文档内容
2.1.2 混凝土的组成和技术要求
考点一、混凝土的基本性能
1）混凝土的基本组成
由胶凝材料、水和粗、细骨料及外加剂，按适当比例配合、拌制成拌合物，硬化而成具有一定强度的人造石
材。
胶凝成分主要是水泥，骨料以砂（细骨料）、石子（粗骨料）为主，砂石骨料在混凝土中主要起骨架作用承受
外力。
（2）骨料：
制备混凝土拌合物时，宜选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂、人工砂和混合砂。
配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。
①Ⅱ区砂宜用于强度等级 C30～C60 及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；②I区砂宜用于强度等级大于C60的
混凝土；③Ⅲ区砂宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。④对于泵送混凝土用砂，宜选用中砂。
混凝土用的碎石或卵石，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；对实心混凝土板，碎石或卵石的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm，泵送混凝土用碎石的最
大粒径不应大于输送管内径的1/3，卵石的最大粒径不应大于输送管内径的2/5。
（3）水：符合国家标准的生活饮用水是最常用的混凝土拌和水，可直接用于拌制、养护各种混凝土。
海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。有饰面要求的混凝土也不应用海水拌
制。
（4）矿物掺合料：以氧化硅、氧化铝为主要成分，掺量不小于5%。
掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土的流动性、可塑性，提高混凝土的抗裂性和耐久性等；沸石粉提高混凝土的
密实性，改善混凝土的力学性能和耐久性能；硅灰主要用于高强度混凝土，能显著提高混凝土的强度和耐久性
能。
（5）外加剂：掺量一般不超过水泥质量5%，以水泥重量的百分率表示
改善混凝土拌合物流动性能的外加剂有各种减水剂、引气剂和泵送剂等；
①调节凝结时间、硬化性能的外加剂有缓凝剂、早强剂和速凝剂等；
②改善耐久性的外加剂有引气剂、防水剂和阻锈剂等；
③改善其他性能的外加剂有加气剂、膨胀剂和防冻剂等。
2）混凝土的性能及技术要求
性能包括和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。
（1）和易性：包括混凝土的流动性、黏聚性和保水性。影响和易性的主要因素有水泥品种、水灰比、水泥和水
的用量、砂率等
（2）强度：混凝土的强度是指混凝土的抗压强度，是按照其立方体抗压强度标准值确定的。在一定养护条件下
（温度为20±2℃，周围介质的相对湿度大于95%，龄期28d）根据其立方体抗压强度值确定。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度表示。
例如：C40表示混凝土立方体抗压强度40MPa。
（3）混凝土的体积变形
包括收缩变形、干缩变形、温度变形等内容，又分为非荷载作用下和荷载作用下两种，荷载作用下的变形包括
弹性变形和塑性变形。
（4）混凝土耐久性
影响混凝土耐久性的因素有水泥含量、骨料质量、水质、化学外加剂和其他物理原因等。混凝土耐久性包括抗
渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性和碱-骨料反应特性等要求。
考点二、混凝土配合比
1）混凝土配合比概念
常用的表示方法有两种：一种是以1m³混凝土中各组成材料的质量表示，如水泥336kg、砂654kg、石子1215kg、
水190kg；另一种方法是以水泥为基数1，用各项材料相互间的质量比来表示。将上述配合比换算成水泥：砂
子：石子：水，即是1：1.95：3.52：0.58。
设试验室配合比为：水泥：水：砂子：石子=1：x：y：z，现场砂子含水率为m，石子含水率为n，则施工配合比
调整为：1：（x-y·m-z·n）：y·（1+m）：z·（1+n）。
混凝土水灰比（W/C=水：水泥）是决定混凝土强度及其和易性等性质的重要指标。
考点三、矿业工程对混凝土性能的要求
采用冻结法凿井时，混凝土的入模温度以15℃为宜；低温季节施工时的入模温度应不低于10℃。
矿山工程混凝土还应符合以下要求：
（1）胶结材料的物理性能和化学成分应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2015的有关规
定。
（2）需掺加速凝剂时，使用前应按速凝剂出厂说明书要求进行水泥净浆凝结试验，确定最佳掺量。
（3）用作矿山工程钢结构和钢筋混凝土结构的钢材质量，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》等
考点四、提高混凝土性能的方法
提高混凝土性能包括强度、变形和耐久性几个方面。
1）提高混凝土强度
（1）提高水泥强度等级；
（2）尽量降低水胶比；
（3）采用高强度石子；
（4）加强养护，保证有适宜的温度和较高的湿度，也可采用湿热处理（蒸汽养护）来提高早期强度；
（5）加强搅拌和振捣成型；
（6）添加增强材料，如硅粉、钢纤维等。
混凝土的养护时间应符合下列规定：
（1）采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，养护时间不应少于7d；（2）采用缓凝型外加剂、大掺量矿物掺合料配制的混凝土，养护时间不应少于14d；
（3）抗渗混凝土、强度等级C60及以上的混凝土，养护时间不应少于14d；
（4）后浇带混凝土的养护时间不应少于14d。
记忆技巧：一般7天，特殊14天
2）提高混凝土抗变形性能
变形控制主要包括对干缩变形、温度变形控制等。
控制过大的干缩变形方法：
（1）限制水泥用量、保持一定骨料用量的方法，
（2）选择合适的水泥品种，
（3）减小水胶比，
（4）充分捣实，
（5）加强早期养护，
（6）利用钢筋的作用限制混凝土的变形过分发展等。
温度变形常用的控制措施有：
① 合理选择水泥品种和混凝土配合比。尽量选用水化热低的水泥。
②采取分层或分块浇筑，合理设置水平或垂直施工缝；或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度。
③适当延长养护时间和拆模时间，延缓降温速度。
④在混凝土内部预埋冷却水管，通过循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。
3）提高混凝土耐久性
耐久性包含抗渗、抗侵蚀、抗腐蚀、抗冻性
措施：①合理选用水泥；
②控制水泥用量和采用较小的水灰比，限制最大水灰比和最小水泥用量；
③选用粒径较大或适中的、与工程性质一致的砂、石骨料；
④选择掺加适宜的外加剂，包括选用减水剂或引气剂；
⑤提高浇灌密度，包括充分搅拌、振捣，加强养护等；
⑥在混凝土中加入一定用量的矿物掺合料。
习题演练
往年真题：混凝土强度等级C40，表示该混凝土立方体的（ ）。
A.抗压强度为40MPa
B.抗压强度为40KPa
C.抗剪强度为40KPa
D.抗剪强度为40MPa答案：A
不利于提高混凝土抗变形性能的措施是（ ）
A.减小水胶比
B.充分捣实
C.加大水泥用量
D.加强早期养护
答案：C
2.1 混凝土材料小结
1.水泥按其主要水硬性物质名称分类
（2）铝酸盐水泥：快硬、早强，用于抗腐蚀、抗冻等工程。
（3）硫铝酸盐水泥：早强、自由膨胀较小的特点
（4）铁铝酸盐水泥：凝结速度快、早期强度高的特点，其抗冻性、耐腐蚀性和耐磨性也较好，常用于抢修工
程。
（5）氟铝酸盐水泥：水化热大，且放热量集中，具有长期强度稳定、低温硬化性能好的特点。
2.水泥的性能指标：包括细度、凝结时间、体积安定性、强度和水化热等方面。
六大常用水泥初凝时间不得早于45min，硅酸盐终凝时间不得长于6.5h，其他五类不得长于10h
体积安定性不合格的水泥属于废品
3.配制混凝土时骨料： 宜优先选用Ⅱ区砂。Ⅱ区砂宜用于强度等级 C30～C60 及有抗冻、抗渗或其他要求的混
凝土；②I区砂宜用于强度等级大于C60的混凝土；③Ⅲ区砂宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。④对
于泵送混凝土用砂，宜选用中砂。
混凝土用的碎石或卵石，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；对实心混凝土板，碎石或卵石的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm，泵送混凝土用碎石的最
大粒径不应大于输送管内径的1/3，卵石的最大粒径不应大于输送管内径的2/5。
4.外加剂：
有各种减水剂、引气剂和泵送剂等；
①调节凝结时间、硬化性能的外加剂有缓凝剂、早强剂和速凝剂等；
②改善耐久性的外加剂有引气剂、防水剂和阻锈剂等；
③改善其他性能的外加剂有加气剂、膨胀剂和防冻剂等。
5.混凝土配合比
设试验室配合比为：水泥：水：砂子：石子=1：x：y：z，现场砂子含水率为m，石子含水率为n，
则施工配合比调整为：1：（x-y·m-z·n）：y·（1+m）：z·（1+n）。混凝土水灰比（W/C=水：水泥）是决定混凝土强度及其和易性等性质的重要指标。
6.提高混凝土性能的方法
提高混凝土性能包括强度、变形和耐久性几个方面。
通用方法：（1）提高水泥强度等级；
（2）尽量降低水胶比；
（3）采用高强度石子；
（4）加强养护，保证有适宜的温度和较高的湿度，也可采用湿热处理（蒸汽养护）来提高早期强度；
（5）加强搅拌和振捣成型；
