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1、第七节 普通混凝土配合比设计,混凝土配合比概念,混凝土配合比：混凝土配合比是指根据工程要求来确定的混凝土各组分的比例关系。,常用的表示方法,1 以每1m3混凝土中各项材料的质量表示，水泥（mc）、水（mw）、砂（ms）、石子（mg）；如：水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）1200kg；2 以各材料质量比表示（以水泥质量为1）水泥（mc）：砂（ms）：石子（mg）：水（mw）1：2.4:4.0:0.45,一、混凝土强度离散的统计特征,(一)混凝土强度的离散性原因 混凝土的强度值总是离散的。原材料 施工水平 试验条件,质量控制图,质量控制图说明中心控制
2、线为强度平均值fcu（也是混凝土的配制强度fcu,o）；下控制线为混凝土的设计强度等级fcu，k，最低限值线fcu,min。把每次试验结果逐日填画在图上。若强度测定值全部落在上、下控制线内，而且其排列是随机的没有异常情况，说明生产过程处于正常稳定状态。如果强度测定值落在下控制线以下，就要及时查明原因予以纠正。如果强度测定值落于线以下，则混凝土质量有问题，不能验收。,(二)混凝土强度的总体分布函数,混凝土强度符合正态分布。正态分布的特点是：1)以平均强度为对称轴，两边对称。距对称轴越远，出现的概率越小，并逐渐趋近于零。2)曲线与横座标之间的面积为概率的总和，等于100%。3)曲线对称轴两侧各有一
3、个拐点。4)曲线窄而高，说明强度测定值比较集中，施工水平较高。反之，曲线宽而矮，说明强度值离散程度大，施工水平较差。,正态分布曲线,(三)混凝土强度总体参数估计,混凝土强度呈正态分布，其中总体参数(或特征值)有两个。一个是数学期望(强度平均值)，一个是标准差。总体参数通常是未知的，只能根据样本强度来估算其估计量，即用样本特征值作为总体特征值的无偏有效点估计。,1 强度平均值,n试件组数；fcu,i第i组试验值。意义：强度平均值反映了混凝土总体强度的平均水平，但不能反映混凝土强度的波动情况。,2 标准差(均方差),n 试验组数(n25)；fcu,I 第i组试件的抗压强度，MPa；n 组抗压强度的
4、算术平均值，MPa；n 组抗压强度的标准差，MPa。意义：标准差是正态分布曲线上两侧的拐点离开强度平均值处对称轴的距离，它反映了强度离散性（即波动）的情况。,fcu,3.强度保证率P%的概念,强度保证率。它是指在混凝土强度总体中，不小于设计要求的强度等级标准值（fcu,k）的概率P()。(设计要求的强度等级的合格率)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标准值的组数N0与试件总数N(N25)之比求得.,二、配合比设计的数学模型,体积法重量法,1、绝对体积法,内容：1m3混凝土的体积等于各材料绝对体积之和（包括空气体积）。水泥密度（kg/m3），见后表；粗骨料的表观密度
5、（kg/m3）；细骨料的表观密度（kg/m3）；水的密度（kg/m3）；可取1000kg/m3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂 时，可取为1。,基本参数,W/C,水泥密度,PI、P：3.0-3.2（g/cm3）PO：3.1PPP、P,2、假定表观密度法,内容：混凝土的表观密度等于单位体积各组分材料质量之和。每立方米混凝土的水泥用量（kg）；每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；每立方米混凝土的用水量（kg）；每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；其值可取23502450kg。,基本参数,W/C,三、混凝土配合比设计的基本要求,强 度：满足混凝土结
6、构设计；工作性：满足混凝土施工；耐久性：满足工程所处环境；经济性：符合经济原则。,四、参数取值的几个原则,1 在同时满足强度、耐久性前提下，取W/C大的。2 在符合工作性要求前提下，取W较小的。3 在满足粘聚性要求下，取砂率较小的。4 注意最大水灰比、最小水泥用量要求。,五、有关资料准备,混凝土性能要求：强度等级、耐久性、工作性；原材料：骨料、水泥、水；工程特点：构件断面尺寸及钢筋配制；施工养护工艺：施工方法；施工单位的管理水平。,六、混凝土配合比设计的步骤,初步计算配合比,实验室配合比,基准配合比,施工配合比,调整工作性,校核强度、耐久性,考虑砂石含水率,试配的初步依据,初步计算配合比,计算
7、步骤 第1步：确定配制混凝土强度 第2步：确定水灰比 第3步：确定用水量 第4步：确定水泥用量 第5步：确定砂率 第6步：确定砂石用量,-1 计算配制强度,混凝土配制强度（MPa）；混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；混凝土强度标准差（MPa）；1.645：强度保证率系数。,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。,C20 C20-C35 C35 4.0 5.0 6.0混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204）,-2 计算水灰比,回归系数；水泥28d抗强度实测值（MPa）。,注1：的确定,当无水泥28d抗压强度实测值时，可按下式确定：水泥强度
8、等级值的富余系数，可按实际统 计资料确定；水泥强度等级值（MPa）。,注2：回归系数、选用表,-3 选取每立方米混凝土的用水量,-4 计算单位水泥用量,W/C=/=/(W/C),-5 选取砂率,-6 计算砂石用量,重量法,体积法,基准配合比,按初步计算配合比称取实际工程中使用的材料进行试拌。,-1 拌和物工作性调整,调整：当坍落度低于设计要求时，可保持水灰比不变，适当增加水泥浆；当坍落度大时，可保持砂率不变，增加集料；如果粘聚性和保水性不良时，可适当增大砂率。测出拌合物的表观密度,并记录试拌时水泥、砂、石和水的实际用量。,-2 计算试配后拌合用量,1.实际拌和用量：设调整量为：实测表观密度：则
9、：,拌合物总质量：则基准配合比（折算为1m3混凝土的用量）为：,实验室配合比,采用三个不同的配合比。其中一个应为本基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05；用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。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混凝土配制强度（fcu,o）相对应的灰水比,并确定出设计配合比。,作图法确定最佳水灰比,A：水灰比+0.05B：基准配合比C：水灰比-0.05,确定出实验室设计配合比,用水量（mw）取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行适当的调整；水泥用量（mc）以用水量乘以选定出的灰水比计算确定；粗、细骨料用量（mg、ms）取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行适当的调整。,施工配合比,第七节 结束本 章 结束,
