作者：杜海龙
出版社：中国铁道出版社
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混凝土工试读：
前言
随着我国经济建设飞速发展，城乡建设规模日益扩大，建筑施工队伍不断增加，建筑工程基层施工人员肩负着重要的施工职责，是他们依据图纸上的建筑线条和数据，一砖一瓦地建成实实在在的建筑空间，他们技术水平的高低，直接关系到工程项目施工的质量和效率，关系到建筑物的经济和社会效益，关系到使用者的生命和财产安全，关系到企业的信誉、前途和发展。
建筑业是吸纳农村劳动力转移就业的主要行业，是农民工的用工主体，也是示范工程的实施主体。按照党中央和国务院的部署，要加大农民工的培训力度。通过开展示范工程，让企业和农民工成为最直接的受益者。
丛书结合原建设部、劳动和社会保障部发布的《职业技能标准》和《职业技能岗位鉴定规范》，以实现全面提高建设领域职工队伍整体素质，加快培养具有熟练操作技能的技术工人，尤其是加快提高建筑业基层施工人员职业技能水平，保证建筑工程质量和安全，促进广大基层施工人员就业为目标，按照国家职业资格等级划分要求，结合农民工实际情况，具体以“职业资格五级（初级工）”、“职业资格四级（中级工）”和“职业资格三级（高级工）”为重点而编写，是专为建筑业基层施工人员“量身订制”的一套培训教材。
同时，本套教材不仅涵盖了先进、成熟、实用的建筑工程施工技术，还包括了现代新材料、新技术、新工艺和环境、职业健康安全、节能环保等方面的知识，力求做到技术内容先进、实用，文字通俗易懂，语言生动，并辅以大量直观的图表，能满足不同文化层次的技术工人和读者的需要。
本丛书在编写上充分考虑了施工人员的知识需求，形象具体地阐述施工的要点及基本方法，以使读者从理论知识和技能知识两方面掌握关键点。全面介绍了施工人员在施工现场所应具备的技术及其操作岗位的基本要求，使刚入行的施工人员与上岗“零距离”接口，尽快入门，尽快地从一个新手转变成为一个技术高手。
从零开始学技术丛书共分三大系列，包括：土建工程、建筑安装工程、建筑装饰装修工程。
土建工程系列包括：《测量放线工》、《架子工》、《混凝土工》、《钢筋工》、《油漆工》、《砌筑工》、《建筑电工》、《防水工》、《木工》、《抹灰工》、《中小型建筑机械操作工》。
建筑安装工程系列包括：《电焊工》、《工程电气设备安装调试工》、《管道工》、《安装起重工》、《通风工》。
建筑装饰装修工程系列包括：《镶贴工》、《装饰装修木工》、《金属工》、《涂裱工》、《幕墙制作工》、《幕墙安装工》。
本丛书编写特点：（1）丛书内容以读者的理论知识和技能知识为主线，通过将理论知识和技能知识分篇，再将知识点按照【技能要点】的编写手法，读者将能够清楚、明了地掌握所需要的知识点，操作技能有所提高。（2）以图表形式为主。丛书文字内容尽量以表格形式表现为主，内容简洁、明了，便于读者掌握。书中附有读者应知应会的图形内容。
编者2012年3月第一章混凝土配合比设计第一节设计的方法和步骤【技能要点1】设计方法（1）要使混凝土拌和物具有良好的和易性。和易性是保证便于施工以达到质量要求的重要条件。（2）保证混凝土具有满足工程结构设计或施工进度所要求的强度。（3）具有良好的耐久性，满足工程使用及气候条件所要求的强度。（4）在保证工程质量前提下，应尽量地节约水泥，合理地使用材料，降低成本。【技能要点2】设计步骤
具体步骤，如图1-1所示。
图1-1 普通混凝土配合设计步骤图解第二节设计参数【技能要点1】混凝土强度的确定（1）混凝土的施工配制强度可按下式确定：
f =f +1.645σcu，0cu，k
式中 f ——混凝土的施工配制强度（MPa）；cu，0
f ——混凝土的设计强度标准值（MPa）；cu，k
σ——施工单位的混凝土强度标准值（MPa）。（2）施工单位的混凝土强度标准差反映了施工制作混凝土和管理的水平，由试验统计计算，当施工单位不具有近期的同一品种混凝土强度资料时，σ可按表1-1选用。
表1-1 混凝土强度标准值（单位：MPa）
注：在采用本表时，施工单位可根据实际情况，对σ值作适当调整。（3）混凝土的施工试配强度亦可根据混凝土强度等级和强度标准差采用插值法直接由表1-2确定。
表1-2 混凝土施工配制强度（单位：MPa）【技能要点2】水灰比的确定
水灰比公式是混凝土配合的基本公式，分碎石混凝土和卵石混凝土，这两种混凝土的水灰比分别计算。（1）碎石混凝土计算式：（2）卵石混凝土计算式：
式中 f ——混凝土的配制强度（N/mm 2 ）；cu，0——水泥实际强度（N/mm 2 ）；如未测出；——水泥标准抗压强度（N/mm）；——灰水比，其倒数即为水灰比。（3）混凝土的最大水灰比和最小水灰泥用量应符合表1-3的要求。
表1-3 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量
续上表
注：1.本表中的水灰比，对普通混凝土系指水与水泥（包括外掺混合材料）用量的比值，对轻骨料混凝土系指净用水量（不包括轻骨料1h吸水量）与水泥（不包括外掺混合材料）用量的比值。
2.本表中的最小水泥用量，对普通混凝土包括外掺混合材料，对轻骨料混凝土不包括外掺混合材料；当采用人工捣实混凝土时，水泥用量应增加25kg/m 3 ，当掺用外加剂且能有效地改善混凝土的和易性时，水泥用量可减少25kg/m 3 。
3.当混凝土强度等级低于C10时，可不受本表的限制。
4.寒冷地区系指最冷月份平均气温为-15℃～-5℃；严寒地区系指最冷月份平均气温低于-15℃的地区。【技能要点3】稠度（1）混凝土浇筑时坍落度的要求见表1-4。
表1-4 混凝土浇筑时的坍落度（单位：）
注：1.本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，当采用人工捣实混凝土时其值可适当增大；
2.当需要配制大坍落度混凝土时，应掺用外加剂；
3.曲面或斜面结构混凝土的坍落度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。（2）一般情况下，流动性混凝土的选择坍落度以100～150mm为宜。泵送高度较大以及在炎热气候下施工时可采用150～180mm或更大的大流动性混凝土。（3）混凝土拌和物按坍落度分级见表1-5。
表1-5 混凝土按坍落度分级及允许偏差【技能要点4】砂率
按骨料品种、规格及水灰比值，通过查表1-6确定，也可根据自己的经验选用。如确有必要，可按下列原则经试验确定合理的砂率值。
表1-6 混凝土砂率选用表（％）
注：1.表中数值系中砂的选用砂率。对细砂或粗砂，可相应的减少或增加砂率；
2.本砂率表适用于坍落度为10～60mm的混凝土。坍落度如大于60mm或小于10mm时，应相应的增加或减少砂率；
3.只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时砂率应适当增加；
4.掺有各种外加剂或掺和料时，其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。（1）混凝土拌和物的合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下，使混凝土拌和物获得最大流动性，且能保持黏聚性及保水性良好时的砂率值。（2）进行确定合理的砂率试验时，至少应拌制五组不同砂率的拌和物。各组的用水量及水泥用量应相同，而砂率值应以每组相差2％～3％的间隔变动。分别测定每组的坍落度值，并同时检验其黏聚性及保水性情况，然后，各制作强度试块备用。对坍落度值小于10mm的干硬性或半干硬性混凝土，应以维持稠度值作为合理砂率值的基础。
砂的质量要求
配制混凝土的砂子，要求颗粒坚硬、洁净，砂中各种有害杂质的含量必须控制在一定范围之内。所谓有害杂质是指黏土、淤泥、云母片、轻物质、硫化物、硫酸盐及有机质等。
砂中黏土、淤泥、云母片、轻物质、有机物含量超过允许量，则会降低混凝土的强度；硫化物、硫酸盐含量超过允许值会影响混凝土的耐久性，并引起钢筋的锈蚀。砂的质量要求可参见表1-7。
表1-7 砂的质量要求
续上表
砂应采用天然砂，砂中含泥量、泥块含量限值应符合表1-8的规定；砂中有害物质限值应符合表1-9的规定。
表1-8 砂中含泥量、泥块含量限值
表1-9 砂中有害物质限值（3）用坐标纸作坍落度值-砂率关系图，一般情况下如砂率过大，骨料的总表面积和空隙率都增大，混凝土拌和物显得干稠，流动性较小。如砂率过小，则砂浆量不足，也将降低拌和物的流动性。因此，在图上将出现一个坍落度的极大值，与此相应的砂率值即为合理砂率值。在水灰比及用水量比较大的情况下，砂率过小会引起混凝土的离析及泌水。此时，坍落度值大而不稳定，以致在关系图上反映不出极大值点来。因此，合理砂率值应为黏聚性及保水性保持良好，且混凝土坍落度值为最大时所相应的砂率值。（4）砂率对混凝土强度的影响在一定的范围内并不明显。因此，合理的砂率值主要由黏聚性、保水性、坍落度来确定，各组强度试验结果作为分析时参考之用。【技能要点5】用水量（1）用水量指1m 3 混凝土的用水量，它与骨料的品种、规格及坍落度有关，一般可按下式计算：
式中 W——1m 3 混凝土的用水量（kg）；
T——坍落度（cm）；
K——骨料常数，见表1-10。
表1-10 流动性混凝土用水量的骨料常数
注：采用火山灰质水泥时，K增加4.5～6.0；采用细砂时，K增加3.0。（2）用水量也可以参照表1-11选用。
表1-11 混凝土用水量选用表（单位：kg/m 3 ）
续上表
注：1.本表用水量系采用中砂时的平均值。如采用细砂，1m 3 混凝土用水量可增加5～10kg；采用粗砂则可减少5～10kg。
2.掺用各种外加剂或掺和料时，可相应增减用水量。
3.混凝土坍落度大小为10mm时，用水量按各地已有经验取用。
4.本表不适用水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土。【技能要点6】水泥用量
水泥用量可根据已定的用水量和灰比按下式计算：
式中 m ——每立方米混凝土的水泥用量（kg/m 3 ）；co
m ——每立方米混凝土的用水量（kg/m 3 ）。wo
计算所得的水泥用量小于表1-11所规定的最小水泥用量时，则应按表1-11取用。混凝土的最小水泥用量不宜大于550kg/m 3 。第三节计算方法【技能要点1】假定容重法
假定容重法的依据是假定混凝土制成后的容重等于所投放材料的总重。用计算式表示如下：
r =C+S+G+Wn
式中 r ——混凝土的容重（kg/m 3 ），按表1-12选用；n
C，S，G，W——依次是水泥、砂、石子、水投放在1m 3 混凝土中的用量（kg/m 3 ）。
表1-12 混凝土的假定容重r n（1）计算砂、石总重（S+G）=r -C-Wn（2）计算砂重、石重
将参数计算所得的砂率（S ）代入下式：ρ
S=S （S+G）ρ
得：
G=（S+G）-S（3）列出配合比
设水泥用量为1，则各种用料的配合比可见下式：【技能要点2】绝对体积法
绝对体积法是指所投放的材料的总体积等于1m 3 （1000L），可用下式表示：
V +V +V +V =1000CSGW
式中 V ，V ，V ，V ——依次为水泥、砂、石子、水的CSGW体积（L）。（1）计算材料密度
用测试或查表法求得材料的密度，见表1-13。
表1-13 砂、石子容量、密度及空隙率（2）计算砂、石子的总体积
将计算所得水和水泥的重量代入下式，便得砂和石子的体积：
式中 ρ ——水泥的密度，硅酸盐水泥是0.3～3.15g/cm 3 ，矿C渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥是2.8～3.0g/cm 3 。（3）计算砂的实际体积和重量
V =S （V +V ）SρSG
S=V ·ρ SS
式中 ρ ——砂的密度，见表1-10。S（4）计算石子的体积和重量
V =（V +V ）-V GSGS
G=V ·ρ GG
式中 ρ ——石子的密度，见表1-10。G
石子的质量要求（1）对针、片状颗粒的限制。所谓针状颗粒是指颗粒的长度大于该颗粒粒级的平均粒径2.4倍的石子；而石子的厚度小于平均粒径的40％时，称为片状石子。平均粒径是指该粒级的上下限粒径的平均值，如5～40mm，其平均粒径为22.5mm。由于针、片状石子在混凝土骨料结合中不利于配合，所以根据混凝土强度的高低，含量有所限制。碎石或卵石中针、片状颗粒含量应符合表1-14的规定。（2）对含泥量的限制。对高于或等于C30强度的混凝土及有抗冻、抗渗要求的混凝土，其所用石子的含泥量不大于1％；低于C30强度的混凝土，其所用石子的含泥量不大于2％。卵石应由自然条件作用而形成的粒径大于5mm的岩石颗粒。
碎石或卵石中含泥量、泥块含量限值应符合表1-15的规定。
表1-14 石中针、片状颗粒含量
表1-15 石中含泥量、泥块含量限值（3）对有害物质含量的限制。碎石或卵石中有害物质含量限值应符合表1-16的规定。
表1-16 石中有害物质含量限值（4）当怀疑碎石或卵石中因含有无定形二氧化硅而可能引起碱-骨料反应时，应根据混凝土结构或构件的使用条件，进行专门试验，以确定是否可用。第四节适配、调整和确定【技能要点1】混凝土配合比试配
当初步配合比确定后，试配时应采用工程中实际使用的材料，砂、石的称量均以干燥状态材料为基准。试配用拌和量应根据骨料最大粒径不小于表1-17的建议值。
表1-17 混凝土试配用拌和量
如需进行抗冻、抗渗或其他项目的试验，则应根据试验项目的需要计量用量。
采用机械搅拌时，拌和量应不小于搅拌机额定拌和量的1/4。【技能要点2】混凝土配合比调整（1）和易性调整
1）若坍落度过小，可保持水灰比不变，增加适量的水泥浆，并相应减小砂石用量。对于普通混凝土，增加1cm坍落度，约需增加水泥浆2％～5％。然后重新拌和试验，直到坍落度符合要求为止。
2）若坍落度过大，且拌和物黏聚性不足，可减小水泥浆用量，并保持砂石总重量不变，适当提高砂率，在增加砂用量的同时，相应的减少石子的用量，以保持砂石总重量不变。试验直到满足坍落度要求为止。
3）另外，为简化起见，也可以只增减水泥浆数量，不相应改变砂石数量使和易性合格。
4）坍落度的调整时间不宜过长，一般不超过20min为宜。
5）经过调整后，应重新计算1cm 3 水泥、砂、石、水的用量，提出供检验混凝土强度用的基准配合比。（2）水灰比调整
1）应调整使不同水灰比的三组混合物均满足和易性要求后，制作混凝土强度试块。每种配合比应至少制作一组（三块）试块，标准养护28d后试压。
2）根据试验得出的强度值f ，作出f 与C/W关系图，由cu，0cu，0图求出或计算出最适宜的水灰比值，以满足f 和W/C的最佳匹cu和0配。
3）定出经调整后混凝土所需配合比，其值为：用水量取基准配合比中用水量值，并根据制作强度试块时测得的坍落度（或工作度）值，加以调整。
4）水泥用量取用水量乘以经试验定出的为达到f 所必需的cu，0灰水比值。
5）砂、石用量取基准配合比中砂、石用量，并按定出的水灰比值作适当调整。（3）容重调整
1）初步定出的混凝土配合比，还应以实测的混凝土密度再作必要的校正：
混凝土计算密度值=W+C+S+G
2）将混凝土的实测密度除以计算密度，得出校正系数K，即：
3）定出的混凝土配合比中的每项材料用量均乘以校正系数K。经乘以K值后的配合比，即为最终定出的混凝土配合比设计值。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]