第5章水泥混凝土Cementconcrete2025/2/23水泥混凝土材料組成技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)水泥混凝土配合比設(shè)計核心知識點水泥砂石混凝土制品水泥路面施工混凝土澆筑新拌混凝土1水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識

2水泥混凝土種類及其特點

3新拌水泥混凝土技術(shù)要求

4硬化水泥混凝土強度特征

5普通水泥混凝土組成設(shè)計本章主要內(nèi)容2025/2/231水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識

材料組成主要類型工程應(yīng)用1水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識1.1基本概念2025/2/23定義：水泥、水、集料及其他添加劑按適當(dāng)比例配合拌制成混合料經(jīng)硬化而成的人造石材材料：水泥，碎石，砂，水；添加劑（減水劑，早強劑，緩凝劑，膨脹劑，防凍劑、阻銹劑等）特點：強度高，耐久性好，可制成不同形狀、尺寸的結(jié)構(gòu)，與鋼筋具有牢固粘結(jié)力，造價較低水泥361kg砂603kg石1281kg水180kg1方C30混凝土材料組成集成鋼筋抗拉性能和混凝土抗壓性能蔡方蔭教授1953年創(chuàng)造“砼”字1水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識1.2混凝土路面28cm水泥砼1cm瀝青砂20cm4.5%水泥穩(wěn)定碎石20cm4.0%水泥穩(wěn)定碎石碎石排水層培土1：1.5典型普通水泥混凝土路面鋪裝結(jié)構(gòu)混凝土芯樣連續(xù)配筋混凝土路面混凝土路面結(jié)構(gòu)1水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識1.2混凝土路面混凝土路面特點承載力大耐久性好舒適性差維修困難1水泥混凝土材料基礎(chǔ)知識1.3分類①按表觀密度分輕混凝土：ρ＜1900kg/m3普通混凝土：ρ=1900-2500kg/m3重混凝土：ρ＞2600kg/m3②按強度分（28天抗壓強度R28

）低強度混凝土：R28＜20MPa普通強度混凝土：R28=7.5～60MPa高強度混凝土：R28＞60MPa超高強度混凝土：R28＞105MPa③按特性分纖維加強混凝土碾壓混凝土聚合物混凝土高延性混凝土含有大量封閉氣孔，300~1200kg/m3

碾壓混凝土發(fā)泡混凝土超高強度混凝土高延性混凝土2新拌混凝土施工和易性和易性評價方法影響因素2新拌混凝土施工和易性2.1和易性概念和易性：新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（攪拌、運輸、澆注、搗實等）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的性能，包含流動性、粘聚性及保水性，也稱混凝土的工作性（Workability）和易性流動性粘聚性保水性克服內(nèi)摩阻力產(chǎn)生流動，均勻密實填滿模板的能力各材料之間具有內(nèi)聚力，不產(chǎn)生離析、分層現(xiàn)象具有一定的保持內(nèi)部水分能力，不產(chǎn)生泌水現(xiàn)象保障材料穩(wěn)定保障結(jié)構(gòu)密實混凝土分層離析示意圖2新拌混凝土施工和易性2.2和易性評價方法坍落度試驗塌落度可測定混合料流動性，并通過目測檢查混合料的粘聚性及保水性，是測試和易性（流動性）最為常用的方法①測定結(jié)果單位：mm②試驗適用范圍：集料公稱最大粒徑≯31.5mm；

坍落度≮10mm③將拌和好的混凝土裝入坍落度試筒中，搗插刮平后將坍落度筒提起，測量坍落度筒與試樣高差2新拌混凝土施工和易性2.2和易性評價方法維勃稠度試驗塌落度小于10mm的新拌混凝土，可采用V.B.稠度試驗進行評價：①測定結(jié)果單位：s（秒），越大表明流動性越?、谠囼炦m用范圍：集料公稱最大粒徑≯31.5mm；

V.B.稠度試驗5~30s③將拌和好的混凝土裝入V.B.稠度試筒中，把透明盤轉(zhuǎn)至混凝土頂部，振動并記錄透明盤底部布滿水泥漿的時間

改進V.B.稠度試驗：透明盤上加8.7kg砝碼，也可用于碾壓混凝土壓實度計算V.B.稠度試驗儀振動頻率50Hz；振幅0.5mm2新拌混凝土施工和易性2.3和易性影響因素①單位用水量單位用水量決定了新拌混凝土中水泥漿數(shù)量單位用水量增大，流動性變大單位用水量過大，粘聚性和保水性變差，硬化混凝土易產(chǎn)生裂縫固定用水量定則當(dāng)集料不變時，如果單位用水量一定，若水泥增減量不超過50~100kg/m3，塌落度可保持不變②水灰比水與水泥的質(zhì)量比，水泥漿的稠度水灰比小，水泥漿稠度大，流動性差水灰比過大，粘聚性和保水性不良根據(jù)設(shè)計強度和耐久性合理選擇③砂率砂（細集料）占全部集料的百分比水泥砂漿起到潤滑作用過小砂率造成水泥砂漿數(shù)量不足，而過大導(dǎo)致集料比表面增加，造成水泥砂漿數(shù)量相對減少，存在最佳砂率3硬化混凝土強度特征抗壓強度抗折強度影響因素3硬化混凝土強度特征3.1抗壓強度邊長150mm立方體試件混凝土抗壓強度測試結(jié)果符合正態(tài)分布規(guī)律一般采用保證率不低于95%，強度標(biāo)準(zhǔn)值=平均值–1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差混凝土強度等級根據(jù)混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值確定C20代表抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值不小于20Mpa普通混凝土強度等級12個，道路工程中常用的C20，C30，C35、C40等混凝土強度與灰水比關(guān)系3硬化混凝土強度特征3.2抗折強度彎拉強度試驗示意圖（單位mm）150mmx150mmx550mm的梁形試件交通荷載等級彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值MPa極重5.0*特重、重5.0中等4.5輕4.0*特殊路段經(jīng)論證可采用5.5公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范JTGD40路面設(shè)計采用彎拉強度作為設(shè)計指標(biāo)，抗壓強度只作為參考指標(biāo)水泥石破壞界面破壞

集料破壞3硬化混凝土強度特征3.3強度影響因素混凝土破壞模式強度影響因素水泥標(biāo)號和水灰比：決定水泥石的強度水灰比定則：當(dāng)同原料的混凝土充分密實時,其強度與水灰比成反比集料：強度、形狀、表面特征和潔凈度級配：連續(xù)級配易密實不宜離析；適宜的砂率養(yǎng)護條件：溫度、濕度、齡期1-空氣養(yǎng)護；2-9個月后水中養(yǎng)護；3-3個月水中養(yǎng)護；4-標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護

28天混凝土強度達到設(shè)計值，但混凝土強度一直在增長4普通混凝土配合比設(shè)計設(shè)計原理設(shè)計流程設(shè)計指標(biāo)4普通混凝土配合比設(shè)計4.1設(shè)計原理體積法：混凝土總體等于水泥、砂、石、水和空隙體積之和密度法：混凝土表觀密度等于各原材料單位用量之和設(shè)計三參數(shù)：水灰比，砂率，單位用水量設(shè)計流程：初步配合比→基準(zhǔn)配合比→設(shè)計配合比→施工配合比混凝土體積與質(zhì)量關(guān)系體積法密度法4普通混凝土配合比設(shè)計4.2配合比設(shè)計流程①初步配合比測試砂石密度、水泥強度等原材料參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求、參考經(jīng)驗公式、圖表初步確定原材料配比按照初步配合比試拌，測試和易性如塌落度或VB稠度不合格，保持水灰比不變調(diào)整砂率或用水量提出流動性合格的基準(zhǔn)配合比按照基準(zhǔn)配合比，三個水灰比（基準(zhǔn)，基準(zhǔn)±0.05），拌制混凝土測試強度、流動性、粘聚性和保水性建立灰水比-強度關(guān)系，確定最佳材料配比考慮砂石含水量，修正材料配比根據(jù)實際生產(chǎn)狀況，進行優(yōu)化調(diào)整②基準(zhǔn)配合比③設(shè)計配合比④施工配合比經(jīng)驗調(diào)整驗證優(yōu)化4普通混凝土配合比設(shè)計4.3初步配合比設(shè)計方法（1）計算配制強度：考慮1.645倍強度標(biāo)準(zhǔn)差（2）計算水灰比：根據(jù)水泥28d抗壓強度、配制強度，由經(jīng)驗公式確定（3）確定單位用水量：根據(jù)碎石粒徑、塌落度，按經(jīng)驗、查表確定(教材表5-15）（4）計算水泥用量：根據(jù)單位用水量、水灰比計算（需要滿足最小水泥用量）（5）確定砂率：根據(jù)碎石粒徑、水灰比，按