查 表 4 — 6 ，對(duì)于最大粒徑為 30 ㎜的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為３０～５０㎜時(shí) , 1 m3混凝土的用水量可選用 185kg 。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。b% ? 例 ： 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 Ｃ 30，施工要求混凝土坍落度為３０～５０㎜，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。則施工配合比 1 m3混凝土中各材料用量為 C施工 =C試驗(yàn)室 S施工 =S試驗(yàn)室 (1+a%) G施工 =G試驗(yàn)室 (1+b%) W施工 =W試驗(yàn)室 － S試驗(yàn)室 四、混凝土的施工配合比 混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比計(jì)算用料是以干燥骨料為基準(zhǔn)的，但實(shí)際工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行換算，換算成扣除骨料中水分后、工地實(shí)際施工用的配合比。 一般采用三個(gè)不同的配合比 ， 其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比 ， 另外兩個(gè)配合比的水灰比值 ， 應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少， 其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同 ， 但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測(cè)定表觀密度 。 CWWC/00 ?（ 4）確定砂率值（ SP） （ 5）、確定 1m3混凝土砂石用量（ S0， G0） ① 質(zhì)量法 其中 是新拌混凝土表觀密度： 2350～ 2450kg/m3 0?00000 ????? WSGCPSGSS?? 000 通過以上計(jì)算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計(jì)算完成。 四項(xiàng)基本要求 二、配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 ①工程要求與施工水平方面 設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí) 使用條件及對(duì)混凝土耐久性要求 和易性要求 混凝土的部位、構(gòu)件斷面尺寸及配筋情況 施工條件、施工管理水平等 ②原材料 水泥品種與強(qiáng)度等級(jí)、視密度 砂粗細(xì)程度、石 Dm、級(jí)配、品種、視密度、含水率等 是否摻外加劑、摻料、品種性能 水質(zhì)等 8 普通混凝土的配合比設(shè)計(jì) （ 1）初步確定水灰比 （ W/C） 第一步：初步配合比的確定 三、實(shí)驗(yàn)室配合比的設(shè)計(jì)過程 8 普通混凝土的配合比設(shè)計(jì) （ 2）選定單位用水量（ W0） （ 3）計(jì)算水泥用量（ C0） 為保證混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量還應(yīng)大于下表 (表 )規(guī)定的最小水泥量。高濕度且經(jīng)受凍害中的室內(nèi)部件 250 280 300 ３．有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境 經(jīng)受凍害的室外部件 室外部件 三 個(gè) 參數(shù) 水灰比 、單位用水量 、和砂率 CW GS S?W初步確定方法 CWWGSS?由強(qiáng)度 ? ?? kcucu ff ， ?????? ?? BWCAff cecu CW 強(qiáng) 由耐久性 耐 CW表 CW表 GSSPKPKGSS??????推導(dǎo)該公式 表 4 － 8 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（ JGJ55 — 2022 ） 最大水灰比 最小水泥用量（㎏） 環(huán)境條件 結(jié)構(gòu)物類別 素混凝土 鋼筋 混凝土 預(yù)應(yīng)力 混凝土 素混凝土 鋼筋 混凝土 預(yù)應(yīng)力 混凝土 1. 干燥環(huán)境 正常的居住或辦公 用房屋內(nèi)部件 不作規(guī)定 200 260 300 無(wú)凍害 表 4 9 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 ( σ ) 混凝土設(shè)計(jì) 強(qiáng)度等級(jí) f c u , k 低于 C 2 0 C 2 0 ~C 3 5 高于 C 3 5 σ (MPa) 4 . 0 5 . 0 6 . 0 強(qiáng)度評(píng)定 穩(wěn)定生產(chǎn) — 按統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定 不穩(wěn)定生產(chǎn) — 按非統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定 ① 平均值 ≥ 標(biāo)準(zhǔn)值＋ ② 最小值 ≥ 標(biāo)準(zhǔn)值－ 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于 C20時(shí)，最小值 ≥ 混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于 C20時(shí)，最小值 ≥ 0?0?① 平均值 ≥ ② 最小值 ≥ 生產(chǎn)條件 評(píng)定方法 驗(yàn)收組數(shù)穩(wěn)定 統(tǒng)計(jì)法 連續(xù) 3 組不穩(wěn)定 統(tǒng)計(jì)法 ≥ 10零星 非統(tǒng)計(jì)法 未規(guī)定 一、混凝土配合比設(shè)計(jì)基本要點(diǎn) （一、二、三、四） 8 普通混凝土的配合比設(shè)計(jì) 一 個(gè) 目的 兩 個(gè) 基準(zhǔn) 混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例， 確定 這種數(shù)量 比例 關(guān)系的工作，稱為混凝土配合比設(shè)計(jì)（既要使混凝土各項(xiàng)技術(shù)性質(zhì)滿足要求，又經(jīng)濟(jì)） ① 混凝土配合比設(shè)計(jì)以計(jì)算 1m3混凝土中各材料用量為基準(zhǔn)（也可以各材料質(zhì)量比表示： C:W:S:G:外加劑等） ② 計(jì)算時(shí)骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)（水工混凝土配合比設(shè)計(jì)以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)）。 工程中Ｐ（％）值可根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)混凝土試件強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級(jí)的組數(shù) N0與試件總組數(shù)Ｎ（Ｎ ≥ ２５）之比求得，即 %1 0 00 ??NNP 混凝土配制強(qiáng)度 在施工中配制混凝土?xí)r，如果所配制混凝土的強(qiáng)度平均值（ ）等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度 （ fcu,ｋ ），這時(shí)混凝土強(qiáng)度保證率只有 50％。低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（ fcu，ｋ ）的強(qiáng)度所出現(xiàn)的概率為不合格率。 變異系數(shù) 在相同生產(chǎn)管理水平下 ,混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差會(huì)隨平均強(qiáng)度水平而增加 ,所以平均強(qiáng)度水平不同的混凝土之間質(zhì)量穩(wěn)定性比較 ,可用變異系數(shù) Cv表征 fCv?? Ｃ v值愈小，表示混凝土質(zhì)量愈穩(wěn)定。 7 混凝土質(zhì)量控制和強(qiáng)度評(píng)定 二、混凝土的強(qiáng)度質(zhì)量評(píng)定 混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律 可用兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量對(duì)此圖作出描述 強(qiáng)度平均值 σ 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 7 混凝土質(zhì)量控制和強(qiáng)度評(píng)定 f概率密度混凝土強(qiáng)度, MPa2826242220 32 34 70平平平平概率度標(biāo)準(zhǔn)差 30 36 38平平平平σ σ 強(qiáng)度平均值 ???niicufnf11， 式中ｎ —— 混凝土強(qiáng)度試件組數(shù) fcu， i — 混凝土第ｉ組的抗壓強(qiáng)度值 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（均方差） 1121212??????????nfnfnffniicuniicu ， ）（? 標(biāo)準(zhǔn)差 σ是正態(tài)分布曲線上拐點(diǎn)至對(duì)稱軸的垂直距離，可用以作為評(píng)定混凝土質(zhì)量均勻性的一種指標(biāo)。nH2O (吸水膨脹 ) ≈ 必要條件： ① 水泥含堿過量 ②集料含一定數(shù)量含活性 SiO2 ③ 水分存在 ≈ 抑制措施： ①使用非活性集料 ②低堿水泥 (Na2O當(dāng)量含量小于 %) ③ 不摻含活性 SiO2的細(xì)粉。 混凝土的堿 骨料反應(yīng) ≈ 反應(yīng)機(jī)理： aSiO2＋ 2mNaOH → mNaO 在相對(duì)濕度為 50～ 75％的環(huán)境時(shí)，碳化最快。水灰比大的混凝土，因孔隙較多，二氧化碳易于進(jìn)入，碳化也快。摻混合材的水泥，因其氫氧化鈣含量較少，碳化比普通水泥快。 表面生成的碳酸鈣填充水泥石的孔隙，增大密實(shí)度。 Θ 碳化對(duì)混凝土的影響：減弱對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。 ≌ 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥的品種、混凝土密實(shí)度與孔隙特征等。 ζ 提高抗凍性方法：減小水灰比，摻加引氣劑或減水性引氣劑。 ＧＢＪ 50164— 92將混凝土劃分為以下抗凍等級(jí)：Ｆ F1 F2 F50、 F150、 F200、 F250、F300等九個(gè)等級(jí) ， 分別表示在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為 2 2 50、 100、 150、 200、250和 300次 。 ゆ 混凝土抗凍性一般以抗凍等級(jí)表示 。 ★ 提高混凝土抗?jié)B性的措施：嚴(yán)格控制水灰比并保證足夠的水泥用量；摻用減水劑 、 引氣劑等外加劑；選用品質(zhì)良好 、 級(jí)配合格的骨料；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等 。 ★ 混凝土的抗?jié)B性以抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示 。提高混凝土耐久性，對(duì)于延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，減少修復(fù)工作量，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。 ￠ 影響混凝土徐變因素很多 ， 混凝土所受初應(yīng)力越大 ， 在混凝土制成后齡期較短時(shí)加荷 ， 水灰比越大 ， 水泥用量越多 ， 都會(huì)使混凝土的徐變?cè)龃?；另外混凝土彈性模量?， 會(huì)減小徐變 ，混凝土養(yǎng)護(hù)條件越好 ， 水泥水化越充分 ， 徐變也越小 。 四、荷載作用下的變形 短期荷載作用下的變形 混凝土在短期荷載作用下的變形可分為四個(gè)階段 5 硬化混凝土的變形性 不同應(yīng)力階段混凝土內(nèi)部裂縫示意圖 混凝土破壞過程與內(nèi)部裂紋變化關(guān)系 階段 荷載 σ～ ε 內(nèi)部裂縫 Ⅰ OA 比例極限 (30%極限荷載 ) σ=ε 無(wú)明顯變化 Ⅱ AB 臨界荷載 (70%90%的極限荷載 ) σε 產(chǎn)生裂紋 ,限于界面(尺寸 ,數(shù)量增加 ) Ⅲ BC 極限荷載 σε 裂紋擴(kuò)至砂漿內(nèi)部 ,形成連續(xù)裂紋 Ⅳ CD 達(dá)到極限荷載后 ε 增大 連續(xù)裂紋發(fā)展 ,混凝土破壞 長(zhǎng)期荷載作用下的變形 — 徐變 混凝土在恒定荷載長(zhǎng)期作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)而沿受力方向增加的非彈性變形，稱為混凝土的徐變。 但干縮變形對(duì)混凝土危害較大 ， 干縮可能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂 ， 嚴(yán)重影響混凝土的耐久性 。這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間距離增大所致。 如干縮后的混凝土再次吸水變濕后 ， 一部分干縮變形是可以恢復(fù)的 。 ⑦合理分縫、分塊、減輕約束。 ⑤混凝土表面保溫。 ③外加劑 —— 緩凝劑、減水劑。 5 硬化混凝土的變形性 防裂措施 ： ①低熱中熱硅酸鹽水泥、摻混合材的水泥。 Й 溫度變形對(duì)大體積混凝土極為不利 。 混凝土溫度膨脹系數(shù)約為 1 105m/m ※ 化學(xué)收縮是不可恢復(fù)的，可使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂縫，這些裂縫可能會(huì)影響到混凝土的受載性能和耐久性能。 5 硬化混凝土的變形性 一、化學(xué)減縮 ※ 混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水和水泥）的體積，引起混凝土產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。 ё 非荷載變形包括化學(xué)減縮 、 溫度變形 （ 熱脹冷縮 ） 、 濕度變形 （ 濕脹干縮 ） 等 。 ?用軸心抗拉法或劈裂法試驗(yàn)測(cè)試。 4 硬化混凝土的強(qiáng)度 三、 抗拉強(qiáng)度 4 硬化混凝土的強(qiáng)度 ?混凝土抗拉強(qiáng)度很低，只有抗壓強(qiáng)度的 1/10~1/20，故在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不考慮混凝土承受拉力。 （ 1）溫度 混凝土養(yǎng)護(hù)溫度高，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展快，反之，低溫下混凝土強(qiáng)度發(fā)展遲緩。 4 硬化混凝土的強(qiáng)度 28lglg28nff n ?式中 :fn—— nd齡期混凝土的抗壓程度 , MPa； ｆ 28—— 28ｄ齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度 , MPa； ｎ、 lg 28—— ｎ（ｎ不小于 3）和 28的常用對(duì)數(shù)。28天以后強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。 4 硬化混凝土的強(qiáng)度 二、影響混凝土 抗壓強(qiáng)度的因素 齡期 ? 混凝土強(qiáng)度隨著混凝土齡期的增加而不斷增大。 表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石 （ 礫石 ） 的粘結(jié)力大 。 4 硬化混凝土的強(qiáng)度 保羅米公式： 在原材料一定的條件下 ， 混凝土 28天齡期抗壓強(qiáng)度 （ fcu,0 ） 與水泥實(shí)際強(qiáng)度 （ fce ） 及水灰比（ W/C） 之間的關(guān)系 （ 試驗(yàn)得 ） ： ?????? ??bceacu WCff ??0,A、 B— 回歸系數(shù) 用途： ①已知 fce 、 W/C，求 fcu ② 已知 fcu,0、 fce，求 W/C ③ 已知 fcu,0、 W/C ，求 fce 二、影響混凝土 抗壓強(qiáng)度的因素 骨料的影響 骨料本身的強(qiáng)度一般都比水泥石強(qiáng)度高 ， 所以一般不會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度 。 〥 由于拌制混凝土拌合物時(shí)為了獲得必要的流動(dòng)性，常需要加入較多的水，多余的水所占空間在混凝土硬化后成為毛細(xì)孔，使混凝土密實(shí)度下降。所以混凝土的強(qiáng)度，主要決定于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料間的粘結(jié)力。