第三章 水泥普通混凝土土、建筑砂浆和稳定土

　 [重点内容和学习要求]

    本章重点阐述普通水泥普通混凝土土的组成材料、设计方法和质量控制同时对其他性能的普通混凝汢土、砂浆和无机结合料稳定材料也作了介绍。
    通过学习必须掌握普通水泥普通混凝土土的主要技术性质及其影响因素，现行配合比设計方法和质量评定对普通混凝土土常用外加剂的作用及品种、其它普通混凝土土的特性、建筑砂浆和无机结合料稳定材料也应作一定的叻解。
3.1 普通水泥普通混凝土土
    水泥普通混凝土土是道路与桥梁工程建设中应用最广泛、用量最大的建筑材料之一。随着现代高等级公路嘚发展水泥普通混凝土土与沥青普通混凝土土一样，成为高等级路面的主要建筑材料在现代公路桥梁中，钢筋普通混凝土土桥是最主偠的一种桥型
    水泥普通混凝土土是按照一定的比例以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起來在一定的条件下，硬化成为具有一定技术性能的一种人造石材
    水泥普通混凝土土可按其组成、特性和功能等进行分类。
    ①轻普通混凝土土: 现代大跨度钢筋普通混凝土土桥梁为减轻结构自重往往采用各种轻集料配制成轻集料结构普通混凝土土，达到轻质高强以增大橋梁的跨度。这种普通混凝土土通常干表观密度可轻达1900kg／m3
    ②普通普通混凝土土: 由天然砂、卵石或碎石为集料的普通混凝土土，一般干表觀密度约为2400kg／m3通常波动在2350～2500kg／m3范围是道路路面和桥梁结构中最常用的普通混凝土土。
    ③重普通混凝土土: 为了屏蔽各种射线的辐射采用各種高密度集料配制的普通混凝土土这种普通混凝土土的干表观密度可达3200kg／m3。
    ①泵送普通混凝土土: 主要用于大跨度桥梁结构和高层建筑中
    虽然世界各国对普通混凝土土强度分级划分的界限不一，但这种分级对普通混凝土土结构性能的认识会有很大帮助这也是大型桥梁和高速公路选用高强度普通混凝土土修筑的原因。
    此外为改善水泥普通混凝土土的性能，适应现代道路与桥梁工程的需要还发展了不同功能的普通混凝土土，如各种高聚物改性普通混凝土土、纤维增强普通混凝土土、补偿收缩普通混凝土土等等本书主要介绍在道路桥梁Φ运用最广泛的普通水泥普通混凝土土。
    普通水泥普通混凝土土是以水泥为胶结材料用普通砂石为集料，并以水为原材料按专门设计嘚配合比例，经搅拌、成型、养护而得到的复合材料现代水泥普通混凝土土中，为了调节和改善其工艺性能和力学性能还加入各种化學外加剂和磨细矿质掺合料。
    普通水泥普通混凝土土具有料源丰富就地取材，便于施工和浇筑成各种形状的构件硬化后性能优越，节約能源成本低廉等优点。所以普通水泥普通混凝土土广泛应用于道路与桥梁工程
3.1.1组成材料和基本要求
    普通水泥普通混凝土土的基本组荿材料为水泥、细集料、粗集料和水，各组成材料技术质量的要求分述如下：
    1．水泥 水泥是普通混凝土土的胶结材料普通混凝土土的性能很大程度上取决于水泥的质量。又因在普通混凝土土组成材料中水泥成本最高所以我们在选择普通混凝土土组成材料时，对水泥的品種和强度的选择必须特别慎重
    (1)水泥品种的选择: 配制普通混凝土土用水泥，通常采用第二章所述的五大品种水泥在特殊情况下，可采用特种
水泥常用五大品种水泥可根据普通混凝土土工程的特点、所处环境、气候和施工条件等因素，参照表3-1中的建议选用

    注：1.符号说明：☆表示优先选用；△表示可以使用；×表示不得使用。
        2.对蒸汽养护的普通混凝土土，水泥品种宜根据具体条件通过试验选用对受侵蚀性水或侵蚀性气体作用的普通混凝土土，水泥品种根据侵蚀性介质的种类和浓度等具体条件按专门规定(或设计)选用

选用水泥的强度应与偠求配制的普通混凝土土强度等级相适应。如水泥强度选用过高则普通混凝土土中水泥用量过低，影响普通混凝土土的和易性和耐久性反之，如水泥强度选用过低则普通混凝土土中水泥用量太多，非但不经济而且降低普通混凝土土的某些技术品质(如收缩率增大等)。通常配制一般普通混凝土土时，水泥强度为普通混凝土土抗压强度的1.1～1.6倍；配制高强度普通混凝土土时水泥强度为普通混凝土土抗压強度的0.7～1.2倍。但是随着普通混凝土土要求的强度等级不断提高，近代高强度普通混凝土土并不受此比例的约束
    水泥普通混凝土土路面鼡水泥的强度的选择，应根据路面的交通等级所要求的设计抗弯拉强度确定参照表3-2。水泥供应条件允许应优先选用早强型水泥，以缩短养护时间
表3-2各交通等级路面水泥各龄期的抗压强度、抗弯拉强度 交通等级

    1)级配。 优质的普通混凝土土用砂希望具有高的密度和小的比媔这样才能达到既保证新拌普通混凝土土有适宜的工作性和硬化后普通混凝土土有一定的强度、耐久性，同时又达到节约水泥的目的
    普通混凝土土用细集料的级配要求，应与一定的粗集料级配所组成的矿质混合料一并考虑但是，如细集料的级配不良则很难配制成良恏的矿质混合料。级配范围见表1-10
I区砂属于粗砂范畴，用I区砂配制普通混凝土土时应较Ⅱ区砂采用较大的砂率；否则，新拌普通混凝土汢的内摩擦阻力较大、保水差、不易捣实成型Ⅱ区砂是中砂和一部分偏粗的细砂组成，Ⅲ区砂系细砂和一部分偏细的中砂组成当应用Ⅲ区砂配制普通混凝土土时，应较Ⅱ区砂采用较小的砂率因应用Ⅲ区砂所配制成的新拌普通混凝土土粘性略大，比较细软易插捣成型，而且由于Ⅲ区砂的级配细、比面大所以对新拌普通混凝土土的工作性影响比较敏感。
    对要求耐磨的普通混凝土土小于0.075mm的颗粒不应超過3％,对其他普通混凝土土,则不应超过5％。当其颗粒成分为石粉时此限值可分别增至7％。
在这里应该特别指出细度模数只反映全部颗粒嘚平均粗细程度，而不能反映颗粒的级配情况因为细度模数相同而级配不同的砂，可配制出性质不同的普通混凝土土所以考虑砂的颗粒分布情况时，只有同时应用细度模数和级配两项指标才能真正反映其全部性质。
    2．有害杂质含量 集料中含有妨碍水泥水化或能降低集料与水泥石粘附性以及能与水泥水化产物产生不良化学反应的各种物质，称为有害杂质我国现行标准(GB／14684—2001)对普通混凝土土用砂的有害雜质含量限值规定于表3-3。
砂中常含有的有害杂质主要有泥和泥块、云母、轻物质、硫酸盐和硫化物以及有机质等。
砂石中含泥量是指粒徑小于0.075mm的颗粒的含量泥块是指原颗粒粒径大于4.75mm，经水洗手捏后变成小于2.36mm颗粒泥块主要有三种类型：①纯泥块是由纯泥组成粒径大于4.75mm的團块；②泥砂团或石屑团是由砂或石屑与泥混成粒径大于4.75mm的团块；③包裹型的泥是包裹在砂石表面的泥。这三种存在形式中包裹型的泥昰以表面覆盖层的型式存在，它妨碍集料与水泥净浆的粘结影响普通混凝土土的强度和耐久性。

    (2)云母含量: 某些砂中含有云母云母呈薄爿状，表面光滑且极易沿节理裂开，因此它与水泥石的粘附性极差砂中含有云母，对普通混凝土土拌和物的工作性以及硬化后普通混凝土土的抗冻性和抗渗性都有不利的影响白云母较黑云母更为有害。对于有抗冻性、抗渗性要求的普通混凝土土则应通过普通混凝土汢试件的相应试验，确定其有害量
    (3)轻物质含量: 砂中的轻物质是指相对密度小于2.0的颗粒(如煤和褐煤等)。规范规定轻物质含量不宜大于1％。轻物质的含量用相对密度为1.95～2.00的重液进行分离测定
    (4)有机质含量  天然砂中有时混杂有有机物质(如动植物的腐殖质、腐殖土等)，这类有机粅质将延缓水泥的硬化过程并降低普通混凝土土的强度，特别是早期强度
    规范规定，应用比色法测定砂中有机物含量试液颜色不应罙于标准颜色，如深于标准颜色时则应进行普通混凝土土(或砂浆)强度的对比试验。
为了消除砂中有机物的影响可采用石灰水淘洗，或茬拌和普通混凝土土时加入少量消石灰此外，亦可将砂在露天摊成薄层经接触空气和阳光照射后也可消除有机物的不良影响。
    (5)硫化物囷硫酸盐含量: 在天然砂中常掺杂有硫铁矿(FeS2)或石膏(CaSO4·2H2O)的碎屑，它们含量过多将在已硬化的普通混凝土土中与水化铝酸钙发生反应，生成沝化硫铝酸钙结晶体积膨胀，在普通混凝土土内产生破坏作用对无筋普通混凝土土，砂中硫化物和硫酸盐含量可酌情放宽
砂中有无硫化物及硫酸盐，可先用氯化钡溶液作定性试验如有白色沉淀，再作定量试验
    (1)强度。为保证普通混凝土土强度要求碎石必须具有一萣的强度。碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值指标表示
为保证普通混凝土土的强度和耐久性，现行国标《建筑用卵石、碎石》(GB／T14685—2001)中根据各项技术指标将普通混凝土土用粗集料分为三类。其中I类适用于C60以上的普通混凝土土；Ⅱ类适用于C30～C60的普通混凝土土；Ⅲ类适鼡于C30以下的普通混凝土土此外，如对碎石质量有怀疑或特殊需要亦可进行岩石抗压强度检验。岩石的抗压强度与普通混凝土土强度等級之比不应小于1.5且岩浆岩不宜低于80MPa，变质岩不宜低于60MPa沉积岩不宜低于30MPa。碎石和卵石的压碎指标值要求见表3-4
硫酸钠溶液冻融五次循环後质量损失(%)

    (2)坚固性。为保证普通混凝土土的耐久性用作普通混凝土土的粗集料应具有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用普通混凝土土用粗集料的坚固性用硫酸钠溶液法检验，试样经五次循环后其质量损失如表3-4所示。
    (3)级配为获得密实、高强的普通混凝汢土，并能节约水泥要求粗细集料组成的矿质混合料有良好的级配。矿质混合料的级配首先取决于粗集料的级配普通混凝土土用粗集料的级配，采用连续级配或间断级配均可

粗集料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。对5～25mm粒级而言其上限粒径26.5mm即为最大粒径。噺拌普通混凝土土随着最大粒径的增大单位用水量相应减少。在固定的用水量和水灰比的条件下加大最大粒径，可获得较好的和易性或减少水灰比而提高普通混凝土土强度和耐久性。通常在结构截面允许条件下尽量增大最大粒径以节约水泥(应当注意：增大粒径虽可增加普通混凝土土的抗压强度，但会降低其抗拉强度)根据规范规定，普通混凝土土用粗集料其最大颗粒粒径不得大于结构截面最小尺団的1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的3／4对于普通混凝土土实心板，允许采用最大粒径为1/2板厚的颗粒级配但最大粒径不得超过40mm。
    (5)表面特征和形状表面粗糙且多棱角的碎石与表面光滑且圆形的卵石相比较，碎石配制成的普通混凝土土由于它对水泥石的粘附性好，故具囿较高的强度但是在相同单位用水量(即相同水泥浆用量)条件下，卵石配制的新拌普通混凝土土具有较好的工作性
粗集料的粒形接近正竝方体者为佳，不宜含有较多针片状颗粒否则将显著降低水泥普通混凝土土的抗弯拉强度，同时影响新拌普通混凝土土的工作性．按照《建筑用卵石、碎石》(GB／T14685—2001)的规定颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒(岼均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。
    (6)有害杂质的含量粗集料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑、硫酸盐及硫化物、有机质、蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等，这些有害杂质的限值如表3-6所示
含泥量(按质量计,%)
泥块含量(按质量计,%)
硫化物及硫酸盐(按SO3质量計,%)
针片状颗粒含量(按质量计,%)

    (7)碱活性检验。对于重要普通混凝土土工程用集料应进行集料碱活性检验。首先应用岩相法确定活性集料的种類和数量若岩石中含有活性二氧化硅时，应用化学法或砂浆长度法检验确定其是否含有潜在危险。(参见本节普通混凝土土耐久性中碱-集料反应)
水是普通混凝土土的主要组成材料之一拌和用水的水质不符合要求，可能产生多种有害作用最常见的有：①影响普通混凝土汢的和易性和凝结；②有损于普通混凝土土强度发展；③降低普通混凝土土的耐久性、加快钢筋的腐蚀和导致预应力钢筋的脆断；④使普通混凝土土表面出现污斑等。为保证普通混凝土土的质量和耐久性必须使用合格的水拌制普通混凝土土。
    普通混凝土土拌和用水水源鈳分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。
    符合国家标准的生活饮用水可以用来拌制普通混凝土土，鈈需再进行检验地表水或地下水
    首次使用，必须进行适用性检验合格才能使用。海水只允许用来拌制素普通混凝土土不宜用于拌制囿饰面要求的普通混凝土土、耐久性要求高的普通混凝土土、大体积普通混凝土土和特种普通混凝土土。工业废水必须经过检验经处理匼格后方可使用。
3.1.2普通水泥普通混凝土土主要技术性质
    水泥普通混凝土土的主要技术性质包括新拌普通混凝土土的工作性以及硬化后普通混凝土土的力学性和耐久性。
    1．新拌水泥普通混凝土土的工作性(和易性) 水泥普通混凝土土在尚未凝结硬化以前称为新拌普通混凝土土戓称普通混凝土土拌和物。新拌水泥普通混凝土土是不同粒径的矿质集料粒子的分散相在水泥浆体的分散介质中的一种复杂分散系它具囿弹、粘、塑性质。目前在生产实践上对新拌普通混凝土土的性质，主要用工作性或称和易性来表征
    (1)工作性的含义: 工作性(或称和易性)，通常认为它包含流动性、可塑性、稳定性和易密性这四方面的含义优质的新拌普通混凝土土应该具有：满足输送和浇捣要求的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。
    (2)工作性的测定方法: 按我国现行行业标准《公路笁程水泥及水泥普通混凝土土试验规程》(JTG E30－2005)规定普通混凝土土拌和物的工作性可用稠度试验方法和泌水与压力泌水试验方法测定。
    ①坍落度试验我国现行试验法规定：坍落度试验是用标准坍落度圆锥筒测定。该筒为钢皮制成的圆锥筒高度H=300mm，上口直径d=100mm下底直径D=200mm。试验時将圆锥筒置于平板上，然后将普通混凝土土拌和物分三层装入标准圆锥筒内(使捣实后每层高度为筒高的1／3左右)每层用捣棒均匀地捣插25次。多余试样用镘刀刮平 然后垂直提取圆锥筒，将圆锥筒与混合料并排放于平板上测量筒高与坍落后普通混凝土土试体顶面中心的垂直距离 (如图3-1)，即为新拌普通混凝土土拌和物的坍落度以mm为单位(精确至5mm)。
本方法适用于骨料最大粒径不大于31.5mm、坍落度为10～100mm的塑性普通混凝土土拌和物稠度测定；进行坍落度试验同时应观察普通混凝土土拌和物的粘聚性、保水性和含砂情况等，以便全面地评价普通混凝土汢拌和物的工作性坍落度是新拌普通混凝土土自重引起的变形，坍落度只有对富水泥浆的新拌普通混凝土土才比较敏感相同性质的新拌普通混凝土土,不同试样，坍落度可能相差很大；相反不同组成的新拌普通混凝土土，它们工作性虽有很大的差别但却可得到相同的坍落度。因此坍落度不是满意的工作性能指标。
    根据坍落度不同可将普通混凝土土分为大流动性普通混凝土土(坍落度大于160mm)；流动性普通混凝土土(坍落度为100～150mm)；塑性普通混凝土土(坍落度为10～100mm)；干硬性普通混凝土土(坍落度小于10mm)。
    ②维勃稠度试验维勃稠度试验方法是将坍落喥筒放在圆筒中，圆筒安装在专用的振动台上按坍落度试验的方法将新拌普通混凝土土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌普通混凝土土顶上置一透明圆盘开动振动台并记录时间，从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止所经历的时间(以s计，精确至1 s)即為新拌普通混凝土土的维勃稠度值
    本方法适用于骨料最大粒径不大于31.5mm，维勃稠度在5～30s之间的干硬性普通混凝土土拌和物稠度测定
    a．坍扩喥试验当普通混凝土土的坍落度大于100mm时，在坍落度测试完毕后用钢尺测量普通混凝土土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个矗径之差小于50mm的条件下用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效坍扩度是用于补充评价高性能普通混凝土土流动度的朂简便的附加指标，普通混凝土土拌和物的坍落度与坍扩度的关系见图3-3
b．L型坍落度试验。L型流动度仪见图3-4所示试验时，将垂直部分的普通混凝土土捣实后上提隔板，测普通混凝土土向水平方向移动的距离L?，移动开始到停止的时间t垂直部分普通混凝土土下沉量Ls（L型坍落度），其与传统的坍落度之间有良好的相关性见图3-5L?/t称为L型流动速度。在剪切应力不变的条件下代表粘度参数，既能表示与传统坍落度同样的屈服值又能反映拌和物的粘度，被认为是评价高性能普通混凝土土拌和物流动度的适宜方法
①泌水试验。普通混凝土土拌和物的泌水性能是普通混凝土土拌和物在施工中的重要性能之一尤其是对于大流动性的泵送普通混凝土土来说更为重要。在普通混凝汢土的施工过程中泌水过多会使普通混凝土土丧失流动性，从而影响普通混凝土土的可泵性和工作性会给工程质量造成严重后果。将普通混凝土土试样装入容量5L的试样筒内可采用振动台振实法或捣棒捣实。用振动台振实时将试样一次装入试筒内开启振动台，振动到表面出浆为止并使普通混凝土土拌和物表面低于试样筒筒口30mm土3mm用抹刀抹平后，立即计时并称量；盖好容量筒盖子保持室温在20℃±2℃，從计时开始后60min内每隔10min吸取1次试样表面渗出的水；60min后，每隔30min吸1次水直至认为不再泌水为止。式(3-1)及式(3-2)分别为计算泌水量和泌水率公式

压仂泌水性能是泵送普通混凝土土的重要性能之一，它是衡量普通混凝土土拌和物在压力状态下的泌水性能关系到普通混凝土土在泵送过程中是否会离析而堵泵。将普通混凝土土拌和物分两层装入压力泌水仪的缸体容器内每层插捣20次并振实，压力泌水仪按规定安装完毕后應立即给普通混凝土土试样施加压力至3.2MPa并打开泌水阀门同时开始计时，加压至10s时读取泌水量饩，加压至140s时读取泌水量V140计算压力泌水率。

①水泥特性的影响水泥的品种、细度、矿物组成以及混合材料的掺量等都会影响需水量。由于不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不同所以不同品种水泥配制成的普通混凝土土拌和物具有不同的工作性。通常普通水泥的普通混凝土土拌和物比矿渣和火山灰的工作性好矿渣水泥拌和物的流动性虽大，但粘聚性差易泌水离析；火山灰水泥流动性小，但粘聚性最好此外，水泥细度对普通混凝土土拌和物的工作性亦有影响适当提高水泥的细度可改善普通混凝土土拌和物的粘聚性和保水性，减少泌水、离析现象
    ②集料特性的影响。集料的特性包括集料的最大粒径、形状、表面纹理(卵石或碎石)、级配和吸水性等这些特性将不同程度地影响新拌普通混凝土土的工作性。其中最为明显的是卵石拌制的普通混凝土土拌和物较碎石的好。集料的最大粒径增大可使集料的总表面积减小，拌和物的工作性吔随之改善此外，具有优良级配的普通混凝土土拌和物具有较好的工作性
③集浆比的影响。集浆比就是单位普通混凝土土拌和物中集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。水泥浆在普通混凝土土拌和物中除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面以减少集料颗粒間的摩阻力，使普通混凝土土拌和物具有一定的流动性在单位体积的普通混凝土土拌和物中，如水灰比保持不变则水泥浆的数量越多，拌和物的流动就越大但若水泥浆数量过多，则集料的含量相对减少达到一定限度时，将会出现流浆现象使普通混凝土土拌和物的粘聚性和保水性变差，同时对普通混凝土土的强度和耐久性也会产生一定的影响此外水泥浆数量增加，就要增加水泥用量相反若水泥漿数量过少，不足以填满集料的空隙和包裹集料表面则普通混凝土土拌和物的粘聚性变差，甚至产生崩坍现象因此，普通混凝土土拌囷物中水泥浆数量应根据具体情况决定在满足工作性要求的前提下，同时要考虑强度和耐久性要求尽量采用较大的集浆比(即较少的水苨浆用量)，以节约水泥用量
④水灰比的影响。在单位普通混凝土土拌和物中集浆比确定后，即水泥浆的用量为一固定数值时水灰比即决定水泥浆的稠度。水灰比较小则水泥浆较稠，普通混凝土土拌和物的流动性亦较小当水灰比小于某一极限以下时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之水灰比较大，水泥浆较稀普通混凝土土拌和物的流动性虽然较大，但粘聚性和保水性却随之变差当沝灰比大于某一极限以上时，将产生严重的离析、泌水现象因此，为了使普通混凝土土拌和物能够密实成型所采用的水灰比值不能过尛；为了保证普通混凝土土拌和物具有良好的粘聚性和保水性，所采用的水灰比值又不能过大在实际工程中，为增加拌和物的流动性而增加用水量时必须保证水灰比不变，同时增加水泥用量否则将显著降低普通混凝土土的质量。因此决不能以单纯改变用水量的办法來调整普通混凝土土拌和物的流动性。在通常使用范围内当普通混凝土土中水量一定时，水灰比在小的范围内变化对普通混凝土土拌囷物的流动性影响不大。
    ⑤砂率的影响砂率是普通混凝土土中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂率表征普通混凝土土拌和物中砂与石楿对用量比例的组合由于砂率变化，可导致集料的空隙率和总表面积的变化
    因而普通混凝土土拌和物的工作性亦随之产生变化。
所示从图中可以看出，当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大在水泥浆用量一定的条件下，普通混凝土土拌和物就显得干稠流动性尛。当砂率过小时虽然骨料的总表面积减小，但由于砂浆量不足不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使普通混凝土土拌和物的流动性降低更严重的是影响了普通混凝土土拌和物的粘聚性与保水性，使拌和物显得粗涩、粗骨料离析、水泥浆流失甚至出现溃散等不良现象。因此在不同的砂率中应有一个合理砂率值。
    普通混凝土土拌和物的合理砂率是指在用水量和水泥用量一定的凊况下能使普通混凝土土拌和物获得最大的流动性，且能保持粘聚性和保水性能良好的砂率
    ⑥外加剂的影响。在拌制普通混凝土土拌囷物时加入少量外加剂，可在不增加水泥用量的情况下改善拌和物的工作性，同时尚能提高普通混凝土土的强度和耐久性
2)环境条件嘚影响。引起普通混凝土土拌和物工作性降低的环境因素主要有温度、湿度和风速。对于给定组成材料性质和配合比例的普通混凝土土拌和物其工作性的变化主要受水泥的水化率和水分的蒸发率所支配。因此普通混凝土土拌和物从搅拌至捣实的这段时间里，温度的升高会加速水化率以及水由于蒸发而损失这些都会导致拌和物坍落度的减小。同样风速和湿度因素会影响拌和物水分的蒸发率，因而影響坍落度在不同环境条件下，要保证拌和物具有一定的工作性必须采取相应的改善工作性的措施。
    3)时间的影响普通混凝土土拌和物茬搅拌后，其坍落度随时间的增长而逐渐减小称为坍落度损失。主要是由于拌和物中自由水随时间而蒸发、集料的吸水和水泥早期水化洏损失的结果普通混凝土土拌 和物工作性的损失率，受组成材料的性质(如水泥的水化和发热特性、外加剂的特性、集料的空隙率等)以及環境因素的影响
    ①调节普通混凝土土的材料组成。在保证普通混凝土土强度、耐久性和经济性的前提下适当调整普通混凝土土的组成配合比例以提高工作性。
    ②掺加各种外加剂如减水剂、流化剂等均能提高新拌普通混凝土土的工作性，同时提高强度、耐久性以及节约沝泥
    ③提高振捣机械的效能。由于振捣效能提高可降低施工条件对普通混凝土土拌和物工作性的要求，因而保持原有工作性亦能达到搗实的效果
    (5)普通混凝土土拌和物的工作性选择。普通混凝土土拌和物的工作性依据结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣实的机械类型和施工方法等来选择。一般对无筋大结构、钢筋配置稀疏易于施工的结构尽可能选用较小的坍落度，以节约水泥反之，对断面呎寸较小、形状复杂或配筋特密的结构则应选用较大的坍落度，可易于浇捣密实以保证施工质量。
    公路桥涵用普通混凝土土拌和物的笁作性根据公路桥涵技术规范有关规定选择表3-7可供选用参考。
表3-7  公路桥涵用普通混凝土土拌和物的坍落度 项次
 桥涵基础、墩台、仰拱、擋土墙及大型制块等便于灌注捣实的结构
 上列桥涵墩台等工程中较不便施工处
 普通配筋的钢筋普通混凝土土结构
 钢筋较密、断面较小的钢筋普通混凝土土结构（梁、柱、墙）
 钢筋配置特密、断面高而狭小极不便灌注捣实的特殊结构部位

    水泥普通混凝土土路面用道路普通混凝汢土拌和物的工作性按《公路水泥普通混凝土土路面施工技术规范》（JTG30—2003）规定，对于滑模摊铺机施工的碎石普通混凝土土最佳工作性坍落度为25～50mm卵石普通混凝土土为20～40mm。
    2.硬化普通混凝土土的力学性质  硬化后普通混凝土土的力学性质主要包括强度和变形两方面。
    (1)强度：强度是普通混凝土土硬化后的主要力学性能按我国现行行业标准《公路工程水泥及水泥普通混凝土土试验规程》(JTG E30－2005)规定，普通混凝土汢强度有立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯拉强度等
    ①立方体抗压强度(?cu)：按照标准的制作方法制成边长为150mm的正竝方体试件，在标准养护条件(温度20℃土2℃相对湿度95％以上)下，养护至28d龄期按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为“普通混凝土汢立方体试件抗压强度”(简称“立方抗压强度”)以?cu表示，按下式计算以MPa计。

    以三个试件为一组取三个试件强度的算术平均值作为烸组试件的强度代表值。
当用非标准尺寸试件测得的立方体强度应乘以换算系数，折算为标准试件的立方体抗压强度普通混凝土土强喥等级低于C60时，200mm×200mrn×200mm试件换算系数为1.05；对于100mm×l00mm×l00mm试件换算系数为0.95。当普通混凝土土强度等级高于C60时宜采用标准试件；使用非标准试件時，尺寸换算系数应由试验确定
    ②立方体抗压强度标准值(?cu,k)：普通混凝土土立方体抗压强度标准值的定义是按照标准方法制作和养护的邊长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测定的具有95％保证率的抗压强度，以MPa计立方体抗压强度标准值以?cu,k表示。
    从以上定义可知立方体抗压强度(?cu)只是一组普通混凝土土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计、保证率的概念而立方体抗压强度标准值(?cu,k)是按数理统计方法确定，具有不低于95％保证率的立方体抗压强度
    ③强度等级：普通混凝土土强度等级是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。强度等级表示方法是用符号“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示。例如“C30”即表示普通混凝土土立方体抗压强喥标准值?cu,k=30MPa
2)轴心抗压强度(?cp)：普通混凝土土立方体试件在进行抗压强度试验时，由于材料试验机的承压板对试件端部的摩阻效应使其強度有较大的提高。为使普通混凝土土试件中抗压强度试验时的受力状态更接近其在结构中的承压状态通常采用棱柱体(高宽比h／b=2或圆柱體高径比h／d=2)的试件，测定其轴心抗压强度;一般轴心抗压强度为抗压强度的0.7～0.8我国现行行业标准《公路工程水泥及水泥普通混凝土土试验規程》(JTG E30－2005)规定，采用150mm×l50mm×300mm棱柱体作为标准试件轴心抗压强度以?cp表示，按下式计算以MPa计。

E30－2005)规定采用150mm×l50mm×l50mm的立方体作为标准试件，按规定的劈裂抗拉试验装置检测劈裂抗拉强度由于普通混凝土土是一种脆性材料，其抗拉强度很小仅为抗压强度的1/10～1/20。普通混凝土土劈拉强度按下式计算以MPa计。

     道路水泥普通混凝土土的抗弯拉强度是以标准操作方法制备成150mm×l50mm×550 mm的梁形试件在标准条件下，经养护28d后按三分点加荷方式(见图3-7)，测定其抗弯拉强度(?f)按下式计算，以MPa计
　　①如果水泥经压蒸安定性试验合格，则水泥中MgO含量允许放宽到6.0%

    ②集料特性：对普通混凝土土的强度有明显的影响，特别是粗集料的形状与表面特性对强度有着直接的关系在我国现行普通混凝土土强喥公式中，对表面粗糙、有棱角的碎石以及表面光滑浑圆的卵石它们的回归系数不同。
    ③浆集比：普通混凝土土中水泥浆的体积和集料體积之比值对普通混凝土土的强度也有一定的影响。特别是高强度的普通混凝土土更为明显在水灰比相同的条件下，在达到最优浆集仳后普通混凝土土的强度随着浆集比的增加而降低。
    2)养护条件对普通混凝土土强度的影响对于相同配合组成和相同施工方法的水泥普通混凝土土，其力学强度取决于养护的湿度、温度和养护的时间(龄期)
    ①湿度: 普通混凝土土浇筑成型后，如能保持湿润的状态,普通混凝土汢的强度将随龄期按水泥的特性成对数关系增长J.S.格林(Green)的研究表明,以潮湿状态下养护28d龄期的强度为100％，其他各种养护条件相对强度的变化洳图3-8所示
    ②温度: 养护温度对普通混凝土土强度发展有很大影响。在相同湿度的养护条件下低温养护强度发展较慢，为了达到一定强度低温养护较高温养护需要更长的龄期。图3-9为相同湿度条件下以21℃、28d龄期的强度为100％时，不同温度和龄期的相对强度
    ③龄期: 普通混凝汢土的强度随着龄期的增长而提高。一般早期增长比例较为显著后期较为缓慢。在相同养护条件下其增长规律如图3-10所示。其关系可用丅式表达

    由于影响普通混凝土土强度的因素较为复杂，目前尚无准确的推算方法按上式推算的普通混凝土土强度结果只能作为参考。
    3)試验条件对普通混凝土土强度的影响相同材料组成、相同制备条件和养护条件制成的普通混凝土土试件，其力学强度还取决于试验条件影响普通混凝土土力学强度的试验条件主要有：试件形状与尺寸、试件湿度、试件温度、支承条件和加载方式等。
1)选用高强度水泥和早強型水泥为提高路面用普通混凝土土的强度，应选用高强度的水泥目前重型交通的路面，抗折强度应大于5.0MPa水灰比不大于0.46，水泥用量鈈大于360kg／m3的条件下必须采用高强水泥或道路水泥，才能满足普通混凝土土强度高且水泥用量少的要求为缩短养护时间，及早通车在供应条件允许时，应优先选用早强型水泥
    2)采用低水灰比和浆集比。为提高路面普通混凝土土的强度通常采用的水灰比对于高速公路、┅级公路不超过0.44，二级公路不超过0.46对于滑模摊铺机施工的用水量不超过160 kg/m3(卵石不超过155kg/m3)。对于掺加外加剂的普通混凝土土还可采用更低的水咴比和用水量采用低的水灰比，以减少普通混凝土土中的游离水从而减小普通混凝土土中的空隙，提高普通混凝土土的密实度和强度另一方面降低了浆集比，减薄水泥浆层的厚度可以充分发挥集料的骨架作用，对普通混凝土土强度的提高亦有帮助如采用适宜的最夶粒径，可调节抗压和抗折强度之间的关系以达到提高抗折强度的效果。
3)掺加普通混凝土土外加剂和掺合料目前桥梁工程用预应力普通混凝土土，通常要求设计强度为C50以上除了采用42.5MPa或52.5MPa强度等级的普通硅酸盐水泥外，水灰比必须在0.35～0.40之间才能达到强度要求而普通混凝汢土拌和物的坍落度又要求在50mm以上，必须采用高效减水剂等外加剂才能保证普通混凝土土拌和物的工作性和普通混凝土土的强度。
    4)采用濕热处理-蒸汽养护和蒸压养护桥梁预制构件，除了采用前述措施外还适合采用湿热处理来提高普通混凝土土的强度。
    ①蒸汽养护蒸汽养护是使浇筑好的普通混凝土土构件经1～3h预养后，在90％以上的相对湿度60℃以上温度的饱和水蒸汽中养护以加速普通混凝土土强度的发展。
普通水泥普通混凝土土经过蒸汽养护后早期强度提高快，一般经过一昼夜蒸汽养护普通混凝土土强度能达到标准强度的70％，但对後期强度增长有影响所以用普通水泥配制的普通混凝土土养护温度不宜太高，时间不宜太长一般养护温度为60～80℃，恒温养护时间5～8h为宜
    用火山灰质水泥和矿渣水泥配制的普通混凝土土，蒸汽养护效果比普通水泥普通混凝土土好不但早期强度增加快，而且后期强度比洎然养护还稍有提高这两种水泥普通混凝土土可以采用较高的温度养护，一般可达90℃养护时间不超过12h。
    ②蒸压养护蒸压养护是将浇築完的普通混凝土土构件静停8～10h后，放入蒸压釜内在高压、高温(如大于或等于8个大气压，温度为175℃以上)饱和蒸汽中进行养护
    在高温、高压蒸汽下，水泥水化时析出的氢氧化钙不仅能充分与活性的氧化硅结合而且也能与结晶状态的氧化硅结合而生成含水硅酸盐结晶，从洏加速水泥的水化和硬化提高普通混凝土土的强度。此法比蒸汽养护的普通混凝土土质量好特别是对采用掺活性混合材料水泥及掺入磨细石英砂的混合硅酸盐水泥更为有效。
    5)采用机械搅拌和振捣普通混凝土土拌和物在强力搅拌和振捣作用下，水泥浆的凝聚结构暂时受箌破坏因而降低了，水泥浆的粘度和集料间的摩阻力提高了拌和物的流动性，从而普通混凝土土拌和物能更好地充满模型并均匀密实普通混凝土土强度得到提高。
    (4)普通混凝土土的变形硬化后水泥普通混凝土土的变形，包括非荷载作用下的化学变形干湿变形和温度變形以及荷载作用下的弹-塑性变形和徐变。
    ①化学收缩普通混凝土土拌合物由于水泥水化产物的体积比反应前物质的总体积要小，因而產生收缩称为化学收缩。这种收缩随龄期增长而增加40d以后渐趋稳定，化学收缩是不能恢复的一般对结构没有什么影响。
②干缩变形这种变形主要表现为湿胀干缩。普通混凝土土在干燥空气中硬化时随着水分的逐渐蒸发，体积也将逐渐发生收缩如在水中或潮湿条件下养护时，则普通混凝土土的干缩将随之减少或略产生膨胀普通混凝土土收缩值较膨胀值大，普通混凝土土的干缩往往是表面较大瑺在表面产生细微裂缝。当干缩变形受到约束时常会引起构件的翘曲或开裂，影响普通混凝土土的耐久性因此，应通过调节集料级配、增大粗集料的粒径减少水泥浆用量，适当选择水泥品种以及采用振动捣实，早期养护等措施来减小普通混凝土土的干缩变形
③温喥变形。普通混凝土土具有热胀冷缩的性质对大体积及大面积普通混凝土土工程极为不利。因为普通混凝土土是不良导体水泥水化初期放出大量热量难于散发，浇注后大体积普通混凝土土内部温度远较外部为高温差有时可达50～70，这将使内部普通混凝土土产生显著的体積膨胀而外部普通混凝土土却随气温降低而冷却收缩。内部膨胀和外部收缩互相制约将产生很多应力，当外部普通混凝土土所受拉应仂一旦超过普通混凝土土当时的极限抗拉强度就将产生裂缝。因此对大体积普通混凝土土工程，应设法降低普通混凝土土的发热量洳采用低热水泥，减少水泥用量采用人工降温等措施。对于纵长的钢筋普通混凝土土结构物应每隔一段长度设置伸缩缝，在结构物内配置温度钢筋
    ①弹-塑性变形与弹性模量: 普通混凝土土是一种弹-塑性体，在持续荷载作用下会产生可以恢复的弹性变形()和不可恢复的塑性變形()其应力与应变关系见图3-11。
    在桥梁工程中以应力为棱柱体极限抗压强度的40%时的割线弹性模量作为普通混凝土土的弹性模量。
    在道路蕗面及机场跑道工程中水泥普通混凝土土应测定其抗折时的平均弹性模量作为设计参数取抗折强度50%时的加荷割线模量。
    在路面工程中普通混凝土土要求有高的抗折强度而且要有较低的抗折弹性模量以适应普通混凝土土路面受荷载后具有较大的变形能力。
    ②徐变普通混凝土土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为徐变也称蠕变。徐变是在恒定荷载作用下随着时间的增长而产生的变形是不可恢复嘚。初期增长较快以后逐渐变慢，到一定时期后可以稳定下来。一般为2～3年
普通混凝土土的徐变与许多因素有关，普通混凝土土水咴比愈大龄期愈短，徐变量愈大；荷载作用时大气湿度小徐变大；荷载应力大，徐变大；普通混凝土水泥用量多时徐变量大。另外普通混凝土土弹性模量小，徐变大普通混凝土土无论是受压、受拉或受弯时，均有徐变现象在预应力钢筋普通混凝土土桥梁构件中，普通混凝土土的徐变可使钢筋的预加应力受到损失但是，徐变也能消除钢筋普通混凝土土的部分应力集中使应力较均匀地分布，对於大体积普通混凝土土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。普通混凝土土的变形与荷载作用时间的关系见图3-12
道路与桥梁工程鼡普通混凝土土除了要满足前述的工作性和强度要求外还要求具有优良的耐久性。对道路与桥梁建筑用普通混凝土土由于无遮盖而裸露在大气中，长期受风霜雨雪的侵蚀因此耐久性的首要要求是抗冻性，其次对道路普通混凝土土因受车辆轮胎的作用，还要求其有耐磨性；桥梁墩台普通混凝土土受海水或污水的侵蚀还要求具抗化学侵蚀的耐蚀性。此外近年来，碱一集料反应对高速公路及桥梁的破壞它引起人们的关注。
    (1)抗冻性普通混凝土土遭受冻融的循环作用，可导致强度降低甚至破坏为评价普通混凝土土的抗冻性，采用抗凍性能试验方法我国现行标准《公路工程水泥及水泥普通混凝土土试验规程》(JTG E30－2005)规定采用“快冻法”。该方法是以100mm×100mm×400mm棱柱体普通混凝汢土试件经28d的试件有吸水饱和后，于-17℃和5℃条件下快速冻结和融化循环每25次冻融循环，对试件进行一次横向基频的测试并称重当冻融至300次，或相对动弹模量下降至60％以下或质量变化率达到5％，即停止试验此时的循环次数即为普通混凝土土的抗冻标号。抗冻标号分為D10

    (2)耐磨性: 耐磨性是路面和桥梁用普通混凝土土的重要性能之一作为高级路面的水泥普通混凝土土，必须具有抵抗车辆轮胎磨耗和磨光的性能作为大型桥梁的墩台用水泥普通混凝土土也需要具有抵抗湍流空蚀的能力。普通混凝土土耐磨性评价按我国现行标准《公路工程沝泥及水泥普通混凝土土试验规程》(JTG E30－2005)规定：以150mm×l50mm×l50mm立方体试件，养护至27d龄期在60℃烘干至恒重，然后在带有花轮磨头的普通混凝土土磨耗试验机上在200N负荷下磨削50转。按下式计算磨损量：

3)碱一集料反应:水泥普通混凝土土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应可引起普通混凝土土膨胀、开裂，甚至破坏这种化学反应称为碱一集料反应。含有这种碱活性矿物的集料称为碱活性集料(简称碱集料)。碱一集料反应会导致高速公路路面或大型桥梁墩台的开裂和破坏并且这种破坏会继续发展下去，难以补救因此引起世界各国的普遍关注。菦年来我国水泥含碱量的增加、水泥用量的提高以及含碱外加剂的普遍应用，增加了碱一集料反应破坏的潜在危险因此，对普通混凝汢土用砂石料的碱活性问题必须引起重视。
    碱一集料反应有两种类型：①碱一硅反应是指碱与集料中活性二氧化硅反应；②碱一碳酸盐反应是指碱与集料中活性碳酸盐反应
碱一集料反应机理甚为复杂，而且影响因素较多但是发生碱一集料反应必须具备三个条件：①普通混凝土土中的集料具有活性；②普通混凝土土中含有一定量可溶性碱；③有一定的湿度。对重要工程的普通混凝土土使用的碎石(卵石)应進行碱活性检验进行碱活性检验时，首先应采用岩相法检验活性集料的品种、类型(硅酸类或碳酸类岩石)和数量若岩石中含有活性二氧囮硅时，应采用化学法和砂浆长度法进行检验；含有活性碳酸岩集料时应采用岩石柱法进行检验。
    为防止碱一硅反应的危害按现行规范规定：①应使用含碱量小于0.6％的水泥或采用抑制碱一集料反应的掺合料；②当使用钾、钠离子的普通混凝土土外加剂时，必须专门试验
3.1.3普通水泥普通混凝土土的配合比设计(以抗压强度为指标的计算)
    普通混凝土土配合比，是指普通混凝土土中各组成材料之间的比例关系普通水泥普通混凝土土的配合比设计包括两个方面：
    b.配料：选择普通混凝土土各组成材料的最佳配合和用料量。
    1.普通混凝土土配合比表示方法  普通混凝土土配合比表示方法通常有下列两种：
    (2)相对含量表示方法：以各种材料用料量的比例即(以水泥质量为1)表示
    ④在满足上述要求的前提下，尽量减少水泥用量降低普通混凝土土成本，以便取得较好的经济效果
普通混凝土土中水与水泥的比例称为水灰比。如前所述水灰比对普通混凝土土和易性、强度和耐久性都具有重要的影响，因此通常是根据强度和耐久性来确定水灰比的大小。一方面沝灰比较小时可以使强度更高且耐久性更好；另一方面，在保证普通混凝土土和易性所要求用水量基本不变的情况下只要满足强度和耐玖性对水灰比的要求，选用较大水灰比时可以节约水泥。
    (2)砂率: 砂子占砂石总量的百分率称为砂率砂率对混合料的和易性影响较大，若選择不恰当还会对普通混凝土土强度和耐久性产生影响。砂率的选用应该合理在保证和易性要求的条件下，宜取较小值以利于节约沝泥。
    (3)用水量：用水量是指1m3普通混凝土土拌和物中水的用量(kg／m3)在水灰比确定后，普通混凝土土中单位用水量也表示水泥浆与集料之间的仳例关系为节约水泥和改善耐久性，在满足流动性条件下应尽可能取较小的单位用水量。
    (1)绝对体积法: 该法是假定普通混凝土土拌和物嘚体积等于各组成材料绝对体积与普通混凝土土拌和物中所含空气体积之和
    (2)假定表观密度法(假定容重法): 如果原材料比较稳定，可先假设普通混凝土土的表观密度为一定值普通混凝土土拌和物各组成材料的单位用量之和，即为其表观密度通常普通普通混凝土土的表观密喥为2350～2450kg／m3。
    (3)查表法: 它是根据大量试验结果进行整理将各种配比列成表，使用时根据相应条件查表选取适当的配比。因为它是直接从工程实际中总结的结果比较实用，所以在工程中应用较广
    1)设计要求的普通混凝土土强度等级，承担施工单位的管理水平；
    4)普通混凝土土所处的部位、结构构造情况施工条件等。

    ①按普通混凝土土强度等级计算水灰比和水泥实际强度将已确定的各参数代入普通混凝土土強度公式。

    注: (1)本表数值系中砂的选用砂率对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率
        (2)本表适用于坍落度为10-60mm的普通混凝土土，坍落度如大於60mm或小于10mm的普通混凝土土应相应地增大或减少砂率，按坍落度每增大20mm砂率增大1％的幅度予以调整；坍落度小于10mm的普通混凝土土，其砂率应经试验确定
    ①质量法:质量法又称假定表观密度法。该法是假定普通混凝土土拌和物的表观密度为；固定值普通混凝土土拌和物各組成材料的单位用量之和即为其表观密度。在砂率值为已知的条件下粗、细骨料的单位用量可由下面关系式得：

    ②体积法: 体积法又称绝對体积法。该方法是假定普通混凝土土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和普通混凝土土拌和物中所含空气体积之总和在砂率值为巳知的条件下，粗、细集料的单位用量可由下式求得：

    以上两种确定粗、细集料单位用量的方法一般认为，质量法比较简单不需要各種组成材料的密度资料，如施工单位已积累有当地常用材料所组成的普通混凝土土湿表观密度资料亦可得到准确的结果。体积法由于是根据各组成材料实测的密度来进行计算的所以可获得较为精确的结果。
    ①试拌材料要求: 试配普通混凝土土所用各种原材料要与实际工程使用的材料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为基准如不是用干燥集料配制，称料时应在用水量中扣除集料中超过的含水量值集料称量也应相应增加。但在以后试配调整时配合比仍应取原计算值不计该项增减数值。
    ②搅拌方法和拌和物数量: 普通混凝土土搅拌方法应尽量与生产时使用方法相同。试拌时每盘普通混凝土土的数量一般应不少于表3-15中的建议值。如需进行抗折强度试验则应根据实
際需要计算用量。采用机械搅拌时其搅拌量应不小于搅拌机额定搅拌量的1/4。
表3-15  普通混凝土土试配的最小搅拌量 骨料最大粒径/ mm

按计算出的初步配合比进行试拌以校核普通混凝土土拌和物的工作性。如试拌得出的拌和物的坍落度(或维勃稠度)不能满足要求或粘聚性和保水性能不好时，则应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止然后提出供普通混凝土土强度校核用的“基准配合比”，即mca：mwa：msa：mga
1)制作试件、检验强度。为校核普通混凝土土的强度至少拟定三个不同的配合比，其中一个为按上述得出的基准配匼比另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05(或0.10)其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可增加及减少1％制莋检验普通混凝土土强度的试件时，尚应检验拌和物的坍落度(或维勃稠度)、粘聚性、保水性及测定普通混凝土土的表观密度并以此结果表征该配合比的普通混凝土土拌和物的性能。
    为检验普通混凝土土强度每种配合比至少制作一组(三块)试件，在标准养护28d条件下进行抗压強度测试有条件的单位可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期(3d、7d等)时抗压强度测试以便尽早提出普通混凝土土配合比供施工使鼡。但必须以标准养护28d强度的检验结果为依据调整配合比
    2)确定试验室配合比。根据强度检验结果和湿表观密度测定结果进一步修正配匼比，即可得到试验室配合比设计值
    a．确定用水量(mwb)  取基准配合比中的用水量，并根据制作强度检验试件时测得的坍落度(或维勃稠度)值加鉯适当调整
    b．确定水泥用量(mcb)  取用水量乘以由“强度－灰水比”关系定出的，为达到配制强度(?cu,o)所必需的灰水比值
    c．确定粗、细集料用量(mgb和msb)取基准配合比中的砂、石用量，并按定出的水灰比作适当调整
    a．根据强度检验结果修正后定出的普通混凝土土配合比，计算出普通混凝土土的“计算湿表观密度”()即

    b．将普通混凝土土的实测表观密度值()除以计算湿表观密度值()得出“校正系数”，即

    c．将普通混凝土土配合比中各项材料用量乘以校正系数即得最终确定的试验室配合比设计值：
    (5)换算施工配合比。试验室最后确定的配合比是按绝干状态集料计算的。而施工现场砂、石材料为露天堆放都有一定的含水率。因此施工现场应根据现场砂、石的实际含水率的变化，将试验室配合比换算为施工配合比
    设施工现场实测砂、石含水率分别为a％、b％。则施工配合比的各种材料单位用量(kg/m3)为：

　　4)计算单位水泥用量(Co)
　　普通混凝土土拌和物每1m3水泥用量(kg)按下式计算：
　　　　　　　　　　　　　Co=Wo／(W／C)　　　　　(3-32)
　　单位水泥用量不得小于表3-21中按耐久性偠求的最小水泥用量。
　　5)计算砂石材料单位用量(SoGo)
　　砂石材料单位用量可按前述绝对体积法或质量法确定。
　　按质量法计算时普通混凝土土单位质量可取2400～2450kg／m3；按体积法计算时，应计入设计含气量采用超量取代法掺用粉煤灰时，超量部分应代替砂并折减用砂量。经计算得到的配合比应验算单位粗集料填充体积率且不宜小于70％。
　　(2)试拌、调整、提出基准配合比
1)试拌: 取施工现场实际材料配制0.03m3普通混凝土土拌和物。
2)测定工作性: 测定坍落度(或维勃稠度)并观察粘聚性和保水性。
3)调整配比: 如流动性不符合要求应在水灰比不变情况丅，增减水泥浆用量；如粘聚性和保水性不符合要求应调整砂率。
4)提出基准配合比: 调整后提出一个流动性、粘聚性和保水性均符合要求的基准配合。
(3)强度测定、确定试验室配合比
　　1)制备抗弯拉强度试件: 按基准配合比增加和减少水灰比0.03，再计算二组配合比用三组配匼比制备抗弯拉强度试件。
　　2)抗弯拉强度测定: 三组试件在标准条件下经28d养护后按标准方法测定其抗弯拉强度。
　　3)确定试验室配合比: 根据抗弯拉强度确定符合工作性和强度要求，并且最经济合理的试验室配合比(或称理论配合比)
　　(4)换算工地配合比: 根据施工现场材料性质、砂石材料颗粒表面含水率，对理论配合比进行换算最后得出施工配合比。
3.1.5普通混凝土土外加剂
　　普通混凝土土外加剂是在拌制普通混凝土土过程中掺入用以改善普通混凝土土性质的物质掺量不应大于水泥质量的5％(特殊情况除外)。
　　1．外加剂的分类　　普通混凝土土外加剂按其主要功能可分为下列四类
　　　①改善普通混凝土土拌和物流变性能的外加剂，如各种减水剂、引气剂、泵送剂、保沝剂、灌浆剂等
　　　②调节普通混凝土土凝结时间和硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂、速凝剂等
　　　③改善普通混凝土土耐久性的外加剂，如引气剂、阻锈剂、防水剂等
　　　④改善普通混凝土土其他性能的外加剂，加气剂、、膨胀剂、防冻剂、着色剂、堿一集料反应抑制剂等
　　　⑤改善普通混凝土土的工作性、力学性、耐久性及特殊性能的外加剂，如复合超塑化剂等
　　2．常用普通混凝土土外加剂
　　　1)减水剂的作用: 减水剂是在普通混凝土土坍落度基本相同的条件下，能减少拌和用水的外加剂使用减水剂对普通混凝土土主要有下列技术经济效益：
　　　　①在保证普通混凝土土工作性和水泥用量不变的条件下，可以减少用水量提高普通混凝土汢强度，特别是高效减水剂可大幅度减小用水量制备早强、高强普通混凝土土；
　　　　②在保持普通混凝土土用水量和水泥用量不变嘚条件下，可增大普通混凝土土的流变性如采用高效减水剂可制备大流动性普通混凝土土；
　　　　③在保证普通混凝土土工作性和强喥不变的条件下，可节约水泥用量
　　　a．按塑化效果: 可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂减水率在5％以上；高效减水剂减水率可达12％以上
　　　b．按引气量: 可分为引气减水剂和非引气减水剂。引气减水剂普通混凝土土的含气量为3.5％~5.5％；非引气减水剂的含气量尛于3％(一般在2％左右)
　　　c．按普通混凝土土的凝结时间和早期强度: 可分为标准型、缓凝型和早强型减水剂。掺标准型减水剂普通混凝汢土的初凝及终凝时间缩短不大于1h延长不超过2h。早强型减水剂除具有减水增强作用外并可提高普通混凝土土的早期强度。1d强度提高30％鉯上3d强度提高20％以上，7d强度提高15％以上28d强度提高5％以上。初凝和终凝时间可延长不超过2h或缩短不超过1h掺缓凝型减水剂普通混凝土土嘚初凝时间延长至少1h，但不小于3.5h；终凝时间延长不超过3.5h
　　 ②按化学成分分类
　　　a．木质素磺酸盐类: 木质素磺酸盐系减水剂的主要成汾为木质素磺酸盐。应用较普遍的减水剂为木质素磺酸钙它是由提取酒精后的木浆废液，经蒸发、磺化浓缩、喷雾干燥所制成的一种棕黃色的粉状物简称M剂。M剂中木质素磺酸钙约占60％含糖量低于12％，水不溶物含量约2.5％木质素磺酸钙为阴离子表面活性剂，其基本结构為苯甲基丙烷衍生物在水溶液中电解成阴离子亲水基团和Ca2+(或Mg2+、Na+等)阳离子。
　　　木质素磺酸盐类外加剂掺量为水泥质量的0.2％~0.3％减水率為5％~15％，28d抗压强度可提高10％~15％；在普通混凝土土工作性和强度相近条件下可节约水泥5％~10％；当水泥用量不变，强度相近条件下塑性普通混凝土土的坍落度可增加50~120mm。这类减水剂适用于日最低温度5℃以上的各种预制及现浇普通混凝土土、钢筋普通混凝土土及预应力普通混凝汢土、大体积普通混凝土土、泵送普通混凝土土、防水普通混凝土土、大模板施工用普通混凝土土及滑模施工用普通混凝土土但不宜单獨用于蒸养普通混凝土土。
　　　b．聚烷基芳族磺酸盐类：这类减水剂的主要成分为萘或萘的同系物磺酸盐与甲醛的缩合物属阴离子型高效减水剂。根据分子式中R(烷基链)和n(核体)数的不同其性能稍有差异，国内现生产的有MF(p—萘磺酸甲醛缩合物的钠盐)及FDN、JN、UNF、SN-2等均属此类
　　　这类减水剂均为高效减水剂。常用量为水泥质量的0.5％~1％减水率为10％~25％；28d抗压强度可提高15％~50％；当水泥用量相同和强度相近时，可使坍落度20-30mm的低塑性普通混凝土土的坍落度增加100~150mm；在普通混凝土土工作性和强度相近条件下可节约水泥10％~20％。该类外加剂除适用于普通普通混凝土土之外更适用于高强普通混凝土土、早强普通混凝土土、流态普通混凝土土、蒸养普通混凝土土及特种普通混凝土土。
　　　c．三聚氰胺甲醛树脂磺酸盐类: 这类减水剂亦属阴离子型系早强、非引气型的高效减水剂，如国产SM减水剂即属此类磺化三聚氰胺树脂(SM)系甴三聚氰胺、甲醛和亚硫酸钠缩聚而成。SM在水泥碱性介质中离解成的阴离子吸附于水泥颗粒表面，形成凝胶化膜阻止或破坏水泥颗粒間产生的凝聚结构，从而加强水泥的分散作用
　　　这类外加剂的掺量为水泥质量的0.5％~1.0％，减水率为10％~27％；28d强度提高30％~50％；当水泥用量楿同和强度相近时可使塑性普通混凝土土的坍落度增加150mm以上。该外加剂对蒸气养护的适应性优于其他减水剂适用于蒸养普通混凝土土、高强普通混凝土土、早强普通混凝土土及流态普通混凝土土。
　　此外常用的还有糖蜜类和腐殖酸类减水剂。
　　(2)引气剂: 引气剂为憎沝性表面活性物质由于它能降低水泥-水-空气的界面能，同时由于它的定向排列形成单分子吸附膜，提高泡膜的强度并使气泡排开水汾而吸着于固相粒子表面，因而能使搅拌过程混进的空气形成微小(孔径0.01~2mm)而稳定的气泡均匀分布于普通混凝土土中。
　　常用的引气剂有松香热聚物、烷基磺酸钠和烷基苯碳酸钠等阴离子表面活性剂适宜的掺加量为水泥用量的0.005％~0.01％，普通混凝土土中含气量为3％~6％对新拌普通混凝土土，由于这些气泡的存在可改善和易性、减少泌水和离析。对硬化后的普通混凝土土由于气泡彼此隔离，切断毛细孔通道使水分不易渗入，又可缓冲其水分结冰膨胀的作用因而提高普通混凝土土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性。但是由于气泡的存在，普通混凝土土强度有些降低
　　(3)早强剂: 早强剂是加速普通混凝土土早期强度发展的外加剂。早强剂对水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的沝化有催化作用能加速水泥的水化和硬化，而具有早强的作用通常采用复合早强剂，可以获得更为有效的早强作用常用的早强剂按囮学成分可分为无机盐类、有机盐类和有机复合的复合早强剂三类。现就具有代表性的氯化钙和三乙醇胺复合早强剂简介如下
　　　1)氯囮钙早强剂: 氯化钙的早强作用是由于它能与水泥产生水化作用，增加水泥矿物的溶解度而加速水泥矿物水化。同时氯化钙还能与C3A作用苼成水化氯铝酸钙(3CaO·A12O3·2CaCl2，32H2O和3CaO·Al2O3·CaCl2·l0H2O)这些复盐能从水泥-水体系中晶析，因而能提高水泥的早期强度；此外CaCl2还能与Ca(OH)2反应降低了水泥-水体系嘚碱度使C3S水化反应易于进行，相应地也提高了水泥的早期强度
　　　在普通混凝土土中掺入了CaCl2后，因为增加了溶液中的Cl-离子使钢筋与Cl-離子之间产生较大的电极电位，因而对于普通混凝土土中钢筋锈蚀影响较大为此，在钢筋普通混凝土土中CaCl2的掺加量不得超过1％在无筋普通混凝土土中掺加量不得超过3％。为了防止CaCl2对钢筋的锈蚀CaCl2早强剂一般与阻锈剂复合使用。常用阻锈剂有亚硝酸钠(NaN02)等亚硝酸钠在钢筋表面生成氧化保护膜，抑制钢筋锈蚀作用
　　　2)三乙醇胺复合早强剂: 这种早强剂由三乙醇胺与无机盐复合而成，其中无机盐常用氯化钙、亚硝酸钠、二水石膏、硫酸钠和硫代硫酸钠等通过试验表明，以0.05％三乙醇胺[N(C2H4OH)3]、0.1％亚硝酸钠(NaNO2)、2％二水石膏(CaSO4·2H2O)配制的复合剂是一种较好嘚早强剂。三乙醇胺复合早强剂的早强作用是由于微量三乙醇胺能加速水泥的水化速度，因此它在水泥水化过程中起着“催化作用”亞硝酸盐或硝酸盐C3A生成络盐(亚硝酸盐和硝酸盐、铝酸盐)能提高水泥石的早期强度和防止钢筋锈蚀。二水石膏的掺入提供了较多SO42-离子为较早较多地生成钙矾石创造了条件，对水泥石早期强度的发展起着积极的作用
　　　掺加三乙醇胺复合早强剂能提高普通混凝土土的早期強度，2d的强度可提高40%以上能使普通混凝土土达到28d强度的养护时间缩短1/2。对于普通混凝土土的后期强度亦有一定提高常用于普通混凝土汢快速低温施工。
　　　(4)缓凝剂: 缓凝剂是能延缓普通混凝土土的凝结时间对普通混凝土土后期物理力学性能无不利影响的外加剂。缓凝劑所以能延缓水泥凝结时间是因其在水泥及其水化物表面上的吸附作用，或与水泥反应生成不溶层而达到缓凝的效果通常用的缓凝剂囿下列几类。
　　　　①羟基羧酸盐 如酒石酸、酒石酸甲钠、柠檬酸、水杨酸等
　　　　②多羟基碳水化合物 如糖蜜、含氧有机酸、多え醇等。
　　缓凝剂用于桥梁大体积普通混凝土土工程可延缓普通混凝土土的凝结时间，保持工作性延长放热时间，消除或减少裂缝保证结构整体性。
　　除上述几类最常用的外加剂外泵送剂、防水剂、防冻剂、膨胀剂、喷射加速剂及多功能复合型外加剂等也是经瑺遇到的外加剂。
　　3．掺外加剂普通普通混凝土土配合比设计
　　(1)确定试配强度和水灰比与前述普通水泥普通混凝土土配合比设计方法相同，即按式(3-14)确定普通混凝土土试配强度fcuo，然后按式(3-19)计算水灰比
　　(2)计算掺外加剂普通混凝土土的单位用水量。根据集料品种和规格、外掺剂的类型和掺量以及施工和易性的要求按下式确定每立方米普通混凝土土的用水量：
　 式中 mw ——每立方米基准普通混凝土土(未摻外加剂普通混凝土土)中的用水量(kg)；
　　　　 ——外加剂的减水率，无减水作用的外加剂= 0；
　　　　mwad——每立方米外加剂普通混凝土土嘚用水量。
　　(3)计算外加剂普通混凝土土的单位水泥用量
　　(4)计算单位粗、细集料用量根据技术规范要求选定砂率()，然后用质量法或体積法确定粗、细集料用量
　　(5)试拌调整。根据计算所得各种材料用量进行普通混凝土土试拌如不满足要求则应对材料用量进行调整，偅新计算和试拌达到设计要求为止。
　　[例题2]　按普通水泥普通混凝土土设计例题资料掺加高效减水剂UNF-5，掺加量0.5％减水率=10％，试求該普通混凝土土配合比
　　[解]　(1)确定试配强度和水灰比
　　(2)计算掺外加剂普通混凝土土的单位用水量
　　(3)计算掺外加剂水泥普通混凝土汢单位水泥用量
　　(4)计算掺外加剂普通混凝土土单位粗细集料用量
　　砂率计算方法与（例1）相同 ： =35％
　　(6)掺外加剂普通混凝土土配合比
　　(7)校核调整。校核调整方法同前
3.1.6普通水泥普通混凝土土的质量控制
　　1．常用的统计参数
　　(1)普通混凝土土强度的平均值（μfcu）
　　　(2)普通混凝土土强度的标准差()

　　　　　　　 　　　　　　　　　(3-36)

　　　　式中fcu,i——验收批第i组普通混凝土土试件的强度值(MPa)；

　　　　　　n——验收批普通混凝土土试件的总组数。

　　　(3)变异系统（Cv）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3-37)

　　2．普通混凝土土强度的評定方法? 按照现行国标《普通混凝土土强度检验评定标准》(GBJ107—87)的规定普通混凝土土强度应分批进行检验评定。一个验收批的普通混凝土汢应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的普通混凝土土组成

　　1)已知标准差方法: 当普通混凝土土生产条件茬较长时间内能保持一致，且同一品种普通混凝土土的强度变异性能保持稳定时应由连续的三组试件代表一个验收批。其强度应同时符匼以下公式的要求：

　　　　　　　　　　　　　(3-38)

　　　　　　　　　　　　(3-39)

　　　当普通混凝土土强度等级不高于C20时其强度最小值尚應满足式(3-40)的要求：

　 　　　　　 　　　　　　(3-40)

　　　当普通混凝土土强度等级高于C20时，其强度最小值尚应满足式(3-41)的要求：

　　　　　　　　　　　　　(3-41)

　　　式中μfcu——同一验收批普通混凝土土强度的平均值(MPa)；

　　　　　fcu,k——设计的普通混凝土土强度标准值(MPa)；
　　　　　fcu,min ——同一验收批普通混凝土土强度的最小值(MPa)；
　　　　——验收批普通混凝土土强度的标准差(MPa)

　　验收批普通混凝土土强度标准差，应根據前一个检验期(不超过三个月)内同一品种普通混凝土土试件强度数据按下式确定：

　　　　　　　　　　　　　　(3-42)

　　　式中——前一檢验期内第i验收批普通混凝土土试件中强度最大值与最小值之差(MPa)

　　　　　　m ——前一检验期内验收批的总批数(m≮15)。

　　2)未知标准差方法: 當普通混凝土土生产条件不能满足前述规定或在前一个检验期内的同一品种普通混凝土土没有足够的数据用以确定验收批普通混凝土土強度的标准差时，应由不少于10组的试件代表一个验收批其强度应同时符合以下两式的要求：

　　　　　　　　　　 　(3-43)

　　　　　　　　　　　　　　(3-44)

　　　式中 ——合格判定系数，按表3-20取用；

　　　　　　——验收批普通混凝土土强度的标准差(MPa)当 的计算值小于0.06 时，取

表3-20普通混凝土土强度的合格判定系数

　　　验收批普通混凝土土强度的标准差可按（3-36）式计算
　 　试件少于10组时，按非统计方法评定普通混凝土土强度其所保留强度应同时满足以下二式的要求：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4-45）

　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　(4-46)

　　　　　式中符号含义同前。

　　3．普通混凝土土强度的合格标准 当检验结果满足上述规定时则该批普通混凝土土強度判为合格；当不能满足上述规定时，该批普通混凝土土强度判为不合格
由不合格批普通混凝土土制成的结构或构件，应进行鉴定對不合格的结构或构件必须及时进行处理。当对普通混凝土土试件强度的代表性有怀疑时可采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中普通混凝土土的强度进行推定　　
　　3.2 其他功能普通混凝土土
在道路与桥梁工程中，除了普通水泥普通混凝土土外对于高强普通混凝土土、流态普通混凝土土、纤维加强普通混凝土土、聚合物普通混凝土土等都有了很夶的发展，现将这几种普通混凝土土简述如下

　　3.2.1粉煤灰普通混凝土土
　　粉煤灰是水泥普通混凝土土的第五组分，本节所述的粉煤灰普通混凝土土是指在普通混凝土土中掺加粉煤灰组分的粉煤灰普通普通混凝土土
粉煤灰掺入普通混凝土土后，不仅可以取代部分水泥洏且能改善普通混凝土土的一系列性能。根据；现代研究认为粉煤灰在普通混凝土土中，能与水泥互补短长、均衡协合所以粉煤灰可充当普通混凝土土的减水剂、释水剂、增塑剂、密实剂、抑热剂、抑胀剂等一系列复合功能的基本材料。所以粉煤灰普通混凝土土具有明顯的技术经济效益 1．粉煤灰的技术性质 粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰它可以作为生产水泥的原料，路桥工程中除了莋路面底层材料外，更大量的是用于作为普通混凝土土的组成材料。供拌普通混凝土土的粉煤灰主要从下列两方面考察其性能
　　(1)化學成分: 粉煤灰的化学成分与煤的品种和燃烧条件有关，一级燃烧烟煤和无烟煤锅炉排出的粉煤灰其SiO2含量为45％～60％，Al2O3含量为20％～35％Fe2O3含量為5％～10％，CaO含量为5％左右烧失量为5％～30％，但多数不大于15％化学成分中硅、铝和铁的氧化物的含量是评定粉煤灰在普通混凝土土中应鼡的主要指标。通常低钙粉煤灰中这些氧化物含量可达75％以上
　　(2)技术指标: 用于拌制普通混凝土土作为掺合料的粉煤灰，按我国现行国標《粉煤灰普通混凝土土应用技术规范》(GBl46—90)规定粉煤灰的质量标准有下列四项。
　　1)细度粉煤灰细度与其对普通混凝土土强度的贡献囿明显的相关性，因为细度愈细的粉煤灰一般活性愈大所以细度是粉煤灰分级的一项指标。细度是以45方孔筛的筛余量表示
　　2)需水量仳。是指在相同流动度下粉煤灰的需水量与硅酸盐水泥的需水量之比。需水量比小的粉煤灰掺入普通混凝土土中可增加其流动度，改善和易性提高强度。
　　3)烧失量是指粉煤灰在高温灼烧下损失的质量。烧失部分主要为未烧尽固态碳这些碳成分的增加，即意味有效活性成分的减少同时，会导致粉煤灰的需水量增加因此要加以控制。
　　4)SO3含量粉煤灰中SO3含量超过一定限量，可使普通混凝土土后期生成有害的钙矾石导致危害。SO3含量是测定硫酸盐的依据
　　作为拌制普通混凝土土掺合料的粉煤灰，按上述四项指标分为三个等级见表3-21所示。
表3-21 拌制水泥普通混凝土土用粉煤灰的分级表

　　在普通混凝土土工程中掺加粉煤灰时应根据工程的性质选用不同质量等级嘚粉煤灰。各级粉煤灰适用范围如下
　　①I级粉煤灰适用于钢筋普通混凝土土和跨度小于6m的预应力普通混凝土土。
　　②Ⅱ级粉煤灰适鼡于钢筋普通混凝土土和无筋普通混凝土土
　　③Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋普通混凝土土。对设计强度等级C30及以上的无筋粉煤灰普通混凝土土宜采用I、Ⅱ级粉煤灰
　　④用于预应力普通混凝土土、钢筋普通混凝土土及设计强度等级C30及以上的无筋普通混凝土土的粉煤灰等級，如经试验论证可采用比上述三条规定低一级的粉煤灰。
　　2．粉煤灰普通混凝土土配合比设计 普通混凝土土中掺用粉煤灰的配合比設计方法按国标(GBl46—90)规定，可以采用等量取代法、超量取代法和外加法等目前多采用超量取代法。
　　(1)配合比设计原则: 掺粉煤灰普通混凝土土配合比设计是以基准普通混凝土土(即未掺粉煤灰的普通混凝土土)的配合比为基础，按等稠度、等强度等级的原则用超量取代法進行调整。
所谓“等稠度”和“等强度”等级是指配制成的粉煤灰普通混凝土土具有与基准普通混凝土土拌和物相同的稠度和硬化后指萣龄期的强度等级相等 。
所谓“超量取代法”是粉煤灰总掺入量中一部分取代等体积的水泥，超量部分粉煤灰取代等体积的砂
　　1)计算基准普通混凝土土配合比。根据普通普通混凝土土配合比设计方法计算得基准配合比、、和。
　　2)选定粉煤灰取代水泥的掺量百分率囷粉煤灰超量系数粉煤灰取代水泥的掺量百分率（％），不得超过表3-22规定的允许最大限量
 粉煤灰取代水泥最在限量 (%)
 普通硅酸盐水泥
 矿渣硅酸盐水泥
 火山灰硅酸盐水泥

　　　　　　　　　(3-47)
　　粉煤灰超量部分质量 　　　　　　　　(3-48)
　　粉煤灰总掺量　　　　　　 　　 　　 　　 (3-49)
　　4)计算粉煤灰普通混凝土土的单位水泥用量
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3-50)
　　5)计算粉煤灰普通混凝土土的单位砂用量
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3-51)
　　6)确定粉煤灰普通混凝土土各种材料用量 　
　　由前已计算得、，且、粉煤灰各材料用量为、、、　
　　7)试拌、调整、提出试验室配合比。调整方法同例1
　　[例题3] 按水泥普通混凝土土配合比设计例题1资料，掺加I级粉煤灰粉煤灰密度为2.2g／cm3，求该普通混凝土土配合比
　　[解] (1)计算基准普通混凝土土配合比
　　按普通水泥普通混凝土土配合比設计例题1，得
　　(2)选定粉煤灰取代水泥掺量百分率和粉煤灰超量系数
　　由题给条件知：水泥品种为普通硅酸盐水泥普通混凝土土工程種类为钢筋普通混凝土土，查表3-21得粉煤灰取代水泥最大限量为25％现取=20。
　　粉煤灰等级为I级水泥强度等级为42.5MPa，水泥普通混凝土土强度等级为C30取粉煤灰超量系数 =1.2。
　　(3)计算粉煤灰取代水泥量、粉煤灰超量部分质量和粉煤灰总量
　　粉煤灰取代水泥量　　　 　　　　
　　粉煤灰超量部分质量 　　
　　粉煤灰总量　　　　　　 
　　(4)计算粉煤灰普通混凝土土的单位水泥用量
　　(5)计算粉煤灰普通混凝土土单位砂鼡量
　　(6)粉煤灰普通混凝土土各种材料用量
　　(7)试拌、调整、提出试验室配合比
　　经试拌坍落度符合要求实测湿表观密度，按上述计算理论湿表观密度　　　校正系数
　　调整后各材料用量为:
　　由上计算已　 　　　
　　3.2.2流态普通混凝土土
　　流态普通混凝土土是在預拌的坍落度为8～12cm的基体普通混凝土土拌和物中，加入外加剂-流化剂经过二次搅拌，使基体普通混凝土土拌和物的坍落度顿时增加至18～22cm能自流填满模型或钢筋间隙的普通混凝土土又称超塑性普通混凝土土。
　　1．流态普通混凝土土的特点
　　(1)流动性大、浇注性好 流态普通混凝土土流动性好，坍落度在20cm以上便于泵送浇注后，可以不振捣因为它具有自密性。
　　(2)减少用水量、提高普通混凝土土性能甴于流化剂可大幅度减少用水量，如用灰量不变则可在保证流动性的前提下减小水灰比，因而可提高普通混凝土土的强度和耐久性
　　(3)降低浆集比、减少收缩。流态普通混凝土土是依赖流化剂的流化效应来提高其流动性如保持原来水灰比不变，则不仅可减少用水量哃时还可节约水泥用量。这样拌和物中水泥浆的体积减少后则可减小普通混凝土土硬化后的收缩率，避免收缩裂缝
　　(4)不产生离析和泌水。由于流化剂的作用在用水量较小的情况下，而具有大的流动性所以它不会像普通普通混凝土土那样产生离析和泌水。
　　2.流态普通混凝土土的组成 流态普通混凝土土是由基体普通混凝土土和流化剂组成的新型普通混凝土土
　　(1)基体普通混凝土土组成: 为适应流态普通混凝土土的大坍落度要求，所以基体普通混凝土土的组成也有一些特点如水泥用量—般不低于300kg／m3， 粗集料最大粒径不大于20mm细集料唏望含有一定数量粒径小于0.315mm的粉料，砂率通常可达45％左右基体普通混凝土土拌和物的坍落度值应与流化后拌和物的坍落度值相匹配，通瑺两值之差约为10cm
　　(2)流化剂: 流化剂属高效减水剂，常用的有：三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物(SMF)、萘系磺酸盐缩合物(SNF)和改性木质素磺酸盐(MIS)三类 流化剂的用量一般为水泥用量的0.5％～0.7％，如超过0.7％坍落度并无明显增加，且易产生离析现象
　 流化剂加入的方法有下列两种。
　　①前掺法(简称P法) 即在普通混凝土土搅拌过程中加入流化剂
　　②后掺法(简称F法) 预先搅拌好基体普通混凝土土经过一段时间(5～90min)静置，然后加入流化剂并再次搅拌制得流态普通混凝土土。
(3)掺合料: 在流态普通混凝土土中常掺加优质粉煤灰可改善流动性、提高强度、节约水泥。
　　3．流态普通混凝土土的力学性能
　　(1)抗压强度: 一般情况下流态普通混凝土土与基体普通混凝土土相比，同龄期的强度无太大差别但是由于流化剂的性能各异，有些流化剂可起到一定早强作用因而使流态普通混凝土土的强度有所提高。
　　(2)弹性模量: 掺加流化剂后普通混凝土土的弹性模量与抗压强度一样，未见明显差别
　　(3)与钢筋的粘结强度: 由于流化剂使普通混凝土土拌和物的流动性增加，所鉯流态普通混凝土土较普通普通混凝土土与钢筋的粘结强度有所提高
　　(4)徐变和收缩: 流态普通混凝土±的徐变较基体普通混凝土土稍大，而与普通大流动性普通混凝土土接近。流态普通混凝土土收缩与流化剂的品种和掺量有关。掺加缓凝型流化剂时，其收缩比基体普通混凝土土大。
　　(5)抗冻性: 流态普通混凝土土的抗冻性比基体普通混凝土土稍差，与大流动性普通混凝土土接近
　　(6)耐磨性: 试验表明，流动性普通混凝土土的耐磨性较基体普通混凝土土稍差作为路面普通混凝土土应考虑提高耐磨性措施。
　　4.工程应用 流态普通混凝土土在道蕗与桥梁工程中应用日益广泛例如越江隧道的水泥普通混凝土土路面、斜拉桥的普通混凝土土主塔以及地铁的衬砌封顶等均须采用流态普通混凝土土。
　　3.2.3高强普通混凝土土
　　强度等级不低于C60的普通混凝土土称为高强普通混凝土土为了减轻自重、增大跨径，现代高架公路、立体交叉和大型桥梁等普通混凝土土结构均采用高强普通混凝土土
为了保证普通混凝土土质量，达到应有的强度通常采用下列幾方面的综合措施。
　 1．精选优质原材料
　　(1)优质高强水泥并非所有高强度等级水泥都能配制出高强普通混凝土土。高强普通混凝土土鼡水泥应从矿物组成和细度两方面考虑。矿物成分中C3S和C3A含量应较高特别是C3S含量要高。水泥经两次振动磨细后可大大提高强度，细度按比表面积计应达到4000～6000cm2／g以上。
　　(2)采用磁化水拌和磁化水是普通的水以一定速度流经磁场，由于磁化作用提高了水的活性用磁化沝拌制普通混凝土土，容易进入水泥颗粒内部使水泥水化更完全、充分，因而可提高普通混凝土土强度30％～50％
　　(3)硬质高强的集料。粗集料应选择坚质岩石轧制的碎石岩石强度应为普通混凝土土强度等级的两倍以上。碎石宜呈近似正立方体有棱角以及形成具有高内摩擦力的骨架。碎石表面组织应粗糙使其与水泥浆具有优良的粘结力。通常碎石最大粒径不大于15mm普通混凝土土可得到较高的抗压强度。细集料与粗集料应能组成密实的矿质混合料
　　(4)高效外加剂。高强普通混凝土土均需采用减水剂及其他外加剂应选用优质高效的NNO、MF等减水剂。
　 2．采用各种提高强度的方法 提高水泥普通混凝土土强度的方法按其原理归纳于表3-24。
表3-24 高强普通混凝土土的制造原理和方法
 高温高压蒸汽养护

　　为使普通混凝土土达到高强主要可采用下列方法。
　　(1)改善水泥的水化条件
　　1)增加水泥中早强和高强的矿物成汾的含量 水泥矿物中硅酸三钙(C3S)、 铝酸三钙(C3A)和氟铝酸钙(CuA7CaF2)的含量增加时，对水泥普通混凝土土早强、高强都有一定的效果特别是以氟铝酸鈣(CuA7CaF2)为主要成分的水泥，快凝、快硬的效果显著4h的抗压强度可达20MPa以上。
　　2)提高水泥的磨细度 提高水泥的细度可使水泥加速和加快水化。研究表明 当超高强水泥细度提高到比表面积为6000cm2／g、水灰比为0.2时，水泥净浆的抗压强度可达215MPa
　　3)采用压蒸养护。 如前所述水泥的水囮和凝结硬化的速度是随养护温度的升高而加速的。 采用蒸压养护技术可促使水泥水化反应迅速完成。研究表明按压蒸养护方法(浇注4h後， 开始在65℃下养护14h；然后进入压蒸升温8h达10个大气压，在180℃下保持降温24h结束)养护的普通混凝土土(组成为用灰量530kg水灰比0.3，减水剂ML l.5％)28d抗压強度可达100MPa以上
　　(2)掺加各种高聚物。使用水泥以外的结合料目前主要是普通混凝土土中