混凝土的基本知识

第二章　混凝土的基本知识

一、混凝土的分类和特点

混凝土的品种很多，它们的性能和用途也各不相同，因此分类方法也很多，通常可按下列方法进行分类。

(1)按质量密度分类:有特重混凝土、重混凝土、轻混凝土、特轻混凝土等。

特重混凝土，质量密度＞2 500kg/m3，是用特别密实和特别重的骨料制成，主要用于原子能工程的屏蔽结构，具有防X和γ射线的性能。

重混凝土，质量密度在1 900～2 500kg/m3，是用天然砂石作骨料制成的。主要用于各种承重结构。重混凝土也叫普通混凝土。

轻混凝土，质量密度＜1 900kg/m3，其中包括质量密度为800～1 900kg/m3的轻骨料混凝土和质量密度500kg/m3以上的多孔混凝土(如:泡沫混凝土，加气混凝土等)。主要用于承重和承重隔热结构。

特轻混凝土，质量密度在500kg/m3以下，包括500kg/m3以下的多孔混凝土和用特轻骨料(如:膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、泡沫塑料等)制成的轻骨料混凝土，主要用作保温隔热材料。

(2)按用途分类:有结构用混凝土，围护结构用混凝土、水工混凝土和特种混凝土(如:耐火混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、防辐射混凝土、大坝混凝土、海洋混凝土等)。

(3)按流动性分类:有干硬性混凝土、低流动性混凝土、塑性混凝土、流态混凝土等。

混凝土在工程中应用有一百多年历史，但发展相当迅速，已经成为当代用量最大的建筑材料。其发展如此快，应用这样广泛，是因为它具有很多优点。

(1)具有较高的抗压强度，能承受较大的荷载，在外力作用下变形小。并可以通过原材料和配合比的变化配制出不同强度要求的混凝土。

(2)混凝土拌和物具有良好的可塑性，可以根据建筑结构的需要，利用模板浇捣成各种形状和尺寸的构件。如把建筑结构浇捣成钢筋混凝土整体式结构，使其具有良好的抗震和抗冲击能力，亦可在工厂或现场预制，以利于构件预制装配化的推广。

(3)与钢筋有牢固的黏结力，从而共同组成钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土构件以满足建筑结构的各种受力需要。

(4)所用材料中的砂、石、水等占全部体积的80%以上，可以就地取材，成本低。

(5)经久耐用，结构建成后维修费用较少。混凝土对自然气候的干湿，冷热变化，冻融循环，外力磨损等都具有较强的抵抗力，在正常情况下耐用年限较长，可达50年以上。

(6)耐火性好。

当然，混凝土也存在不少缺点。

(1)自重大，其构件的运输和安装比较困难。

(2)抗拉强度低，抗裂性能差。

(3)硬化前需要有较长时间的养护期。因此，现场施工时易受气候条件(低温，曝晒，雨季等)影响，增加了施工难度。

总之，随着建筑科学技术的发展，混凝土的缺点正在被逐步克服，其应用会更加广泛，今后的混凝土将向轻质、高强、多功能发展。

二、混凝土的技术性能

混凝土的各组成材料(水泥、粗细骨料、水等)按一定比例配合，搅拌而得的尚未凝结硬化的塑性状态拌和物，称为混凝土拌和物，或称新拌混凝土。

混凝土拌和物的性能对混凝土的施工过程以及硬化后混凝土的强度及耐久性均有很大影响。但如何来判别混凝土拌和物的好坏呢?一般是以混凝土拌和物是否具有良好的“和易性”来判别的。

1.和易性

混凝土拌和物的和易性是指混凝土在施工中是否适于操作、是否具有能使所浇筑的构件质量均匀、成型密实的性能。所谓和易性好，即为混凝土拌和物容易拌和，具有良好的可塑性，运输、浇筑时不易发生砂、石或水分的离析现象，浇注时容易填满模板的各个角落，容易捣实，分布均匀，与钢筋黏结牢固，不易产生蜂窝、麻面等不良现象。

和易性是一个总的概念，它主要包括流动性、黏聚性和保水性三个方面。

流动性是指混凝土拌和物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板中各个角落的性能。

黏聚性是指混疑土拌和物具有一定的内聚力。在运输、浇灌、捣实过程中不致产生分层(混凝土拌和物出现层状分离现象)、离析(混凝土拌和物内水泥、砂、石、水互相分离的现象)、泌水(又称析水，从水泥浆中泌出部分拌和水的现象)，而保持整体均匀的性质。

保水性是指混凝土拌和物保持水分不易析出的能力。

上述这些性质有其各自的内容，这些内容并不是在所有的情况下都能相互一致的，在某些场合下甚至是矛盾的。例如，增加用水量可提高混凝土拌和物的流动性，但同时也增加了分层泌水的可能。因此，和易性无法用单一指标来评定。

2.和易性的测定和坍落度的选择

目前，尚没有能够全面地反映混凝土拌和物和易性的实验方法，在工地和试验室，通常是以坍落度为指标测定拌和物的流动性，并辅以直观经验评定黏聚性和保水性。

坍落度试验用的模子，称为坍落度筒，是一个300mm高，下口内径为200mm、上口内径为100mm的圆台形无底铁筒。试验时将坍落度筒放在平整的地面上，将混凝土拌和物按规定方法分三层填入铁筒内，每填一层用一直径为16mm、长为600mm的圆头钢棒插捣25次，顶面多余的料刮平。然后将筒小心地垂直提起移到一旁，则拌和物因自重将产生坍落现象，量出筒高与坍落后混凝土拌和物最高点之间的高度差，以mm表示，就叫该拌和物的坍落度，如图2-1所示。然后，用捣棒轻击拌和物锥体的侧面，观察其黏聚性。如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好;如果锥体倒塌，部分崩溃或出现离析现象，则表示黏聚性不好，如图2-2所示。

图2-1　坍落度测定

图2-2　坍落度试验合格与不合格示意图
(a)部分(剪切)坍落型　(b)正常坍落型　(c)崩溃型

保水性的好坏可依观察判别。如坍落度筒提起后有较多稀浆从拌和物锥体底部析出，且因失浆过多而使砂石外露，就表明保水性不好，如坍落筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆从底部析出，且拌和物锥体含浆饱满，则表示保水性良好。因此，根据坍落度的测定，黏聚性、保水性的直观观察即可综合评定和易性。

坍落度值小，说明混凝土拌和物的流动性小，因过小的流动性会给施工带来不便，影响工程质量，甚至造成工程事故。坍落度过大，又会使混凝土分层，造成上下不匀。所以，混凝土拌和物的坍落度值应在一个适宜范围内。所以，混凝土拌和物的坍落度值应在一个适宜范围内。可根据结构种类、钢筋的疏密程度及振捣方法按表2-1选用。

表2-1　混凝土浇筑时坍落度

注:(1)本表系指采用机械振捣的坍落度，采用人工捣实时可适当增大。
(2)需要配制大坍落度混凝土时，应掺加外加剂。
(3)曲面或斜面结构的混凝土，其坍落度值应根据实际需要另行选定。
(4)轻骨料混凝土的坍落度，宜比表中数值减少10～20mm。

根据坍落度的不同，混凝土拌和物可分为:塑性的(坍落度30～80mm)、低流动性的(坍落度10～30mm)。当坍落度大10mm时，以坍落度值来评定混凝土拌和物的流动性。当坍落度小于10mm时，应以一种维勃稠度测定仪测定“工作度”来评定流动性，维勃稠度主要是测定干硬性混凝土和特干硬性混凝土的流动性。

3.影响混凝土拌和物和易性的因素

影响混凝土拌和物和易性的因素很多，主要有以下几点。

(1)水泥品种:在其他条件相同的情况下，硅酸盐水泥和普通水泥比火山灰水泥和矿渣水泥配制的混凝土拌和物的和易性为好，火山灰水泥配制的混凝土拌和物的黏聚性较好，矿渣水泥配制的混凝土拌和物比较容易泌水。

(2)水泥浆数量、水灰比:在混凝土拌和物中，骨料本身是没有流动性的，混凝土拌和物的流动性是来自于水泥浆。在水灰比一定时，增加水泥浆含量，流动性就会增大，反之减少。

此外，与水灰比也有关。若水灰比小，即用水量少，那么水泥浆本身的流动性(稠度)就小，则混凝土的流动性也随之就小。此时混凝土的黏聚性好，泌水也少，但若水灰比过小，则施工困难，反之，水灰比太大，混凝土拌和物太稀，易产生流浆，保水性及黏聚性就不好。因此，在保证施工所要求的坍落度的前提下，不应增大水灰比。

(3)粗骨料:砂石的颗粒圆滑、级配良好，则混凝土拌和物的和易性好，反之则差。

(4)砂率:砂率即砂的重量占砂石总重量的百分数。砂率过小时，水泥砂浆的体积不足以填充石子的空隙，混凝土容易离析泌水，和易性差。砂率过大时，包裹砂子的水泥浆层太薄，砂粒间的摩擦力加大，使混凝土拌和物的流动性减小，对混凝土强度有影响。

(5)温度和时间:混凝土拌和物的流动性，随温度的升高而减小。温度提高10℃，坍落度大约减少20～40mm。随着拌和后时间的增长，坍落度逐渐减小。

除上述因素外，混凝土拌和物的和易性还与外加剂、搅拌时间等因素有关。

三、普通混凝土的组成材料

在混凝土中，石子和砂起骨架作用，称为“骨料”。石子为“粗骨料”，砂为“细骨料”。水泥加水后，形成水泥浆，包裹在骨料表面并填满骨料间的空隙，作为骨料之间的滑润材料，使混凝土混合物具有适于施工的和易性，水泥水化硬化后把骨料胶结在一起形成坚固整体。混凝土的结构如图2-3所示。

我们已经知道，混凝土的基本组成材料是水泥、细骨料、粗骨料和水，此外，为了使混凝土具有某些特性或降低成本，有时还要加入化学外加剂或一些磨细的矿物混合材料。

图2-3　混凝土的结构示意图

(一)水泥

水泥呈粉末状，与适量的水拌和后，即由塑性浆体逐渐变成坚硬的石状体，并能将散粒材料或块状材料胶结成整体。水泥浆体不但能在空气中硬化，还能在水中更好地硬化并长久地保持和继续提高其强度，因而水泥是一种很好的水硬性胶凝材料。

1.常用水泥的种类和组成

由于水泥是最重要的建筑材料之一，它不但大量应用于工业与民用建筑，还广泛应用于公路、铁路、水利、海港和国防等工程，制造各种形式的混凝土、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构和构件。目前，我国的水泥品种已发展到几十种之多，但在建筑工程中常用的水泥主要是五种，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。这五种水泥在工程上一般称为“五大水泥”。

在这五种水泥中，硅酸盐水泥又是最基本的。因为其他四种水泥均是在硅酸盐水泥熟料中掺入了各种混合材料而制得，统称为掺混合材料的硅酸盐水泥，因而它们的技术性质有许多相似之处。目前，已生产出复合硅酸盐水泥，它是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)，代号P.C。水泥中混合材料总掺加量按重量百分比计应大于15%，但不超过50%。

1)硅酸盐水泥。硅酸盐水泥是以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料中加入适量的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。

烧制水泥熟料用的原料主要是石灰质和黏土质按一定比例配制而成，煅烧后水泥熟料的矿物组成为:

硅酸三钙(C3 S)，含量37%～60%;

硅酸二钙(C2 S)，含量15%～37%;

铝酸三钙(C3 A)，含量7%～15%;

铁铝酸四钙(C4 AF)，含量10%～18%。

水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分的比例，水泥的性质也将发生变化。如提高C3 S含量，可制成高强度水泥，降低C3 A、C3 S含量，可制成水化热低的大坝水泥，国外通称波特兰水泥。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ类硅酸盐水泥，代号P. I。在硅酸盐水泥粉磨时，掺加不超过水泥重量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。

硅酸盐水泥的强度等级分为:42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R(R为快硬水泥代号)。

2)掺混合材料的硅酸盐水泥

混合材料包括天然矿物和人造的两种。按其性质可分为活性混合材料和非活性混合材料。活性混合材料主要包括粒化高炉矿渣和火山灰质混合材料、粉煤灰。非活性混合材料有石灰石、砂岩等。掺混合材料的目的是为了改善水泥的某些性质，调节水泥标号，提高产量，增加品种，扩大水泥使用范围，降低水泥成本。在工程中常用的水泥有以下几种。

(1)普通硅酸盐水泥(简称普通水泥，代号P.O):是由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料掺量按重量百分比计掺活性混合材料时，不得超过15%，掺非活性混合材料时，不得超过10%，同时掺活性与非活性混合材料时，总量不得超过15%，其中非活性混合材料不得超过10%。

由于普通水泥是由硅酸盐水泥熟料和少量混合材料组成，故其各项性质都与硅酸盐水泥相近。

普通硅酸盐水泥的强度等级分为:32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

(2)矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥，代号P.S):是由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。按重量百分比计，水泥中粒化高炉矿渣含量为20%～70%。

允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥重量的8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。

(3)火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥，代号P.P):是由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。按重量百分比计，水泥中火山灰质混合材料掺加量为20%～50%。

(4)粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥，代号P.F):是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，按重量百分比计，水泥中粉煤灰掺加量为20%～40%。

由于矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥中的硅酸盐水泥的熟料比重小，同时又掺有大量的混合材料，因而其性质和使用范围与硅酸盐水泥和普通水泥都有较大差别。

矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的强度等级分为:32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

2.常用水泥的标号

水泥的标号是表示水泥硬化后的抗压能力。而水泥的强度是确定标号的依据，按国家标准规定须用“软练法”测定水泥的抗折、抗压强度。所谓“软练法”是指将水泥和标准砂按1∶2.5(重量比)混合，加入规定数量的水，按规定的方法制成试件，在标准条件下进行养护，然后测定3天、7天、28天龄期的抗折和抗压强度。最后依据测定结果，划分出水泥标号。标号越大则强度越高。

上述常见水泥中各种标号水泥的各龄期强度必须满足一定的要求。

在工程施工中，高强度混凝土应采用高标号水泥，低强度混凝土应采用低标号水泥，这样才能符合技术经济合理的要求。要注意，水泥标号不等于混凝土的强度等级。如果用低标号水泥配制高强度混凝土，则难以达到设计强度。反之用高标号水泥配制低强度混凝土，因水泥较少而施工操作不易。总之，水泥有品种不同和标号高低之分，应根据工程的不同需要，合理选用。

3.水泥的凝结硬化过程

水泥中加入适量的水调成水泥浆后，经过一定时间，由于本身物理化学变化，会逐渐变稠，失去塑性，称为初凝;开始具有强度时称为终凝，终凝后强度继续增长，称为硬化。凝结(包括初凝和终凝)与硬化总称为硬化过程。

水泥加水后，颗粒表面的矿物成分很快与水发生水化和水解作用，产生氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙，它们决定了水泥硬化过程中的一些特征。

水泥硬化过程大体上分为以下三个阶段，即溶解期、胶化期和结晶期。在这个过程中由于新生成物的生成、溶解形成凝胶，凝胶转为结晶，表面碳化等过程的相互交错进行，使水泥变成了坚硬的水泥石。由于水泥遇水后，水化作用首先在颗粒表面进行，使表面包上一层胶体膜，这层胶体膜阻碍了水泥颗粒内部的进一步水化，从而使得水泥具有初期强度增长快、后期强度增长慢的特点。实践证实水泥的硬化过程可持续几年、几十年的时间，但硬化过程的基本部分大致在28天完成。

水泥的凝结与硬化速度快慢与下面各因素有关。

(1)水泥颗粒的矿物组成:水泥中铝酸三钙和硅酸三钙含量多，凝结硬化快。

(2)水泥颗粒的大小:水泥颗粒越细，总的表面积就越大，这样与水的接触面积就大，则水化进行快，凝结硬化也快。

(3)硬化时的温度与湿度:硬化过程中，温度、湿度越高，水化速度越快，则凝结硬化快。反之则慢。若在完全干燥的情况下，水化就无法进行，硬化停止，强度也不再增长。当温度低于0℃时，硬化停止。因此冬期施工时，需要采取保温措施，以保证凝结硬化正常进行。

(4)用水量:用水太多使水泥浆变稀，水泥颗粒间的距离加大，从而减慢水泥的硬化，使强度大大降低。

4.水泥的凝结时间、水化热、安定性

水泥的凝结时间对于进行混凝土工程施工有着重大的意义。水泥的凝结时间分为初凝和终凝。我们知道，初凝是指自加水拌和至水泥浆失去塑性的时间，终凝则指水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间。水泥初凝后混凝土浇捣非常困难，还可能损害混凝土的强度。为了保证混凝土施工有足够的操作时间，国家标准规定:水泥的初凝时间，不得早于45min，另外，混凝土必须具有一定强度后，方可在其上进行其他施工，否则就可能破坏已浇筑的混凝土结构。所以为了尽快地开始下一步的施工，缩短工期，又规定水泥的终凝时间不得迟于12h。目前我国生产的普通水泥，初凝时间一般为1～3h，终凝时间为5～8h。

在水泥初凝以前，混凝土具有流动性，在这段时间里进行运输、灌筑、捣固等工作。初凝以后，终凝以前混凝土的流动性逐渐消失，这时如遇到振动，已开始凝结的混凝土还能自行闭合;自拌和后6h(接近终凝)至18h，混凝土已丧失流动性，但还未具有强度，遇有损伤就不能自行闭合，所以在这段时间内要加强养护，切实避免一切外力的影响，以免混凝土受到损坏。

水泥的水化反应为放热反应，随着水化过程的进行，不断地放出热量，这种热量称为水化热。水化热大部分在水化初期(7天内)放出，以后逐渐减少。其放热量的大小和放热速度的快慢主要与水泥标号、矿物组成和细度有关。

在大型基础、水坝等大体积混凝土工程施工中，由于积聚在混凝土内部的水化热不易散发，内部温度可上升到50～60℃，内外温度差所引起的应力，可使混凝土产生裂缝，因此，对于大体积混凝土工程，水化热是有害因素。对于这样的工程，应采用低热水泥，或采用特殊的冷却措施，使内部温升不致过高。对于小断面、小体积的混凝土工程，因水化热能较快散失，故危害不大。

安定性是指水泥在硬化过程中体积变化是否均匀的性质。安定性用沸煮法检验。安定性不合要求的水泥硬化后会出现龟裂、翘曲以至崩溃等不安定的现象。所以，安定性不合要求的水泥不能用在重要的构件中。

5.常用水泥的主要特性及强度指标

水泥的主要特性见表2-2。

表2-2　常用水泥的主要特性

6.水泥进场检查及复试

(1)水泥进场必须有产品合格证、出厂检验报告。

(2)对水泥品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查验收。

(3)对水泥强度、安定性及其他必要的性能指标进行复试，其质量必须符合《硅酸盐、普通硅酸盐水泥》(GBl75)等的规定。

(4)当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月(快硬水泥超过1个月)时，应进行复试，并按复试结果使用。

(5)钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。

(6)水泥在运输和贮存时，应有防潮、防雨措施，防止受潮后水泥凝结成块，强度降低。不同品种和标号的水泥应分别贮存，不得混杂在一起。

(二)细骨料

混凝土中凡粒径为0.15～5mm的骨料称为细骨料。一般常用天然砂作为混凝土的细骨料。天然砂有山砂、海砂、河砂之分。海砂中常夹有贝壳、碎片和盐分等有害物质，山砂系岩石风化后在原地沉积而成，颗粒多棱角，并含有较多粉状黏土和有机质，而河砂比较洁净，质量较纯，故使用最多。

图2-4　砂的颗粒级配示意图

1.砂的颗粒级配

颗粒级配是指砂子中不同粒径颗粒之间的搭配比例关系。由图2-4可知，采用同一粒径的砂空隙最大。两种不同粒径的砂互相搭配，空隙减小，只有当有粗、有细、并有适量的中间颗粒组合在一起时，才能互相填充使空隙率达到最小值，这种情况就称为级配良好。使用级配良好的砂子，可以降低水泥用量，提高混凝土的密实度。

2.砂的分级

砂按产源分为海砂、河砂、湖砂和山砂。

按颗粒平均粒径可分为以下四级:

粗砂:平均粒径为0.5mm以上;

中砂:平均粒径为0.35～0.5mm;

细砂:平均粒径为0.25～0.35mm;

特细砂:平均粒径为0.25mm以下。

3.砂的质量要求

配制混凝土的砂子要求颗粒坚硬、洁净，砂中有害杂质的含量严格控制在一定范围之内。

砂中有害杂质是指黏土、淤泥、云母、轻物质、硫化物和硫酸盐及有机质。如黏土、淤泥、云母及轻物质的含量过多会降低混凝土强度，硫化物和硫酸盐会影响混凝土的耐久性，并会引起钢筋的锈蚀，有机质也会影响混凝土强度。

因此，砂中各有害物质的含量应严格控制在表2-3所规定的范围之内。砂的密度、体积密度、空隙率应符合表2-4的规定。

表2-3　砂、碎(卵)石的含泥量

4.砂石进场检查及选用

普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53)、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)的规定。

表2-4　砂、碎(卵)石的密度、体积密度、空隙率

1)骨料进场时，对来自采集厂(生产厂)的附有质量证明书的或无质量证明书其他来源的，均应进行复验，按进场的批次和产品的抽样检验方案，检验其颗粒级配、含泥量及粗细骨料的针片状颗粒含量，必要时还应检验其他质量指标。

2)对海砂，还应按批检验其氯盐含量，其检验结果应符合有关标准的规定。对含有活性二氧化硅或其他活性成分的骨料，应进行专门试验，待验证确认对混凝土质量无有害影响时方可使用。

3)骨料在生产、采集、运输与存贮过程中，严禁混入煅烧过的白云石或石灰块等影响混凝土性能的有害物质。骨料应按品种、规格分别堆放，不得混杂。

4)骨料的选用应符合下列规定:

(1)混凝土用的粗骨料，其最大颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。

(2)对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过钢筋最小净间距的3/4。

(3)泵送混凝土用的碎石，不应大于输送管内径的1/3。卵石不应大于输送管内径的2/5。

泵送混凝土用的细骨料，对0.315mm筛孔的通过量不应少于15%，对0.16mm筛孔通过量不应少于5%。

泵送混凝土用的骨料还应符合泵车技术条件的要求。

(三)粗骨料

混疑土中凡粒径大于5mm的骨料，称为粗骨科。一般常用天然卵石和人工碎石作为混凝土的粗骨料。天然卵石有河卵石、海卵石和山卵石等。河卵石表面光滑、少棱角，比较洁净，有的具有天然级配。而山卵石含黏土杂质较多，使用前必须加以冲洗，因此河卵石采用较多。碎石由各种坚硬岩石经人工或机械破碎、筛分而得，其表面粗糙、颗粒有楞角，与水泥黏结较牢。

1.粗骨料的分级

碎(卵)石按颗粒粒径大小，分为四级:

粗碎(卵)石:颗粒粒径在40～150mm;

中碎(卵)石:颗粒粒径在20～40mm;

细碎(卵)石:颗粒粒径在5～20mm;

特细碎(卵)石:颗粒粒径在5～10mm。

2.粗骨料的质量要求

碎(卵)石的含泥量应符合表4-34的规定。

碎(卵)石的密度、体积密度、空隙率应符合表4-35的规定。

碎(卵)石的坚固性:采用硫酸钠溶液法进行试验，其质量损失应小于12%。

碎(卵)石的抗压强度:采用直径与高均为50mm的圆柱体或长、宽、高均为50mm的立方体岩石样品进行试验，在水饱和状态下，其抗压强度应不小于45MPa，其极限抗压强度与新浇混凝土强度之比不应小于1.5倍。

3.石的颗粒级配与最大粒径

石的颗粒级配，通常有连续级配及间断级配两种，其原理与要求，与砂子基本相同。

最大粒径是指石子粒径的上限。每一粒级石子的上限就是该粒级的最大粒径。如5～20mm粒级的小石子，其最大粒径即为20mm。为能顺利施工和保证构件质量，一般对采用石子的最大粒径，作如下规定:

石子的最大粒径不得超过结构断面最小尺寸的1/4，同时又不得大于钢筋之间最小净距的3/4。混凝土实心板允许采用最大粒径为1/2板厚，但最大粒径不得超过50mm的骨料。

4.石进场检查及选用

同砂的选用相同。

(四)水

含有有害杂质(如:油类、酸、糖、有机杂物等)的水会影响水泥的正常凝结和硬化，使混凝土强度降低。因此，对混凝土拌和物水的质量要严格要求，一般应用干净的自来水或淡河水。工业废水不得使用，使用海水也应受到一定限制，以免使钢筋锈蚀或使混凝土抗冻性降低。

当采用其他水源时，应进行水质试验，水质应符合国家现行标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的规定。

(五)外加剂

在混凝土拌和过程中掺入的，并能按要求改善混凝土性能的材料，称为外加剂。混凝土中使用外加剂是提高混凝土的强度、改善混凝土性能，节约水泥用量及节省能耗的有效措施。

1.外加剂根据其主要功能可以分为以下几类

1)改善混凝土拌和物流动性能的外加剂。包括减水剂，引气剂，保水剂等。

2)调节混凝土凝结、硬化速度的外加剂。包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。

3)调节混凝土含气量的外加剂。包括引气剂、加气剂，泡沫剂、消泡剂等。

4)改善混凝土耐久性的外加剂。如抗冻剂、抗渗剂等。

5)为混凝土提供特殊性能的外加剂。如膨胀剂，着色剂等。

2.外加剂种类和选用

在混凝土工程中，一般采用以下几种外加剂:减水剂(如:木质素磺酸钙、萘与甲醛缩合的盐类和磺化古玛隆树脂等)，引气剂(如:松香热聚物、烷基苯磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚等)，缓凝剂(如:糖钙、木质素磺酸钙、锌盐和纤维素醚等)，早强剂(如:氧化钠、硫酸钠、三乙醇胺和甲酸盐等)，防冻剂(如:氯盐和亚硝酸盐等)，膨胀剂(如:明矾石膨胀剂、硫铝酸钙类和氯化镁膨胀剂)。

选用外加剂时，应根据混凝土的性能要求、施工工艺及气候条件，结合混凝土的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性能因素，通过试验确定其品种和掺量。

1)减水剂。普通减水剂宜用于最低气温5℃以上施工的混凝土，不宜单独用于蒸汽养护混凝土，高效减水剂可用于最低气温0℃以上施工混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸汽养护混凝土。普通减水剂的掺量为水泥重量的0.2%～0.3%，但不得大于0.5%。高效减水剂的掺量宜为0.5%～1.0%。

2)引气剂。引气剂可用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、轻骨料以及对饰面有要求的混凝土，不宜用于蒸汽养护混凝土及预应力混凝土。抗冻融性能要求高的混凝土，必须掺用引气剂和引气减水剂，其掺量应根据混凝土的含气量，通过试验确定。

引气剂及引气减水剂混凝土必须采用机械搅拌，其搅拌时间不宜大于5min和小于3min。

3)缓凝剂。缓凝剂可用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土和有早强要求的混凝土及蒸汽养护混凝土。掺缓凝剂的混凝土应在混凝土终凝后浇水养护。

4)早强剂。早强剂可用于蒸汽养护混凝土以及有早强或防冻要求的混凝图工程。

在下列结构中，不得在钢筋混凝土中采用氯盐、含氯盐的复合早强剂及早强减水剂:

(1)在高湿度空气环境中使用的结构。

(2)处于水位升降部位的结构。

(3)露天结构或经常受水淋的结构。

(4)与镀锌钢材或与铝铁相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋件而无防护措施的结构。

(5)与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构。

(6)使用过程中经常处于环境温度为60℃以上的结构。

(7)使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构。

(8)薄壁结构、中级或重级工作制吊车梁、屋架、落锤或锻锤基础等结构。

(9)电解车间和直接靠近直流电源的结构。

(10)直接靠近高压电源(发电站、变电所)的结构。

(11)预应力混凝土结构。

含有强电解质无机盐类的早强剂，如硫酸盐等早强减水剂，不得用于下列结构:

(1)与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构;以及有外露钢筋预埋铁件而无防护措施的结构。

(2)使用直流电源的工厂，及使用电气化运输设施的钢筋混凝土结构。

(3)含有活性骨料的混凝土结构。

5)防冻剂。防冻剂适用于负温条件下施工的混凝土，氯盐类防冻剂的使用应符合早强剂中的有关规定。

6)膨胀剂。膨胀剂混凝土所用水泥的选用。对硫铝酸钙类膨胀剂(明矾石膨胀剂除外)、氧化钙类膨胀剂，宜用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，如选用其他水泥应由试验确定。明矾石膨胀剂用于普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。

膨胀混凝土应采用机械搅拌。搅拌时间应不少于3min，并应比不掺外加剂的混凝土延长30min。

膨胀混凝土必须在潮湿状态下养护14天以上，在日最低气温低于5℃时，应采取保温措施。

3.外加剂进场检验及复验

(1)混凝土中掺用的外加剂应有产品合格证、出厂检验报告，并按进场的批次和产品的抽样检验方案进行复验，其质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119)等及有关环境保护的规定。

(2)预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂。钢筋混凝土结构中，当使用含氯化物的外加剂时，混凝土中氯化物的总含量应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》(GB50164)的规定，选用的外加剂，需要时还应检验其氯化物、硫酸盐等有害物质的含量，经验证确认对混凝土无有害影响时方可使用。

(3)不同品种外加剂应分别存贮，做好标记，在运输和存贮时不得混入杂物和遭受污染。