混凝土质量控制配合比计算

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1、5.4 普通混凝土的质量控制,混凝土的质量控制（quality control），具有十分重要的意义，否则，即使有良好的原材料和正确的配合比，仍不一定能生产出优质的混凝土。,5.4.1混凝土质量的波动与控制,引起混凝土质量波动的因素: 原材料质量的波动，组成材料计量的误差，搅拌时间、振捣条件与时间、养护条件的波动与变化，以及试验条件等的变化。 混凝土生产中的质量控制，可以分为三个阶段： 初步控制为混凝土的生产控制提供组成材料的有关参数，包括组成材料的质量检验与控制、混凝土配合比的确定等。 生产控制这是使生产和施工全过程的工序能正常运行，它主要包括混凝土组成材料的计量、混凝土拌合物的搅拌、运输、

2、浇筑和养护等工序的控制。 合格控制包括对混凝土产品的检验与验收、混凝土强度的合格评定等。,5.4.2混凝土强度波动规律正态分布,反映工程质量的混凝土试块强度值，可以看作是遵循正态分布曲线分布的。 （1）曲线呈钟形，在对称轴两侧曲线上各有一个拐点，拐点距对称轴等距离。 （2）曲线高峰为混凝土平均强度 的概率，以平均强度为对称轴，左右两边曲线是对称的。距对称轴愈远，出现的概率愈小，并逐渐趋近于零，亦即强度测定值比强度平均值愈低或愈高者，其出现的概率就愈少，最后逐渐趋近于零。 （3）曲线与横坐标之间围成的面积为概率的总和，等于100%。 可见，若概率分布曲线形状窄而高，说明强度测定值比较集中，混凝土

3、均匀性较好、质量波动小，施工控制水平高，这时拐点至对称轴的距离小。若曲线宽而矮，则拐点距对称轴远，说明强度离散程度大，施工控制水平低。,5.4.3混凝土质量评定的数理统计方法,用数理统计方法求出正常生产控制条件下混凝土强度的平均值、标准差、变异系数和强度保证率等指标，然后进行综合评定。 （1）混凝土强度平均值 （2）混凝土强度标准差（） 标准差又称均方差，它表明分布曲线拐点距强度平均值的距离。值愈大，说明其强度离散程度愈大，混凝土质量也愈不稳定。,（3）变异系数（CV） 变异系数又称离散系数或标准差系数。CV值愈小，说明混凝土质量愈稳定，混凝土生产的质 量水平愈高，可根据标准差和强度不低于要求

4、强度等级值的百分率P，参照表5.23 来评定混凝土生产管理水平。,(4)混凝土的强度保证率（P） 混凝土的强度保证率P（%）是指混凝土强度总体中，大于设计强度等级（fcu，k）的概率，以混凝土强度正态分布曲线上的阴影部分来表示。低于设计强度等级（fcu，,k）的强度所出现的概率为不合格率。 混凝土强度保证率P（%）的计算方法为：,则强度保证率P（%）就可由正态分布曲线方程积分求得，或由数理统计书中的表内查到P值。 工程中P（%）值，可根据统计周期内混凝土试件强度不低于要求强度等级的组数N0与试件总数N（N25）之比求得，即,5.4.4.混凝土配制强度,在施工中配制混凝土时，如果所配制混凝土的强

5、度平均值等于设计强度（fcu,，k），则由图5.35 可知，这时混凝土强度保证率只有50%。 因此，为了保证工程混凝土具有设计所要求的95%强度保证率，则在进行混凝土配合比设计时，必须要使混凝土的配制强度大于设计强度。,5.4.5混凝土强度的合格性判定,混凝土强度的评定采用抽样检验，根据设计对混凝土强度的要求和抽样检验的原理划分验收批、确定验收规则。 混凝土强度应分批进行检验评定。混凝土强度评定分为统计法和非统计法两种,采用何种方法评定应根据实际生产情况确定，应符合国家标准混凝土强度检验评定标准（GBJ107）的规定。,当评定结果满足标准规定时时，该批混凝土强度判为合格。否则，判为不合格。 由

6、不合格批混凝土制成的结构或构件，应进行鉴定。对不合格的结构或构件必须及时处理。当对混凝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混凝土的强度进行推定，并作为处理的依据。 结构或构件拆模、出池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张，以及施工期间需短暂负荷时的混凝土强度，应满足设计要求或现行国家标准的有关规定。,。,5.5普通混凝土配合比设计,混凝土配合比是指混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。 常用的表示方法有两种：一种是以每1 m3混凝土中各项材料的质量表示，如水泥300 kg、水180kg、砂720kg、石子1200kg，其

7、每1m3混凝土总质量为2400kg； 另一种表示方法是以各项材料相互间的质量比来表示（以水泥质量为1），将上例换算成质量比为： 水泥砂石=12.44,水灰比=0.60。当掺加外加剂或混凝土掺合料时，其用量以水泥（或胶凝材料）用量的质量百分比来表示。,5.5.1混凝土配合比设计的基本要求和主要参数,任务根据材料的技术性能、工程要求、结构形式和施工条件来确定混凝土各组分的配合比例。4项基本要求： (1)满足结构设计的强度等级要求； (2)应使混凝土拌合物具有良好的和易性； (3)应满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求，即满足抗冻、抗渗、抗腐蚀等方面的要求； (4)符合经济原则，在保证混凝土质量的前

8、提下，应尽量做到节约水泥，合理地使用材料和降低成本。,配合比设计，就是确定水泥、水、砂与石子这四项基本组成材料用量之间的三个比例关系： 水与水泥之间的比例关系，用水灰比表示； 砂与石之间的比例关系，用砂率表示； 水泥浆与骨料之间的比例关系，用单位用水量（1m3混凝土的用水量）来反映,5.5.2混凝土配合比设计的步骤,5.5.2.1初步配合比的计算 （1）配制强度（fcu,o）的确定 当设计要求的混凝土强度等级已知，混凝土的配制强度可按下式确定： fcu,o fcu,k +1.645 (5.14) 其中混凝土强度标准差可由混凝土生产单位同类混凝土统计资料计算确定（n25）。 当混凝土强度等为C2

9、0、C25，其强度标准差计算值低于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不低于2.5MPa；当强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值低于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不低于3.0MPa。无统计资料计算混凝土强度标准差时，其可按表5.25取用。,（2）初步确定水灰比值（W/C） 根据已测定的水泥实际强度fce、粗骨料种类及所要求的混凝土配制强度（fcu,0） 当混凝土强度等级小于C60时，按混凝土强度公式计算所要求的水灰比值； 为了保证混凝土必要的耐久性，水灰比还不得大于表5.21中规定的最大水灰比值，如计算所得的水灰比大于规定的最大水灰比值时，应取规定的最大水灰比值。,

10、（3）选取每1m3混凝土的用水量（mw0） 用水量的多少，主要根据所要求的混凝土坍落度值及所用骨料的种类、最大粒径来选择。所以 应先考虑工程种类与施工条件，按表5.17 确定适宜的坍落度值，再确定每1m3混凝土的用水量。 1）干硬性和塑性混凝土用水量的确定 水灰比范围在0.40.8之间的干硬性和塑性混凝土，其用水量按表5.26和表5.27选取。 水灰比小于0.4的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。,2)流动性或大流动性混凝土用水量的确定 用水量以表5.26中坍落度为90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。 掺外加剂

11、时的混凝土用水量可按下式计算： 式中 mwa掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg； mw0未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg； 外加剂的减水率（），由试验确定。,（4）计算1m3混凝土的水泥用量（mco） 根据已选定的1m3混凝土用水量（mw0）和算出的水灰比（W/C）值，可求出水泥用量（mC0）： 为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还要满足表5.21中规定的最小水泥用量的要求 如计算出水泥用量小于规定的最小水泥用量，则取规定的最小水泥用量值。,（5）选取合理的砂率值（S） 合理的砂率值主要应根据混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定。一般应通过 试验找出

12、合理砂率。如无使用经验和历史资料可参考时，混凝土砂率可按表5.28选取。,另外，砂率也可根据以砂填充石子空隙，并稍有富余，以拨开石子的原则来确定。根据此原则可列出砂率计算公式如下： 式中 s砂率，%； ms0 、 mg0分别为每1m3混凝土中砂及石子用量，kg； Vos、Vog分别为每1m3混凝土中砂及石子松散体积，m3； osog分别为砂和石子堆积密度，kg/m3 ； P石子空隙率，%； 砂浆剩余系数，又称拨开系数，一般取1.11.4。,（6）计算粗、细骨料的用量（mg0和ms0） 粗、细骨料用量的计算方法有假定表观密度法和体积法： 1）假定表观密度法（重量法） 根据经验，如果原材料质量比较

13、稳定，所配制的混凝土拌合物的表观密度接近一个固定值。根据工程经验估计每立方米混凝土拌合物的重量，按下列方程组计算粗、细骨料用量： 每立方米混凝土拌合物的假设重量可根据历史经验取值。如无资料时可根据骨料的类型、粒径以及混凝土强度等级，在2350kg2450kg范围内选取。,2）体积法 假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气体积之总和。因此对1m3 混凝土拌合物，可按下列方程组计算出粗细骨料的用量： 式中 c水泥密度，kg/m3，可取2900kg/m33100kg/m3； 混凝土含气量百分数，；在不使用引气型外加时，可取为1； 通过以上步骤便可将水、水泥、砂和石子的用

14、量全部求出，得到初步配合比，供试配用。 以上混凝土配合比计算公式和表格，均以干燥状态骨料为基准（干燥状态骨料系指含水率小于0.5%的细骨料或含水率小于0.2%的粗骨料），如需以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应作相应的修改。,5.5.2.2 配合比的试配、调整与确定 （1）配合比的试配、调整 以上求出的各材料的用量，是借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查得的，不一定能够符合实际情况，必须通过试拌调整，和易性符合要求为止，然后提出供检验混凝土强度用的基准配合比。 和易性的调整方法： 按初步配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌后应测定坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。

15、当坍落度低于设计要求，可保持水灰比不变，增加适量水泥浆。如坍落度太大，可在保持砂率不变条件下增加骨料。如出现含砂不足，粘聚性和保水性不良时，可适当增大砂率；反之应减小砂率。每次调整后再试拌，直到符合要求为止。当试拌调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的表观密度（c,t）。, 强度、水灰比检验 经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比，其水灰比值不一定选用恰当，其结果是强度不一定符合要求。 检验混凝土的强度时，一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比增加及减少0.05，其用水量与基准配合比相同，砂率值可分别增加或减少1%。 每种配合比制作一组（三块）

16、试块，标准养护28d试压（在制作混凝土强度试块时，尚需检验混凝土拌合物的和易性及测定表观密度，并以此结果作为代表这一配合比的混凝土拌合物的性能）。,（2）配合比的确定 由试验得出的各灰水比值时的混凝土强度，用作图法或计算求出与fcu,0 相对应的灰水比值。并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量： 用水量（mw）取基准配合比中的用水量值，并根据制作强度试块时测得的坍落度（或维勃稠度）值，加以适当调整; 水泥用量（mc）取用水量乘以经试验定出的、为达到fcu,0 所必需的灰水比值； 粗、细骨料用量（mg）及（ms）取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的水灰比值作适当调整。,（3）混凝土表观密度的校正 经试配确定配合比后的混凝土，尚应按下列步骤进行校正： 1）应根据前面确定的材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值c,c： 2）按下式计算混凝土配合比校正系数：,当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对