混凝土基础知识完整教程

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1.混凝土组成混凝土主要由以下成分构成：水泥：作为胶凝材料，起到粘结作用。骨料：包括细骨料（砂）和粗骨料（石子），是混凝土的主要填充物。水：与水泥发生水化反应，形成坚固的结构。外加剂：用于改善混凝土性能，如减水剂、早强剂等。

2.混凝土分类根据用途和特性，混凝土可分为普通混凝土、高强混凝土、轻质混凝土、防水混凝土等。每种类型适用于不同的工程场景。

3.配合比设计混凝土配合比是指各组成材料的比例关系护坡施工方案[1]，直接影响混凝土的质量和性能。通常需要根据设计强度、耐久性要求及施工条件进行科学计算和试验。

4.施工工艺混凝土施工包括搅拌、运输、浇筑和养护四个环节：搅拌：将原材料均匀混合。运输：确保混凝土在规定时间内运至施工现场。浇筑：将混凝土倒入模板内并振捣密实。养护：通过洒水或覆盖等方式保持湿润，促进混凝土硬化。

5.性能特点混凝土具有高强度、耐腐蚀、防火性能好等优点，但也存在自重大、抗拉强度低等缺点。通过添加钢筋或其他增强材料，可以弥补这些不足。

总之，混凝土是现代建筑的核心材料之一，其合理使用和科学管理对工程质量至关重要。掌握混凝土的基本知识和操作技能，有助于提高施工效率和建筑品质。

　　（二）标准差 　　混凝土强度标准差按下式计算：

由正态分布曲线可知，标准差在数值上等于拐点至对称轴的距离。其值越小，反映混凝土质量波动越小，均匀性越好。对平均强度相同的混凝土而言，标准差 能确切反映混凝土质量的均匀性，但当平均强度不等时，并不确切。例如平均强度分别为20MPa和50MPa的混凝土，当 均等于5MPa时，对前者来说波动已很大，而对后者来说波动并不算大。因此，对不同强度等级的混凝土单用标准差值尚难以评判其匀质性，宜采用变异系数加以评定。 　　（三）变异系数Cv 　　变异系数Cv根据下式计算：

（四）强度保证率（P%） 　　根据数理统计的概念，强度保证率指混凝土强度总体中大于设计强度等级的概率，亦即混凝土强度大于设计等级的组数占总组数的百分率。可根据正态分布的概率函数计算求得：

式中： P——强度保证率； t——概率度，或称为保证率系数，根据下式计算:

（五）混凝土的配制强度 　　从上述分析可知，如果混凝土的平均强度与设计强度等级相等，强度保证率系数t=0，此时保证率为50%，亦即只有50%的混凝土强度大于等于设计强度等级，工程质量难以保证。因此，必须适当提高混凝土的配制强度，以提高保证率。这里指的配制强度实际上等于混凝土的平均强度。根据我国JGJ55—2000的规定，混凝土强度保证率必须达到95%以上，此时对应的保证率系数t=1.645，由下式得：

四、混凝土强度检验评定标准 　　1．当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定时，应由连续的三组试件代表一个验收批，其强度应同时符合下列要求：

当混凝土强度等级不高于C20时，尚应符合下式要求：

       当混凝土强度等级高于C20时，尚应符合下式要求：

    式中： ——同一验收批混凝土强度的平均值（N/mm2）； ——设计的混凝土强度的标准值（N/mm2）； ——验收批混凝土强度的标准差（N/mm2）； ——同一验收批混凝土强度的最小值（N/mm2）。 验收批混凝土强度的标准差，应根据前一检验期内同一品种混凝土试件的强度数据，按下式确定：

       式中： ——前一检验期内第i验收批混凝土试件中强度的最大值与最小值之差； m——前一检验期内验收批总批数。 　　2．当混凝土的生产条件不能满足上述条件的规定时，或在前一检验期内的同一品种混凝土没有足够的强度数据用以确定验收批混凝土强度标准差时，应由不少于10组的试件代表一个验收批，其强度应同时符合下列要求：

式中： ——验收批混凝土强度的标准差（N/mm2），当的计算值小于0.06时，取=0.06； ——合格判定系数。按下表取值。

3．对零星生产的预制构件或现场搅拌批量不大的混凝土，可采用非统计方法评定，验收批强度必须同时符合下列要求：

 式中： ——验收批混凝土强度的标准差（N/mm2），当的计算值小于0.06时，取=0.06； ——合格判定系数。按下表取值。

3．对零星生产的预制构件或现场搅拌批量不大的混凝土，可采用非统计方法评定，验收批强度必须同时符合下列要求：

                4．当对混凝土的试件强度代表性有怀疑时sl 765-2018 水利水电建设工程安全设施验收导则，可采用从结构、构件中钻取芯样或其他非破损检验方法，对结构、构件中的混凝土强度进行推定，作为是否应进行处理的依据。

第七节    普通混凝土的配合比设计

　　一、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性要求。 　　4．经济合理，最大限度节约水泥，降低混凝土成本。 　　二、混凝土配合比设计中的三个基本参数 　　为了达到混凝土配合设计的四项基本要求，关键是要控制好水灰比（W/C）、单位用量（W0）和砂率（Sp）三个基本参数。这三个基本参数的确定原则如下： 　　1．水灰比。 　　水灰比根据设计要求的混凝土强度和耐久性确定。确定原则为：在满足混凝土设计强度和耐久性的基础上，选用较大水灰比，以节约水泥，降低混凝土成本。 　　2．单位用水量。 　　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。 　　3．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、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。 　　三、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：

若以C0、W0、S0、G0分别表示1m3混凝土中水泥、水、砂、石子的用量（kg），以、、、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：

式中，为混凝土含气量百分率（%），在不使用引气型外加剂时，可取=1。 　　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：

式中为1m3为混凝土的重量（kg），即混凝土的表观密度。可根据原材料、和易性、强度等级等信息在2350～2450kg/m3之间选用。 　　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。水工、港工、交通系统常采用饱和面干状态下的重量。 　　四、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”。 　　（一）初步计算配合比计算步骤 　　1．计算混凝土配制强度（）。

        2．根据配制强度和耐久性要求计算水灰比（W/C）。 　　（1）根据强度要求计算水灰比。 由式：，则有：

        （3）配合比的表达方式： 　　① 根据上述方法求得的C0、W0、S0、G0，直接以每立方米混凝土材料的用量（kg）表示。 　　② 根据各材料用量间的比例关系表示：C0：S0：G0＝1：S0/C0：G0/C0db13(j)／t 222-2017 人民防空工程建筑面积计算规范，再加上W/C值。 　　（二）基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：A＝C拌+W拌+S拌+G拌