毕业设计（论文）-影响混凝土生产初期质量控制的因素.doc

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）影响混凝土生产初期质量控制的因素摘 要按目前使用状况，混凝土有六大组分，即水、胶凝材料、砂、石、外加剂和矿物掺合料，其中胶凝材料通常为水泥，砂石为集料，掺合料一般是粉煤灰和膨胀剂等。新拌混凝土的工作性能及硬化混凝土的强度、耐久性能很大程度取决于原材料质量及配合比的影响。因原材料质量变化：如水泥的凝结时间、安定性及胶砂强度的变化，外加剂减水率等指标的变化、配合比的波动等因素都可能使混凝土质量受到影响，生产中并没有通用的固定的配合比。因此原材料的检测是试验室的日常工作，是确定配合比的依据，更是生产初期质量控制的依据。由于篇幅有限加上工作中的实际情况，重点阐述原材料中胶凝

2、材料和外加剂的质量控制因素和配合比的设计问题。关键词：混凝土，原材料检测，配合比，初期质量控制AFFECTING CONCRETE PRODUCTION QUALITY CONTROL FACTORS EARLYABSTRACTAccording to the present condition and concrete has six components， namely water， gelled material， sand， stone and admixture and mineral admixtures， including cementitious materials for

3、cement， sand usually for aggregate， admixtures is usually fly ash and expansive agent， etc. The new premixed concrete performance and durability of concrete strength， hardening performance depends to a great extent on the quality of raw materials and mix. For raw material quality changes: as the set

4、ting time and cement mortar strength， stability and the changes of water， etc， the change of factors such as the fluctuations could affect the concrete quality， production， and the proportion of general fixed.Therefore the materials of the lab testing is daily work， is determined according to the pr

5、oportion of production， quality control according to the early. Due to the limited working space and the actual situation of this material and additive cementitious materials quality control factors and proportioning design problem.KEY WORDS: concrete mixing,， raw materials, testing， quality control

6、8目录第一章 混凝土简介31.1 混凝土定义31.2 混凝土发展31.3混凝土分类41.4 混凝土的原材料4第2章 水泥及其对混凝土的影响52.1水泥的简介52.1.1水泥的分类52.1.2 混凝土中水泥主要技术指标52.1.3 水泥的作用机理62.2 水泥对混凝土性能的影响7第3章 外加剂种类及在混凝土中应用93.1 常用外加剂及作用机理93.1.1 常见分类93.1.2 减水剂对混凝土性能的影响103.2膨胀剂的种类及作用简介10第4章 其它原材料质量指标的控制124.1集料124.1.1 集料的选用应符合下列要求124.1.2 质量检验要求124.2 水134.3 掺合料13第5章 混凝

7、土配合比的设计与质量控制145.1.混凝土配合比设计145.1.1 混凝土配合比设计中的三个基本参数145.1.2 混凝土配合比设计方法和原理145.2混凝土配合比设计步骤155.2.1 初步计算配合比计算步骤155.2.2计算砂、石用量（SO 、GO），并确定初步计算配合比185.2.3 准配合比和试验室配合比的确定185.2.4施工配合比205.3 配合比与质量控制关系20结论23谢 辞24参考文献25前言混凝土材料是工业和民用建筑以及交通、水利、能源、海洋、市政等建设工程中用量最大的材料。它构成了建筑工程的主体或骨架，用于承受各种荷载并在发挥防渗、隔热保温等功能的同时抵御气候环境的侵蚀，

8、即必须具有足够的耐久寿命。因此，混凝土结构与这些工程的使用性能、安全性能、耐久性能和与环境的适应性能都有着极其重要的联系，其质量的优劣直接关系到国民经济的发展、人民生活的质量和人身及财产的安全。随着科学技术和社会现代化的发展，各种严酷环境下使用的重大混凝土结构，如跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆等，以及有毒有害废物处置与处理的工程在不断增加，这些混凝土工程的施工难度大，耐久性要求高，一旦出现质量事故，不仅修补耗资巨大，后果还十分严重。因此，混凝土的工程质量问题必须引起混凝土材料工作者和全社会的高度重视。混凝土是由各种原材料在现场或搅拌站经过简单制作工序直接生产，然后再经过施工现场挠注

9、、振构成型、养护、修整等多工序的制作而最后完成的，因此原材料的选用和施工技术是决定混凝土工程质量的最重要的两大因素。因混凝土用材不当、生产过程中偷工减料及施工不符合规范等原因造成的工程质量事故对社会带来重大的危害，给了我们沉重的教训，混凝土工程质量问题已经成为一个世界性的问题。加上近年来一些新材料。要减少和避免材料引起的工程质量问题，关键是了解组成材料的性能，正确选择材料、使用材料和进行合理的材料耐久性设计。优质经济的混凝土必须同时满足必要的强度、耐久性、工作性和经济性四方面的要求。混凝土的质量控制一般包括初步控制、生产过程控制与产品质量控制。初步控制包括对组成材料的质量检验与控制和配合比的控

10、制。生产过程控制包括组成材料的计量、拌合物的搅拌、运输、浇注和养护等工序控制。产品质量控制是指混凝土及其制品的出厂检验、工程验收等，以保证产品的最终质量符合标准要求。它包括批量的划分、每批取样数量、验收函数和验收界限等项内容。本文考虑到篇幅有限，为了更好地进行阐述质量控制问题，重点原材料的质量控制。其中要做好原材料的质量控制必须满足三大基本条件是：选择适宜的原材料(主要为水泥、外加剂以及混凝土中氯化物和碱含量的控制)，既要考虑就地取材，便利易得，又要考虑质地优良，适宜工程要求。选择适宜的混凝土配合比，要正确处理保证工程质量与节约水泥的关系，使混凝土具有适宜的工作性能、强度和耐久性能，充分满足工

11、程设计和施工提出的要求，同时还要通过试验优化配合比，达到较优的经济效果。加强施工控制，保证施工质量。第一章 混凝土简介1.1 混凝土定义混凝土，简称为“砼（tng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。 1.2 混凝土发展混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用

12、量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。混凝土的历史可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛（见无机胶凝材料）。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来，广泛应

13、用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。 1.3混凝土分类1. 混凝土的种类按胶凝材料分有：无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等；有机胶结料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等。2. 按容重分有:重混凝土，容重26005500公斤/立方米甚至更大；普通混凝土，容重2400公斤/立方米左右；轻混凝土，容重为5001900公斤/立方米的轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土等。3. 按使用功能分主要有：结构混凝土、保温

14、混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。1.4 混凝土的原材料水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；进而通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。一般说来，饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用，而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。为改善混凝土的某些性质，可加入外加剂。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能，节约水泥，在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量，影响混凝土的强度、

15、变形、水化热、抗渗性等。第2章 水泥及其对混凝土的影响2.1水泥的简介水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。2.1.1水泥的分类 水泥的分类有很多种，这里主要介绍一下按用途及性能分类，一般可分为： （1） 通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB1752007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 （2） 专用水泥

16、:专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。 （3）特性水泥:某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。 2.1.2 混凝土中水泥主要技术指标 （1）细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，硬化得越快，早期强度也越高。 通常用筛拆法测定。国家标准规定，在孔径为0080毫米的方孔筛上筛余量不得超过15。（2）凝结时间：水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成所需的时间称终凝时间。硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟，终凝时间不迟于6.5小时。实际上初凝时间在13h，而终凝为46小时。水泥凝结时间的测定由专门凝结时间测定仪进行。 （

17、3）强度：水泥强度应符合国家标准GB/T17571中要求进行实验。 火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定。当流动度小于180mm时，应以0.01的整数倍递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180mm。胶砂流动度实验按GB/T2419进行，其中胶砂制备按GB/T17671规定进行。（4）安定性 是指水泥浆硬化过程中体积变化是否均匀的性质，用沸煮法测定必须合格。（5）标准稠度：指水泥标准稠度净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定阻力时的稠度。通过实验不同含水量水

18、泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。一般通过中华人民共和国国家标准GB/T1346-2001 中规定的步骤和要求来完成在施工中，对水泥的一般质量要求是不受潮、不过期。水泥受潮后，水泥颗粒和水发生水化作用，再使用时，其胶结能力和强度将显著降低。同样，水泥的存放时间过长，水泥颗粒会同空气中的水汽、二氧化碳发生作用，降低水泥的胶结能力和强度，并延缓水泥的凝固时间。因此，对受潮水泥，使用前应加以碾碎并筛去其中的硬抉，经过鉴定试验。对存放期超过三个月的水泥，也应进行试验，然后确定是否降低标号使用。同时，一切受潮的和过期的水泥部不宜用于配制高标号混凝土和用于主要工程部位。2.1.3 水

19、泥的作用机理水泥的作用主要是在与水的作用下水化，经由水化产物的硬化、固化、胶结作用把其它散粒料交结成成具有强度的整体。硅酸盐水泥通常主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙和铝酸三钙四大矿物租场，水化后产生C-S-H凝胶及其结晶相。结晶相既有强度和微集（骨）料的作用也有大面积的低交结性。C-S-H凝胶根据其纤维状、真棒状、网状和内核状的多少又有不同的固结能力。同时，水泥的水化程度也是一个影响强度的重要因素。通常，总有一部分水泥没有水化完毕，以微集料的形式存在，这尤其在低水灰比高密度实度混凝土中更为明显。此外，水化产物属高碱度矿物，当外界物质如碳酸、硫酸盐等物质侵蚀或脱水后，又会形成为其他矿物使其分

20、解，膨胀或收缩，产生极其不良的后果。2.2 水泥对混凝土性能的影响 GB1752007通用硅酸盐水泥标准中对上述水泥品质指标有明确的规定。GB5016492混凝土质量控制标准规定对所用水泥必须检验其强度和安定性。水泥强度是水泥胶结能力的表现，是混凝土强度的根本来源。一般来说，同一配合比，相同质量矿物掺合料、外加剂、砂石料，水泥强度每增加1MPa，混凝土强度增加1MPa。混凝土强度水泥强度主要由熟料的矿物组成和矿物结构、混合材的质量与掺量、粉磨细度、石膏掺量等因素决定。影响水泥安定性的主要因素有熟料中的游离氧化钙（fCaO）、氧化镁（MgO）含量和水泥中的三氧化硫（SO3）含量。 1. 水泥组分

21、中影响混凝土的坍落度损失的主要因素采用现场制备混凝土时，混凝土从加水搅拌到正常使用完毕，通常只需要很短的时间。在这段时间里，混凝土的坍落度损失一般很小，通常不予考虑。采用商品混凝土时，新拌混凝土从出搅拌站到浇筑完毕，需要较长一段时间，因此不得不考虑混凝土的坍落度损失。如果混凝土的坍落度损失太大，即便所配置的混凝土流动性再好，也很难保证正常施工。 一般来说，水泥凝结时间越快，混凝土坍落度损失越快。对水泥凝结时间影响最为显著是C3A含量和石膏掺量。C3A含量高的水泥凝结快，有可能引起较快的坍落度损失。C3A含量与石膏掺量应该有一个匹配关系。当C3A含量与石膏掺量都较低时，水泥浆体需要较长的时间才能

22、凝结。当C3A含量与石膏掺量都较高时，水泥浆体也能有一个正常的凝结时间。当C3A含量高石膏掺量低或C3A含量低石膏掺量高的水泥，水泥浆体则表现为较快的凝结。2. 水泥组分中影响混凝土收缩的的主要因素： 混凝土在凝结硬化过程中体积一般表现为收缩。质量好的砂、石料体积稳定性好，对混凝土收缩变形影响不大，造成混凝土收缩变形的主要原因是水泥石的收缩变形。对水泥石自生收缩影响较大的有：C3A含量、石膏掺量、碱含量、水泥粉磨细度、颗粒分布、混合材品种。C3A的收缩变形是较大的，当有石膏存在时，C3A不仅与水反应，更重要的是与石膏反应。生成水化硫铝酸钙，因而可能产生膨胀，而不是收缩。水泥的碱含量越高，所形成

23、的水泥石的干缩变形也将越大。一般来说，水泥颗粒较细，或者水泥的颗粒分布较窄时，水泥基材料的干缩变形较大。矿渣硅酸盐水泥的干缩变形是较大的，在使用矿渣硅酸盐水泥，尤其注意早期养护，如养护不当，很容易产生裂缝。而粉煤灰水泥的干缩变形则较小。 3. 水泥组分中影响混凝土泌水的主要因素 水与固体颗粒的分离称为泌水。当泌水严重时，表面混凝土含水量较大，硬化后表面混凝土强度明显低于下面混凝土的强度，甚至在表面产生大量容易剥落的“粉尘”。对水泥泌水影响较大的有：C3A含量、粉磨细度、水泥颗粒亲水性、混合材品种。C3A含量高的水泥保水性强，泌水少；提高粉磨细度有助于提高水泥的保水性能，减少泌水；矿渣水泥的保水

24、性通常比其它水泥差，用矿渣水泥配制混凝土，较容易产生泌水；而在水泥中掺加粉煤灰有助于减少泌水。第3章 外加剂种类及在混凝土中应用混凝土是最大宗的建筑材料。现代混凝土的生产、应用离不开混凝土外加剂。少量的化学外加剂对混凝土性能的改善作用已为工程实践所证明。例如减水剂，用量仅为胶凝材料总量的万分之几，但掺用减水剂后，混凝土的工作性明显改善，流动性增加，强度提高，甚至能够抑制碱集料的反应膨胀。正是由于在混凝土中掺用了混凝土外加剂，使得单方混凝土中水泥用量明显减少，并由此发展了高性能混凝土。 3.1 常用外加剂及作用机理 为了赋予混凝土某些特殊性能，满足工程的某种需要，50多年来发明了品种繁多的外加剂

25、。首先是化学外加剂，所掺的剂量较低，从万分之几到5。按其功能分为引气剂、减水剂、快硬剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、调凝剂、阻锈剂、耐蚀剂、超塑化剂等。现在用得最多的是减水剂与引气剂，都是表面活化剂。前者是亲水性的，使水泥粒子在水中充分分散，消除了絮凝现象，达到减水的作用。后者是憎水性的，吸附在空气一水的界面上，降低水的表面张力，使气泡变小，稳定地分散在混凝土中。这种均匀分布的小气泡，消纳了冰冻作用在混凝土体内的破坏力，是最有效的抗冻融循环破坏的外加剂。此外还能明显增加流动性，有利于均匀性和工作性。减水剂和膨胀剂是混凝土最常用的外加剂。现在本质素磺酸钙(简称木钙)已在普通混凝土中用得较多，收到很好

26、效果。高效减水剂也已在泵送混凝土尤其在高性能混凝土中使用。膨胀剂对提高混凝土抗裂性是非常更重要的。 3.1.1 常见分类 1. 聚磺酸盐系列：包括萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物（MSF）、对氨基苯磺酸盐甲醛缩聚物、改性木质素磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐和磺化酮醛树脂等。如我们常用的FDN，属于萘磺酸盐甲醛缩合物。 2. 聚羧酸盐系列：有效的控制初期水化过程，使混凝土坍落度损失减小。3.1.2 减水剂对混凝土性能的影响（1）高效减水剂对混凝土凝结时间的影响 高效减水剂一般没有缓凝作用，甚至还有可能促进水泥的水化硬化。缓凝型高效减水剂是由高效减水剂与缓凝剂复合而成的。一般情况下，

27、商品混凝土搅拌站为延缓水泥水化，减少坍落度损失在减水剂中都掺加了一定量的缓凝剂。（2）高效减水剂对混凝土含气量的影响我们目前常用的FDN和JK都有一定含气量，尤其以JK含气量为甚，所以JK掺量不宜过高，否则混凝土强度大幅度降低。（3）高效减水剂对混凝土保水性能的影响萘系高效减水剂超塑化，能有效增大混凝土的流动性易于密实改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性，但对减少混凝土的泌水贡献不大，甚至还可能增大泌水。当FDN过量时混凝土泌水增大。3.2膨胀剂的种类及作用简介1. 分类: 根据产生膨胀的组分，主要有三种类型的膨胀剂，即硫铝酸盐型膨胀剂、氧化钙型膨胀剂和氧化镁膨胀剂。目前常用的是硫铝酸盐型膨胀

28、剂。 硫铝酸盐型膨胀剂是通过反应生成水化硫铝酸盐而产生膨胀。形成水化硫铝酸盐的途径很多。我国目前最常用的UEA膨胀剂是一种将无水硫铝酸盐与明矾石等复合在一起的复合型硫铝酸盐膨胀剂，它利用煅烧形成的无水硫铝酸盐矿物产生早期膨胀，利用明矾石产生后期膨胀，使膨胀发展得较平缓2. 作用：在混凝土中使用膨胀剂主要是利用膨胀组分的膨胀来补偿混凝土的各种收缩，以提高混凝土的抗裂性和抗渗性。可以认为，集料是不发生自生体积变形的，干缩变形一般也很小，可以忽略不计。硬化水泥石通常有较大的自身体积变形，而且一般表现为收缩，它与干缩变形相叠加，使得硬化水泥处于受拉状态。当拉应力较大时，硬化水泥中将会产生微裂缝。由于这

29、种微裂缝存在，大大降低了混凝土的抗拉性能，也影响了混凝土的抗裂性能。掺入膨胀剂后，使硬化水泥石的自生体积变形转变为膨胀型，它与硬化水泥的干缩变形相抵消，减小了硬化水泥石的变形，从而减小了混凝土中微裂缝形成的可能性，使得混凝土的抗拉性能得到较大的改善。这是膨胀剂提高混凝土抗裂性的更重要的3. 使用时应注意的问题（1）膨胀必须与强度发展相协调 显然，在混凝土处于流动状态时的膨胀是一种无效的膨胀。如果在强度很低时产生较大的膨胀，也会导致混凝土结构的破坏。因此，膨胀的发展必须与强度的发展相协调，才会充分的利用膨胀能。（2）膨胀必须在足够的限制控制之下 混凝土的膨胀如果超出限制条件的控制，将会变成一种破

30、坏力。在这种情况下，膨胀不但不能提高混凝土的性能，反而会使混凝土的性能显著降低。因此，对于膨胀剂所产生的膨胀必须有足够的控制，使膨胀朝着有利的方向发展。（3）在混凝土中膨胀剂必须分布均，一要延长搅拌时间；二是要防止离析，离析将破坏混凝土的均匀性。（4）掺膨胀剂混凝土必须加强养护 膨胀组分的水化需要大量的水，没有水，膨胀组分就不能很好的水化，因而也就不能很好的发挥作用。因此，掺膨胀剂混凝土必须加强养护。混凝土硬化后不仅要及时喷水，而且要有足够的养护时间，GB11988混凝土外加剂应用技术规范规定膨胀混凝土必须在潮湿状态下养护14天以上。注意：掺有膨胀剂的混凝土要求严格的水养条件！施工单位不提供足

31、够的潮湿养护条件，则膨胀剂等于“白用”，用了之后不但没有起到相应的作用，反而还会带来其他负面影响。矿物掺合料有抑制膨胀的作用。11洛阳理工学院毕业设计（论文）第4章 其它原材料质量指标的控制4.1集料集料（也称骨料）是颗粒状材料，大部分取自天然岩石，破碎的岩石或者天然砾石和砂子，也有一部分造集料，主要用作经济的填充材料，通常占混凝土体积的7080，故对混凝土的性质有重要影响，一般使混凝土具有较好的体积稳定性和耐磨性 4.1.1 集料的选用应符合下列要求1. 粗集料不得大于混凝土结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4；对于混凝土实心板，其最大粒径不易大于板厚的1/2，并不得超过

32、50mm;2泵送混凝土用的碎石，不应大于输送管内径的1/3；卵石不应大于输送管内径的2/5；3泵送混凝土用的细骨料，对0.315mm筛孔的通过量不应少于15，对0.16mm筛孔的通过量不应少于54.1.2 质量检验要求1来自采石场（生产厂）的骨料应附有质量证明书，根据需要按批检验及颗粒级配，含泥量及粗骨料的针片状含量；2对无质量证明书或其它来源的骨料，应按批检验其颗粒级配、含泥量及粗颗粒的针片状含量。必要时还应检验其他质量指标。3. 对海砂，还应按批检验其氯盐含量，其检验结果应符合有关标准的规定。4. 对含有活性二氧化硅或其它活性成分的骨料，应进行专门实验，待验证确认对混凝土质量无有害影响时，

33、方可使用。4.2 水水的作用，提供水化的物质需要，又提供成型必须的流动性。水分少不足以完全水化和不能成型密实，水分多有形成离析和泌水通道，这都会成为裂纹源和有害物质进入的通道而产生极坏的影响。同时，水分在结构中以不同的形态存在，会在不同的温度下脱去和在外力下流动，这又是混凝土收缩变形收缩裂纹的根源。无疑这都是混凝土破坏和体积不稳定性的重要原因。因此要注意不得用海水拌制钢筋混凝土和预应力混凝土，不宜用海水拌制有饰面要求的素混凝土4.3 掺合料矿物掺合料不仅有减少水泥用量、降低成本、利废以利环境。提高混凝土工作性以利施工的作用，还有改善混凝土的物理、化学、力学性能，并赋予混凝土以新的功能如防水、屏

34、蔽、导电等。其主要就是其代替水泥而减少了水泥的晶相水化物，充分水化并充分发挥水泥作用，细粉的增加提高了密实度，以及其本身的其它功能而带来的相关功能。用于混凝土的掺合料，应符合现行国家标准用于水泥和混凝土的粉煤灰、用于水泥中的火山灰质混合材料和用于水泥中的粒化高炉矿渣的规定。13 第5章 混凝土配合比的设计与质量控制5.1.混凝土配合比设计混凝土配合比设计基本要求混凝土配合比是指 1m3混凝土中各组成材料的用量，或各组成材料之重量比。配合比设计的目的是为满足以下四项基本要求： (1) 满足施工要求的和易性。(2) 满足设计的强度等级，并具有 95%的保证率。(3) 满足工程所处环境对混凝土的耐久

35、性要求。(4) 经济合理，最大限度节约水泥，降低混凝土成本。5.1.1 混凝土配合比设计中的三个基本参数 1. 单位用水量主要根据坍落度要求和粗骨料品种、最大粒径确定。确定原则为：在满足施工和易性的基础上，尽量选用较小的单位用水量，以节约水泥。因为当W/C一定时，用水量越大，所需水泥用量也越大。 2砂率。合理砂率的确定原则为：砂子的用量填满石子的空隙略有富余。砂率对混凝土和易性、3.强度和耐久性影响很大，也直接影响水泥用量，故应尽可能选用最优砂率，并根据砂子细度模数、坍落度要求等加以调整，有条件时宜通过试验确定。 5.1.2 混凝土配合比设计方法和原理混凝土配合比设计的基本方法有两种：一是体积

36、法（又称绝对体积法）；二是重量法 （又称假定表观密度法），基本原理如下： 1. 体积法基本原理。体积法的基本原理为混凝土的总体积等于砂子、石子、水、水泥体积及混凝土中所含的少量空气体积之总和。若以Vh Vc Vw Vs Vg Vk分别表示混凝土、水泥、水、砂、石子、空气的体积，则有：Vh = Vc+ Vw + Vs +Vg + Vk （5-1）若以Co、Wo、So、Go分别表示 1m3混凝土中水泥、水、砂、石子的用量（kg），以c、w、s、g分别表示水、水泥的密度和砂、石子的表观密度（g/cm3），10 表示混凝土中空气体积，则上式可改为： Co/c+Wo/w+So/s+ Go/g+10=10

37、00 （5-2）式中，10为混凝土含气量百分率（%），在不使用引气型外加剂时，可取=1；掺引气型外加剂时，=24。 2. 重量法基本原理。重量法基本原理为混凝土的总重量等于各组成材料重量之和。当混凝土所用原材料和三项基本参数确定后，混凝土的表观密度（即 1m3混凝土的重量）接近某一定值。若预先能假定出混凝土表观密度，则有： Co+Wo+So+Go=h （5-3）式中h 为 1m3为混凝土的重量（kg），即混凝土的表观密度。C7.5C15, h=2360kg/m3 C20C30, h=2400kg/m3C35C45, h=2450kg/m3 混凝土配合比设计中砂、石料用量指的是干燥状态下的重量。

38、水工、港工、交通系统常采用饱和面干状态下的重量。5.2混凝土配合比设计步骤 混凝土配合比设计步骤为：首先根据原始技术资料计算“初步计算配合比”；然后经试配调整获得满足和易性要求的“基准配合比”；再经强度和耐久性检验定出满足设计要求、施工要求和经济合理的“试验室配合比”；最后根据施工现场砂、石料的含水率换算成“施工配合比”。 5.2.1 初步计算配合比计算步骤 1计算混凝土配制强度（fcu，o） fcu，A=fcu，k+1.645 （5-4）式中 : fcu，A混凝土配制强度（MPa） ;fcu，k混凝土的设计强度等级（MPa）; 混凝土强度标准差 2根据配制强度和耐久性要求计算水灰比（W/C）

39、。 根据强度要求计算水灰比。由式采用碎石时：fcu，A=0.46fce(C/W-0.52) 则有：W/C=0.46fce/fcu，A+0.24fce (5-5)采用卵石时：fcu，A=0.48fce(C/W-0.61) 则有：W/C=0.48fce/fcu，A+0.29fce (5-6)式中 C/W 灰水比； fcu，A混凝土试配强度(MPa); fce-水泥实测强度（MPa）。在无法取得水泥实际强度时，可按fce=1.13fcek代人，fcek为水泥标号。为了满足耐久性要求，计算所得混凝土水灰比应与表5-1规定值进行复核。如果计算所得水灰比大于表中规定值，应按表中规定数值选取。表5-1混凝土

40、的最大水灰比和最小水泥用量表项次混凝土所处的环境条件最大水灰比最小水泥用量（kg/m3）普通混凝土轻骨料混土配筋无筋配筋无筋1不受雨雪影响的混凝土不作规定2252002502252受雨雪影响的混凝土位于水中及水位升降范围内的混凝土在潮湿环境中的混凝土0.72502252752503寒冷地区水位升降范围内的混凝土受水压作用的混凝土0.652752503002754严寒地区水位升降范围内的混凝土0.60300275325300注：1寒冷地区系指最冷月份的月平均温度在-5-15之间，严寒地区则指最冷月份的月平均温度低于-15 。2.表中最小水泥用量（普通混凝土包括外掺混合材料；轻骨料混凝土不包括外掺

41、混合材料），当用人工捣实时应增加25kg/m33根据施工要求的坍落度和骨料品种、粒径、由表 5-2 选取每立方米混凝土的用水（Wo）。表5-2混凝土单位用水量选用表（ kg/m3）(JGJ55-2000)项目指标卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）102031540162031540坍落度（mm）1030355055707590190200210215170180190195160170180185150160170175200210220230185195205215175185195205165175185195维勃稠度（s）162011155101751801851601651701

42、45150155180185190170175180155160165注：1.本表用水量采用中砂的平均值，采用细砂时，1m3混凝土用水量可增加510kg,采用粗砂则可减少510kg.2.掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。3本表适用水灰比小于0.40或大于0.80的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土。4计算每立方米混凝土的水泥用量（Co）。 （1根据已定的用水量，水灰比计算出水泥用量： Co=C/W *Wo （2）查表 5-1，复核是否满足耐久性要求的最小水泥用量，取两者中的较大值。 5确定合理砂率（Sp）。 （1）可根据骨料品种、粒径及W/C查表 5-3 选取。实际选用时可采用内插法

43、，并根据说明进行修正。 （2）在有条件时，可通过试验确定最优砂率。表5-3 混凝土砂率水灰比W/C碎石最大粒径（mm）卵石最大粒径（mm）1520401020400.403035293427322632253124300.503338323730353035293428330.603641354033383338323731360.703944384336413641354034395.2.2计算砂、石用量（So 、Go），并确定初步计算配合比（1）重量法： Co + Wo + So + Go= h Sp = So/ ( So + Go) （5-7） （2）体积法：Co/c + Wo/w +

44、So/s + Go/g + 10=1000Sp = So/So + Go (5-8) （3）配合比的表达方式： 根据上述方法求得的Co、Wo、So、G o，以每立方米混凝土材料的用量（kg）表示,也可根据各材料用量的比例关系表示水泥设为1，则有： Co：So：G o：Wo1：So /Co : Go/Co ：Wo/ Co 5.2.3 准配合比和试验室配合比的确定 初步计算配合比是根据经验公式和经验图表估算而得，因此不一定符合实际情况，必经通过试拌验证。当不符合设计要求时，需通过调整使和易性满足施工要求，使W/C满足强度和耐久性要求。 1和易性调整确定基准配合比。根据初步计算配合比配成混凝土拌合物，先测定混凝土坍落度，同时观察粘聚性和保水性。如不符合要求，按下列原则进行调整： (1) 当坍落度小于设计要求时，可在保持水灰比不变的情况下，增加用水量和相应的水泥用量（水泥浆）。(2) 当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的情况下，增加砂、石用量（相当于减少水泥浆用量）。(3) 当粘聚性和保水性不良时（通常是砂率不足），可适当增加砂用量，即增大砂率。 (4)当拌合物显得砂浆量过多时，可单独加入适量石子，即降低砂率在混凝土和易性满足要求后，测定拌合物的实际表观密度（ ），并按下式计算每 1m3混凝土的各材料用量即基准配合比 令：AC拌+W拌+S拌+G拌 （5-8）则有： Cj= C拌/A