混凝土配合比计算方法

混凝土配合比计算方法1.了解混凝土的分类，熟悉水泥混凝土的主要成分，基本特性和性能指标。

2.熟悉水泥的基本成分和分类，水泥的水化作用、品质指标及其水泥的选用和储存方法。

3.熟悉组成水泥的其它成分砂、石、水、外加剂和钢筋的物理特性及其选用的技术要求。

4.了解混凝土的标号、龄期、养护和影响混凝土强度的因素。

5.掌握混凝土配合比的计算方法，熟悉基坑开挖的基本方法和步骤。

6.掌握钢筋混凝土施工的基本操作步骤。

教学重点1.混凝土配合比计算方法。

2.钢筋混凝土施工的基本方法。

教学难点混凝土配合比的计算方法。

教学过程一、水泥及混凝土1.混凝土的一般性质⑴混凝土的定义以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水合理的混合后硬化而成的建筑材料。

⑵混凝土的分类1)按胶凝材料的不同分为：水泥混凝土、沥青混凝土、塑料混凝土、树脂混凝土等。

2)按用途的不同分为：结构、防水、耐酸、耐碱、耐低温、耐油混凝土等。

3)按容重不同分类：见表2-2所示。

4)泡沫（加气）混凝土：用铝粉或其它发泡剂、水、水泥或加极少的磨细砂制成，通常用于保温、隔热。

1)水泥混凝土，是由粗骨——料石、细骨料——砂、胶结剂——水泥、水以及适量外加剂（如减水剂、早强剂、缓凝剂、防腐剂）等构成。

2)水泥混凝土的特点①优点Ⅰ混凝土具有较高的强度，能承受较大的荷载，外力作用下变形小。

并可通过改变原材料的配合比，使混凝土具有不同的物理力学性能，满足不同的工程需求；Ⅱ具有良好的可塑性；Ⅲ所用的砂、石等材料便于就地取材；Ⅳ经久耐用，维护量少，正常情况下可用50年。

②缺点Ⅰ现场浇制易受气候条件（低温、下雨等）的影响，浇捣后自然养护的时间长；Ⅱ干燥后会收缩，呈脆性，抗拉强度低；Ⅲ加固修理较困难。

③混凝土的主要性能指标Ⅰ强度指混凝土的抗拉、抗折、抗剪强度及混凝土与钢筋间的粘结强度、钢筋的抗拉强度等。

我们主要考虑混凝土的抗压强度。

Ⅱ和易性又称混凝土的“工作性”，指混凝土在运输、浇灌和捣固过程中的合适程度，是混凝土的工艺性能的总称。

和易性好的混凝土不易发生离析，便于浇捣成型，不易出现蜂窝、麻面，混凝土的内部均匀、有易密实性和稳定性，强度和耐久性较好。

衡量混凝土的和易性，对一般流动性混凝土及低流动性混凝土用“坍落度”表示，对干硬性混凝土则用“工作度”表示。

混凝土按和易性的不同可分为特干硬性、干硬性、低流动性、流动性、大流动性、流态化等种类，如表2-3所示。

料的影响、砂率的影响、塑性附加剂等。

砂率：混凝土中砂重量与砂石总重量之比。

密实的混凝土，应该是砂填满石的空隙，水泥浆包裹住砂石并填满砂的空隙，达到最大的密实度。

Ⅲ密实性良好的骨料级配、较低的用水量和较小的水灰比、适量地掺入塑化剂、加气剂等、合适的振捣可以使得混凝土的密实性好。

Ⅳ抗渗性取决于混凝土的密实性及混凝土内部的毛细孔道的分布状况。

Ⅴ抗冻性取决于混凝土的密实性、孔隙形状及分布状况。

Ⅵ混凝土收缩与膨胀混凝土的收缩，是指混凝土在搅拌好之后，开始“水化作用”，同时大量的水份蒸发掉，混凝土的体积逐渐缩小，此即为混凝土的干缩。

混凝土的膨胀，是指浇制好的混凝土受潮后，未充分反应的硅酸盐晶体继续水化，混凝土体积就会有一定程度的膨胀，甚至于出现胀裂。

Ⅶ混凝土的碳化指混凝土中的Ca（OH）2与空气中的CO2 反应生成CaCO3和H2O，且由表及。

混凝土的碳化增大混凝土的抗压强度，但降低了混凝土的碱性，减弱了对钢筋的保护作用，增加混凝土的收缩（水份进一步散失），导致混凝土由表及里产生裂纹，降低混凝土的抗拉、抗折强度。

二、水泥1.水泥的成分于水硬性胶结材料，当其与水或适量的盐类溶液混合后，在常温下经过一定的物理化学变化过程（水化作用），能由浆状或可塑性逐渐凝结进而硬化成为具有一定强度，并将松散物质胶结为整体的硅酸盐类化合物。

2.水泥的组成及分类水泥是以硅酸盐熟料、石膏及其它的混合材料磨制成的粉末状的物质。

硅酸盐熟料是将石灰质（石灰石、白堊、泥灰质石灰石）和粘土质（粘土、泥灰质粘土）以适当的比例混合后，在1300～1400C°的温度下烧至熔融，冷却后即硅酸盐熟料。

其主要化学成份是：硅酸三钙（37～60%）、硅酸二钙（15～37%）、铝酸三钙（7～15%）、铁铝酸四钙（10～18%）等。

其它的混合材料一般有：高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。

3.水泥的水化作用水泥与水拌和后，水泥颗粒被水所包围，由表及里地与水发生化学变化，逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶，同时放出热量（水化热）。

这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面间有很大的附着力，表现为极强的粘结力；且硅酸盐的水化物和凝胶在适当的温度与湿度环境下，经过一定时间逐渐浓缩凝聚，形成晶体结构，具有很高的强度。

水泥与水拌和后，1～3小时，凝胶开始形成，称为初凝；5～8小时后，凝胶形成终止，称为终凝；终凝后水泥的凝胶及其它水化物逐渐结晶，由软塑状变为固体状。

称为硬化。

初凝前，混凝土具有流动性，可进行运输、浇灌及捣固；初凝到终凝前，流动性消失，凝胶若遇到损伤尚能闭合；终凝后，胶体逐渐结晶，此时遇到损伤不能闭合，混凝土的强度受损。

4.水泥的主要品质指标水泥的主要品质指标有：标号、细度、凝结时间、水化热、体积安定性、耐腐蚀性、抗冻性等。

⑴水泥的标号：表示水泥抗折强度和抗压强度的指标。

水泥标号应按1981年1月1日起执行的新标准：GB175—77、GB177—77、GB178—77中规定的水泥的品种和标号来测定。

新标准中水泥的种类即前述的五个普通水泥品种；水泥的标号分为：225、275、325、425、525、625六个。

⑵细度。

水泥的颗粒愈细，水化作用愈快，凝结硬化愈快，早期强度愈高，水泥的细度用标准筛（0.080mm方孔筛）的筛余百分数表示，在新标准中规定水泥的筛余量不大于12%，属于尘屑。

⑶凝结时间。

为了有充分的施工时间和凝结硬化时间又不至于太长，国标要求水泥的凝结时间：初凝时间大于45分钟，终凝时间小于12小时。

目前使用的水泥初凝时间多为1～3小时，终凝时间多为5～8小时。

⑷水化热。

指水泥在水化作用过程中要释放一定的热量，不同种类水泥的水化热是不同的。

水化热的存在，一定程度上有助于加快水泥的凝结硬化，因为水泥的硬化需要一定的环境温度，且温度愈高硬化愈快；但是水化热过大，会使得混凝土凝结前后体积变化大，尤其是对大体积混凝土，热量不易散失，内外温差过大引起应力使得混凝土产生裂纹，影响工程质量。

⑸体积安定性，指水泥在硬化过程中各部分体积变化是否均匀的性质。

体积安定性是水泥的重要性质，不符合要求的水泥严禁使用。

体积安定性用“煮沸法”检验。

⑹耐腐蚀性。

水泥的腐蚀指水泥硬化后，在特定的介质中逐渐受到侵蚀，强度减低甚至完全破坏。

几种常见水泥的特性如表2-5所示。

主要考虑环境条件和工程特点，另考虑是否受腐蚀、特定的养护条件等因素。

不同品种水泥不得混合使用，同品种不同标号、不同出厂时间的水泥不得混合使用。

水泥的选用如下表：6.水泥的储存每批水泥必须有质量证明文件，应按品种、强度、出厂期、生产厂等分别堆放，先到先用；堆放地点应干燥、不透风、离地面30厘米；堆放高度不应超过10包；储存时间不应超过出厂期三个月。

储存时间超过三个月或受潮结块，都需要重新检验其强度后再使用。

因为水泥能吸收空气中的水份使强度降低，一般地，存放三个月后强度损失10～20%，存放六个月后强度损失25～30%，存放一年强度损失40%，使用时应降低标号使用；如已结块坚硬，应筛去硬块并将小硬颗粒粉碎后检验，并不得用在重要的承重部位，可用于砌筑砂浆或掺入同品种的新水泥中使用（掺入量不大于水泥重量的20%）。

三、组成混凝土的其它材料组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋等，水泥前已介绍，下面介绍其它材料。

1.石石与砂都在混凝土中充当骨架，所以砂、石统称为骨料，石是粗骨料，砂是细骨料。

砂、石是混凝土中的廉价材料，用它们可降低混凝土的成本，并减小水泥在硬化过程中的收缩。

一般石占混凝土的总体积的70～80%。

⑴石的分类。

从石的产地和来源可将石分为卵石、碎石。

卵石又可分为：河卵石、山卵石、海卵石，山卵石一般含有较多的粘土、尘屑、有机杂质多，海卵石中常混有贝壳，河卵石较清洁。

碎石用人力或机械破碎硬质岩石（花岗岩、辉绿岩、石灰岩、砂岩等）得到的粒径5～80mm的碎石。

配置高标号混凝土应用碎石。

⑵混凝土用石的技术要求。

石的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋间最小间距的3/4，所以混凝土基础中常用的石的粒径为20～40mm，混凝土底板则视配筋情况适当放宽。

1)颗粒级配合适。

良好的颗粒级配可以使得混凝土的空隙率尽可能的小，改善混凝土的密实性，节约水泥。

石的级配应满足下表2-7的要求：2)针状及片状颗粒少。

颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍者称为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者称为片状颗粒。

平均粒径指该粒级上下限粒径的平均值。

针状和片状颗粒本身易折断，影响混凝土的强度；且拌制混凝土时空隙率较大；颗粒滚动性差，使混凝土的和易性差。

具体要求见下表2-8。

3)含泥量。

见表2-8。

4)强度。

要求混凝土中的石必须坚硬、密实，有足够的强度。

石中的软弱颗粒的含量应加以限制，软弱颗粒指在静压力（粒径为5～10、10～20、20～40、40～70mm时，分别施加147、245、343、441N的静压力）作用下破碎的石颗粒，其强度见表2-8所示。

5)有害杂质含量少。

6)坚固性用硫酸钠溶液检测时应满足下表要求。

2.砂与石一起充当混凝土的骨架，称为细骨料。

填充石间的空隙，增加混凝土的和易性，节约水泥并减少水泥浆在硬化过程中的收缩。

砂是岩石风化或经人工破碎后形成的粒径在0.15～5mm的疏松颗粒状物质，一般都用天然砂。

⑴砂的分类。

根据砂的来源的不同将砂分为：天然砂和人工砂。

天然砂又可分为：河砂、海砂和山砂。

按平均粒径来分类，可分为：粗砂（≥0.5mm）、中砂(0.35～0.5mm)、细砂(0.25～0.35mm)、特细砂(＜０.25mm)。

⑵混凝土用砂的技术要求：1)良好的颗粒级配。

使小颗粒的砂恰好填满中等颗粒的空隙，而中等颗粒的砂又恰好填满大颗粒砂的空隙，以减小整个砂的空隙率。

一般地，砂的颗粒级配应处于下表中三个区中任意一区中。

除了5.0及0.63mm筛号的筛余百分数不准超过外，其余的最大可超5%。

上表中2区的砂粗细程度适中，级配最好；1区粗砂较多，属于粗砂，但保水性较差；3区砂颗粒较细，保水性较好，容易振捣但干缩较大，表面易裂。

2)含泥量要少。

泥会影响水泥与砂之间的胶结作用，从而降低混凝土的强度。

砂的含泥量表的要求。

3)坚固性。

要求用硫酸钠溶液法检验时，试验5次循环后，其重量损失应小于10%；。

4)有害物质含量。