建材3-3混凝土配合比设计、质量控制

水泥混凝土及砂浆本章学习内容1普通混凝土的组成材料2普通混凝土的主要技术性质3普通混凝土的配合比设计4普通混凝土的质量控制5混凝土外加剂及特种混凝土6砂浆普通混凝土的配合比设计混凝土配合比设计目的：合理选择并确定各组成材料数量之间的比例关系常用的表示方法：以每立方砼中各材料的质量表示：水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）1200kg；以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为1）水泥：砂：石子：水＝1：2.4:4.0:0.60设计的基本要求1、满足强度等级要求结构设计2、满足和易性的要求混凝土施工3、满足耐久性（或其它性能）要求工程环境4、满足经济性的要求节约水泥、尽可能采用地方材料配比设计中的三个基本参数水与水泥之间的比例关系用水灰比表示；砂与石子之间的比例关系用砂率表示；水泥浆与骨料间比例关系用单位用水量（每m3混凝土用水量）反映配合比设计的资料准备了解工程设计要求的混凝土强度等级了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求了解施工部位、断面尺寸及配筋情况了解混凝土施工方法及管理水平掌握原材料的性能指标。水泥──品种、强度等级、密度；砂石骨料──种类、表观密度、级配、最大粒径等；拌和用水──水质情况；外加剂──品种、性能、适宜掺量；掺和料——粉煤灰、矿渣、硅粉等。混凝土配合比设计的步骤Ⅰ初步计算配合比Ⅲ实验室配合比Ⅱ基准配合比Ⅳ施工配合比调整坍落度校核强度、耐久性扣减工地砂石含水量理论及经验公式、表格I、初步计算配合比计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比第三步：确定用水量第四步：确定水泥用量第五步：确定砂率第六步：确定砂石用量混凝土强度的波动规律——正态分布曲线第一步：混凝土配制强度的确定依据公式：fcu.0＝fcu.k+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配制强度（MPa）fcu.k——混凝土立方体抗压强度标准值；σ——混凝土强度标准差（MPa）。σ的确定：A、施工单位有强度历史资料时，依公式计算；B、施工单位无强度历史资料时，查表取用。第二步：初步确定水灰比（W/C）依公式计算满足强度要求的水灰比：fcu,o=Afce(C/W-B)W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)耐久性校核不得大于表4-25中规定的最大水灰比值结果——两者取最小值。第三步：选取每M3混凝土的用水量（mwo)根据所用粗骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，采用经验公式或查表选取1M3混凝土的用水量。塑性和干硬性混凝土的用水量（kg/m3）(普通混凝土配合比设计规程）1651801901551701855－1016017518515016518010－1515517018014516017515－20维勃稠度19521523017519521570－9018520522017019021050－7017519521016018020030－5016518520015017019010－30坍落度mm402016402010碎石最大粒径（mm）卵石最大粒径（mm）指标项目1651801901551701855－1016017518515016518010－1515517018014516017515－20维勃稠度19521523017519521570－9018520522017019021050－7017519521016018020030－5016518520015017019010－30坍落度mm402016402010碎石最大粒径（mm）卵石最大粒径（mm）指标项目第四步：计算1M3混凝土的水泥用量（mco）计算——根据确定的水灰比（W/C）和选用的单位用水量（mwo），可计算出水泥用量（mco）。mco=mwo/(W/C)校核——为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还应满足表4-24规定的最小水泥用量的要求；取值——两者最大值。第五步：选取合理砂率值（βs）方法：Ⅰ、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率；Ⅱ、根据混凝土拌和物的和易性，通过试验求出合理砂率——坍落度最大的最小砂率；Ⅲ、如无试验资料，可根据骨料品种、规格和水灰比，按表选用。混凝土的砂率（％）水灰比（W/C）卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）1020401620400.426－3225－3124－3030－3529－3427－320.530－3529－3428－3333－3832－3730－350.633－3832－3731－3636－4135－4033－380.741－3635－4034－3939－4438－4336－41第六步：计算粗、细骨料的用量A质量法：若原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌和物的表观密度将接近一个固定值。B体积法：假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和。A、质量法（假定表观密度法）：假设1M3混凝土拌和物的质量为某一确定值mcp（1m3混凝土拌和物的假定质量,其值可取2400～2450kg），则可列方程：%100gomsomsomscpmwomsomgomcomB、绝对体积法假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和，可列出下式：α─混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，又可取1。%100100010gosososwwossoggoccommmmmmmII、基准配合比——和易性的调整按初步计算配合比称取实际工程中使用的材料进行试拌，混凝土的搅拌方法，应与生产时使用的方法相同。混凝土搅拌均匀后，检查拌和物的性能。当试拌出的拌和物坍落度或维勃稠度不能满足要求，或粘聚性和保水性不良时，应在保持水灰比不变的条件下相应调整用水量和砂率，直到符合要求为止。然后提出供检验强度用的基准配合比。Ⅲ、实验室配合比——强度校验采用三个不同的配合比，其一为基准配合比，另外两个配合比的W/C较基准配合比分别增加或减少0.05。每种配合比至少制作一组（三块）试件，标准养护到28d时进行强度（或耐久性）测试。由试验得出的各灰水比及其对应的混凝土的强度（和耐久性）关系，用作图法或计算法求出与配制强度（fcu,o）相对应的灰水比,并按下列原则确定出设计配合比。实验室配合比的确定原则•用水量（mw）——在基准配合比的用水量的基础上，根据制作强度试块时测得的坍落度或维勃稠度进行调整。•水泥用量（mc）——由用水量乘以经试验选定出的灰水比计算确定。•粗、细骨料用量（mg和ms）——在基准配合比中的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比作适当调整后确定。实验室配合比的确定原则•将混凝土表观密度的实测值与表观密度计算值进行比较，当二者之差超过2％时，计算校正系数，将已定出的混凝土配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即为确定的设计配合比。计算实测hhδ00ρρⅣ、施工配合比换算现假定工地存放砂的含水率为a（%），石子的含水率为b（％），则将设计配合比换算为施工配合比，其材料称量为：m/c=mc（kg）；m/s=ms(1+a%)（kg）；m/g=mg(1+b%)（kg）m/w=mw-a%ms-b%mg(kg)。混凝土的质量控制与评定混凝土的质量通常是指能用数量指标表示出来的性能，如混凝土的强度、坍落度、含气量等。在混凝土的各项质量指标中，混凝土的强度与其他性能有较好的相关性，能较好地反映混凝土的质量情况，因此，通常以混凝土强度作为评定和控制质量的指标。这些性能在正常稳定连续生产的情况下，其指标可用随机变量描述。因此，可用数理统计方法来控制、检验和评定其质量。质量控制的内容初步控制生产控制合格控制指混凝土强度的验收评定混凝土强度的波动规律——正态分布曲线合格控制：强度的验收评定混凝土强度应分批检验评定。一个验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。评定方法统计法：标准差已知方案和标准差未知方案非统计法统计法——标准差已知方案当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性保持稳定时，应由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求0kcu,mincu,0kcu,cuσ0.7ffσ0.7ff验收批混凝土立方体抗压强度的标准差，应根据前一个检验期内（不应超过三个月）同一品种混凝土试件的强度确定统计法——标准差已知方案当混凝土强度等级不高于C20时，其强度的最小值还应满足下列要求：kcu,mincu,f0.85f当混凝土强度等级高于C20时，其强度的最小值还应满足下列要求：kcu,mincu,f0.90f统计法——标准差未知方案当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用以确定验收批混凝土立方体抗压强的标准差时，应由不少于10组的试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求：kcu,2mincu,kcu,fcu1cufλff0.9Sλf合格判定系数12试件组数10~1415~24≥251.701.651.600.900.85非统计法对试件数量有限，不具备按统计法评定混凝土强度条件的工程，可采用非统计法评定。按非统计法评定混凝土强度时，其强度应同时满足下列要求：kcu,mincu,kcu,cuf0.95ff1.15f评定结果当检验评定结果不能满足统计法或非统计法的要求时，该批混凝土强度判定为不合格。当混凝土试件强度评定为不合格批时，可采用非破损或局部破损的检测方法，按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定，并作为处理的依据。书面作业:1、书上4.26题,砼设计强度等级更改为C35。2、假定4.26题中计算配合比即为实验室配合比，现场砂含水率为2%，石子含水率为1%，换算施工配合比。若没进行施工配合比换算即施工，混凝土的流动性、强度、耐久性、徐变将有何变化？并估计混凝土强度下降程度。3、4.26题中，若采用非引气型高效减水剂，掺量为水泥重量的1.0%，减水率为15%，其它技术要求不变，试重新计算混凝土配合比，并说明掺与不掺减水剂混凝土在水化热、收缩、徐变方面的差异。4、4.25题，只评定强度能否验收合格。