建材3-3混凝土配合比設(shè)計、質(zhì)量控制

1、水泥混凝土及砂漿本章學(xué)習(xí)內(nèi)容1 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料2 普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)3 普通混凝土的配合比設(shè)計普通混凝土的配合比設(shè)計4 普通混凝土的質(zhì)量控制普通混凝土的質(zhì)量控制5 混凝土外加劑及特種混凝土混凝土外加劑及特種混凝土6 砂漿砂漿普通混凝土的配合比設(shè)計混凝土配合比設(shè)計目的：目的：合理選擇并確定各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系合理選擇并確定各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系常用的表示方法：常用的表示方法：以每立方砼中各材料的質(zhì)量表示：以每立方砼中各材料的質(zhì)量表示：水泥（水泥（mc）300 kg、水（、水（mw）180 kg、砂（、砂（ms）720 kg、石

2、子（、石子（mg）1200 kg；以各項(xiàng)材料的質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為以各項(xiàng)材料的質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為1） 水泥：砂：石子：水水泥：砂：石子：水1：2.4 : 4.0 : 0.60設(shè)計的基本要求1、滿足強(qiáng)度等級要求、滿足強(qiáng)度等級要求結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2、滿足和易性的要求、滿足和易性的要求混凝土施工混凝土施工3、滿足耐久性（或其它性能）要求、滿足耐久性（或其它性能）要求工程環(huán)境工程環(huán)境4、滿足經(jīng)濟(jì)性的要求、滿足經(jīng)濟(jì)性的要求節(jié)約水泥、盡可能采用地方材料節(jié)約水泥、盡可能采用地方材料配比設(shè)計中的三個基本參數(shù)水與水泥之間的比例關(guān)系水與水泥之間的比例關(guān)系用水灰比表示；用水灰比表示；砂與石子之間的比例

3、關(guān)系砂與石子之間的比例關(guān)系用砂率表示；用砂率表示；水泥漿與骨料間比例關(guān)系水泥漿與骨料間比例關(guān)系用單位用水量（每用單位用水量（每m3混凝土用水混凝土用水量）反映量）反映配合比設(shè)計的資料準(zhǔn)備了解工程設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度等級了解工程設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度等級了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求了解施工部位、斷面尺寸及配筋情況了解施工部位、斷面尺寸及配筋情況了解混凝土施工方法及管理水平了解混凝土施工方法及管理水平掌握原材料的性能指標(biāo)。掌握原材料的性能指標(biāo)。 水水 泥泥品種、強(qiáng)度等級、密度；品種、強(qiáng)度等級、密度； 砂石骨料砂石骨料種類、表觀密度、級配、最大粒徑等；種類、

4、表觀密度、級配、最大粒徑等； 拌和用水拌和用水水質(zhì)情況；水質(zhì)情況； 外加劑外加劑品種、性能、適宜摻量；品種、性能、適宜摻量； 摻和料摻和料粉煤灰、礦渣、硅粉等。粉煤灰、礦渣、硅粉等。混凝土配合比設(shè)計的步驟混凝土配合比設(shè)計的步驟初步計算配合比初步計算配合比 實(shí)驗(yàn)室配合比實(shí)驗(yàn)室配合比 基準(zhǔn)配合比基準(zhǔn)配合比 施工配合比施工配合比調(diào)整坍落度調(diào)整坍落度校核強(qiáng)度、耐久性校核強(qiáng)度、耐久性扣減工地砂石含水量扣減工地砂石含水量理論及經(jīng)驗(yàn)公式、表格理論及經(jīng)驗(yàn)公式、表格I、初步計算配合比、初步計算配合比計算步驟：計算步驟：第一步：第一步：確定配制混凝土強(qiáng)度確定配制混凝土強(qiáng)度第二步：第二步：確定水灰比確定水灰比第三步

5、：第三步：確定用水量確定用水量第四步：第四步：確定水泥用量確定水泥用量第五步：第五步：確定砂率確定砂率第六步：第六步：確定砂石用量確定砂石用量混凝土強(qiáng)度的波動規(guī)律混凝土強(qiáng)度的波動規(guī)律正態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線第一步：第一步： 混凝土配制強(qiáng)度的確定混凝土配制強(qiáng)度的確定依據(jù)公式：依據(jù)公式：fcu.0 fcu.k + 1.645式中：式中：f fcu.0cu.0混凝土配制強(qiáng)度（混凝土配制強(qiáng)度（MPaMPa） f fcu.kcu.k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPaMPa）。）。的確定：的確定：A A、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時，依公式計算

6、；、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時，依公式計算；B B、施工單位無強(qiáng)度歷史資料時，查表取用。、施工單位無強(qiáng)度歷史資料時，查表取用。第二步：第二步： 初步確定水灰比（初步確定水灰比（W/C）依公式計算滿足強(qiáng)度要求的水灰比：依公式計算滿足強(qiáng)度要求的水灰比：fcu,o=Afce(C/W-B)W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)耐久性校核耐久性校核不得大于表不得大于表4-25中規(guī)定的最大水灰比值中規(guī)定的最大水灰比值結(jié)果結(jié)果兩者取最小值。兩者取最小值。第三步：第三步： 選取每選取每M M3 3混凝土的用水量（混凝土的用水量（m mwowo) ) 根據(jù)所用粗骨料的種類、最大粒根據(jù)所用粗骨料的種類、最大粒

7、徑及施工所要求的坍落度值，采徑及施工所要求的坍落度值，采用經(jīng)驗(yàn)公式或查表選取用經(jīng)驗(yàn)公式或查表選取1 M3混凝混凝土的用水量。土的用水量。塑性和干硬性混凝土的用水量（kg/m3）(普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程）16518019015517018551016017518515016518010151551701801451601751520維勃維勃稠度稠度1952152301751952157090185205220170190210507017519521016018020030501651852001501701901030坍坍落落度度mm402016402010碎石最大粒徑（碎石最大粒徑（mm）

8、卵石最大粒徑（卵石最大粒徑（mm）指標(biāo)指標(biāo)項(xiàng)目項(xiàng)目16518019015517018551016017518515016518010151551701801451601751520維勃維勃稠度稠度1952152301751952157090185205220170190210507017519521016018020030501651852001501701901030坍坍落落度度mm402016402010碎石最大粒徑（碎石最大粒徑（mm）卵石最大粒徑（卵石最大粒徑（mm）指標(biāo)指標(biāo)項(xiàng)目項(xiàng)目第四步：第四步： 計算計算1M1M3 3混凝土的水泥用量（混凝土的水泥用量（m mcoco）計算計算根據(jù)

9、確定的水灰比（根據(jù)確定的水灰比（W/C）和選）和選用的單位用水量（用的單位用水量（mwo），可計算出水泥用），可計算出水泥用量（量（mco）。）。mco=mwo/(W/C)校核校核為保證混凝土的耐久性，由上式計為保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥用量還應(yīng)滿足表算得出的水泥用量還應(yīng)滿足表4-24規(guī)定的規(guī)定的最小水泥用量的要求；最小水泥用量的要求；取值取值兩者最大值。兩者最大值。第五步：第五步： 選取合理砂率值（選取合理砂率值（s s）方法：方法：、依據(jù)填充理論和砂石狀態(tài)參數(shù)，計算砂率；、依據(jù)填充理論和砂石狀態(tài)參數(shù)，計算砂率；、根據(jù)混凝土拌和物的和易性，通過試驗(yàn)求出、根據(jù)混凝土拌和物的和易性

10、，通過試驗(yàn)求出合理砂率合理砂率坍落度最大的最小砂率；坍落度最大的最小砂率；、如無試驗(yàn)資料，可根據(jù)骨料品種、規(guī)格和水、如無試驗(yàn)資料，可根據(jù)骨料品種、規(guī)格和水灰比，按表選用?；冶?，按表選用?；炷恋纳奥剩ǎ┧冶人冶龋╓/C）卵石最大粒徑（卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（碎石最大粒徑（mm）1020401620400.42632253124303035293427320.53035293428333338323730350.63338323731363641354033380.7413635403439394438433641第六步：第六步： 計算粗、細(xì)骨料的用量計算粗、細(xì)骨料的用量A 質(zhì)量法

11、：質(zhì)量法：若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌和物的表觀密度將接近一混凝土拌和物的表觀密度將接近一個固定值。個固定值。B 體積法：體積法：假定混凝土拌和物的體積等于各組假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌和物中成材料絕對體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。所含空氣體積之總和。A A、質(zhì)量法（假定表觀密度法）：、質(zhì)量法（假定表觀密度法）：假設(shè)假設(shè)1M3混凝土拌和物的質(zhì)量為某一確混凝土拌和物的質(zhì)量為某一確定值定值mcp （1m3混凝土拌和物的假定混凝土拌和物的假定質(zhì)量質(zhì)量,其值可取其值可取24002450kg） ，則可列方程：則可列方程：%10

12、0gomsomsomscpmwomsomgomcomB B、絕對體積法、絕對體積法假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和，體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和，可列出下式：可列出下式： 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，又可取又可取1。%100100010gosososwwossoggoccommmmmmmIIII、基準(zhǔn)配合比、基準(zhǔn)配合比和易性的調(diào)整和易性的調(diào)整按初步計算配合比稱取實(shí)際工程中使用的按初步計算配合比稱取實(shí)際工程中使用的材料進(jìn)行試拌，混凝土的攪

13、拌方法，應(yīng)與材料進(jìn)行試拌，混凝土的攪拌方法，應(yīng)與生產(chǎn)時使用的方法相同?；炷翑嚢杈鶆蛏a(chǎn)時使用的方法相同?；炷翑嚢杈鶆蚝螅瑱z查拌和物的性能。后，檢查拌和物的性能。當(dāng)試拌出的拌和物坍落度或維勃稠度不能當(dāng)試拌出的拌和物坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或粘聚性和保水性不良時，應(yīng)滿足要求，或粘聚性和保水性不良時，應(yīng)在保持水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水在保持水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量和砂率，直到符合要求為止。量和砂率，直到符合要求為止。然后提出供檢驗(yàn)強(qiáng)度用的基準(zhǔn)配合比。然后提出供檢驗(yàn)強(qiáng)度用的基準(zhǔn)配合比。 、實(shí)驗(yàn)室配合比、實(shí)驗(yàn)室配合比強(qiáng)度校驗(yàn)強(qiáng)度校驗(yàn)采用三個不同的配合比，其一為基準(zhǔn)配合采用三個不同的

14、配合比，其一為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的比，另外兩個配合比的W/C較基準(zhǔn)配合較基準(zhǔn)配合比分別增加或減少比分別增加或減少0.05。每種配合比至少制作一組（三塊）試件，每種配合比至少制作一組（三塊）試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d時進(jìn)行強(qiáng)度（或耐久性）時進(jìn)行強(qiáng)度（或耐久性）測試。測試。由試驗(yàn)得出的各灰水比及其對應(yīng)的混凝土由試驗(yàn)得出的各灰水比及其對應(yīng)的混凝土的強(qiáng)度（和耐久性）關(guān)系，用作圖法或計的強(qiáng)度（和耐久性）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與配制強(qiáng)度（算法求出與配制強(qiáng)度（fcu,o）相對應(yīng)的灰）相對應(yīng)的灰水比水比,并按下列原則確定出設(shè)計配合比。并按下列原則確定出設(shè)計配合比。實(shí)驗(yàn)室配合比的確定原則實(shí)驗(yàn)室

15、配合比的確定原則 用水量（用水量（m mw w）在基準(zhǔn)配合比的用水量在基準(zhǔn)配合比的用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試塊時測得的坍的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試塊時測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整。落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整。 水泥用量（水泥用量（m mc c）由用水量乘以經(jīng)試驗(yàn)由用水量乘以經(jīng)試驗(yàn)選定出的灰水比計算確定。選定出的灰水比計算確定。 粗、細(xì)骨料用量（粗、細(xì)骨料用量（m mg g和和m ms s）在基準(zhǔn)配在基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選合比中的粗、細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的灰水比作適當(dāng)調(diào)整后確定。定的灰水比作適當(dāng)調(diào)整后確定。 實(shí)驗(yàn)室配合比的確定原則實(shí)驗(yàn)室配合比的確定原則 將混凝土表觀密度

16、的實(shí)測值與表觀密度計算值進(jìn)行比較，當(dāng)二者之差超過2時，計算校正系數(shù)，將已定出的混凝土配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù)，即為確定的設(shè)計配合比。 計算實(shí)測hh00 、施工配合比換算、施工配合比換算現(xiàn)假定工地存放砂的含水率為現(xiàn)假定工地存放砂的含水率為a（%），），石子的含水率為石子的含水率為b（），則將設(shè)計配合（），則將設(shè)計配合比換算為施工配合比，其材料稱量為：比換算為施工配合比，其材料稱量為： m/c =mc （kg）；）； m/s =ms(1+a%) （kg）；）； m/g =mg(1+b%) （kg） m/w=mw-a%ms-b%mg(kg)。混凝土的質(zhì)量控制與評定混凝土的質(zhì)量通常是指能用數(shù)

17、量指標(biāo)表示混凝土的質(zhì)量通常是指能用數(shù)量指標(biāo)表示出來的性能，如混凝土的強(qiáng)度、坍落度、出來的性能，如混凝土的強(qiáng)度、坍落度、含氣量等。含氣量等。在混凝土的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)中，混凝土的強(qiáng)在混凝土的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)中，混凝土的強(qiáng)度與其他性能有較好的相關(guān)性，能較好地度與其他性能有較好的相關(guān)性，能較好地反映混凝土的質(zhì)量情況，因此，通常以混反映混凝土的質(zhì)量情況，因此，通常以混凝土強(qiáng)度作為評定和控制質(zhì)量的指標(biāo)。凝土強(qiáng)度作為評定和控制質(zhì)量的指標(biāo)。這些性能在正常穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的情況下，這些性能在正常穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的情況下，其指標(biāo)可用隨機(jī)變量描述。因此，可用數(shù)其指標(biāo)可用隨機(jī)變量描述。因此，可用數(shù)理統(tǒng)計方法來控制、檢驗(yàn)和評定其質(zhì)量

18、。理統(tǒng)計方法來控制、檢驗(yàn)和評定其質(zhì)量。質(zhì)量控制的內(nèi)容初步控制初步控制生產(chǎn)控制生產(chǎn)控制合格控制合格控制指混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)收評定指混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)收評定混凝土強(qiáng)度的波動規(guī)律混凝土強(qiáng)度的波動規(guī)律正態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線合格控制：強(qiáng)度的驗(yàn)收評定混凝土強(qiáng)度應(yīng)分批檢驗(yàn)評定。一個驗(yàn)收批混凝土強(qiáng)度應(yīng)分批檢驗(yàn)評定。一個驗(yàn)收批的混凝土應(yīng)由強(qiáng)度等級相同、齡期相同以的混凝土應(yīng)由強(qiáng)度等級相同、齡期相同以及生產(chǎn)工藝條件和配合比基本相同的混凝及生產(chǎn)工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成。土組成。 評定方法評定方法統(tǒng)計法：標(biāo)準(zhǔn)差已知方案和標(biāo)準(zhǔn)差未知方案統(tǒng)計法：標(biāo)準(zhǔn)差已知方案和標(biāo)準(zhǔn)差未知方案非統(tǒng)計法非統(tǒng)計法統(tǒng)計法標(biāo)準(zhǔn)差已知方案當(dāng)混凝

19、土的生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)能保持一致，且同一品種混凝土的強(qiáng)度變異性保持穩(wěn)定時，應(yīng)由連續(xù)的三組試件組成一個驗(yàn)收批，其強(qiáng)度應(yīng)同時滿足下列要求0kcu,mincu,0kcu,cu0.7ff0.7ff驗(yàn)收批混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，應(yīng)根據(jù)前一個檢驗(yàn)期內(nèi)（不應(yīng)超過三個月）同一品種混凝土試件的強(qiáng)度確定統(tǒng)計法標(biāo)準(zhǔn)差已知方案當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不高于C20時，其強(qiáng)度的最小值還應(yīng)滿足下列要求：kcu,mincu,f0.85f當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級高于C20時，其強(qiáng)度的最小值還應(yīng)滿足下列要求：kcu,mincu,f0.90f統(tǒng)計法標(biāo)準(zhǔn)差未知方案當(dāng)混凝土的生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)不能保持一致，且混凝土強(qiáng)度變異不能保持穩(wěn)定時，或

20、在前一個檢驗(yàn)期內(nèi)的同一品種混凝土沒有足夠的數(shù)據(jù)用以確定驗(yàn)收批混凝土立方體抗壓強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)差時，應(yīng)由不少于10組的試件組成一個驗(yàn)收批，其強(qiáng)度應(yīng)同時滿足下列要求：kcu,2mincu,kcu,fcu1cufff0.9Sf合格判定系數(shù)12試件組數(shù)試件組數(shù)10141524251.701.651.600.900.85非統(tǒng)計法對試件數(shù)量有限，不具備按統(tǒng)計法評定混對試件數(shù)量有限，不具備按統(tǒng)計法評定混凝土強(qiáng)度條件的工程，可采用非統(tǒng)計法評凝土強(qiáng)度條件的工程，可采用非統(tǒng)計法評定。按非統(tǒng)計法評定混凝土強(qiáng)度時，其強(qiáng)定。按非統(tǒng)計法評定混凝土強(qiáng)度時，其強(qiáng)度應(yīng)同時滿足下列要求：度應(yīng)同時滿足下列要求：kcu,mincu,kcu,cuf0.95ff1.15f評定結(jié)果當(dāng)檢