1、主讲：李瑞璟,第六章 混凝土质量控制和配合比设计,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： 曲线形态呈钟型，在对称轴的 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、
2、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：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 30MPaB工地为：24、26、28、30、32、34、36MPa。 fcu,i 30MPa,2、强度标准差（又称均方差）：反映了强度离散性（即波动）的情况。A工地为：B工地为：,3、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，则表示混凝土质量稳定性差。 A
3、工地为： Cv B工地为： Cv ,4、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()。,首先，计算出概率度t，即再根据t值，由下表查得保证率P。,令混凝土配制强度等于混凝土平均强度，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
4、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
5、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
6、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 fcu.0 = fcu.k+1.645= 30+1.6452.5= 34.1 MPa,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/Cfcu.0=A fce（C/W-B）34.1=0.48 49.4 (C/W-0.33)W/C=0.55（2
7、）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 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，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0.40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。,（选取160kg/m3）,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 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 当采用体
8、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
9、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
10、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,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=2.68
11、g/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 Trial Mixes 1、计算配制强度 fcu，0 Design Mean Strengthfcu.0 = fcu.k+1.645= 20+1.6454.0= 26.58 MPa,2、确定W/C,Determine the cement-water ratio c/w （1）满足强度的W/Cfcu.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=0.59,3、1m3混凝土用水量,（1）根据工
12、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。=200kg,4、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/m3,5、砂率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S。G。,（1）绝对体积法C。/c +S。/ as + G。/ag +W。/w +10=1000S。/（ S。+ G。） = Sp （2）假定表观密度法C。+S。+ G。+W。= 。hS。/（ S。+ G。） = Sp,得：S。=633kgG。=1228kg,7、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=1：1.87：3.62W/C=0.59,
