第六章 质量控制和配合比设计.ppt
主讲：李瑞璟第一节 混凝土质量控制一、质量控制的三个过程：混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。混凝土生产过程中的生产控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。混凝土生产后的合格性控制，即对混凝土强度及其他指标进行检验评定。二、混凝土质量（强度）波动的规律正态分布 正态分布的特点：1.曲线形态呈钟型，在对称轴的2.两侧曲线上各有一个拐点。拐点至对称轴的距离等于标准差。2.曲线以平均强度为对称轴两边对称。3.曲线与横座标之间围成的面积为总概率，即100%。4.曲线越窄、越高，表明混凝土匀质性好，施工管理水平高。若曲线宽且矮，施工管理水平差。1、强度平均值：、强度平均值：能反映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。n 试件组数；fcu,i 第 i 组试件强度值。例：A、B两个施工工地分别对其混凝土28d强度测定，A工地为：27、28、29、30、31、32、33MPa。fcu,i 30MPa B工地为：24、26、28、30、32、34、36MPa。fcu,i 30MPa2 2、强度标准差（又称均方差）：、强度标准差（又称均方差）：反映了强度离散性（即波动）反映了强度离散性（即波动）的情况。的情况。A工地为：B工地为：3 3、变异系数：、变异系数：变异系数愈小。表示混凝土质量愈稳定；变异系数值大，则变异系数愈小。表示混凝土质量愈稳定；变异系数值大，则表示混凝土质量稳定性差。表示混凝土质量稳定性差。A工地为：Cv B工地为：Cv 4、强度保证率：、强度保证率：设计要求的强度等级的合格率，此即强度保证率。它设计要求的强度等级的合格率，此即强度保证率。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（准值（f fcu,k）的概率）的概率P()。首先，计算出概率度t，即 再根据t值，由下表查得保证率P。令混凝土配制强度配制强度等于混凝土平均强度平均强度，即，再以此式代入概率度t计算式，则。当P95时，t1645，因此:第二节 混凝土配合比设计一、配合比设计的基本要求 混凝土拌合物须具有与施工条件相适应的和易性。满足混凝土结构设计的强度等级。具有适应所处环境条件下的耐久性。在保证上述三项基本要求前提下的经济性。二、混凝土配合比设计的依据 1.三个基本参数的确定单位用水量：在满足施工要求和易性基础上，根据粗骨料种类和规格确定；水灰比：在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；砂 率：砂在骨料中的数量应以填充石于空隙后略有富余的原则来确定。2混凝土配合比设计的算料基准以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时其中骨料以干燥状态为基准。所谓干燥状态的骨料系指细骨科含水率小于0.5，粗骨料含水率小于0.2。如果以饱和面干骨科为基准进行计算时，则应作相应的修改。三、配合比设计的方法与原理1.体积法：又称绝对体积法，假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及其所含少量空气体积之和。2.重量法：当混凝土所用原材料比较稳定时，则所配制的混凝土其表观密度将接近一个恒值，每立方米混凝土的假定重量(mcp)可根据骨科的表观密度、粒径以及混凝土强度等级，在23502450kg范围内选定。四、混凝土配合比设计的步骤1初步配合比计算；2混凝土试配，调整坍落度，得到基准配合比；3试件的制作，校核强度，得到实验室配合比；4含水率调整，得到施工配合比。（一）初步混凝土配合比的计算例题1：某工程采用现浇混凝土梁柱结构，最小截面尺寸为300 mm，钢筋最小净距为60 mm。混凝土设计强度等级为fcu,k=30 MPa，采用机械搅拌，插入式振动棒浇捣，施工时要求混凝土坍落度为3050 mm。施工单位的强度标准差为2.5 MPa。所用材料：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，实测28 d强度为49.4 MPa，密度c=3 150 kg/m3；中砂：符合区级配，表观密度0s=2 600 kg/m3；卵石：粒级540mm,表观密度0g=2 650 kg/m3；现场砂含水率3，碎石含水率2。求初步混凝土配合比。混凝土配制强度计算混凝土配制强度计算 fcu.0=fcu.k+1.645 =30+1.6452.5 =34.1 MPa 计算水灰比计算水灰比 当混凝土强度等级小于C60时，水灰比按下式计算 （1）满足强度的W/C fcu.0=A fce（C/W-B）34.1=0.48 49.4(C/W-0.33)W/C=0.55 （2）满足耐久性的要求 最大W/C=0.7，所以 取 W/C=0.55 选取每立方米混凝土用水量选取每立方米混凝土用水量每立方米混凝土用水量的确定，应符合下列规定：A.塑性混凝土，塑性混凝土，水灰比在0.400.80范围时用水量可按下表选取：B.水灰比小于水灰比小于0.40的混凝土，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。C.掺外加剂的大流动性混凝土。掺外加剂的大流动性混凝土。（选取160kg/m3）计算水泥用量计算水泥用量水灰比为0.55，用水量为160 kg，则水泥用量（mco）为:mco=mwo/w/c =160/0.55=291kg选择砂率选择砂率坍落度为1060 mm的混凝土砂率，可按下表 选取。选取砂率0.32砂、石用量计算砂、石用量计算当采用体积法时，式中c水泥密度，kg/m3，g粗骨料的表观密度，kg/m3；s细骨料的表观密度，kg/m3；w水的密度，kg/m3，可取1 000 kg/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解得：mso615kg，mgo1307kg故混凝土配合比为：水泥:砂:石子:水=291:615:1307:160 =1:2.11:4.49:0.55当采用重量法时，式中mc0每立方米混凝土的水泥用量，kg;mg0每立方米混凝土的粗骨料用量，kg;ms0每立方米混凝土的细骨料用量，kg;mw0每立方米混凝土的用水量，kg;mcp每立方米混凝土拌合物的假定用量，kg，其值可取2 3502 450 kg;s砂率，。代入数值,计算ms0,mg0,其中mcp=2 400 kg/m3 解得：mso624kg，mgo1326kg故混凝土配合比为：水泥:砂:石子:水=291:624:1 326:160 =1：2.14：4.56：0.55（二）基准配合比和试验室配合比的确定1.和易性调整确定基准配合比。2.强度复核确定试验室配合比。根据和易性满足要求的基准配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；并保持用水量不变，水灰比分别增加和减少0.05再配制两组混凝土试件。（三）施工配合比 例2：根据初步计算配合比，称取16L各材料用量进行混凝土和易性试拌。测得混凝土坍落度T=20mm，小于设计要求，增加5%的水泥和水，重新搅拌测得坍落度为50mm，且粘聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝土表观密=2380kg/m3，求基准配合比。又经混凝土强度试验，28天抗压强度为38.5MPa，恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含水率3.5%，石子含水率1.0%，求施工配合比。作业作业 某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C20，混凝土表观密度为2400kg/m3。钢筋密度一般，要求施工坍落度3 5 cm。原材料的情况如下：矿渣硅酸盐水泥，fce=36MPa，c=3.08g/cm3 河砂，Mx=2.1,（2.21.6 细砂）as=2.68g/cm3，碎石，粒级5 20mm，ag=2.72g/cm3，自来水 求：初步配合比初步配合比计算初步配合比计算 Trial Mixes1、计算配制强度计算配制强度 fcu，0 Design Mean Strength fcu.0=fcu.k+1.645 =20+1.6454.0 =26.58 MPa2、确定、确定W/C Determine the cement-water ratio c/w （1）满足强度的W/C fcu.0=A fce（C/W-B）26.58=0.46 36(C/W-0.07)W/C=0.59 （2）满足耐久性的要求 最大W/C=0.7，所以 取 W/C=0.593、1m3混凝土用水量混凝土用水量（1）根据工程种类、施工条件选择坍落度T。（2）查表，得W。W。=195kg细砂增加510kg，所以W。=200kg4、水泥用量、水泥用量C。C。=W C/W =200 1/0.59 =339 kg/m3查表得最小水泥用量为250 kg/m3，所以 C。=339 kg/m35 5、砂率、砂率Sp Sp：应根据混凝土拌合物的和易性来确定。（1）查表法（2）实验法（3）公式法 查表得Sp=0.38因是细砂降低35%，所以 Sp=34%6、砂、石用量、砂、石用量S S。G G。（1）绝对体积法 C。/c+S。/as+G。/ag+W。/w+10=1000 S。/（S。+G。）=Sp（2）假定表观密度法 C。+S。+G。+W。=。h S。/（S。+G。）=Sp得：S。=633kg G。=1228kg7、混凝土初步配合比、混凝土初步配合比（1）1m3混凝土各材料用量：C。=339kg S。=633kg G。=1228kg W。=200kg（2）比例法 C：S：G=1：1.87：3.62 W/C=0.59
