普通混凝土配合比設(shè)計(jì)(統(tǒng)一模版)

1、第第3講講 普通混凝土普通混凝土 配合比設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì) 膠凝材料膠凝材料水砂砂石子石子建筑材料學(xué)混凝土21-2-3-4-5-概念概念模型模型基本參數(shù)基本參數(shù)準(zhǔn)備資料準(zhǔn)備資料步驟步驟主要內(nèi)容主要內(nèi)容建筑材料學(xué)混凝土30 混凝土強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特征混凝土強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特征0.1 混凝土強(qiáng)度的離散性混凝土強(qiáng)度的離散性 混凝土的強(qiáng)度值總是離散的混凝土的強(qiáng)度值總是離散的。 n原材料原材料 n施工水平施工水平 n試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件建筑材料學(xué)混凝土4混凝土質(zhì)量控制混凝土質(zhì)量控制強(qiáng)度波動曲線強(qiáng)度波動曲線 強(qiáng)強(qiáng)度度上上 控控 制制 線線中中 心心 控控 制制 線線下下 控控 制制 線線最最 低低 限限 值值 線線試試 件件

2、 編編 號號混混 凝凝 土土 質(zhì)質(zhì) 量量 控控 制制 圖圖f fc cu uf fc cu u, ,k kf fc cu u, ,m mi in n強(qiáng)度平均值，也強(qiáng)度平均值，也是混凝土的配制是混凝土的配制強(qiáng)度強(qiáng)度fcu,o設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級fcu,k建筑材料學(xué)混凝土50.2 混凝土強(qiáng)度的總體分布混凝土強(qiáng)度的總體分布符合符合正態(tài)分布正態(tài)分布4 4個特點(diǎn)個特點(diǎn) n以以平均強(qiáng)度平均強(qiáng)度為對稱軸，兩邊對稱。距對稱軸越遠(yuǎn)，出現(xiàn)的概率越小，并逐為對稱軸，兩邊對稱。距對稱軸越遠(yuǎn)，出現(xiàn)的概率越小，并逐漸趨近于零。漸趨近于零。 n曲線與橫座標(biāo)之間的面積為曲線與橫座標(biāo)之間的面積為概率的總和，等于概率的總和，

3、等于100%100%。 n曲線對稱軸兩側(cè)各有一個曲線對稱軸兩側(cè)各有一個拐點(diǎn)拐點(diǎn)表明表明離散性，離散性，離開平均值的距離即為離開平均值的距離即為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)差差。 n曲線曲線窄而高窄而高，說明強(qiáng)度測定值比較集中，說明強(qiáng)度測定值比較集中，施工水平較高施工水平較高。反之，曲線。反之，曲線寬而矮寬而矮，說明強(qiáng)度值離散程度大，說明強(qiáng)度值離散程度大，施工水平較差施工水平較差。建筑材料學(xué)混凝土60.3 混凝土強(qiáng)度總體參數(shù)估計(jì)混凝土強(qiáng)度總體參數(shù)估計(jì) n混凝土強(qiáng)度呈正態(tài)分布混凝土強(qiáng)度呈正態(tài)分布n總體參數(shù)總體參數(shù)( (或特征值或特征值) )： n數(shù)學(xué)期望數(shù)學(xué)期望( (強(qiáng)度平均值強(qiáng)度平均值) )n標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差總體參數(shù)通

4、常是總體參數(shù)通常是未知的未知的，只能根據(jù)樣本強(qiáng)，只能根據(jù)樣本強(qiáng)度來估算其度來估算其估計(jì)量估計(jì)量，即用樣本特征值作為總，即用樣本特征值作為總體特征值的無偏有效點(diǎn)估計(jì)。體特征值的無偏有效點(diǎn)估計(jì)。 建筑材料學(xué)混凝土7強(qiáng)度平均值強(qiáng)度平均值 nnn試件組數(shù)；試件組數(shù)； nf fcu,icu,i第第i i組試驗(yàn)值。組試驗(yàn)值。n意義：強(qiáng)度平均值反映了混凝土總體強(qiáng)度的意義：強(qiáng)度平均值反映了混凝土總體強(qiáng)度的平均水平平均水平，但不能反映混凝土強(qiáng)度的波動情，但不能反映混凝土強(qiáng)度的波動情況。況。niicucufnf1,1標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差( (均方差均方差) )nn n 試驗(yàn)組數(shù)試驗(yàn)組數(shù)( (n n25)25)；nf fc

5、u,cu,I I 第第i i組試件的抗壓強(qiáng)度，組試件的抗壓強(qiáng)度，MPaMPa；nf fcucu n n 組抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，組抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，MPaMPa；nn n 組抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，組抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，MPaMPa。n意義：標(biāo)準(zhǔn)差是正態(tài)分布曲線上兩側(cè)的拐點(diǎn)意義：標(biāo)準(zhǔn)差是正態(tài)分布曲線上兩側(cè)的拐點(diǎn)離開強(qiáng)度平均值處對稱軸的距離，它反映了離開強(qiáng)度平均值處對稱軸的距離，它反映了強(qiáng)度離散性（即波動）的情況強(qiáng)度離散性（即波動）的情況。1122,nfnfnicuicu建筑材料學(xué)混凝土9強(qiáng)度保證率強(qiáng)度保證率P，%n指在混凝土強(qiáng)度總體中，不小于設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)指在混凝土強(qiáng)度總體中，不小于設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等

6、級標(biāo)準(zhǔn)值（度等級標(biāo)準(zhǔn)值（f fcu,kcu,k）的概率的概率P P( () )設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級的合格率。要求的強(qiáng)度等級的合格率。n工程中工程中P P( () )值可根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，混凝土試值可根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，混凝土試件強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值的組數(shù)件強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值的組數(shù)N N0 0與與試件總數(shù)試件總數(shù)N N( (N N25)25)之比求得：之比求得：建筑材料學(xué)混凝土101-概念概念：混凝土配合比：混凝土配合比根據(jù)工程要求確定的根據(jù)工程要求確定的混凝土各組分的比例關(guān)混凝土各組分的比例關(guān)系系。兩種表示方法：。兩種表示方法：n1 1m m3 3混凝土中各種材料的質(zhì)量（混凝土中

7、各種材料的質(zhì)量（kgkg）n各材料質(zhì)量比：（以膠材為基準(zhǔn)）各材料質(zhì)量比：（以膠材為基準(zhǔn)）水泥水泥m mc c礦物摻合料礦物摻合料m mf f砂砂m ms s石子石子m mg g水水m mw w210kg210kg90kg90kg720kg720kg12001200180kg180kg1 12.44.00.45建筑材料學(xué)混凝土112-配合比設(shè)計(jì)的配合比設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型n體積法體積法絕對體積法絕對體積法n質(zhì)量法質(zhì)量法假定表觀密度法假定表觀密度法建筑材料學(xué)混凝土122.1 絕對體積法絕對體積法n ：各組成材料的表觀密度，：各組成材料的表觀密度，kg/mkg/m3 3， 水可取水可取100010

8、00kg/mkg/m3 3；水泥密度實(shí)測或取水泥密度實(shí)測或取2900-3100kg/m2900-3100kg/m3 3n ：混凝土的含氣量：混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，在不使用引氣型外加劑時，可取為可取為1 1。1m3混凝土的體積等于各材料混凝土的體積等于各材料體積體積之和之和。水泥水泥細(xì)骨料細(xì)骨料 粗骨料粗骨料水水空氣空氣摻和料摻和料110WGSFCGSFC絕對體積法續(xù)建筑材料學(xué)混凝土13100010WGSFCGSFC100010WGSFCSGCFFCFCWFCGSSGCF101000)(1CFSGFCWFCCFCGS1101000)1 (建筑材料學(xué)混凝土14CFSG

9、FCWWCFn1) 1101000()1 (CFSGBWWCFn1) 1101000()1 (建筑材料學(xué)混凝土15CGS nCFFCFCCFCFCFCFCF)1 (11PPpGGSGSSS)1 (SGSSSPFCWBW建筑材料學(xué)混凝土162.2 假定表觀密度法假定表觀密度法缺陷缺陷未考慮含氣量，以及組成的材質(zhì)的影響。未考慮含氣量，以及組成的材質(zhì)的影響?；炷恋谋碛^密度等于單位體積各組分材料混凝土的表觀密度等于單位體積各組分材料質(zhì)量質(zhì)量之和。之和。假定表觀密度，其值取假定表觀密度，其值取23502450kg0cm水泥水泥 粗骨料粗骨料 細(xì)骨料細(xì)骨料水水摻和料摻和料nWSGCF表觀密度法續(xù)建筑材料

10、學(xué)混凝土17FCFCWFCGSn11) 1(nBWWFCGS1) 1()1 (BWWCFnn建筑材料學(xué)混凝土183-基本參數(shù)基本參數(shù)PSW建筑材料學(xué)混凝土19參數(shù)取值原則參數(shù)取值原則n1 1 同時滿足同時滿足強(qiáng)度、耐久性強(qiáng)度、耐久性前提下，取前提下，取W/CW/C大的。大的。n2 2 在符合在符合工作性工作性要求前提下，取要求前提下，取W W較小的。較小的。n3 3 在滿足在滿足粘聚性粘聚性要求下，取砂率較小的。要求下，取砂率較小的。n4 4 注意注意最大水灰比、最小水泥用量最大水灰比、最小水泥用量要求。要求。建筑材料學(xué)混凝土204-準(zhǔn)備資料準(zhǔn)備資料n混凝土性能要求：強(qiáng)度等級、耐久性、工作性；

11、混凝土性能要求：強(qiáng)度等級、耐久性、工作性； n原材料：骨料、水泥、水；原材料：骨料、水泥、水；n施工方法、養(yǎng)護(hù)工藝；施工方法、養(yǎng)護(hù)工藝；n施工單位的管理水平。施工單位的管理水平。fcu,k最小最小C，最大，最大W/CTfce，0，Dmax，f，級配級配 建筑材料學(xué)混凝土215-混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟初步計(jì)算配合比初步計(jì)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建筑材料學(xué)混凝土22 初步初步計(jì)算計(jì)算配合比配合比5步計(jì)算步計(jì)算n第第1 1步：算試配強(qiáng)度步：算試配強(qiáng)度f fcu,ocu,o n第第2 2步：算水膠比步：算水膠比W/BW/B n

12、第第3 3步：查用水量步：查用水量W W，確定膠材用量，確定膠材用量C C、F F n第第4 4步：查砂率步：查砂率SpSp n第第5 5步：算砂步：算砂S S、石、石G G用量用量建筑材料學(xué)混凝土23第第1 1步：算試配強(qiáng)度步：算試配強(qiáng)度f fcu,ocu,o 混凝土配制強(qiáng)度（混凝土配制強(qiáng)度（MPaMPa）；）； 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（MPaMPa）；）； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPaMPa）；）； 取取1.6451.645：P=95%P=95%強(qiáng)度保證率系數(shù)。強(qiáng)度保證率系數(shù)。,1.645cu ocu kff,0cuf,cu kf設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級設(shè)

13、計(jì)強(qiáng)度等級C60：當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級 C60kcuocuff,15. 1建筑材料學(xué)混凝土24的確定的確定 n施工單位有強(qiáng)度歷史資料時，依公式計(jì)算；施工單位有強(qiáng)度歷史資料時，依公式計(jì)算； n施工單位無強(qiáng)度歷史資料時，查表。施工單位無強(qiáng)度歷史資料時，查表。建筑材料學(xué)混凝土25第第2 2步：算水膠比步：算水膠比W/BW/B 回歸系數(shù)回歸系數(shù), ,碎石碎石0.53,0.20;0.53,0.20;卵石卵石0.49,0.130.49,0.13 膠凝材料膠凝材料28d28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值（抗壓強(qiáng)度實(shí)測值（MPaMPa）。）。 ab* *與耐久性要求的最大與耐久性要求的最大W/BW/B比較，取較小者

14、！比較，取較小者！%100/,bbaocubafffBWbf建筑材料學(xué)混凝土26最大最大W/B GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第第3 3步：查步：查T T4-284-28用水量用水量W W，確定膠材用量，確定膠材用量B BWDm、T坍落度坍落度mm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）102031.540102031.54010-3019017016015020018517516535-5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575-90215195185175230

15、215205195* * *B B與耐久性要求的最小與耐久性要求的最小B B比較，取較大者！比較，取較大者！建筑材料學(xué)混凝土28重要法則重要法則1：恒定用水量法則：恒定用水量法則n內(nèi)容：在配制混凝土?xí)r，當(dāng)所用粗細(xì)集料的種類內(nèi)容：在配制混凝土?xí)r，當(dāng)所用粗細(xì)集料的種類及比例一定時，為獲得要求的流動性及比例一定時，為獲得要求的流動性T T，所需拌合，所需拌合用水量用水量W W基本是一定的，即使水泥用量基本是一定的，即使水泥用量C C有所變動有所變動(1m(1m3 3混凝土水泥用量增減混凝土水泥用量增減5050100kg)100kg)時，也時，也無甚無甚影響影響。表。表。為混凝土配合比設(shè)計(jì)時確定為混凝

16、土配合比設(shè)計(jì)時確定拌合用水量拌合用水量帶來很帶來很大方便；大方便；單位用水量單位用水量的選用依據(jù)：的選用依據(jù)： 骨料種類和粒徑要求的坍落度值骨料種類和粒徑要求的坍落度值建筑材料學(xué)混凝土29最小最小B用量（用量（B=C+F）建筑材料學(xué)混凝土30礦物摻合料礦物摻合料F用量用量n根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)摻加比例：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)摻加比例：fn計(jì)算計(jì)算F用量用量n復(fù)核：是否滿足最大用量的要求復(fù)核：是否滿足最大用量的要求建筑材料學(xué)混凝土31礦物摻合料礦物摻合料F最大用量最大用量- 鋼筋砼鋼筋砼采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量20%以上的部分計(jì)入以上的部分計(jì)入F值！

17、值！建筑材料學(xué)混凝土32礦物摻合料礦物摻合料F最大用量最大用量-預(yù)應(yīng)力砼預(yù)應(yīng)力砼采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量采用其他通用硅酸鹽水泥時，宜將水泥混合材摻量20%以上的部分計(jì)入以上的部分計(jì)入F值！值！第第4 4步：查步：查表表4-294-29砂率砂率s水膠比水膠比（W/BW/B）卵石最大粒徑（卵石最大粒徑（mmmm）碎石最大粒徑（碎石最大粒徑（mmmm）1010202040401616202040400.400.402626323225253131242430303030353529293434272732320.500.503030353529293434282833333333

18、383832323737303035350.600.603333383832323737313136363636414135354040333338380.700.70363641413535404034343939393944443838434336364141sW/B、Dm第第5 5步：算砂步：算砂S S、石、石G G用量用量cpwsgcfmmmmmm00000%100000gsssmmm101. 000000wwssggffccmmmmm%100000gsssmmm或者按下式計(jì)算建筑材料學(xué)混凝土35PnCSS )1 (PSnCG建筑材料學(xué)混凝土36 基準(zhǔn)配合比基準(zhǔn)配合比n按按初步計(jì)算配合

19、比初步計(jì)算配合比稱取實(shí)際材料進(jìn)行試拌。稱取實(shí)際材料進(jìn)行試拌。n主要任務(wù)：主要任務(wù)：調(diào)整工作性調(diào)整工作性。建筑材料學(xué)混凝土37-1 1 工作性調(diào)整工作性調(diào)整n當(dāng)當(dāng)T T低于設(shè)計(jì)要求時，可保持低于設(shè)計(jì)要求時，可保持W/BW/B不變，適不變，適當(dāng)增加水泥漿當(dāng)增加水泥漿( (C+F+WC+F+W) )；n當(dāng)當(dāng)T T大時，可保持大時，可保持s不變，增加集料不變，增加集料( (S+GS+G) )；n如果粘聚性和保水性不良時，可適當(dāng)增大如果粘聚性和保水性不良時，可適當(dāng)增大砂率砂率s 。n測出拌合物的表觀密度測出拌合物的表觀密度c,t , ,并記錄試拌時并記錄試拌時水泥、砂、石和水的水泥、砂、石和水的實(shí)際用量

20、實(shí)際用量。建筑材料學(xué)混凝土38-2 -2 計(jì)算試配后拌合用量計(jì)算試配后拌合用量 計(jì)算拌和用量：計(jì)算拌和用量： 調(diào)整量為：調(diào)整量為： 則實(shí)際用量：則實(shí)際用量：拌B拌W拌S拌GBWSGBBB拌SSS拌GGG拌n拌合物總質(zhì)量：拌合物總質(zhì)量： 基準(zhǔn)配合比基準(zhǔn)配合比：GSWBMtcbj,MBmtcwj,MWmtcsj,MSmtcj,MGmg-為實(shí)測表觀密度為實(shí)測表觀密度tc,建筑材料學(xué)混凝土40 實(shí)驗(yàn)室配合比實(shí)驗(yàn)室配合比n采用三個不同的配合比：基準(zhǔn)配合比、另外兩個配采用三個不同的配合比：基準(zhǔn)配合比、另外兩個配合比的較基準(zhǔn)配合比合比的較基準(zhǔn)配合比W/BW/B分別增加和減少分別增加和減少0.050.05；n

21、W W應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，s可分別增加和減少可分別增加和減少1%1%。n每種配合比至少制作一組試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到每種配合比至少制作一組試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到2828d d時時進(jìn)行強(qiáng)度測試。由試驗(yàn)得出的各膠水比及其對應(yīng)的進(jìn)行強(qiáng)度測試。由試驗(yàn)得出的各膠水比及其對應(yīng)的混凝土的強(qiáng)度關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出混凝土的強(qiáng)度關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝與混凝土配制強(qiáng)度（土配制強(qiáng)度（f fcu,ocu,o）相對應(yīng)的灰水比相對應(yīng)的灰水比, ,并確定出設(shè)計(jì)并確定出設(shè)計(jì)配合比。配合比。 作圖法作圖法確定最佳水灰比確定最佳水灰比A A：水膠比水膠比+0.05+0.05B B：基準(zhǔn)配合比基準(zhǔn)配合比C C：水膠比水膠比-0.05-0.05建筑材料學(xué)混凝土42實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)配合比實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)配合比n用水量（用水量（m mw w）取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；行適當(dāng)