第四章
混 凝 土
要求,
1、掌握普通混凝土组成材料的基本要求，
砂石材料的颗粒级配、颗粒特征、杂质
含量等质量要求。细集料的细度模数概
念，粗集料的强度、最大粒径等
2、掌握普通混凝土的主要技术性质、和易
性的概念及影响因素，强度与强度等级，
强度增长规律及影响因素，混凝土的变
形性能及耐久性的概念。
要求,
3、掌握混凝土配合比的设计要求，设计原
理，设计方法，设计步骤，会熟练地进
行混凝土配合比设计。
4、掌握混凝土外加剂常用种类及作用效果，
了解减水剂的作用机理。
5、了解常用的混凝土品种。
混凝土定义,
混凝土是由胶凝材料, 水和粗, 细骨
料按适当比例配合, 拌制成拌合物, 经
一定时间硬比而成的人造石材 。
混凝土的分类,
混凝土的优缺点,
对混凝土质量的基本要求,
1、具有符合设计要求的强度
2、具有与施工条件相适应的施工和易性
3、具有与工程环境相适应的耐久性
4、满足上述要求，尽量降低成本
第一节 普通混凝土的组成材料
一、普通混凝土各组成材料的作用
1、集料：砂石,骨架作用 。 技术上：提
高体积稳定性和耐久性 ； 经济上：作为
水泥浆廉价填充料
2,水泥与水,填充,润湿,胶结
二,混凝土组成材料的技术要求
（一） 水泥
1,水泥品种
2,水泥标号
（二）细集料（细骨料）
定义,粒径在 0.16-5mm的岩石颗粒
常用的品种有：河砂、海砂、山砂
及机制砂
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
1、有害杂质
A, 粘土, 淤泥
B,有机物
C,硫化物
D,天然石膏 (硫酸盐 )
E,氧化物
F,煤 (含硫磺 )
G,云母
2,颗粒形状及表面特征
3、砂的颗粒级配及粗细程度
4、砂的坚固性
（三）粗集料
定义, 粒径大于 5mm以上的岩石颗粒
常用的品种, 碎石和卵石（海卵石、河卵
石及山卵石）
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
1,粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、
淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂
质。它们的危害作用与在细骨料中的相
同 。
2、颗粒形状和表面特征
针状
片状
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
3、最大粒径及颗粒级配
① 最大粒径,
公称粒级的上限
② 颗粒级配,
连续粒级、单粒级
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
4、强度
立方体强度
压碎指标
5、坚固性
（四） 混凝土拌合及养护水
第二节 普通混凝土的主要技术性质
一、混凝土拌合物的和易性
（一）和易性的概念
流动性
粘聚性
保水性
（二）和易性测定方法及指标
（三）流动性的选择
（四）影响工作性（和易性）的主要因素
1,水泥浆的数量
2,水泥浆 的 稠度
3、砂率,合理砂率
4,水泥品种和骨料性质
5,外加剂
6、掺合材
7,时间和温度
（五）改善工作性的措施
1,尽可能降低砂率
2,改善砂, 石级配
3,尽量采用粗砂
4,外加剂
5,掺合材
二、混凝土强度
（一） 混凝土受力变形及破坏过程
1,砼内部结构
2,砼受力变形及破坏过程
（ 二 ） 混凝土立方体抗压强度
换算系数
混凝土强度尺寸效应
（三） 混凝土立方体抗压标准强度与强度等级
1,立方体抗压标准强度
标准尺寸,150*150*150mm
标准养护,20?3℃
2、强度等级
（四） 混凝土的轴心抗压强度
棱柱体 150*150*300mm
0.7-0.8
（五） 混凝土的抗拉强度
(六 )影响混凝土强度的因素
1,水灰比和水泥标号
fcu=Afce( — B)
2,养护的温度和湿度
3,龄期
W
C
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28
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（七） 提高混凝土强度发展的措施
1、采用高标号水泥
2、采用干硬性混凝土
3、采用湿热养护
4、采用机械搅拌和振捣
5、掺入混凝土外加剂、掺合料
三、混凝土的变形
（一）化学收缩
（二）干湿变形
（三）温度变形
（四）在荷载作用下的变形
徐变
四、混凝土的耐久性
（一）耐久性的概念
混凝土抵抗环境介质作用并长期保持
其良好的使用性能和外观完整性，从而
维持混凝土结构的安全、正常使用的能
力。
1、抗渗性
混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。混凝
土的密实度。
影响因素,
① 水灰比 ② 养护方式
③ 水泥品种 ④外加剂
⑤ 掺合料 ⑥ 龄期
2、抗冻性
抗冻等级：冻融循环，抗压强度下降 <25%
而且重量损失 <5%
3、抗侵蚀性
选择水泥品种、降低水灰比、改善孔结
构
4、混凝土的碳化
① 碳化使混凝土碱度降低
② 碳化将显著增加混凝土的收缩
③ 碳化使混凝土抗压强度提高。
5、碱骨料反应
（二）提高混凝土耐久性的措施
1、合理选择水泥品种
2、控制水灰比和水泥用量
3、控制原材料的质量
4、使用外加剂
5、加强混凝土质量的生产控制
第三节 混凝土质量控制
1,混凝土质量控制的内容
a) 按规定检查混凝土组成材料的质量与用料量 。
b) 在搅拌及浇筑地检查混凝土拌合物的坍落度 。
c) 检查配合比是否因外界因素影响而有所变动,
以及搅拌时间是否充分等等 。
d) 对硬化后混凝土性能的控制尤为重要 。 对混凝
土强度的检验主要是抗压强度, 必要时还要检
验其抗冻性, 抗渗性等性能 。
2,影响混凝土质量的因素
a) 原材料及施工条件以及试验条件等许多因素的
影响, 必然会造成混凝土质量上的波动；
b) 用水量或骨料含水量的变化所引起水灰比的波
动；
c) 搅拌, 运输, 浇筑, 振捣, 养护条件的波动以
及气温变化等 。
d) 试验条件方面的影响因素有：取样方法, 试件
成型及养护条件的差异, 试验机的误差和试验
人员的操作熟练程度等 。
一,强度的概率分布 --正态分布
正态分布的特点,
1、曲线呈钟形，两边对称，对称轴在平均
强度处。
2、曲线与横坐标之间的面积为频率的总和，
等于 1或 100%。
3、在对称轴两侧的曲线一各有一个拐点。
二、强度平均值、标准差、变异系数
强度平均值,
标准差 σ,
变异系数 Cv, Cv=σ /
?
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n
i
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1
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1cuf
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三,概率分布函数 -正态分布函数
四、强度保证率
概率度 t,（又称保证率系数）
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cukcucukcu
fC
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五,混凝土的配制强度
六,混凝土强度检验评定
第四节 普通混凝土的配合比设计
一、混凝土配合比设计的基本要求
1、满足混凝土结构设计的强度等级
2、满足施工要求的混凝土拌合物的和易性
3、满足工程使用的混凝土耐久性要求
4、降低成本
二、混凝土配合比设计中的三个参数
水灰比、砂率、单位用水量
三、混凝土配合比设计步骤
第五节 混凝土外加剂
外加剂的定义
混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺
入, 用以改善混凝土性能的物质 。 掺量不
大于水泥质量的 5%（ 特殊情况除外 ） 。
一,外加剂的分类
1、改善混凝土拌合物流变性
2、调节混凝土凝结时间、硬化性能
3、改善混凝土耐久性
4、改善混凝土其它性能
二,常用的外加剂
1,减水剂
减水剂是使混凝土拌合物达到同样坍落
度时，用水量明显减少的外加剂，又可称
为塑化剂 。
常用减水剂,
木质素磺酸盐减水剂, 多环芳香族磺
酸盐系减水剂, 水溶性树脂系减水剂
减水机理,
减水剂均为表面活性剂 。
（ 1） 分散作用
（ 2） 润湿作用
（ 3） 润滑作用
2,早强剂
加速混凝土早期强度发展的外加剂
常用的早强剂,
氯盐类、硫酸盐类、有机胺类
3,速凝剂
4,缓凝剂
缓凝剂是能延长混凝土凝结时间的外加剂。
常用缓凝剂,
羟基羧酸及其盐类,含糖碳水化合物
类,无机盐类,木质素磺酸盐类。
5,引气剂
6,膨胀剂
三,外加剂的使用
（ 1）外加剂品种的选择
（ 2）外加剂掺量的确定
（ 3）外加剂的掺加方法
第六节 混凝土掺合材
定义,在混凝土拌合物制备时, 为了节
约水泥, 改善混凝土性能, 调节混凝土强
度等级, 而加入的天然的或者人造的矿物
材料, 统称为混凝土掺合料 。
分类,
活性掺合料, 非活性掺合料
一,粉煤灰
粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集
到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。
粉煤灰的活性取决于它的细度、化学成
分和矿物组成，这些又取决于原煤种类,
燃烧温度和排灰方式等。
粉煤灰作为掺合料的效果
（ 1）节约水泥,
（ 2）改善和提高混凝土的下述技术性能
① 改善混凝土拌和物的和易性, 可泵性
② 降低了混凝土水化热,
③ 提高混凝土抗硫酸盐性能；
④ 提高混凝土抗渗性；
⑤ 抑制碱骨料反应 。
二,硅灰
硅灰又称硅粉或硅烟灰，是从生产硅
铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的
颗粒极细的烟尘，色呈浅灰到深灰 。
硅灰具有较大的细度和大量的非晶形
SiO2，具有很高的活性 。
三,沸石粉
沸石粉是天然的沸石岩磨细而成的。
沸石岩是一种经天然煅烧后的火山灰质铝
硅酸盐矿物。沸石粉具有很大的内表面积
和开放性结构，平均粒径为 5.0~6.5μ m。
沸石粉作为掺合料的效果
（ 1） 提高混凝土强度, 配制高强混凝土 。
（ 2） 改善混凝土和易性, 配制流态混凝土
及泵送混凝土 。
四,火山灰质掺合料
1,煅烧煤矸石
2,浮石、火山渣
第七节 其它品种混凝土
一、防水混凝土
（一）骨料级配法防水混凝土
（二）普通防水混凝土
（三）外加剂防水混凝土
二、高强混凝土
三、流态混凝土
四、耐热混凝土
五、耐酸混凝土
六、纤维混凝土
七、聚合物混凝土
八、防辐射混凝土
复习与思考题
1、对混凝土用砂为何要提出级配和细度要
求？两种砂的细度模数相同，其级配是
否相同？
2、当混凝土配合比不变时，用级配相同、
强度等技术条件合格的碎石代替卵石拌
制混凝土，会使混凝土的性质发生什么
变化？为什么？
复习与思考题
3、简述影响混凝土拌合物的影响因素。
4、简述影响混凝土强度的影响因素。
5、名词解释,
压碎指标、混凝土的徐变
混 凝 土
要求,
1、掌握普通混凝土组成材料的基本要求，
砂石材料的颗粒级配、颗粒特征、杂质
含量等质量要求。细集料的细度模数概
念，粗集料的强度、最大粒径等
2、掌握普通混凝土的主要技术性质、和易
性的概念及影响因素，强度与强度等级，
强度增长规律及影响因素，混凝土的变
形性能及耐久性的概念。
要求,
3、掌握混凝土配合比的设计要求，设计原
理，设计方法，设计步骤，会熟练地进
行混凝土配合比设计。
4、掌握混凝土外加剂常用种类及作用效果，
了解减水剂的作用机理。
5、了解常用的混凝土品种。
混凝土定义,
混凝土是由胶凝材料, 水和粗, 细骨
料按适当比例配合, 拌制成拌合物, 经
一定时间硬比而成的人造石材 。
混凝土的分类,
混凝土的优缺点,
对混凝土质量的基本要求,
1、具有符合设计要求的强度
2、具有与施工条件相适应的施工和易性
3、具有与工程环境相适应的耐久性
4、满足上述要求，尽量降低成本
第一节 普通混凝土的组成材料
一、普通混凝土各组成材料的作用
1、集料：砂石,骨架作用 。 技术上：提
高体积稳定性和耐久性 ； 经济上：作为
水泥浆廉价填充料
2,水泥与水,填充,润湿,胶结
二,混凝土组成材料的技术要求
（一） 水泥
1,水泥品种
2,水泥标号
（二）细集料（细骨料）
定义,粒径在 0.16-5mm的岩石颗粒
常用的品种有：河砂、海砂、山砂
及机制砂
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
1、有害杂质
A, 粘土, 淤泥
B,有机物
C,硫化物
D,天然石膏 (硫酸盐 )
E,氧化物
F,煤 (含硫磺 )
G,云母
2,颗粒形状及表面特征
3、砂的颗粒级配及粗细程度
4、砂的坚固性
（三）粗集料
定义, 粒径大于 5mm以上的岩石颗粒
常用的品种, 碎石和卵石（海卵石、河卵
石及山卵石）
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
1,粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、
淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂
质。它们的危害作用与在细骨料中的相
同 。
2、颗粒形状和表面特征
针状
片状
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
3、最大粒径及颗粒级配
① 最大粒径,
公称粒级的上限
② 颗粒级配,
连续粒级、单粒级
配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面
4、强度
立方体强度
压碎指标
5、坚固性
（四） 混凝土拌合及养护水
第二节 普通混凝土的主要技术性质
一、混凝土拌合物的和易性
（一）和易性的概念
流动性
粘聚性
保水性
（二）和易性测定方法及指标
（三）流动性的选择
（四）影响工作性（和易性）的主要因素
1,水泥浆的数量
2,水泥浆 的 稠度
3、砂率,合理砂率
4,水泥品种和骨料性质
5,外加剂
6、掺合材
7,时间和温度
（五）改善工作性的措施
1,尽可能降低砂率
2,改善砂, 石级配
3,尽量采用粗砂
4,外加剂
5,掺合材
二、混凝土强度
（一） 混凝土受力变形及破坏过程
1,砼内部结构
2,砼受力变形及破坏过程
（ 二 ） 混凝土立方体抗压强度
换算系数
混凝土强度尺寸效应
（三） 混凝土立方体抗压标准强度与强度等级
1,立方体抗压标准强度
标准尺寸,150*150*150mm
标准养护,20?3℃
2、强度等级
（四） 混凝土的轴心抗压强度
棱柱体 150*150*300mm
0.7-0.8
（五） 混凝土的抗拉强度
(六 )影响混凝土强度的因素
1,水灰比和水泥标号
fcu=Afce( — B)
2,养护的温度和湿度
3,龄期
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C
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（七） 提高混凝土强度发展的措施
1、采用高标号水泥
2、采用干硬性混凝土
3、采用湿热养护
4、采用机械搅拌和振捣
5、掺入混凝土外加剂、掺合料
三、混凝土的变形
（一）化学收缩
（二）干湿变形
（三）温度变形
（四）在荷载作用下的变形
徐变
四、混凝土的耐久性
（一）耐久性的概念
混凝土抵抗环境介质作用并长期保持
其良好的使用性能和外观完整性，从而
维持混凝土结构的安全、正常使用的能
力。
1、抗渗性
混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。混凝
土的密实度。
影响因素,
① 水灰比 ② 养护方式
③ 水泥品种 ④外加剂
⑤ 掺合料 ⑥ 龄期
2、抗冻性
抗冻等级：冻融循环，抗压强度下降 <25%
而且重量损失 <5%
3、抗侵蚀性
选择水泥品种、降低水灰比、改善孔结
构
4、混凝土的碳化
① 碳化使混凝土碱度降低
② 碳化将显著增加混凝土的收缩
③ 碳化使混凝土抗压强度提高。
5、碱骨料反应
（二）提高混凝土耐久性的措施
1、合理选择水泥品种
2、控制水灰比和水泥用量
3、控制原材料的质量
4、使用外加剂
5、加强混凝土质量的生产控制
第三节 混凝土质量控制
1,混凝土质量控制的内容
a) 按规定检查混凝土组成材料的质量与用料量 。
b) 在搅拌及浇筑地检查混凝土拌合物的坍落度 。
c) 检查配合比是否因外界因素影响而有所变动,
以及搅拌时间是否充分等等 。
d) 对硬化后混凝土性能的控制尤为重要 。 对混凝
土强度的检验主要是抗压强度, 必要时还要检
验其抗冻性, 抗渗性等性能 。
2,影响混凝土质量的因素
a) 原材料及施工条件以及试验条件等许多因素的
影响, 必然会造成混凝土质量上的波动；
b) 用水量或骨料含水量的变化所引起水灰比的波
动；
c) 搅拌, 运输, 浇筑, 振捣, 养护条件的波动以
及气温变化等 。
d) 试验条件方面的影响因素有：取样方法, 试件
成型及养护条件的差异, 试验机的误差和试验
人员的操作熟练程度等 。
一,强度的概率分布 --正态分布
正态分布的特点,
1、曲线呈钟形，两边对称，对称轴在平均
强度处。
2、曲线与横坐标之间的面积为频率的总和，
等于 1或 100%。
3、在对称轴两侧的曲线一各有一个拐点。
二、强度平均值、标准差、变异系数
强度平均值,
标准差 σ,
变异系数 Cv, Cv=σ /
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三,概率分布函数 -正态分布函数
四、强度保证率
概率度 t,（又称保证率系数）
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五,混凝土的配制强度
六,混凝土强度检验评定
第四节 普通混凝土的配合比设计
一、混凝土配合比设计的基本要求
1、满足混凝土结构设计的强度等级
2、满足施工要求的混凝土拌合物的和易性
3、满足工程使用的混凝土耐久性要求
4、降低成本
二、混凝土配合比设计中的三个参数
水灰比、砂率、单位用水量
三、混凝土配合比设计步骤
第五节 混凝土外加剂
外加剂的定义
混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺
入, 用以改善混凝土性能的物质 。 掺量不
大于水泥质量的 5%（ 特殊情况除外 ） 。
一,外加剂的分类
1、改善混凝土拌合物流变性
2、调节混凝土凝结时间、硬化性能
3、改善混凝土耐久性
4、改善混凝土其它性能
二,常用的外加剂
1,减水剂
减水剂是使混凝土拌合物达到同样坍落
度时，用水量明显减少的外加剂，又可称
为塑化剂 。
常用减水剂,
木质素磺酸盐减水剂, 多环芳香族磺
酸盐系减水剂, 水溶性树脂系减水剂
减水机理,
减水剂均为表面活性剂 。
（ 1） 分散作用
（ 2） 润湿作用
（ 3） 润滑作用
2,早强剂
加速混凝土早期强度发展的外加剂
常用的早强剂,
氯盐类、硫酸盐类、有机胺类
3,速凝剂
4,缓凝剂
缓凝剂是能延长混凝土凝结时间的外加剂。
常用缓凝剂,
羟基羧酸及其盐类,含糖碳水化合物
类,无机盐类,木质素磺酸盐类。
5,引气剂
6,膨胀剂
三,外加剂的使用
（ 1）外加剂品种的选择
（ 2）外加剂掺量的确定
（ 3）外加剂的掺加方法
第六节 混凝土掺合材
定义,在混凝土拌合物制备时, 为了节
约水泥, 改善混凝土性能, 调节混凝土强
度等级, 而加入的天然的或者人造的矿物
材料, 统称为混凝土掺合料 。
分类,
活性掺合料, 非活性掺合料
一,粉煤灰
粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集
到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。
粉煤灰的活性取决于它的细度、化学成
分和矿物组成，这些又取决于原煤种类,
燃烧温度和排灰方式等。
粉煤灰作为掺合料的效果
（ 1）节约水泥,
（ 2）改善和提高混凝土的下述技术性能
① 改善混凝土拌和物的和易性, 可泵性
② 降低了混凝土水化热,
③ 提高混凝土抗硫酸盐性能；
④ 提高混凝土抗渗性；
⑤ 抑制碱骨料反应 。
二,硅灰
硅灰又称硅粉或硅烟灰，是从生产硅
铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的
颗粒极细的烟尘，色呈浅灰到深灰 。
硅灰具有较大的细度和大量的非晶形
SiO2，具有很高的活性 。
三,沸石粉
沸石粉是天然的沸石岩磨细而成的。
沸石岩是一种经天然煅烧后的火山灰质铝
硅酸盐矿物。沸石粉具有很大的内表面积
和开放性结构，平均粒径为 5.0~6.5μ m。
沸石粉作为掺合料的效果
（ 1） 提高混凝土强度, 配制高强混凝土 。
（ 2） 改善混凝土和易性, 配制流态混凝土
及泵送混凝土 。
四,火山灰质掺合料
1,煅烧煤矸石
2,浮石、火山渣
第七节 其它品种混凝土
一、防水混凝土
（一）骨料级配法防水混凝土
（二）普通防水混凝土
（三）外加剂防水混凝土
二、高强混凝土
三、流态混凝土
四、耐热混凝土
五、耐酸混凝土
六、纤维混凝土
七、聚合物混凝土
八、防辐射混凝土
复习与思考题
1、对混凝土用砂为何要提出级配和细度要
求？两种砂的细度模数相同，其级配是
否相同？
2、当混凝土配合比不变时，用级配相同、
强度等技术条件合格的碎石代替卵石拌
制混凝土，会使混凝土的性质发生什么
变化？为什么？
复习与思考题
3、简述影响混凝土拌合物的影响因素。
4、简述影响混凝土强度的影响因素。
5、名词解释,
压碎指标、混凝土的徐变
