普通混凝土与抗渗混凝土的区别.jsp

抗渗混凝土系指抗渗等级不低于P6级的混凝土。即它能抵抗0。6MPa静水压力作用而不发生透水现象.为了提高混凝土的抗渗性，通常采用合理选择原材料、提高混凝土的密实程度以及改善混凝土内部孔隙结构等方法来实现。目前，常用的防水混凝土的配制方法有以下几种。 （一）富水泥浆法

这种方法是依靠采用较小的水灰比，较高的水泥用量和砂率，提高水泥浆的质量和数量，使混凝土更密实。 防水混凝土所用原材料应符合下列要求：

(1)水泥强度等级不宜低于32。5，其品种应按设计要求选用，当有抗冻要求时,应优先选用硅酸盐水泥； (2）粗骨料的最大粒径不宜大于40mm，其含泥量不得大于1％，泥块含量不得超过0。5％； (3）细骨料的含泥量不得大于3％，泥块含量不得大于1%; （4）外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂或减水剂。 防水混凝土配合比计算应遵守以下几项规定:

（1）每立方米混凝土中的水泥用量（含掺合料)不宜少于320kg； （2）砂率宜为35％～40％；灰砂比宜为1：2～2。5； （3）防水混凝土的最大水灰比应符合表4-29规定。

表4—29 防水混凝土的最大水灰比限值：抗渗等级 P6 P8~P12 P12以上；C20~C30 0。60 0.55 0。50 C30以上 0.55 0。50 0.45

（二)骨料级配法： 骨料级配法是通过改善骨料级配，使骨料本身达到最大密实程度的堆积状态。为了降低空隙率，还应加入约占骨料量5%～8%的粒径小于0.16mm的细粉料。同时严格控制水灰比、用水量及拌合物的和易性，使混凝土结构致密，提高抗渗性。 (三）外加剂法

这种方法与前面两种方法比较，施工简单，造价低廉，质量可靠，被广泛采用。它是在混凝土中掺入适当品种的外加剂，改善混凝土内孔结构，隔断或堵塞混凝土中各种孔隙、裂缝、渗水通道等,以达到改善混凝土抗渗的目的.常采用引气剂（如松香热聚物）、密实剂（如采用FeCl3防水剂)、高效减水剂（降低水灰比）、膨胀剂(防止混凝土收缩开裂）等.

（四）采用特种水泥：采用无收缩不透水水泥、膨胀水泥等来拌制混凝土，能够改善混凝土内的孔结构,有效提高混凝土的致密度和抗渗能力. 二、普通混凝土

普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”,即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可简作“砼”。 （一）普通混凝土的主要优点

1. 原材料来源丰富.混凝土中约70%以上的材料是砂石料,属地方性材料,可就地取材,避免远距离运输，因而价格低廉。

2。 施工方便。混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物.既可现场浇筑成型，也可预制.

3. 性能可根据需要设计调整.通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，满足工程上的不同要求。

4。 抗压强度高.混凝土的抗压强度一般在7.5~60MPa之间。当掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达100MPa以上。而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强度低的缺陷，使混凝土能够应用于各种结构部位。

5. 耐久性好。原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使用性能稳定. （二）普通混凝土存在的主要缺点

1. 自重大.1m3混凝土重约2400kg，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。

2. 抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10～1/20,易开裂。 3. 收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10－6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝. (三）普通混凝土的基本要求

1. 满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。

1

2。 满足设计要求的强度等级.

3. 满足工程所处环境条件所必需的耐久性。

4。 满足上述三项要求的前提下,最大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。

为了满足上述四项基本要求,就必须研究原材料性能，研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素；研究配合比设计原理、混凝土质量波动规律以及相关的检验评定标准等等。这也是本章的重点和紧紧围绕的中心。 第二节 普通混凝土的组成材料

混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。 一、水泥

(一）水泥品种的选择

水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件确定.如高温车间结构混凝土有耐热要求,一般宜选用耐热性好的矿渣水泥等等。详见第三章水泥。 （二）水泥强度等级的选择

水泥强度等级的选择原则为：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低.例如：C40以下混凝土,一般选用强度等级32。5级；C45～C60混凝土一般选用42。5级，在采用高效减水剂等条件下也可选用32。5级；大于C60的高强混凝土，一般宜选用42。5级或更高强度等级的水泥；对于C15以下的混凝土，则宜选择强度等级为32。5级的水泥,并外掺粉煤灰等混合材料。目标是保证混凝土中有足够的水泥，既不过多,也不过少.因为水泥用量过多（低强水泥配制高强度混凝土），一方面成本增加.另一方面，混凝土收缩增大，对耐久性不利。水泥用量过少（高强水泥配制低强度混凝土)，混凝土的粘聚性变差,不易获得均匀密实的混凝土，严重影响混凝土的耐久性。 二、细骨料

公称粒径在0.15～5。0mm之间的骨料称为细骨料，亦即砂。常用的细骨料有河砂、海砂、山砂和机制砂（有时也称为人工砂、加工砂)等。通常根据技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类.Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于C30～C60的混凝土；Ⅲ类用于小于C30的混凝土.

海砂可用于配制素混凝土，但不能直接用于配制钢筋混凝土，主要是氯离子含量高，容易导致钢筋锈蚀，如要使用，必须经过淡水冲洗,使有害成份含量减少到要求以下。山砂可以直接用于一般工程混凝土结构，当用于重要结构物时，必须通过坚固性试验和碱活性试验。机制砂是指将卵石或岩石用机械破碎的方法,通过冲洗、过筛制成。通常是在加工碎卵石或碎石时,将小于10mm的部分进一步加工而成. 细骨料的主要质量指标有：

1。 有害杂质含量。细骨料中的有害杂质主要包括两方面:①粘土和云母。它们粘附于砂表面或夹杂其中，严重降低水泥与砂的粘结强度，从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，增大混凝土的收缩。②有机质、硫化物及硫酸盐.它们对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能.因此对有害杂质含量必须加以。《建筑用砂》（GB/T14684—2001） 对有害物质含量的限值见表4-1.《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-1992)中对有害杂质含量也作了相应规定。其中云母含量不得大于2%，轻物质含量和硫化物及硫酸盐含量分别不得大于1％，含泥量及泥块含量的限值为：当小于C30时分别不大于5％和1%，当大于等于C30时,分别不大于3％和1％。 表4—1 砂中有害物质含量限值 项 目 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类

云母含量（按质量计,%） ＜ 1.0 2.0 2.0

硫化物与硫酸盐含量（按SO3质量计,％) ＜ 0。5 0。5 0。5 有机物含量（用比色法试验） ＜ 合格 合格 合格 轻物质 ＜ 1.0 1.0 1。0

氯化物含量（以NaCl质量计,%） ＜ 0.01 0。02 0。06 含泥量（按质量计，％) ＜ 1.0 3.0 5.0

粘土块含量(按质重量计，％） ＜ 0 1。0 2。

此外，由于氯离子对钢筋有严重的腐蚀作用，当采用海砂配制钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量要求小于0。06％(以干砂重计);对预应力混凝土不宜采用海砂，若必须使用海砂时，需经淡水冲洗至氯离子含量小于0.02%。用海砂配制素混凝土，氯离子含量不予。

2

2. 颗粒形状及表面特征。河砂和海砂经水流冲刷，颗粒多为近似球状，且表面少棱角、较光滑，配制的混凝土流动性往往比山砂或机制砂好,但与水泥的粘结性能相对较差;山砂和机制砂表面较粗糙,多棱角，故混凝土拌合物流动性相对较差，但与水泥的粘结性能较好。水灰比相同时,山砂或机制砂配制的混凝土强度略高；而流动性相同时，因山砂和机制砂用水量较大，故混凝土强度相近。

3. 坚固性。砂是由天然岩石经自然风化作用而成，机制砂也会含大量风化岩体，在冻融或干湿循环作用下有可能继续风化，因此对某些重要工程或特殊环境下工作的混凝土用砂,应做坚固性检验。如严寒地区室外工程,并处于湿潮或干湿交替状态下的混凝土，有腐蚀介质存在或处于水位升降区的混凝土等等。坚固性根据GB/T14684规定，采用硫酸钠溶液浸泡→烘干→浸泡循环试验法检验。测定5个循环后的重量损失率.指标应符合表4—2的要求。 表4—2 砂的坚固性指标 项 目 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类

循环后质量损失(%） ≤8 ≤8 ≤10

4. 粗细程度与颗粒级配。砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小。通常用细度模数（Mx）表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度.细度模数Mx越大,表示砂越粗,单位重量总表面积（或比表面积）越小；Mx越小，则砂比表面积越大。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例.良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充（如图4-1所示）使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标.因此,砂颗粒级配反映空隙率大小. 图4-1 砂颗粒级配示意图

（1）细度模数和颗粒级配的测定。砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T14684－2001），筛分析是用一套孔径为4。75,2。36，1。18，0。600,0.300，0.150mm的标准筛,将500克干砂由粗到细依次过筛(详见试验），称量各筛上的筛余量 （g），计算各筛上的分计筛余率 （％)，再计算累计筛余率 (％)。 和 的计算关系见表4-3.（JGJ52采用的筛孔尺寸为5.00、2.50、1。25、0。630、0.315及0.160mm。其测试和计算方法均相同，目前混凝土行业普遍采用该标准。） 表4—3 累计筛余与分计筛余计算关系

筛孔尺寸(mm） 筛余量(g） 分计筛余（%） 累计筛余(%） 4.75 m1 2。36 m2 1。18 m3 0.600 m4 0.300 m5 0。150 m6 底盘 m低

细度模数根据下式计算（精确至0.01): （4—1）

根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：

Mx＞3.7 特粗砂；Mx=3。1～3。7粗砂；Mx=3.0～2.3中砂；Mx=2.2~1。6细砂；Mx=1.5～0。7特细砂。

砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区，见表4-4。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区；级配良好的中砂应落在Ⅱ区;细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0。600mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。 以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据表4-4的级区可绘制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线，如图4—2所示。在筛分曲线上可以直观地分析砂的颗粒级配优劣. 表4-4 砂的颗粒级配区范围 筛孔尺寸(mm） 累计筛余(％） Ⅰ 区 Ⅱ 区 Ⅲ 区 10.0 0 0 0

4。75 10～0 10～0 10～0 2。36 35～5 25～0 15～0

3

1。18 65～35 50～10 25~0 0。600 85～71 70～41 40~16 0。300 95～80 92～70 85~55 0。150 100～90 100～90 100～90 图4—2 砂级配曲线图

［例4—1] 某工程用砂，经烘干、称量、筛分析，测得各号筛上的筛余量列于表4-5。试评定该砂的粗细程度（Mx）和级配情况.

表4—5 筛分析试验结果

筛孔尺寸（mm） 4.75 2.36 1.18 0.600 0.300 0.150 底 盘 合 计 筛余量（g） 28。5 57.6 73。1 156.6 118.5 55。5 9.7 499.5 ［解] ① 分计筛余率和累计筛余率计算结果列于表4—6。 表4-6 分计筛余和累计筛余计算结果 分计筛余率（%) a1 a2 a3 a4 a5 a6

5。71 11。53 14。63 31。35 23。72 11。11 累计筛余率（%） A1 A2 A3 A4 A5 A6 5.71 17.24 31.87 63。22 86。94 98.05 ② 计算细度模数：

③ 确定级配区、绘制级配曲线：该砂样在0.600mm筛上的累计筛余率A4=63.22落在Ⅱ级区,其他各筛上的累计筛余率也均落在Ⅱ级区规定的范围内，因此可以判定该砂为Ⅱ级区砂。级配曲线图见4—3。

④ 结果评定：该砂的细度模数Mx=2.85,属中砂；Ⅱ级区砂，级配良好。可用于配制混凝土. 图4—3 级配曲线 （2）砂的掺配使用。

配制普通混凝土的砂宜为中砂（Mx=2。3～3。0）,Ⅱ级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况.通常有两种处理方法：

① 当只有一种砂源时，对偏细砂适当减少砂用量，即降低砂率；对偏粗砂则适当增加砂用量,即增加砂率。

② 当粗砂和细砂可同时提供时，宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用，这样既可调整Mx,也可改善砂的级配,有利于节约水泥，提高混凝土性能。掺配比例可根据砂资源状况，粗细砂各自的细度模数及级配情况，通过试验和计算确定。

5。 砂的含水状态。砂的含水状态有如下4种，如图4-4所示。 图4-4 骨料含水状态示意图

① 绝干状态：砂粒内外不含任何水，通常在105±5℃条件下烘干而得.

② 气干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。

③ 饱和面干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂用量。 ④ 湿润状态:砂粒内部吸水饱和,表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况，搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。 三、粗骨料

颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类.碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得;卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。通常根据卵石和碎石的技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于C30~C60的混凝土；Ⅲ类用于小于C30的混凝土。 粗骨料的主要技术指标有：

1. 有害杂质.与细骨料中的有害杂质一样，主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。根据《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）,其含量应符合表4-7的要求。JGJ53《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》也作了相应规定.

表4—7 碎石或卵石中技术指标 项 目 指标 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类

含泥量（按质量计）,% ＜ 0。5 1。0 1。5

4

粘土块含量(按质重量计），% ＜ 0 0.5 0。7

硫化物与硫酸盐含量(以SO3重量计），％ ＜ 0.5 1.0 1。0 有机物含量(用比色法试验） ＜ 合格 合格 合格 针片状（按质量计），％ ＜ 5 15 25 坚固性质量损失,％ ＜ 5 8 12 碎石压碎指标， ＜ 10 20 30 卵石压碎指标， ＜ 12 16 16

2。 颗粒形态及表面特征。粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳，但在岩石破碎生产碎石的过程中往往产生一定量的针、片状,使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。针状是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的2.4倍的颗粒；片状是指厚度小于平均粒径0。4倍的颗粒。各别类粗骨料针片状含量要符合表4－7的要求. 粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙,且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流动性较差,但与水泥粘结强度较高，配合比相同时，混凝土强度相对较高。卵石表面较光滑，少棱角，因此拌合物的流动性较好,但粘结性能较差，强度相对较低.但若保持流动性相同，由于卵石可比碎石少用适量水，因此卵石混凝土强度并不一定低. 3。 粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大，其表面积越小，通常空隙率也相应减小，因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少，有利于节约水泥、降低成本，并改善混凝土性能.所以在条件许可的情况下,应尽量选得较大粒径的骨料.但在实际工程上，骨料最大粒径受到多种条件的：①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。②对于混凝土实心板，最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得大于40mm。③对于泵送混凝土,当泵送高度在50m以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。④对大体积混凝土（如混凝土坝或围堤)或疏筋混凝土,往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的.有时为了节省水泥,降低收缩，可在大体积混凝土中抛入大块石（或称毛石）,常称作抛石混凝土。

4。 粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种.连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmmax，各粒级均占一定比例,且在一定范围内.单粒级指从1/2最大粒径开始至Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析,并通过试验证明不发生离析或影响混凝土的质量。

石子的级配与砂的级配一样,通过一套标准筛筛分试验，计算累计筛余率确定。根据GB/T14685，碎石和卵石级配均应符合表4—8的要求.JGJ53的要求与此相似。 表4—8 碎石或卵石的颗粒级配范围 级配情况 公 称粒 级 (mm） 累计筛余（％）

筛孔尺寸（方孔筛）（mm）

2.36 4。75 9。50 16.0 19.0 26。5 31。5 37.5 53。0 63。0 75.0 90

连续粒级 5~10 95～100 80～100 0～15 0 － － － － － － － － 5～16 95～100 85～100 30～60 0～10 0 － － － － － － － 5～20 95～100 90～100 40～80 － 0～10 0 － － － － － － 5～25 95~100 90～100 － 30～70 － 0~5 0 － － － － －

5～31.5 95～100 90～100 70～90 － 15～45 － 0~5 0 － － － － 5~40 － 95～100 75～90 － 30～65 － － 0～5 0 － － －

单粒级 10~20 － 95～100 85～100 － 0～15 0 － － － － － － 16～31。5 － 95～100 － 85～100 － － 0~10 0 － － － － 20～40 － － 95～100 － 80~100 － － 0~10 0 － － －

31。5～63 － － － 95~100 － － 75～100 45～75 － 0～10 0 － 40~80 － － － － 95～100 － － 70~100 － 30～60 0～10 5. 粗骨料的强度。根据GB/T14685和JGJ53规定，碎石和卵石的强度可用岩石的抗压强度或压碎值指标两种方法表示。 岩石的抗压强度采用 50mm×50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体试样测定。一般要求其抗压强度大于配制混凝土强度的1。5倍，且不小于45MPa（饱水）.

根据GB/T14685，压碎值指标是将9.5～19mm的石子m克，装入专用试样筒中,施加200KN的荷载，卸载后用孔径2。36mm的筛子筛去被压碎的细粒，称量筛余，计作m1，则压碎值指标Q按下式计算：

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（4-2）

压碎值越小，表示石子强度越高，反之亦然。各类别骨料的压碎值指标应符合表4－7的要求.

6．粗骨料的坚固性。粗骨料的坚固性指标与砂相似，各类别骨料的质量损失应符合表4－7的要求。 四、拌合用水

根据《混凝土拌合用水标准》(JGJ63—)的规定，凡符合国家标准的生活饮用水,均可拌制各种混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。

值得注意的是，在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时,均应对水的有机质、Cl—和 含量等进行检测，合格后方能使用.特别是某些污染严重的河道或池塘水,一般不得用于拌制混凝土。

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