普通混凝土配合比设计(统一模版)ppt课件.ppt

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1、第第3讲讲 普通混凝土普通混凝土 配合比设计配合比设计 胶凝材料胶凝材料水砂砂石子石子建筑材料学混凝土21-2-3-4-5-概念概念模型模型基本参数基本参数准备资料准备资料步骤步骤主要内容主要内容建筑材料学混凝土30 混凝土强度的统计特征混凝土强度的统计特征0.1 混凝土强度的离散性混凝土强度的离散性 混凝土的强度值总是离散的混凝土的强度值总是离散的。n原材料原材料 n施工水平施工水平 n试验条件试验条件建筑材料学混凝土4混凝土质量控制混凝土质量控制强度波动曲线强度波动曲线 强度平均值，也强度平均值，也是混凝土的配制是混凝土的配制强度强度fcu,o设计强度等级设计强度等级fcu,k建筑材料学混

2、凝土50.2 混凝土强度的总体分布混凝土强度的总体分布符合符合正态分布正态分布4 4个特点个特点 n以以平均强度平均强度为对称轴，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。渐趋近于零。n曲线与横座标之间的面积为曲线与横座标之间的面积为概率的总和，等于概率的总和，等于100%100%。n曲线对称轴两侧各有一个曲线对称轴两侧各有一个拐点拐点表明表明离散性，离散性，离开平均值的距离即为离开平均值的距离即为标准标准差差。n曲线曲线窄而高窄而高，说明强度测定值比较集中，说明强度测定值比较集中，施工水平较高施工水平较高。反之，曲线。反之，

3、曲线宽而矮宽而矮，说明强度值离散程度大，说明强度值离散程度大，施工水平较差施工水平较差。建筑材料学混凝土60.3 混凝土强度总体参数估计混凝土强度总体参数估计 n混凝土强度呈正态分布混凝土强度呈正态分布n总体参数总体参数(或特征值或特征值)：n数学期望数学期望(强度平均值强度平均值)n标准差标准差总体参数通常是总体参数通常是未知的未知的，只能根据样本强，只能根据样本强度来估算其度来估算其估计量估计量，即用样本特征值作为总，即用样本特征值作为总体特征值的无偏有效点估计。体特征值的无偏有效点估计。建筑材料学混凝土7强度平均值强度平均值 nnn试件组数；试件组数；nf fcu,icu,i第第i i组

4、试验值。组试验值。n意义：强度平均值反映了混凝土总体强度的意义：强度平均值反映了混凝土总体强度的平均水平平均水平，但不能反映混凝土强度的波动情，但不能反映混凝土强度的波动情况。况。标准差标准差(均方差均方差)nn n 试验组数试验组数(n n25)25)；nf fcu,cu,I I 第第i i组试件的抗压强度，组试件的抗压强度，MPaMPa；nf fcucu n n 组抗压强度的算术平均值，组抗压强度的算术平均值，MPaMPa；nn n 组抗压强度的标准差，组抗压强度的标准差，MPaMPa。n意义：标准差是正态分布曲线上两侧的拐点意义：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

5、离，它反映了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）的情况强度离散性（即波动）的情况。建筑材料学混凝土9强度保证率强度保证率P，%n指在混凝土强度总体中，不小于设计要求的强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（度等级标准值（f fcu,kcu,k）的概率的概率P P()设计设计要求的强度等级的合格率。要求的强度等级的合格率。n工程中工程中P P()值可根据统计周期内，混凝土试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件强度不低于要求强度等级标准值的组数N N0 0与与试件总数试件总数N N(N N25)25)之比求得：之比求得：建筑材料学

6、混凝土101-概念概念：混凝土配合比：混凝土配合比根据工程要求确定的根据工程要求确定的混凝土各组分的比例关混凝土各组分的比例关系系。两种表示方法：。两种表示方法：n1 1m m3 3混凝土中各种材料的质量（混凝土中各种材料的质量（kgkg）n各材料质量比：（以胶材为基准）各材料质量比：（以胶材为基准）水泥水泥m mc c矿物掺合料矿物掺合料m mf f砂砂m ms s石子石子m mg g水水m mw w210kg210kg90kg90kg720kg720kg12001200180kg180kg1 12.44.00.45建筑材料学混凝土112-配合比设计的配合比设计的数学模型数学模型n体积法体积

7、法绝对体积法绝对体积法n质量法质量法假定表观密度法假定表观密度法建筑材料学混凝土122.1 绝对体积法绝对体积法n ：各组成材料的表观密度，：各组成材料的表观密度，kg/mkg/m3 3，水可取水可取10001000kg/mkg/m3 3；水泥密度实测或取水泥密度实测或取2900-3100kg/m2900-3100kg/m3 3n ：混混凝凝土土的的含含气气量量百百分分数数，在在不不使使用用引引气气型型外外加加剂剂时时，可可取为取为1 1。1m3混凝土的体积等于各材料混凝土的体积等于各材料体积体积之和之和。水泥水泥细骨料细骨料 粗骨料粗骨料水水空气空气掺和料掺和料绝对体积法续建筑材料学混凝土1

8、3建筑材料学混凝土14建筑材料学混凝土15建筑材料学混凝土162.2 假定表观密度法假定表观密度法缺陷缺陷未考虑含气量，以及组成的材质的影响。未考虑含气量，以及组成的材质的影响。混凝土的表观密度等于单位体积各组分材料混凝土的表观密度等于单位体积各组分材料质量质量之和。之和。假定表观密度，其值取假定表观密度，其值取23502450kg水泥水泥 粗骨料粗骨料 细骨料细骨料水水掺和料掺和料表观密度法续建筑材料学混凝土17建筑材料学混凝土183-基本参数基本参数W/BW/B：水胶比：水胶比：单位用水量：单位用水量：砂率：砂率建筑材料学混凝土19参数取值原则参数取值原则n1 1 同时满足同时满足强度、耐

9、久性强度、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较小的。较小的。n3 3 在满足在满足粘聚性粘聚性要求下，取砂率较小的。要求下，取砂率较小的。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。建筑材料学混凝土204-准备资料准备资料n混凝土性能要求：强度等级、耐久性、工作性；混凝土性能要求：强度等级、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、养护工艺；施工方法、养护工艺；n施工单位的管理水平。施工单位的管理水平。fcu,k最小最小C，最大，最大W/CT

10、fce，0，Dmax，f，级配级配 建筑材料学混凝土215-混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计的步骤初步计算配合比初步计算配合比 实验室配合比实验室配合比 基准配合比基准配合比 施工配合比施工配合比调整工作性调整工作性调整工作性调整工作性校核强度校核强度校核强度校核强度考虑砂石含水考虑砂石含水考虑砂石含水考虑砂石含水试配的依据试配的依据试配的依据试配的依据建筑材料学混凝土22 初步初步计算计算配合比配合比5步计算步计算n第第1 1步：算试配强度步：算试配强度f fcu,ocu,o n第第2 2步：算水胶比步：算水胶比W/BW/B n第第3 3步：查用水量步：查用水量W W，确定胶材用量，确

11、定胶材用量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用量用量建筑材料学混凝土23第第1 1步：算试配强度步：算试配强度f fcu,ocu,o 混凝土配制强度（混凝土配制强度（MPaMPa）；）；混凝土立方体抗压强度标准值（混凝土立方体抗压强度标准值（MPaMPa）；）；混凝土强度标准差（混凝土强度标准差（MPaMPa）；）；取取1.6451.645：P=95%P=95%强度保证率系数。强度保证率系数。设计强度等级设计强度等级C60：当设计强度等级当设计强度等级 C60建筑材料学混凝土24的确定的确定 n施工单位有强度历史资料时，依

12、公式计算；施工单位有强度历史资料时，依公式计算；n施工单位无强度历史资料时，查表。施工单位无强度历史资料时，查表。C20 C25-C45 C50-C55C20 C25-C45 C50-C55 4.0 5.0 6.0 4.0 5.0 6.0建筑材料学混凝土25第第2 2步：算水胶比步：算水胶比W/BW/B 回归系数回归系数,碎石碎石0.53,0.20;0.53,0.20;卵石卵石0.49,0.130.49,0.13 胶凝材料胶凝材料28d28d抗压强度实测值（抗压强度实测值（MPaMPa）。）。*与耐久性要求的最大与耐久性要求的最大W/BW/B比较，取较小者！比较，取较小者！建筑材料学混凝土26

13、最大最大W/B GB50010-2010混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范第第3 3步：查步：查T T4-284-28用水量用水量W W，确定胶材用量，确定胶材用量B BWDm、T坍落度坍落度mm卵石最大粒径（卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（碎石最大粒径（mm）102031.540102031.54010-3019017016015020018517516535-5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575-90215195185175230215205195*B B与耐久性要求的最小与耐久性要求的最小B B比较，取较大

14、者！比较，取较大者！建筑材料学混凝土28重要法则重要法则1：恒定用水量法则：恒定用水量法则n内容：在配制混凝土时，当所用粗细集料的种类内容：在配制混凝土时，当所用粗细集料的种类及比例一定时，为获得要求的流动性及比例一定时，为获得要求的流动性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有所变动有所变动(1m(1m3 3混凝土水泥用量增减混凝土水泥用量增减5050100kg)100kg)时，也时，也无甚无甚影响影响。表。表。为混凝土配合比设计时确定为混凝土配合比设计时确定拌合用水量拌合用水量带来很带来很大方便；大方便；单位用水量单位用水量的

15、选用依据：的选用依据：骨料种类和粒径要求的坍落度值骨料种类和粒径要求的坍落度值建筑材料学混凝土29最小最小B用量（用量（B=C+F）建筑材料学混凝土30矿物掺合料矿物掺合料F用量用量n根据经验预设掺加比例：根据经验预设掺加比例：fn计计算算F用量用量n复核：是否复核：是否满满足最大用量的要求足最大用量的要求建筑材料学混凝土31矿物掺合料矿物掺合料F最大用量最大用量-钢筋砼钢筋砼采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的部分计入以上的部分计入F值！值！建筑材料学混凝土32矿物掺合料矿物掺合料F最大用量最大用量-预应力砼预应力砼采用其他通用

16、硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的部分计入以上的部分计入F值！值！第第4 4步：查步：查表表4-294-29砂率砂率s水胶比水胶比（W/BW/B）卵石最大粒径（卵石最大粒径（mmmm）碎石最大粒径（碎石最大粒径（mmmm）1010202040401616202040400.400.402626323225253131242430303030353529293434272732320.500.503030353529293434282833333333383832323737303035350.600.60333338383232373731

17、3136363636414135354040333338380.700.70363641413535404034343939393944443838434336364141sW/B、Dm第第5 5步：算砂步：算砂S S、石、石G G用量用量质质量量法法体体积积法法或者按下式计算建筑材料学混凝土35建筑材料学混凝土36 基准配合比基准配合比n按按初步计算配合比初步计算配合比称取实际材料进行试拌。称取实际材料进行试拌。n主要任务：主要任务：调整工作性调整工作性。建筑材料学混凝土37-1 1 工作性调整工作性调整n当当T T低于设计要求时，可保持低于设计要求时，可保持W/BW/B不变，适不变，适当增

18、加水泥浆当增加水泥浆(C+F+WC+F+W)；n当当T T大时，可保持大时，可保持s不变，增加集料不变，增加集料(S+GS+G)；n如果粘聚性和保水性不良时，可适当增大如果粘聚性和保水性不良时，可适当增大砂率砂率s 。n测出拌合物的表观密度测出拌合物的表观密度c,t,并记录试拌时并记录试拌时水泥、砂、石和水的水泥、砂、石和水的实际用量实际用量。建筑材料学混凝土38-2-2 计算试配后拌合用量计算试配后拌合用量 计算拌和用量：计算拌和用量：调整量为：调整量为：则实际用量：则实际用量：n拌合物总质量：拌合物总质量：基准配合比基准配合比：-为实测表观密度为实测表观密度建筑材料学混凝土40 实验室配合

19、比实验室配合比n采用三个不同的配合比：基准配合比、另外两个配采用三个不同的配合比：基准配合比、另外两个配合比的较基准配合比合比的较基准配合比W/BW/B分别增加和减少分别增加和减少0.050.05；nW W应与基准配合比相同，应与基准配合比相同，s可分别增加和减少可分别增加和减少1%1%。n每种配合比至少制作一组试件，标准养护到每种配合比至少制作一组试件，标准养护到2828d d时进时进行强度测试。由试验得出的各胶水比及其对应的混行强度测试。由试验得出的各胶水比及其对应的混凝土的强度关系，用作图法或计算法求出凝土的强度关系，用作图法或计算法求出与混凝土与混凝土配制强度（配制强度（f fcu,o

20、cu,o）相对应的灰水比相对应的灰水比,并确定出设计配并确定出设计配合比。合比。作图法作图法确定最佳水灰比确定最佳水灰比A A：水胶比水胶比+0.05+0.05B B：基准配合比基准配合比C C：水胶比水胶比-0.05-0.05建筑材料学混凝土42实验室设计配合比实验室设计配合比n用水量（用水量（m mw w）取基准配合比中的用水量，并根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；行适当的调整；n胶材用量（胶材用量（m mc c+m+mf f）以用水量乘以选定出的胶水以用水量乘以选定出的胶水比计算确定；比计算确定

21、；n粗、细骨料用量（粗、细骨料用量（m mg g、m ms s）取基准配合比中的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粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行适当的调整。调整。建筑材料学混凝土43 施工配合比施工配合比建筑材料学混凝土44第第3讲讲 结束结束建筑材料学混凝土45Bolomey 公式公式f fcucu混凝土混凝土2828d d抗压强度，抗压强度，MPaMPaf fb b 胶凝材料胶凝材料2828d d抗压强度抗压强度实测值实测值，MPa MPa a、b回归系数回归系数，与骨料的品种有关，与骨料的品种有关.fcu=a fb（B/W b）建筑材料学混凝土46fb=fsfce=fscfce,gfce水泥水泥2828d d抗压强度抗压强度实测值实测值，MPaMPafce，g水泥强度等级值，水泥强度等级值，MPa MPa f，s 粉煤灰、粒化高炉矿渣粉影响系数粉煤灰、粒化高炉矿渣粉影响系数 c 水泥强度等级值的富裕系数水泥强度等级值的富裕系数.fb：胶凝材料胶凝材料28d抗压强度抗压强度实测值实测值，MPa建筑材料学混凝土47影响系数影响系数f，s取值取值建筑材料学混凝土48富裕系数富裕系数c取值取值水泥水泥强强度等度等级值级值32.542.552.5富裕系数富裕系数c1.121.161.10建筑材料学混凝土49混凝土最小含气量混凝土最小含气量