学习指导一一混凝土 混凝土广义的定义是由胶凝材料将其它散状、块状或纤维材料胶结而成的固体复合材料， 根据所用胶凝材料的不同分为水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、树脂 混凝土、沥青混凝土等。在建筑工程中应用最普遍的是水泥混凝土。水泥混凝土又按其体积密 度的大小，分为重混凝土(p.>2600kg/m)、普通混凝土(p。=2000~2500kg/m3)和轻混 凝土(p。<1950kg/m),其中用量最大的为普通混凝土，简称为“混凝土”。 ·、普通混凝土组成材料 普通混凝土的基本组成是水泥、粗骨料（又称粗集料或石子）、细骨料（又称细集料或砂 子)和水（及为改善混凝土性能掺入的外加剂）。混合后的四种材料，在凝结前称为混凝土拌 合物，又称新拌混凝土。 四种材料在混凝土中的作用是： 粗骨料起总的骨架作用，砂和水泥浆（水泥砂浆）填充粗骨料的空隙、包裹粗骨料的表 面。 在水泥砂浆中，砂起骨架作用，水泥浆填充砂的空隙、包裹砂的表面，从而使混凝土拌 合物具有流动性和可塑性。即在混凝土凝结前（施工成型阶段），混凝土拌合物中的水泥浆起 到了粘结和润滑作用使混凝土拌合物具有一定的和易性：在硬化后，水泥浆变成水泥石，则起 到了胶结作用，将粗、细骨料胶结为一整体，成为固体复合材料。粗、细骨料在混凝土起到了 骨架作用，可提高混凝土的抗压强度和耐久性，并可减小混凝土的变形和降低造价。 工程上对混凝土的基本要求有：(1)满足施工所需的和易性：(2)满足设计要求的强度： (3)满足与环境相适应的耐久性：(4)变形值应较小以满足抗裂性等性能的要求；(5)经济 上应合理，即水泥用量应少。 要满足上述基本要求，就必须合理地选择原材料并控制原材料的质量。此外，还必须合 理地设计混凝土的配合比，并正确、合理地施工以及进行严格的质量管理和控制。 (一)水泥 水泥主要考虑二个方面： 一是：水泥的品种。应根据工程特点和混凝土所处环境来进行选择： 二是：水泥的强度等级。应根据所配制的混凝土强度等级来选择。即水泥的强度等级应 与混凝土的强度等级相适应。对于中、低强度的混凝土，水泥标号为混凝土强度等级的1.5一 2.5倍为宜：对于高强度混凝土，水泥标号与混凝土强度等级的比值可以小于1，但一般也不 宜小于0.8。因为用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土时，较少的水泥用量（较大的水 灰比)即可满足强度要求，但水灰比过大，会对混凝土拌合物的和易性及混凝土的耐久性带来 不利影响：而用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝士时，会因水灰比/C太小而影响混凝 土拌合物的流动性，因水泥用量大而显著增加水化热和混凝土的各种变形，同时混凝土的强度 也不易得到保证，经济上也不合理
学习指导——混凝土 混凝土广义的定义是由胶凝材料将其它散状、块状或纤维材料胶结而成的固体复合材料。 根据所用胶凝材料的不同分为水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、树脂 混凝土、沥青混凝土等。在建筑工程中应用最普遍的是水泥混凝土。水泥混凝土又按其体积密 度的大小，分为重混凝土（ρo＞2600 ㎏/m3）、普通混凝土（ρo = 2000～2500 ㎏/m3）和轻混 凝土（ρo＜1950 ㎏/m3），其中用量最大的为普通混凝土，简称为“混凝土”。 一、普通混凝土组成材料 普通混凝土的基本组成是水泥、粗骨料（又称粗集料或石子）、细骨料（又称细集料或砂 子）和水（及为改善混凝土性能掺入的外加剂）。混合后的四种材料，在凝结前称为混凝土拌 合物，又称新拌混凝土。 四种材料在混凝土中的作用是： 粗骨料起总的骨架作用，砂和水泥浆（水泥砂浆）填充粗骨料的空隙、包裹粗骨料的表 面。 在水泥砂浆中，砂起骨架作用，水泥浆填充砂的空隙、包裹砂的表面，从而使混凝土拌 合物具有流动性和可塑性。即在混凝土凝结前（施工成型阶段），混凝土拌合物中的水泥浆起 到了粘结和润滑作用使混凝土拌合物具有一定的和易性；在硬化后，水泥浆变成水泥石，则起 到了胶结作用，将粗、细骨料胶结为一整体，成为固体复合材料。粗、细骨料在混凝土起到了 骨架作用，可提高混凝土的抗压强度和耐久性，并可减小混凝土的变形和降低造价。 工程上对混凝土的基本要求有：（1）满足施工所需的和易性；（2）满足设计要求的强度； （3）满足与环境相适应的耐久性；（4）变形值应较小以满足抗裂性等性能的要求；（5）经济 上应合理，即水泥用量应少。 要满足上述基本要求，就必须合理地选择原材料并控制原材料的质量。此外，还必须合 理地设计混凝土的配合比，并正确、合理地施工以及进行严格的质量管理和控制。 （一） 水泥 水泥主要考虑二个方面： 一是：水泥的品种。应根据工程特点和混凝土所处环境来进行选择； 二是：水泥的强度等级。应根据所配制的混凝土强度等级来选择。即水泥的强度等级应 与混凝土的强度等级相适应。对于中、低强度的混凝土，水泥标号为混凝土强度等级的 1.5～ 2.5 倍为宜；对于高强度混凝土，水泥标号与混凝土强度等级的比值可以小于 1，但一般也不 宜小于 0.8。因为用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土时，较少的水泥用量（较大的水 灰比）即可满足强度要求，但水灰比过大，会对混凝土拌合物的和易性及混凝土的耐久性带来 不利影响；而用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，会因水灰比 W/C 太小而影响混凝 土拌合物的流动性，因水泥用量大而显著增加水化热和混凝土的各种变形，同时混凝土的强度 也不易得到保证，经济上也不合理
(二)粗、细骨料 1、粗、细骨料中的杂质含量要少。 粘土等粉状物（淤泥、砂粉、石粉）会降低混凝土拌合物的流动性，或增加用水量，同时， 由于它们对骨料的包复，可大大降低骨料与水泥石间的界面粘结强度，从而使混凝土的强度和 耐久性降低，变形增大。 泥块，即块状的粘土或淤泥等，其对混凝士性质的影响与粘士相同，但影响程度更大， 因其颗粒不易散开，给混凝土带来的缺陷大于粉状的粘土。 氯盐对钢筋有锈蚀作用。 硫酸盐、硫化物、有机质对水泥石具有腐蚀作用。 云母、轻物质等本身强度低，并增加混凝土的用水量，对混凝土的和易性、强度、耐久 性、变形等均不利。 粗骨料和细骨料中含有的活性成分易和水泥或混凝土中的碱(N,0、K,0)起反应，即碱 骨料反应。该反应生成吸水膨胀的凝胶，使混凝土产生开裂。 粗骨料中所含杂质对混凝土性质的影响大于细骨料中所含杂质。 2、粗、细骨料粗细程度与颗粒级配 总体要求是总的表面积小、总的空隙率小。总表面积小，用于包裹的水泥（砂）浆少、总 的空隙率小（砂石的填充程度高）则用于填充的水泥浆少，可提高混凝士的性能，节省水泥的 用量 (1)粗细程度 细骨料的粗细程度用细度模数米表示，此值越大，砂越粗。 砂过粗时，因其总的表面积减少明显，吸附水份的能力显著降低，会引起混凝士拌合物离 析、分层。砂过细，则又会增加水泥用量或降低混凝土的强度，同时对混凝土拌合物的流动性 也不利。故对于配制各种流动性的混凝土，特别是流动性大的混凝土（如流态混凝土、泵送混 凝士等)，宜优先采用中砂。配制低流动性的混凝士或富混凝士（水泥用量多的混凝士）宜选 用粗砂。 粗骨料的粗细用最大粒径来表示，即骨料公称粒级的上限来表示。最大粒径大，粗骨料总 体上粗。 配制中等以下强度的混凝土，应尽量选择最大粒径较大的粗骨料。但最大粒径不是越大越 好。规范要求：应满足小于结构截面最小尺寸的1/4，且不大于钢筋间最小净距的3/4。对混 凝土实心板，粗骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不得超过50m。但配制高强度混凝土 时，则必须限制最大粒径，一般不宜超过16m或20m。 (2)粗、细骨料的级配。 级配表示大小颗粒的搭配程度。级配好，即搭配好，亦即大小颗粒间的空隙率小。因此， 级配好的骨料可降低水泥用量和用水量，有利于改善混凝士拌合物的和易性、提高混凝土的强
（二）粗、细骨料 1、粗、细骨料中的杂质含量要少。 粘土等粉状物（淤泥、砂粉、石粉）会降低混凝土拌合物的流动性，或增加用水量，同时， 由于它们对骨料的包复，可大大降低骨料与水泥石间的界面粘结强度，从而使混凝土的强度和 耐久性降低，变形增大。 泥块，即块状的粘土或淤泥等，其对混凝土性质的影响与粘土相同，但影响程度更大， 因其颗粒不易散开，给混凝土带来的缺陷大于粉状的粘土。 氯盐对钢筋有锈蚀作用。 硫酸盐、硫化物、有机质对水泥石具有腐蚀作用。 云母、轻物质等本身强度低，并增加混凝土的用水量，对混凝土的和易性、强度、耐久 性、变形等均不利。 粗骨料和细骨料中含有的活性成分易和水泥或混凝土中的碱（Na2O、K2O）起反应，即碱 骨料反应。该反应生成吸水膨胀的凝胶，使混凝土产生开裂。 粗骨料中所含杂质对混凝土性质的影响大于细骨料中所含杂质。 2、粗、细骨料粗细程度与颗粒级配 总体要求是总的表面积小、总的空隙率小。总表面积小，用于包裹的水泥（砂）浆少、总 的空隙率小（砂石的填充程度高）则用于填充的水泥浆少，可提高混凝土的性能，节省水泥的 用量。 (1)粗细程度 细骨料的粗细程度用细度模数来表示，此值越大，砂越粗。 砂过粗时，因其总的表面积减少明显，吸附水份的能力显著降低，会引起混凝土拌合物离 析、分层。砂过细，则又会增加水泥用量或降低混凝土的强度，同时对混凝土拌合物的流动性 也不利。故对于配制各种流动性的混凝土，特别是流动性大的混凝土（如流态混凝土、泵送混 凝土等），宜优先采用中砂。配制低流动性的混凝土或富混凝土（水泥用量多的混凝土）宜选 用粗砂。 粗骨料的粗细用最大粒径来表示，即骨料公称粒级的上限来表示。最大粒径大，粗骨料总 体上粗。 配制中等以下强度的混凝土，应尽量选择最大粒径较大的粗骨料。但最大粒径不是越大越 好。规范要求：应满足小于结构截面最小尺寸的 1/4，且不大于钢筋间最小净距的 3/4。对混 凝土实心板，粗骨料的最大粒径不宜超过板厚的 1/2，且不得超过 50mm。但配制高强度混凝土 时，则必须限制最大粒径，一般不宜超过 16mm 或 20mm。 （2）粗、细骨料的级配。 级配表示大小颗粒的搭配程度。级配好，即搭配好，亦即大小颗粒间的空隙率小。因此， 级配好的骨料可降低水泥用量和用水量，有利于改善混凝土拌合物的和易性、提高混凝土的强
度、耐久性，减小混凝土的变形。粗骨料级配对性质的影响大于细骨料级配的影响。 细骨料的级配用级配区来表示，并主要以0.63m筛的累计筛余百分率划分有三个级配 区，各筛上的累计筛余百分率应完全处于三个级配区中的任意一个级配区以内（或除5.00mm、 0.63m筛的累计筛余外，其它各筛的累计筛余允许稍有超出分界线，但其总百分率不得大于 5%)。否则为级配不合格. 粗骨料的级配有：连续级配、间断级配和单粒级。连续级配是粒径由大至小为连续变化， 各粒径均含有相当的数量。连续级配有利于改善混凝土的和易性，为工程中最常用的级配形式： 间断级配是以二个或二个以上粒径相差较大的颗粒组成，即粒径变化为间断式。理论上讲，间 断级配可获得较小的空隙率，但因大小粒径相关悬殊，易产生分层、离析现象，尤其是流动性 大的混凝土：单粒级是仅以一个粒径为主，因空隙率太大，不使用。只用于配制间断级配或连 续级配。 级配不合格的骨料应进行调整，即以二种或二种以上的骨料按适当比例混合，使级配合 (3)粗、细骨料的粒形与表面状况根据骨料的表面状况，将粗骨料分为碎石和卵石， 细骨料分为破碎砂、山砂与河砂、海砂。 碎石、破碎砂、山砂较卵石、河砂、海砂的棱角多，表面粗糙，比表面积较大，拌制混凝 土时用水量较多（流动性相同时）或拌合物的流动性较小（用水量相同时），但由于它们与水 泥石的界面粘结较牢，故混凝土强度较高。上述差异在水灰比(W/C)<0.65时出现，当水灰 比(W/C)<0.40时上述差异特别明显。且粗骨料的影响大于细骨料。 针状或片状粒形的粗骨料，其比表面积大，特别是它们的内摩擦力大、也易折断，故含量 多时会增大粗骨料的表面积和空隙率，从而会降低混凝士拌合物的流动性，或增加用水量和水 泥用量，或降低混凝土的强度和耐久性，增大变形。故应限制它们的含量，特别在配制高强度 混凝土对。 需要指出的是，虽然山砂表面粗糙，有利于粘结，但其含有的粘土等杂质量较多，故用山 砂拌制的混凝土的性能较差，一般不宜选用山砂或需按专门的有关规定使用。 (4)粗骨料的强度。粗骨料具有足够的强度，以保证混凝土的强度。碎石的强度用岩石 的抗压强度和压碎指标值表示，卵石的强度用压碎指标值表示。压碎指标值越小，粗骨料的强 度越高。岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。当混凝土强度等级为C60以上 时应进行岩石抗压强度检验。 (5)粗、细骨料的坚固性。粗、细骨料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破 裂的能力称为坚固性。有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构或有抗疲劳、耐磨、 抗冲击、抗冻等要求的混凝土中使用的粗、细骨料的坚固性应符合规范的规定。坚固性用硫酸 钠饱和溶液法检验。 (三)水
度、耐久性，减小混凝土的变形。粗骨料级配对性质的影响大于细骨料级配的影响。 细骨料的级配用级配区来表示，并主要以 0.63mm 筛的累计筛余百分率划分有三个级配 区，各筛上的累计筛余百分率应完全处于三个级配区中的任意一个级配区以内（或除 5.00mm、 0.63mm 筛的累计筛余外，其它各筛的累计筛余允许稍有超出分界线，但其总百分率不得大于 5%）。否则为级配不合格。 粗骨料的级配有：连续级配、间断级配和单粒级。连续级配是粒径由大至小为连续变化， 各粒径均含有相当的数量。连续级配有利于改善混凝土的和易性，为工程中最常用的级配形式； 间断级配是以二个或二个以上粒径相差较大的颗粒组成，即粒径变化为间断式。理论上讲，间 断级配可获得较小的空隙率，但因大小粒径相关悬殊，易产生分层、离析现象，尤其是流动性 大的混凝土；单粒级是仅以一个粒径为主，因空隙率太大，不使用。只用于配制间断级配或连 续级配。 级配不合格的骨料应进行调整，即以二种或二种以上的骨料按适当比例混合，使级配合 格。 （3）粗、细骨料的粒形与表面状况 根据骨料的表面状况，将粗骨料分为碎石和卵石， 细骨料分为破碎砂、山砂与河砂、海砂。 碎石、破碎砂、山砂较卵石、河砂、海砂的棱角多，表面粗糙，比表面积较大，拌制混凝 土时用水量较多（流动性相同时）或拌合物的流动性较小（用水量相同时），但由于它们与水 泥石的界面粘结较牢，故混凝土强度较高。上述差异在水灰比（W/C）＜0.65 时出现，当水灰 比（W/C）＜0.40 时上述差异特别明显。且粗骨料的影响大于细骨料。 针状或片状粒形的粗骨料，其比表面积大，特别是它们的内摩擦力大、也易折断，故含量 多时会增大粗骨料的表面积和空隙率，从而会降低混凝土拌合物的流动性，或增加用水量和水 泥用量，或降低混凝土的强度和耐久性，增大变形。故应限制它们的含量，特别在配制高强度 混凝土时。 需要指出的是，虽然山砂表面粗糙，有利于粘结，但其含有的粘土等杂质量较多，故用山 砂拌制的混凝土的性能较差，一般不宜选用山砂或需按专门的有关规定使用。 （4）粗骨料的强度。粗骨料具有足够的强度，以保证混凝土的强度。碎石的强度用岩石 的抗压强度和压碎指标值表示，卵石的强度用压碎指标值表示。压碎指标值越小，粗骨料的强 度越高。岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于 1.5。当混凝土强度等级为 C60 以上 时应进行岩石抗压强度检验。 （5）粗、细骨料的坚固性。粗、细骨料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破 裂的能力称为坚固性。有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构或有抗疲劳、耐磨、 抗冲击、抗冻等要求的混凝土中使用的粗、细骨料的坚固性应符合规范的规定。坚固性用硫酸 钠饱和溶液法检验。 （三）水
拌合及养护混凝土用水中，不得含有影响混凝土的和易性及凝结、有损于强度发展、降 低混凝土耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断、污染混凝土表面等酸类、盐类及其它 物质。有害物质（主要指硫酸盐、硫化物、氯化物、不溶物等）的含量及H值需满足标准的 要求 符合国家标准的生活饮用水（如自来水）或清洁的地下水、地表水均可以使用。海水可 用于拌制素混凝士土（不配钢筋的混凝土），不得用于拌制钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土，也 不宜拌制有饰面要求的混凝土。工业废水、水质不明的地下水、地表水等其它水，需检验合格 后方能使用。 二、混凝土的和易性 1、和易性的概念 和易性的含义。和易性也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构 的性能。主要包括有以下三个方面的含义。 (1)流动性指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易与产生流动、易于输送 和易于充满混凝土模板的性质。是混凝土和易性中最重要的性质。一定的流动性保证了混凝土 构件或结构的形状与尺寸以及构件或结构的密实性。对强度有较大的影响。 (2)粘聚性混凝土拌合物在施工过程中保持其整体均匀一致的能力。粘聚性好可保 证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部 结构均匀。此项性质对混凝土的强度和耐久性有较大的影响。 分层有外分层和内分层。外分层是从结构断面上看，粗的在下方，越向上越细，最上方 为水及水泥浆：内分层是在钢筋或较粗的骨料下方，形成的由水及水泥稀浆所填充的空窝。 离析也常有二种情况，一是水泥浆从中分离出来，对于流动性较大的混凝士易发生，若 成型时模板漏浆，则会形成“蜂窝”；另一种是干硬性混凝土中，粗骨料易从中分离出来。 (3)保水性混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌 合物在输送、成型及凝结过程中，不发生大的或严重的泌水，既可避免由于泌水产生的大量的 连通毛细孔隙，又可避免由于泌水，使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的界面粘结缺陷。如 水份积聚在模板附近，则会出现“麻面”。保水性对混凝士的强度、耐久性及表面质量有较大 的影响。 2、和易性的测定与表示 目前，仅能测定拌合物的流动性，而粘聚性和保水性则凭经验观察和评定。混凝土拌合物 的流动性常用下述二种方法来测定。 (1)坍落度法：该法测定的是混凝土拌合物在自重力作用下坍落的尺寸(m),称为坍 落度。坍落度越大则混凝土拌合物的流动性越大。该法适合粗骨料最大粒径小于40(37.5) mm,且坍落度大于10mm的混凝土拌合物。 (2)维勃稠度法：用来测定混凝士拌合物在机械振动力作用下的流动性，适用于流动性
拌合及养护混凝土用水中，不得含有影响混凝土的和易性及凝结、有损于强度发展、降 低混凝土耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断、污染混凝土表面等酸类、盐类及其它 物质。有害物质（主要指硫酸盐、硫化物、氯化物、不溶物等）的含量及 pH 值需满足标准的 要求。 符合国家标准的生活饮用水（如自来水）或清洁的地下水、地表水均可以使用。海水可 用于拌制素混凝土（不配钢筋的混凝土），不得用于拌制钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土，也 不宜拌制有饰面要求的混凝土。工业废水、水质不明的地下水、地表水等其它水，需检验合格 后方能使用。 二、混凝土的和易性 1、和易性的概念 和易性的含义。和易性也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构 的性能。主要包括有以下三个方面的含义。 （1）流动性 指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易与产生流动、易于输送 和易于充满混凝土模板的性质。是混凝土和易性中最重要的性质。一定的流动性保证了混凝土 构件或结构的形状与尺寸以及构件或结构的密实性。对强度有较大的影响。 （2）粘聚性 混凝土拌合物在施工过程中保持其整体均匀一致的能力。粘聚性好可保 证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部 结构均匀。此项性质对混凝土的强度和耐久性有较大的影响。 分层有外分层和内分层。外分层是从结构断面上看，粗的在下方，越向上越细，最上方 为水及水泥浆；内分层是在钢筋或较粗的骨料下方，形成的由水及水泥稀浆所填充的空窝。 离析也常有二种情况，一是水泥浆从中分离出来，对于流动性较大的混凝土易发生，若 成型时模板漏浆，则会形成“蜂窝”；另一种是干硬性混凝土中，粗骨料易从中分离出来。 （3）保水性 混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌 合物在输送、成型及凝结过程中，不发生大的或严重的泌水，既可避免由于泌水产生的大量的 连通毛细孔隙，又可避免由于泌水，使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的界面粘结缺陷。如 水份积聚在模板附近，则会出现“麻面”。保水性对混凝土的强度、耐久性及表面质量有较大 的影响。 2、和易性的测定与表示 目前，仅能测定拌合物的流动性，而粘聚性和保水性则凭经验观察和评定。混凝土拌合物 的流动性常用下述二种方法来测定。 （1）坍落度法：该法测定的是混凝土拌合物在自重力作用下坍落的尺寸（mm），称为坍 落度。坍落度越大则混凝土拌合物的流动性越大。该法适合粗骨料最大粒径小于 40（37.5） mm，且坍落度大于 10mm 的混凝土拌合物。 （2）维勃稠度法：用来测定混凝土拌合物在机械振动力作用下的流动性，适用于流动性
较小的混凝土拌合物。该法测定的是混凝土拌合物在机械振动力作用下，下坍到规定程度时的 时间(s),称为维勃稠度。维勃稠度越大混凝土拌合物的流动性越小。该法适合粗骨料最大粒 径小于40(37.5)mm,且维勃稠度在5~30s的混凝土拌合物。 用插捣棒轻轻敲击已坍落的混凝土拌合物，若该混凝土拌合物整体缓慢下沉，则为粘聚 性良好，若该混凝土拌合物突然倒坍或部分崩坍或产生离析则为粘聚性不良。若坍落度筒提起 后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示该混凝土拌合物的保水性好。 3、流动性指标的选择 流动性大的混凝土拌合物，施工容易，但水泥浆用量多，不利于节约水泥，且易产生离析 和泌水现象，对硬化后混凝土的性质也不利。流动性小的混凝土拌合物，施工较困难，但水泥 浆用量少有利于节约水泥，且对硬化后混凝土的性质较为有利。因此在不影响施工操作和保证 密实成型的前提下，应尽量选择较小的流动性。流动性的选择应根据混凝土结构断面的大小 配筋的疏密程度，及施工条件（免振捣、人工成型或采用机械振捣等）合理确定。 2、影响和易性的因素 (1)水泥浆用量多则流动性好。但水泥浆过多会造成流浆、泌水、分层和离析，即粘聚 性和保水性变差，使混凝土的强度和耐久性降低，而使变形增加。即水泥浆过多时对混凝土的 性质并非有利。水泥浆过少，则不能充满骨料的空隙或不能很好地包裹骨料颗粒表面，润滑和 粘结作用差，使流动性和粘聚性降低，易出现崩坍现象。故水泥浆的用量应以满足流动性为准 不宜过多。 (2)水泥浆的稠度水泥浆稠度取决于水灰比。水灰比过小，水泥浆稠度过大，则流动 性过小，使得难以成型或不能密实成型。水灰比过大，则水泥浆较稀，流动性大，但粘聚性和 保水性较差。水灰比过大，则造成流浆、离析，从而使混凝土的强度和耐久性下降。应强调的 是水灰比是由强度要求确定的，并需满和耐久性要求，而不是由和易性要求确定的。要保证有 较好的和易性，水灰比要适当，既不宜过小，也不宜过大。这一点是通过选择合适的水泥强度 等级来保证。 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因 素。并且当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50~100kg/m)时，基本上不影响混凝土 拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。这种关系称为固定用水量法则。由此可知，在用 水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。该法则在配 合比的调整中会经常用到。 (3)砂率砂用量与砂、石总用量的质量百分率称为砂率。砂率对混凝士的和易性影响 较大。砂率过小，则水泥砂浆总的量少，不足以填充粗骨料的空隙、并有富余来包裹粗骨料的 表面，造成流动性变差，特别是粘聚性和保水性也差，即易崩坍、离析，此外对混凝土的其它 性能也不利。砂率也不能过大，砂的空隙需由水泥浆来填充，砂的表面也需有一定厚度的水泥 浆包裹层，砂率大，则在水泥浆数量一定时，相对减薄了起到润滑骨料作用的水泥浆层厚度
较小的混凝土拌合物。该法测定的是混凝土拌合物在机械振动力作用下，下坍到规定程度时的 时间（s），称为维勃稠度。维勃稠度越大混凝土拌合物的流动性越小。该法适合粗骨料最大粒 径小于 40（37.5）mm，且维勃稠度在 5～30s 的混凝土拌合物。 用插捣棒轻轻敲击已坍落的混凝土拌合物，若该混凝土拌合物整体缓慢下沉，则为粘聚 性良好，若该混凝土拌合物突然倒坍或部分崩坍或产生离析则为粘聚性不良。若坍落度筒提起 后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示该混凝土拌合物的保水性好。 3、流动性指标的选择 流动性大的混凝土拌合物，施工容易，但水泥浆用量多，不利于节约水泥，且易产生离析 和泌水现象，对硬化后混凝土的性质也不利。流动性小的混凝土拌合物，施工较困难，但水泥 浆用量少有利于节约水泥，且对硬化后混凝土的性质较为有利。因此在不影响施工操作和保证 密实成型的前提下，应尽量选择较小的流动性。流动性的选择应根据混凝土结构断面的大小、 配筋的疏密程度，及施工条件（免振捣、人工成型或采用机械振捣等）合理确定。 2、影响和易性的因素 （1）水泥浆用量多则流动性好。但水泥浆过多会造成流浆、泌水、分层和离析，即粘聚 性和保水性变差，使混凝土的强度和耐久性降低，而使变形增加。即水泥浆过多时对混凝土的 性质并非有利。水泥浆过少，则不能充满骨料的空隙或不能很好地包裹骨料颗粒表面，润滑和 粘结作用差，使流动性和粘聚性降低，易出现崩坍现象。故水泥浆的用量应以满足流动性为准， 不宜过多。 （2）水泥浆的稠度 水泥浆稠度取决于水灰比。水灰比过小，水泥浆稠度过大，则流动 性过小，使得难以成型或不能密实成型。水灰比过大，则水泥浆较稀，流动性大，但粘聚性和 保水性较差。水灰比过大，则造成流浆、离析，从而使混凝土的强度和耐久性下降。应强调的 是水灰比是由强度要求确定的，并需满和耐久性要求，而不是由和易性要求确定的。要保证有 较好的和易性，水灰比要适当，既不宜过小，也不宜过大。这一点是通过选择合适的水泥强度 等级来保证。 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因 素。并且当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减 50～100kg/m3）时，基本上不影响混凝土 拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。这种关系称为固定用水量法则。由此可知，在用 水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。该法则在配 合比的调整中会经常用到。 （3）砂率 砂用量与砂、石总用量的质量百分率称为砂率。砂率对混凝土的和易性影响 较大。砂率过小，则水泥砂浆总的量少，不足以填充粗骨料的空隙、并有富余来包裹粗骨料的 表面，造成流动性变差，特别是粘聚性和保水性也差，即易崩坍、离析，此外对混凝土的其它 性能也不利。砂率也不能过大，砂的空隙需由水泥浆来填充，砂的表面也需有一定厚度的水泥 浆包裹层，砂率大，则在水泥浆数量一定时，相对减薄了起到润滑骨料作用的水泥浆层厚度
使流动性减小。或者，在保持相同流动性的条件下，需增加水泥浆用量，即增加了水泥用量。 砂率过大，会影响混凝士的流动性，但对粘聚性和保水性影响不大。合理的砂率有二种表达方 式：一是使砂子体积填满石子的空隙后略有富余，即在水灰比和水泥用量一定的情况下，可获 得最大的流动性和良好的粘聚性和保水性。二是在水灰比和流动性一定的情况下可获得最小的 水泥用量。 合理砂率与以下因素有关：(1)粗骨料的粒径较大、级配较好，空隙率小，且表面较光 滑、棱角较少时，砂率可降低：(2)细骨料较细时，混凝土拌合物的和易性易得到保证，可降 低砂率：(3)水灰比较小时，混凝土拌合物的粘聚性和保水性易得到保证，且水泥用量大，可 采用较小的砂率：(4)流动性较小时，混凝土拌合物的粘聚性和保水性易得到保证，可采用较 小的砂率：(5)掺减水剂、引气剂时，可降低砂率：(6)掺混合材料时，可降低砂率。 合理砂率应通过试验来确定，以节约水泥用量和提高流动性，并保证具有良好的粘聚性 和保水性。 (4)原材料的品种、规格、质量采用卵石、河砂时，混凝土拌合物的流动性优于碎石 破碎砂、山砂拌合的混凝土。 采用粒径粗大、级配良好、粘土及泥块含量少，云母及轻物质少的粗、细骨料时，可获得 较大的流动性和较好的粘聚性。 水泥品种对流动性也有一定的影响，但相对较小。水泥品种对保水性的影响较大，如矿渣 水泥的泌水性大：火山灰水泥的需水性大，保水性好。 惨减水剂剂、惨加粉煤灰等混合材料，可改善混凝士拌合物的和易性 3、改善和易性的措施 (1)尽可能在合理的范围内选用粗大的砂、石： (2)采用粘土杂质少，且级配好的砂、石： (3)尽量采用合理砂率： (4)保持水灰比不变，活当增加水泥和水的用是： (5)掺减水剂或混合材料。 三、混凝土的强度 (一)混凝土的强度与强度等级 1、混凝土抗压强度 (1)混凝土抗压强度以边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度为 20士3℃，相对湿度大于90%)下，养护至28天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土标准立方 体试件抗压强度，简称立方体抗压强度或抗压强度。采用边长为100、200m的非标准立方体 试件时，需折算为标准立方体试件抗压强度，折算系数分别为0.95、1.05： 在非标准养护条件下，如蒸汽养护、自然养护条件下测得的抗压强度，称为蒸养抗压强度 自然养护抗压强度
使流动性减小。或者，在保持相同流动性的条件下，需增加水泥浆用量，即增加了水泥用量。 砂率过大，会影响混凝土的流动性，但对粘聚性和保水性影响不大。合理的砂率有二种表达方 式：一是使砂子体积填满石子的空隙后略有富余，即在水灰比和水泥用量一定的情况下，可获 得最大的流动性和良好的粘聚性和保水性。二是在水灰比和流动性一定的情况下可获得最小的 水泥用量。 合理砂率与以下因素有关：（1）粗骨料的粒径较大、级配较好，空隙率小，且表面较光 滑、棱角较少时，砂率可降低；（2）细骨料较细时，混凝土拌合物的和易性易得到保证，可降 低砂率；（3）水灰比较小时，混凝土拌合物的粘聚性和保水性易得到保证，且水泥用量大，可 采用较小的砂率；（4）流动性较小时，混凝土拌合物的粘聚性和保水性易得到保证，可采用较 小的砂率；（5）掺减水剂、引气剂时，可降低砂率；（6）掺混合材料时，可降低砂率。 合理砂率应通过试验来确定，以节约水泥用量和提高流动性，并保证具有良好的粘聚性 和保水性。 （4）原材料的品种、规格、质量 采用卵石、河砂时，混凝土拌合物的流动性优于碎石、 破碎砂、山砂拌合的混凝土。 采用粒径粗大、级配良好、粘土及泥块含量少，云母及轻物质少的粗、细骨料时，可获得 较大的流动性和较好的粘聚性。 水泥品种对流动性也有一定的影响，但相对较小。水泥品种对保水性的影响较大，如矿渣 水泥的泌水性大；火山灰水泥的需水性大，保水性好。 掺减水剂、掺加粉煤灰等混合材料，可改善混凝土拌合物的和易性。 3、改善和易性的措施 （1） 尽可能在合理的范围内选用粗大的砂、石； （2） 采用粘土杂质少，且级配好的砂、石； （3） 尽量采用合理砂率； （4） 保持水灰比不变，适当增加水泥和水的用量； （5） 掺减水剂或混合材料。 三、混凝土的强度 （一）混凝土的强度与强度等级 1、混凝土抗压强度 （1）混凝土抗压强度 以边长为 150mm 的立方体试件，在标准养护条件（温度为 20±3℃，相对湿度大于 90%）下，养护至 28 天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土标准立方 体试件抗压强度，简称立方体抗压强度或抗压强度。采用边长为 100、200mm 的非标准立方体 试件时，需折算为标准立方体试件抗压强度，折算系数分别为 0.95、1.05。 在非标准养护条件下，如蒸汽养护、自然养护条件下测得的抗压强度，称为蒸养抗压强度、 自然养护抗压强度
(2)混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值（简称混凝土抗压强 度标准值)是测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，或是 具有95%强度保证率的抗压强度。 根据正态分布规律：f4=元-1.645o 2、混凝土强度等级混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分，并用符号C与立方 体抗压强度标准值(MPa)来表示。划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60、C65、C70、C75、C80共十四个等级 (二)混凝土的其它强度 混凝土的轴心抗压强度，又称棱柱体抗压强度，采用150*150*300m的试件测得。轴心 抗压强度与抗压强度的比值为0.7-0.8。 混凝土的抗拉强度为抗压强度的1/10-1/20。常采用劈拉试验来测定，测得值称为劈拉 强度。抗拉强度与劈拉强度的比值为0.8。 混凝士结构设计中所需要的其它强度，可根据混凝土强度等级查相应的规范来确定。 (三)影响混凝土强度的因素 1、决定混凝土强度的因素对于普通混凝土，由于砂、石的强度较高，故普通混凝土的 强度主要取决于水泥石及其与砂、石骨料的界面粘结强度，即有： 水泥的强度等级f。 水泥石的强度水灰比C/W 混凝土强度 「水泥石的强度 水泥石与骨料的粘接强度 骨料的性质（杂质含量、表面状态、 粗细程度、级配、强度)a,和a。 当骨料的品种和品质一定、工艺控制固定时，普通混凝土的强度主要决定于水泥石的强 度，而水泥石的强度主要与水灰比(C/W)以及水泥强度等级（人，）有关。水泥强度等级越 高，水泥石强度越高，则混凝土强度越高。在能保证密实成型的前提下，水灰比越小，水泥石 强度越高，混凝士强度越高，并且有如下关系： fis=af-a,） 该强度公式又称保罗米公式。式中的a,和a,则主要与粗骨料的种类有关。当己知所用水 泥标号和水灰比时，利用该公式可以估计混凝土28天的强度高低，或己知水泥标号和要求的 强度等级时可用来估计配制混凝土时应采用的水灰比的大小。因此，当骨料品种、规格和工艺 条件不变情况下水泥标号和水灰比是决定混凝土强度的主要因素。该式不适合干硬性混凝土。 2、影响混凝土强度的其它因素 (1)骨料的品种与质量 采用有害杂质少（粘士、泥块、云母等）、粒径较粗大、级配好
（2）混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土立方体抗压强度标准值（简称混凝土抗压强 度标准值）是测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过 5%，或是 具有 95%强度保证率的抗压强度。 根据正态分布规律： , 1.645 cu k cu f f = − 2、混凝土强度等级 混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分，并用符号 C 与立方 体抗压强度标准值（MPa）来表示。划分为 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60、C65、C70、C75、C80 共十四个等级。 （二）混凝土的其它强度 混凝土的轴心抗压强度，又称棱柱体抗压强度，采用 150*150*300mm 的试件测得。轴心 抗压强度与抗压强度的比值为 0.7-0.8。 混凝土的抗拉强度为抗压强度的 1/10-1/20。常采用劈拉试验来测定，测得值称为劈拉 强度。抗拉强度与劈拉强度的比值为 0.8。 混凝土结构设计中所需要的其它强度，可根据混凝土强度等级查相应的规范来确定。 （三）影响混凝土强度的因素 1、决定混凝土强度的因素 对于普通混凝土，由于砂、石的强度较高，故普通混凝土的 强度主要取决于水泥石及其与砂、石骨料的界面粘结强度，即有： 水泥的强度等级 ce f 水泥石的强度 水灰比 C W/ 混凝土强度 水泥石的强度 水泥石与骨料的粘接强度 骨料的性质（杂质含量、表面状态、 粗细程度、级配、强度） a 和 b 当骨料的品种和品质一定、工艺控制固定时，普通混凝土的强度主要决定于水泥石的强 度，而水泥石的强度主要与水灰比（ C W/ ）以及水泥强度等级（ ce f ）有关。水泥强度等级越 高，水泥石强度越高，则混凝土强度越高。在能保证密实成型的前提下，水灰比越小，水泥石 强度越高，混凝土强度越高，并且有如下关系： 28 ( ) a ce b C f f W = − 该强度公式又称保罗米公式。式中的 a 和 b 则主要与粗骨料的种类有关。当已知所用水 泥标号和水灰比时，利用该公式可以估计混凝土 28 天的强度高低，或已知水泥标号和要求的 强度等级时可用来估计配制混凝土时应采用的水灰比的大小。因此，当骨料品种、规格和工艺 条件不变情况下水泥标号和水灰比是决定混凝土强度的主要因素。该式不适合干硬性混凝土。 2、影响混凝土强度的其它因素 （1）骨料的品种与质量 采用有害杂质少（粘土、泥块、云母等）、粒径较粗大、级配好
的骨料，可降低水灰比而有利于强度。采用表面粗糙骨料，如碎石可提高界面粘结强度，从而 提高混凝土强度。具有较高强度的骨料，对配制高强度混凝土是必要条件之一。对高强度混凝 土，采用较小的石子，也可以改善界面粘结强度，因而对混凝土强度有利。 (2)温度、湿度温度、湿度影响水泥的水化及硬化，因而影响混凝土的强度。温度、 湿度适宜则混凝土强度发展正常。 应特别注意加强混凝士的早期养护，尤其要注意保持较大湿度和防止受冻。 (3)养护时间 养护时间越长，即龄期越长，水泥水化越彻底，混凝土强度越高。但早 期发展快，28天以后强度发展缓慢。并有下述近似关系： -5.8 (四)提高混凝土强度的措施 通过上述对影响因素的分析，可得出提高强度的措施有： (1)采用标号较高的水泥。并根据工程性质和施工要求选择适宜的水泥品种（如快硬硅 酸盐水泥)。 (2)采用较小的水灰比 (3)采用粒径较大，质量较好（级配好、杂质少、针、片状含量少、高强度）的砂、石。 但高强度混凝土宜采用粒径较小的碎石。 (4)加强养护。可根据水泥品种对高温养护的适应性和对混凝土早期强度的不同要求，采 用常温下的自然养护、蒸汽养护(<100℃)。 (5)采用机械搅拌、机械振捣成型。机械施工可进一步降低水灰比，同时能保证混凝土密 实成型。在小水灰比情况下，效果显著。 (6)掺减水剂或早强剂可提高混凝土的强度或提高混凝士的早期强度。 此外，还可采取参加细度大且活性高的混合材料（如硅灰、粉煤灰）或掺加树脂，并严格 控制混凝土的施工工艺等措施。 四、混凝土的变形性质 1、干湿变形 即千缩湿胀。水泥石内吸附水的蒸发引起凝胶体紧缩及毛细孔隙内自由水的蒸发造成毛 细孔负压，这二个原因导致混凝土在干燥时收缩。当混凝士吸湿时，由于毛细孔负压减小或消 失而发生膨胀。 混凝士干缩值的大小主要取决于水泥石及水泥石所含毛细孔的多少。因此干缩主要与水 灰比、水泥用量或砂、石用量、骨料的质量（杂质多少、级配好坏等）和规格（大小或粗细）、 养护温度和湿度，特别是养护初期的湿度等有关。此外和水泥的品种和标号（或细度）也有 定的关系。 干缩的主要危害是引起混凝土表面开裂，使混凝土的耐久性受损，并使钢筋易产生锈蚀。 2、温度变形
的骨料，可降低水灰比而有利于强度。采用表面粗糙骨料，如碎石可提高界面粘结强度，从而 提高混凝土强度。具有较高强度的骨料，对配制高强度混凝土是必要条件之一。对高强度混凝 土，采用较小的石子，也可以改善界面粘结强度，因而对混凝土强度有利。 （2）温度、湿度 温度、湿度影响水泥的水化及硬化，因而影响混凝土的强度。温度、 湿度适宜则混凝土强度发展正常。 应特别注意加强混凝土的早期养护，尤其要注意保持较大湿度和防止受冻。 （3）养护时间 养护时间越长，即龄期越长，水泥水化越彻底，混凝土强度越高。但早 期发展快，28 天以后强度发展缓慢。并有下述近似关系： 28 28 lg lg n n f f = （四）提高混凝土强度的措施 通过上述对影响因素的分析，可得出提高强度的措施有： （1） 采用标号较高的水泥。并根据工程性质和施工要求选择适宜的水泥品种（如快硬硅 酸盐水泥）。 （2）采用较小的水灰比。 （3）采用粒径较大，质量较好（级配好、杂质少、针、片状含量少、高强度）的砂、石。 但高强度混凝土宜采用粒径较小的碎石。 （4）加强养护。可根据水泥品种对高温养护的适应性和对混凝土早期强度的不同要求，采 用常温下的自然养护、蒸汽养护（＜100℃）。 （5）采用机械搅拌、机械振捣成型。机械施工可进一步降低水灰比，同时能保证混凝土密 实成型。在小水灰比情况下，效果显著。 （6）掺减水剂或早强剂可提高混凝土的强度或提高混凝土的早期强度。 此外，还可采取掺加细度大且活性高的混合材料（如硅灰、粉煤灰）或掺加树脂，并严格 控制混凝土的施工工艺等措施。 四、混凝土的变形性质 1、干湿变形 即干缩湿胀。水泥石内吸附水的蒸发引起凝胶体紧缩及毛细孔隙内自由水的蒸发造成毛 细孔负压，这二个原因导致混凝土在干燥时收缩。当混凝土吸湿时，由于毛细孔负压减小或消 失而发生膨胀。 混凝土干缩值的大小主要取决于水泥石及水泥石所含毛细孔的多少。因此干缩主要与水 灰比、水泥用量或砂、石用量、骨料的质量（杂质多少、级配好坏等）和规格（大小或粗细）、 养护温度和湿度，特别是养护初期的湿度等有关。此外和水泥的品种和标号（或细度）也有一 定的关系。 干缩的主要危害是引起混凝土表面开裂，使混凝土的耐久性受损，并使钢筋易产生锈蚀。 2、温度变形
温度变形包括有二个。一是混凝土在正常使用情况下的温度变形，一是混凝土在成型和凝 结硬化阶段由于水化热引起的温度变形。前者对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利： 后者对大体积混凝土工程也极为不利，可通过采用低热水泥和减少水泥用量等措施来降低水化 热；留伸缩缝防止温度变形产生危害。 3、荷载作用下的变形 混凝土在短期荷载作用下的变形为弹塑性变形，长期荷载作用下则产生徐变。 (1)弹塑性变形与弹性模量 混凝土在受力后既产生弹性变形，也产生塑性变形，即 应力与应变为曲线关系，而非直线关系。但在应力较小时近似为直线关系。 工程中混凝土的弹性模量多用割线弹性模量（即应力-应变原点与应力为极限应力40%的 点的连线)。混凝土的弹性模量与其强度有关。混凝土强度越高、水灰比越小、水泥用量越少、 骨料质量越好，骨料弹性模量越大、养护和测定时湿度越大、含气量越小时，则弹性模量越高。 (2)徐变混凝士在长期恒定荷载作用下沿受力方向随时间增加的变形称为徐变。约 2~3年后，徐变才趋于稳定。产生徐变的原因是凝胶体的吸附水在荷载作用下向毛细孔迁移 以及凝胶的粘性流动，并向毛细孔移动。 混疑土的徐变直接取决于水泥石的多少及其内部的毛细孔含量。混疑土的水灰比越大、 水泥用量越多或粗、细骨料用量越少、养护时间越短或加荷龄期越早、骨料粒径小或骨料弹性 模量越小，则混凝土徐变越大。 徐变对混凝土与钢筋混凝土构件及大体积混凝土有利，可以消除应力集中或减小温度应 力。但徐变对预应力钢筋混凝土结构有利，使钢筋的预应力值受到损失。 五、混凝土的耐久性 1、耐久性指标 (1)抗渗性抗渗性主要与混凝土的孔隙率和孔隙特征（特别是开口孔隙率以及成型时 造成的蜂窝、孔洞等)有关，影响混凝土抗渗性的因素有：水灰比、水泥品种、养护条件等。 但也与粗骨料最大粒径（大，针片状含量多，抗渗性差）、砂率（适当提高砂率，增厚水泥砂 浆包裹层，可提高抗渗性)等因素有关。 (2)抗冻性混凝土的抗冻性也是取决于其孔隙率及孔隙特征。更准确地讲是混凝士 孔隙的充水程度，K充=P舞/P。提高混凝土的密实程度、改善孔隙特征是提高混凝土抗冻性 的有效措施。前者可通过降低水灰比来实现，后者可通过掺引气剂在混凝士内引入大量分散、 封闭、微小的气泡，从而减少P,提高P,降低了K充。（可参考第一章学生指导中有关抗冻 性的内容)。 (3)抗侵蚀性主要与所用水泥品种、混凝土的孔隙率，特别是开口孔隙率有关。根据 环境选择合适的水泥品种，通过控制水灰比、施工成型及养护等提高混凝土的密实度，而提高 混凝土的抗侵蚀性， (4)混凝土的碳化混凝土的碳化是指空气中二氧化碳与水泥石内的氢氧化钙的作用
温度变形包括有二个。一是混凝土在正常使用情况下的温度变形，一是混凝土在成型和凝 结硬化阶段由于水化热引起的温度变形。前者对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利； 后者对大体积混凝土工程也极为不利，可通过采用低热水泥和减少水泥用量等措施来降低水化 热；留伸缩缝防止温度变形产生危害。 3、荷载作用下的变形 混凝土在短期荷载作用下的变形为弹塑性变形，长期荷载作用下则产生徐变。 （1）弹塑性变形与弹性模量 混凝土在受力后既产生弹性变形，也产生塑性变形，即 应力与应变为曲线关系，而非直线关系。但在应力较小时近似为直线关系。 工程中混凝土的弹性模量多用割线弹性模量（即应力-应变原点与应力为极限应力 40%的 点的连线）。混凝土的弹性模量与其强度有关。混凝土强度越高、水灰比越小、水泥用量越少、 骨料质量越好，骨料弹性模量越大、养护和测定时湿度越大、含气量越小时，则弹性模量越高。 （2）徐变 混凝土在长期恒定荷载作用下沿受力方向随时间增加的变形称为徐变。约 2～3 年后，徐变才趋于稳定。产生徐变的原因是凝胶体的吸附水在荷载作用下向毛细孔迁移 以及凝胶的粘性流动，并向毛细孔移动。 混凝土的徐变直接取决于水泥石的多少及其内部的毛细孔含量。混凝土的水灰比越大、 水泥用量越多或粗、细骨料用量越少、养护时间越短或加荷龄期越早、骨料粒径小或骨料弹性 模量越小，则混凝土徐变越大。 徐变对混凝土与钢筋混凝土构件及大体积混凝土有利，可以消除应力集中或减小温度应 力。但徐变对预应力钢筋混凝土结构有利，使钢筋的预应力值受到损失。 五、混凝土的耐久性 1、耐久性指标 （1）抗渗性 抗渗性主要与混凝土的孔隙率和孔隙特征（特别是开口孔隙率以及成型时 造成的蜂窝、孔洞等）有关，影响混凝土抗渗性的因素有：水灰比、水泥品种、养护条件等。 但也与粗骨料最大粒径（大，针片状含量多，抗渗性差）、砂率（适当提高砂率，增厚水泥砂 浆包裹层，可提高抗渗性）等因素有关。 （2）抗冻性 混凝土的抗冻性也是取决于其孔隙率及孔隙特征。更准确地讲是混凝土 孔隙的充水程度， K P P 充 = 开 / 总 。提高混凝土的密实程度、改善孔隙特征是提高混凝土抗冻性 的有效措施。前者可通过降低水灰比来实现，后者可通过掺引气剂在混凝土内引入大量分散、 封闭、微小的气泡，从而减少 P开 ，提高 P总 ，降低了 K充 。（可参考第一章学生指导中有关抗冻 性的内容）。 （3）抗侵蚀性 主要与所用水泥品种、混凝土的孔隙率，特别是开口孔隙率有关。根据 环境选择合适的水泥品种，通过控制水灰比、施工成型及养护等提高混凝土的密实度，而提高 混凝土的抗侵蚀性。 （4）混凝土的碳化 混凝土的碳化是指空气中二氧化碳与水泥石内的氢氧化钙的作用
反应的产物是碳酸钙和水，碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部扩散的过程，在相对湿 度为50%~75%时碳化速度最快】 碳化使混凝土的碱度（即出值）降低，同时使混凝土产生收缩，并由此可能引起混凝士表 面开裂（该裂纹又加速碳化过程），使混凝土的抗拉强度和抗折强度降低（但抗压强度有所提 高)。碳化作用最大的危害是使混凝土碱度降低，使钢筋容易锈蚀（钢筋在碱性条件下会形成 较薄的、致密的、钝化的锈膜，该锈膜形成后，对钢筋产生保护作用，不再生锈)。 混凝土的抗碳化性主要与所用水泥品种，混凝土的孔隙率有关。选用硅酸盐水泥和普通 水泥，因其水化产物中Ca(O):含量高，抗碳化性能好，但Ca(O),含量高会使混凝土其它抗 腐蚀的能力降低。因此，提高混凝土的密实程度是提高抗碳化性能的有效途径。 (5)碱骨料反应目前发现的碱骨料反应有三种类型，其中最常见的是碱与粗、细骨料 中活性氧化硅的碱骨料反应。我国也富产含活性氧化硅的石材。 当骨料中含有活性氧化硅时，可采取以下措施来预防：(1)使用碱含量（折合成Na,O%)小 于0.6%的水泥；(2)少掺或不掺含钾、钠离子的混凝土外加剂：(3)掺加磨细的高活性的混合 材料，如粉煤灰、硅灰等。 2、提高混凝土耐久性的措施 尽管引起耐久性下降的破坏介质或因素不同，但却都和混凝土的所用水泥品种和混凝土的 孔隙率、开口孔隙率等因素有关，故提高混凝土的耐久性的措施有： (1) 合理选择水泥品种及强度等级，适量掺加活性混合材料，以有利于抗冻性、抗渗 性、耐磨性、抗碳化性和抗侵蚀性等。 (2)采用较小的水灰比，限制最大水灰比和最小水泥用量。以保证混凝土的密实程度。 (3)采用杂质少、粒径较大、级配好、坚固性好的砂、石。 (4)掺加减水剂和引气剂。 (5)加强养护，特别是早期养护 (6)采用机械施工，改善施工操作方法。 六、普通混凝土配合比设计 1、配合比设计时应满足以下基本要求： (1)满足施工条件要求的和易性：确定混凝土的坍落度、粗骨料的最大粒径 (2)满足设计要求的强度等级：确定水泥的强度等级、设计的标准差 (3)满足与使用条件相适应的耐久性：确定水泥的品种，最大水灰比及最小水泥用量的要 (4)满足经济上合理，节约水泥。满足以上条件水泥用量最少者为优 2、配合比设计步骤 (1)确定初步配合比 混凝土的初步配合比是根据配合比设计的基本要求和原材料的 品种、规格、质量等条件凭经验直接选取或从各种手册中查得，或通过计算求得的。即确定三
反应的产物是碳酸钙和水，碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部扩散的过程，在相对湿 度为 50% 75%时碳化速度最快。 碳化使混凝土的碱度(即 pH 值)降低，同时使混凝土产生收缩，并由此可能引起混凝土表 面开裂(该裂纹又加速碳化过程)，使混凝土的抗拉强度和抗折强度降低（但抗压强度有所提 高）。碳化作用最大的危害是使混凝土碱度降低，使钢筋容易锈蚀（钢筋在碱性条件下会形成 较薄的、致密的、钝化的锈膜，该锈膜形成后，对钢筋产生保护作用，不再生锈）。 混凝土的抗碳化性主要与所用水泥品种，混凝土的孔隙率有关。选用硅酸盐水泥和普通 水泥，因其水化产物中 Ca(OH)2含量高，抗碳化性能好，但 Ca(OH)2含量高会使混凝土其它抗 腐蚀的能力降低。因此，提高混凝土的密实程度是提高抗碳化性能的有效途径。 （5）碱骨料反应 目前发现的碱骨料反应有三种类型，其中最常见的是碱与粗、细骨料 中活性氧化硅的碱骨料反应。我国也富产含活性氧化硅的石材。 当骨料中含有活性氧化硅时，可采取以下措施来预防：(1)使用碱含量(折合成 Na O2 %)小 于 0.6%的水泥；(2)少掺或不掺含钾、钠离子的混凝土外加剂；(3)掺加磨细的高活性的混合 材料，如粉煤灰、硅灰等。 2、提高混凝土耐久性的措施 尽管引起耐久性下降的破坏介质或因素不同，但却都和混凝土的所用水泥品种和混凝土的 孔隙率、开口孔隙率等因素有关，故提高混凝土的耐久性的措施有： （1） 合理选择水泥品种及强度等级，适量掺加活性混合材料，以有利于抗冻性、抗渗 性、耐磨性、抗碳化性和抗侵蚀性等。 （2）采用较小的水灰比，限制最大水灰比和最小水泥用量。以保证混凝土的密实程度。 （3）采用杂质少、粒径较大、级配好、坚固性好的砂、石。 （4）掺加减水剂和引气剂。 （5）加强养护，特别是早期养护。 （6）采用机械施工，改善施工操作方法。 六、普通混凝土配合比设计 1、配合比设计时应满足以下基本要求： （1）满足施工条件要求的和易性；确定混凝土的坍落度、粗骨料的最大粒径 （2）满足设计要求的强度等级；确定水泥的强度等级、设计的标准差 （3）满足与使用条件相适应的耐久性；确定水泥的品种，最大水灰比及最小水泥用量的要 求 （4）满足经济上合理，节约水泥。满足以上条件水泥用量最少者为优 2、配合比设计步骤 （1）确定初步配合比 混凝土的初步配合比是根据配合比设计的基本要求和原材料的 品种、规格、质量等条件凭经验直接选取或从各种手册中查得，或通过计算求得的。即确定三