一、水泥混凝土的特点

优点：①工艺简单，适应性强；②原料易得，养护费用低；③抗压强度高，耐久性好

④与钢筋握裹力强，可制作不同性能要求的结构构件。

缺点：①自重大；②抗拉强度低；③韧性低，抗冲击能力差

二、水泥混凝土分类

1、按密度分（表观密度）

（1）普通混凝土：-kg/m3,路桥最常用

（2）轻质混凝土：kg/m3，大跨度混凝土桥；隔热制品的上部结构。

（3）重混凝土：接近kg/m3，屏蔽各种辐射，油井、医院放材料，原子能反应堆。

2、按强度分

（1）低强混凝土：R压≤20MPa

（2）中强混凝土：R压=20-50MPa

（3）高强混凝土：R压＞50MPa

3、按特性分

加气混凝土、聚合物浸渍混凝土、纤维增强混凝土、收缩补偿混凝土等

4、按用途分

结构混凝土、隔热混凝土、装饰混凝土、道路混凝土、大坝混凝土、海洋混凝土等。

三、水泥混凝土的技术特性

1、混凝土拌合物的施工和易性

定义：混凝土拌合物便于施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理），能够达到质量均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、捣实性、粘聚性和保水性

2、施工和易性的测定方法

（1）常用方法是测定混凝土拌合物的流动性，辅以观察并结合经验来综合评定混凝土拌合物和易性的其它方面的性能。

（2）测定流动性最常用的方法是坍落度试验和VB稠度试验等。

坍落度试验：

a.试验方法：将新拌混凝土分三次装入，每一层按要求用捣棒插捣25次，用镘刀刮去多余拌合物，垂直提起圆锥筒，在重力作用下混凝土会自动坍落，测出筒高于坍落后混凝土试体最高点之间的高差，精确至5mm。

b.适用条件：集料公称最大粒径不大于31.5mm，坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物。

c.观察粘聚性和保水性：

通过采用侧向敲击，进一步观察混凝土坍落体的下沉变化，如混凝土拌合物在敲击下渐渐下沉，表示粘聚性较好。如拌和物突然折断倒塌，或有石子离析现象，则表示粘聚性较差。

察看拌和物均匀程度和水泥浆泌水状况，判断混凝土的保水性。如整个试验过程中没有或仅有少量水泥浆从底部析出或者从拌和物表面泌出，则表示混凝土拌和物的保水性良好。如果有较多水泥浆从底部流出，并引起拌和物中集料外露，则说明混凝土的保水性不好。

坍落度试验方法：

a.试验方法：首先按坍落度试验方法将混凝土拌合物装于VB稠度试验仪的容器中，把透明盘转至混凝土试样顶部，开启振动台，并计时。当透明圆盘底面被水泥浆布满的瞬间停止计时，并关闭振动台，所读秒数即为该混凝土拌合物的VB稠度值，以s计。VB稠度越大，混凝土拌合物的流动性越小。

b.适用条件：对于坍落度小于10mm的干硬性混凝土拌合物，集料公称最大粒径不大于31.5mm，VB稠度在5～30s之间的混凝土拌合物。适合于评定用振捣方式成型的混凝土拌合物的和易性。

c.当VB较小时，如碾压混凝土拌合物，标准VB稠度试验仪的透明圆盘上增加了g的配重砝码，在试验中记录从振动开始到圆盘下布满灰浆所经过的时间及试样的下沉量，前者为混凝土拌合物的稠度指标“改进VB稠度值”，以s计，后者用于计算碾压混凝土拌合物的压实度。

（3）其他的捣实性、粘聚性、保水性依据经验法判定

捣实因数试验：

a.在上漏斗中装满混凝土拌合物，不经捣实直接刮去多余的拌合物，开启漏斗底门，混凝土拌合物在自重作用下落人下漏斗。再开启下漏斗底门，拌合物直接落入圆柱体容量器内，刮去圆柱体表面的混凝土，称其质量，得到部分捣实状态下的混凝土的密度。另取混凝土拌合物进行充分捣实，测定其密度。计算部分捣实混凝土密度与充分捣实混凝土密度的比值，称为捣实因数。

b.适用于不宜做坍落度试验的干硬性混凝土拌合物，混凝土中集料的最大粒径不超过40mm.普通混凝土的捣实因素范围在0.80～0.92之间。

四、影响混凝土拌合物和易性的主要因素分析

1、组成材料的影响

（1）单位用水量

当水灰比一定时，若单位用水量过小，则水泥浆数量过少，集料颗粒间缺少足够的粘结材料，混凝土拌合物的粘聚性较差，易发生离析和崩塌，且不易成型密实；若单位用水量过多，在混凝土拌合物流动性增加的同时，粘聚性和保水性也将随之恶化，会由于水泥浆过多而出现沁水、分层或流浆现象，致使拌合物产生离析。

（2）水灰比

当水灰比过小时，在一定的施工方式下就不能保证混凝土的密实成型。若水灰比过大，水泥浆稠度较小，虽然混凝土拌合物的流动性增加，但可能会引起混凝土拌合物粘聚性和保水性不良。

（3）砂率

合理砂率的确定：合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。

（4）水泥品种和细度

需水量大的水泥，达到同样流动性需要较多的用水量。除石膏外，水泥的矿物组成对混凝土拌合物和易性没有明显的影响。

水泥细度增加时其比表面积随之增加，会使混凝土拌合物的流动性降低。较细的水泥可以改善混凝土拌合物的粘聚性，减轻离析和沁水等现象。

（5）

混凝土拌合物的和易性主要与集料最大粒径、级配、颗粒形状和表面粗糙程度有关。

混凝土拌合物的流动性将随着最大粒径减小而降低，而集料最大粒径较大时，可获得较大的流动性。

集料中针片状颗粒含量较少、圆形颗粒较多、级配较好时，混凝土拌合物可获得较大的流动性，粘聚性与保水性也比较好。

集料表面粗糙、具有棱角，会增加混凝土拌合物的内摩擦力，从而降低拌合物的流动性。

（6）外加剂

改善混凝土拌合物和易性的主要外加剂是减水剂和引气剂。

2、外界因素的影响

（1）环境因素

影响混凝土拌合物和易性的环境因素是温度、湿度和风速。

（2）时间

混凝土拌合物流动性随时间的延长而逐渐减小。

五、混凝土拌合物和易性分级

1、按《混凝土质量控制标准》（GB）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度、维勃稠度分为四级。

2、混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。

六、硬化混凝土的强度特征

1、混凝土强度分布特征

2、混凝土的强度

（1）立方体抗压强度fcu

按照标准方法制成边长mm的立方体试件，在标准条件下（20±2℃，相对湿度95%以上）养护至28d龄期，用标准方法测定其受压极限破坏荷载，强度等级小于C30的混凝土取0.3～0.5MPa/s的加荷速度；强度等级C30～C60的混凝土，取加荷速度0.5～0.8MPa/s；强度等级大于C60的混凝土，取0.8～1.0MPa/s的加荷速度。

以下式计算混凝土的抗压强度，以MPa计。

fcu=F/A

F—抗压试验中的极限破坏荷载，N；

A—试件的承载面积，mm2；

a.立方体抗压强度标准值fcu,k

式中：—强度总体分布的平均值，MPa；

σ—强度总体分布的标准差，MPa；

b.强度等级：普通水泥混凝土按立方体抗压强度标准值划分为12个强度等级：c7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。

（2）轴心抗压强度fcp

轴心抗压强度是测定棱柱体、圆柱体构件，尺寸为××mm试件的抗压强度，在试验中该尺寸的试件将比立方体更好地反映混凝土结构的实际受力状况（柱状），一般立方体抗压强度为10～55MPa范围的混凝土，轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0.7～0.8。

（3）弯拉强度（抗折强度）fcf

道路水泥混凝土的弯拉强度的标准试件为××mm的直角棱柱体小梁，在标准条件下养护28d后，按三分点加荷方式进行试验，当混凝土强度等级小于C30时，加荷速度为0.02～0.05MPa/s；当混凝土强度等级为C30～C60时。加荷速度为0.05～0.08MPa/s；当混凝土强度等级大于等于C60时，加荷速度为0.08～0.10MPa/s。

按下式计算混凝土的弯拉强度，以MPa计。

注意：无论是抗压强度还是抗折强度，试验结果均以3个试件的算术平均值作为测定值。如任一个测定值与中值的差超过中值的15%，取中值为测定结果；如两个测定值与中值的差都超过15%时，该组试验结果作废。

（4）劈裂抗拉强度fts

实验表明：由于直接抗拉强度夹具附近的局部破坏及偏心受力，试件易受到弯折作用，试验结果波动较大。劈裂强度试验一般采用边长mm的立方体试件，通过垫条对混凝土试件施加荷载，在试件的受力面上产生如图所示应力分布。

当荷载增加时，试件将沿着受力平面被劈裂，劈裂抗拉强度由下式计算，以MPa计。

式中：F——混凝土试件的破坏荷载，N；

A——试件劈裂面面积，mm2。

劈裂抗拉强度约为轴心抗拉强度的0.9倍，并与弯拉强度之间存在着下式所反映的关系。

式中：A、m——试验统计参数。

3、养护条件

（1）养护温度

当养护温度较高时，可以增大水泥初期水化速度，混凝土早期强度也高。但早期养护温度越高，混凝土后期强度增进率越小，这是由于急速的早期水化反应，导致水泥水化物的不均匀分布。相对较低的养护温度，导致混凝土后期强度提高。

如果混凝土的养护温度过低或降至冰点以下时，水泥水化反应停止，并可能因冰冻作用使混凝土已获得的强度受到损失。

（2）养护湿度

为了使混凝土正常硬化，在混凝土养护期间，应创造条件维持一定的潮湿环境，从而产生更多的水化产物使混凝土密实度增加。

1-空气中养护；2-9个月后水中养护；3-3个月后水中养护；4-标准湿度下养护

（3）龄期

在标准养护条件下，混凝土强度与龄期之间有着较好的相关性，通常在对数坐标上呈直线关系。在混凝土施工过程中，可根据混凝土的这种特性，由其早期强度推算后期强度。

（4）试验条件

①试件形状②试件尺寸③试件处的温度与湿度④支撑条件⑤加载方式等