混凝土配制強(qiáng)度

1、混凝土配制強(qiáng)度劉文彥 史振寰（中國三峽總公司）摘要：水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2001與水工混凝土施工規(guī)范SDJ207-1982相比,混凝土配制強(qiáng)度有了比較大的變化并做了新的規(guī)定,本文簡要加以敘述。關(guān)鍵詞：規(guī)范； 水工混凝土； 配制強(qiáng)度1 混凝土標(biāo)號與強(qiáng)度等級長期以來，我國混凝土按抗壓強(qiáng)度分級，并采用“標(biāo)號”表征。1987年GBJ107-87標(biāo)準(zhǔn)改以“強(qiáng)度等級”表達(dá)。DL/T5057-1996水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，DL/T5082-1998水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范，DL5108-1999混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范等，均以“強(qiáng)度等級”表達(dá)，因而新標(biāo)準(zhǔn)也以“強(qiáng)度等級”表達(dá)以便統(tǒng)一稱謂。水工混

2、凝土除要滿足設(shè)計強(qiáng)度等級指標(biāo)外，還要滿足抗?jié)B、抗凍和極限拉伸值指標(biāo)。不少大型水電站工程中重要部位混凝土，常以表示混凝土耐久性的抗凍融指標(biāo)或極限拉伸值指標(biāo)為主要控制性指標(biāo)。過去用“標(biāo)號”描述強(qiáng)度分級時，是以立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)值冠以中文“號”字來表達(dá)，如200號、300號等。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)以混凝土英文名稱第一個字母加上其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來表達(dá)。如C20、C30等。水工混凝土僅以強(qiáng)度來劃分等級是不夠的。水工混凝土的等級劃分,應(yīng)是以多指標(biāo)等級來表征。如設(shè)計提出了4項(xiàng)指標(biāo)C9020、W0.8、F150、p0.85×10-4,即90 d抗壓強(qiáng)度為20 MPa、抗?jié)B能力達(dá)到0.

3、8 MPa下不滲水、抗凍融能力達(dá)到150次凍融循環(huán)、極限拉伸值達(dá)到0.85×10-4。作為這一等級的水工混凝土這4項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)并列提出,用任一項(xiàng)指標(biāo)來表征都是不合適的。作為水電站樞紐工程,也有部分廠房和其它結(jié)構(gòu)物工程,設(shè)計只提出抗壓強(qiáng)度指標(biāo)時,則以強(qiáng)度來劃分等級，如其齡期亦為28 d,則以C20、C30表示。2 混凝土強(qiáng)度及其標(biāo)準(zhǔn)值符號的改變在以標(biāo)號表達(dá)混凝土強(qiáng)度分級的原有體系中，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度用“R”來表達(dá)。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，建筑材料強(qiáng)度統(tǒng)一由符號“f”表達(dá)?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度為“fcu”。其中，“cu”是立方體的意思。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以“fcu,k”表達(dá)，其中“k”是標(biāo)

4、準(zhǔn)值的意思，例如混凝土強(qiáng)度等級為C20時，fcu,k=20N/mm2（MPa），即立方體28d抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20MPa。水工建筑物大體積混凝土普遍采用90d或180d齡期，故在C符號后加齡期下角標(biāo)，如C9015，C9020指90d齡期抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15MPa、20MPa的水工混凝土強(qiáng)度等級，C18015則表示為180d齡期抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15MPa。3 計量單位的變化過去我國采用公制計量單位，混凝土強(qiáng)度的單位為kgf/cm2。現(xiàn)按國務(wù)院已公布的有關(guān)法令，推行以國際單位制為基礎(chǔ)的法定計量單位制，在該單位體系中，力的基本單位是N（牛頓），因此，強(qiáng)度的基本單位為1 N/m2，也可寫作1Pa。標(biāo)號

5、改為強(qiáng)度等級后，混凝土強(qiáng)度計量單位改以國際單位制表達(dá)。由于N/m2（Pa），數(shù)值太小，一般以1N/mm2=106 N/m2(MPa)作為混凝土強(qiáng)度的實(shí)際使用的計量單位，讀作“牛頓每平方毫米”或“兆帕”。新標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)度計量單位均采用MPa（兆帕）表達(dá)。4 配制強(qiáng)度計算公式的變更原標(biāo)準(zhǔn)混凝土配制強(qiáng)度的計算公式為：R配R標(biāo)/-t·Cv新標(biāo)準(zhǔn)混凝土配制強(qiáng)度計算公式為：fcu,o=fcu,k+t·式中：fcu,o混凝土配制強(qiáng)度MPa；fcu,k混凝土設(shè)計齡期的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值MPa；t 概率度系數(shù)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差MPa。原標(biāo)準(zhǔn)的公式和變更后本標(biāo)準(zhǔn)采用的公式所設(shè)計的配制強(qiáng)度沒有實(shí)質(zhì)上的差別。主

6、要引自美國混凝土學(xué)會的ACI214-77混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果評定的推薦方法（1989年重新批準(zhǔn)發(fā)布）。ACI214-77稱：對于任何設(shè)計，其需要的平均強(qiáng)度fcr，可根據(jù)使用的離差系數(shù)（CV）或標(biāo)準(zhǔn)離差（）由公式（1）或（1a）計算求得。Fcr=Fc/1-t·Cv           （1）Fcr=Fc+t（1）    式中：Fcr 需要的平均強(qiáng)度Fc規(guī)定的設(shè)計強(qiáng)度t 概率度系數(shù)Cv以小數(shù)表示的離差系數(shù)預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)差的預(yù)測值現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對混凝土配合比設(shè)計

7、強(qiáng)度計算和混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制，均采用以混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差()為主要參數(shù)的計算方法。國家標(biāo)準(zhǔn)GB50204-1992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范和JGJ55-2000普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程,以及有關(guān)建工系統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度保證率（P）均采用95%，相應(yīng)的概率度系數(shù)（t）為1.645，因而混凝土配制強(qiáng)度的計算公式均為：fcu,ofcu,k1.645新標(biāo)準(zhǔn)對混凝土配制強(qiáng)度公式fcu,ofcu,kt中,以t值取代常數(shù)1.645，這是因?yàn)樗せ炷凉こ探Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同的混凝土壩型，不同部位分區(qū)混凝土對混凝土強(qiáng)度保證率（P）有不同的要求，如重力壩混凝土強(qiáng)度的保證率一般要求80%，有些輕型壩P值要求85%90%，

8、而部分廠房和其它工程結(jié)構(gòu)物混凝土P值要求為95%。對于不同混凝土對P值的要求，根據(jù)表1查得其相應(yīng)的概率度t值。表1保證率和概率度系數(shù)關(guān)系保證率P（%）65.569.272.575.878.880.082.98590.093.395.097.799.9概率度系數(shù)t0.400.500.600.700.800.840.951.041.281.501.652.03.05 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的選用混凝土施工開工初始階段，缺少混凝土施工的實(shí)測抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計資料，標(biāo)準(zhǔn)差值可按新標(biāo)準(zhǔn)表2中的數(shù)值參考選用。表2標(biāo)準(zhǔn)差值混凝土強(qiáng)度等級C9015C9020C9025C9030C9035C9040C9045C9050（90d）

9、3.54.04.55.05.5混凝土等級均以90天齡期為代表，如果其它齡期（如28天，180天）可相應(yīng)換算后選用?；炷吝M(jìn)入正常施工階段，應(yīng)根據(jù)前一個月（如一個月內(nèi)還達(dá)不到統(tǒng)計所需試件組數(shù)n值要求時，可延遲至3個月內(nèi)）相同強(qiáng)度等級，相同混凝土配合比的混凝土強(qiáng)度資料，進(jìn)行混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差值的計算，其公式為：式中：fcu,i 第i組的試件強(qiáng)度，MPa；mfcun組試件強(qiáng)度平均值，MPa；n 試件組數(shù)，應(yīng)大于30。混凝土標(biāo)準(zhǔn)差的下限取值：通過施工實(shí)測強(qiáng)度值，計算的值，對于小于或等于C9025級混凝土，小于2.5MPa時，值用2.5 MPa；對于大于或等于C9030級混凝土，計算的小于3.0 MPa時，取用3.0 MPa。值是28天齡期的實(shí)測強(qiáng)度值計算的。90天齡期的值一般要略大一些，但28天的值已基本反映了混凝土的質(zhì)量波動，這亦是結(jié)合了混凝土質(zhì)量控制