混凝土標號與強度等級

1、混凝土標號與強度等級 長期以來，我國混凝土按抗壓強度分級，并采用“標號”表征。1987年GBJ107-87標準改以“強度等級”表達。DL/T5057-1996水工混凝土結構設計規(guī)范，DL/T5082-1998水工建筑物抗冰凍設計規(guī)范，DL5108-1999混凝土重力壩設計規(guī)范等，均以“強度等級”表達，因而新標準也以“強度等級”表達以便統(tǒng)一稱謂。水工混凝土除要滿足設計強度等級指標外，還要滿足抗?jié)B、抗凍和極限拉伸值指標。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或極限拉伸值指標為主要控制性指標。 過去用“標號”描述強度分級時，是以立方體抗壓強度標準值的數(shù)值冠以中文“號”字

2、來表達，如200號、300號等。 根據(jù)有關標準規(guī)定，混凝土強度等級應以混凝土英文名稱第一個字母加上其強度標準值來表達。如C20、C30等。 水工混凝土僅以強度來劃分等級是不夠的。水工混凝土的等級劃分,應是以多指標等級來表征。如設計提出了4項指標C9020、W0.8、F150、p0.85×10-4,即90 d抗壓強度為20 MPa、抗?jié)B能力達到0.8 MPa下不滲水、抗凍融能力達到150次凍融循環(huán)、極限拉伸值達到0.85×10-4。作為這一等級的水工混凝土這4項指標應并列提出,用任一項指標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構物工程,設計只提出抗壓強度

3、指標時,則以強度來劃分等級，如其齡期亦為28 d,則以C20、C30表示。 2 混凝土強度及其標準值符號的改變 在以標號表達混凝土強度分級的原有體系中，混凝土立方體抗壓強度用“R”來表達。 根據(jù)有關標準規(guī)定，建筑材料強度統(tǒng)一由符號“f”表達。混凝土立方體抗壓強度為“fcu”。其中，“cu”是立方體的意思。而立方體抗壓強度標準值以“fcu,k”表達，其中“k”是標準值的意思，例如混凝土強度等級為C20時，fcu,k=20N/mm2（MPa），即立方體28d抗壓強度標準值為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，如C9015，C9020指90d齡

4、期抗壓強度標準值為15MPa、20MPa的水工混凝土強度等級，C18015則表示為180d齡期抗壓強度標準值為15MPa。 3 計量單位的變化 過去我國采用公制計量單位，混凝土強度的單位為kgf/cm2?，F(xiàn)按國務院已公布的有關法令，推行以國際單位制為基礎的法定計量單位制，在該單位體系中，力的基本單位是N（牛頓），因此，強度的基本單位為1 N/m2，也可寫作1Pa。標號改為強度等級后，混凝土強度計量單位改以國際單位制表達。由于N/m2（Pa），數(shù)值太小，一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作為混凝土強度的實際使用的計量單位，讀作“牛頓每平方毫米”或“兆帕”。 新標準中強度計量單位均采用M

5、Pa（兆帕）表達。 4 配制強度計算公式的變更 原標準混凝土配制強度的計算公式為： R配R標/-t·Cv 新標準混凝土配制強度計算公式為： fcu,o=fcu,k+t· 式中：fcu,o混凝土配制強度MPa； fcu,k混凝土設計齡期的強度標準值MPa； t 概率度系數(shù) 混凝土強度標準差MPa。 原標準的公式和變更后本標準采用的公式所設計的配制強度沒有實質上的差別。主要引自美國混凝土學會的ACI214-77混凝土強度試驗結果評定的推薦方法（1989年重新批準發(fā)布）。ACI214-77稱：對于任何設計，其需要的平均強度fcr，可根據(jù)使用的離差系數(shù)（CV）或標準離差（）由公式（

6、1）或（1a）計算求得。 Fcr=Fc/1-t·Cv （1） Fcr=Fc+t （1） 式中：Fcr 需要的平均強度 Fc規(guī)定的設計強度 t 概率度系數(shù) Cv以小數(shù)表示的離差系數(shù)預測值 標準差的預測值 現(xiàn)行國家標準及國內各行業(yè)標準，對混凝土配合比設計強度計算和混凝土生產(chǎn)質量控制，均采用以混凝土強度標準差()為主要參數(shù)的計算方法。國家標準GB50204-1992混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范和JGJ55-2000普通混凝土配合比設計規(guī)程,以及有關建工系統(tǒng)混凝土的強度保證率（P）均采用95%，相應的概率度系數(shù)（t）為1.645，因而混凝土配制強度的計算公式均為： fcu,ofcu,k1.6

7、45 新標準對混凝土配制強度公式fcu,ofcu,kt中,以t值取代常數(shù)1.645，這是因為水工混凝土工程結構復雜，不同的混凝土壩型，不同部位分區(qū)混凝土對混凝土強度保證率（P）有不同的要求，如重力壩混凝土強度的保證率一般要求80%，有些輕型壩P值要求85%90%，而部分廠房和其它工程結構物混凝土P值要求為95%。對于不同混凝土對P值的要求，根據(jù)表1查得其相應的概率度t值。 表1 保證率和概率度系數(shù)關系 - 保證率 P（%） 65.5 69.2 72.5 75.8 78.8 80.0 82.9 85 90.0 93.3 95.0 97.7 99.9 - 概率度 系數(shù)t 0.40 0.50 0.6

8、0 0.70 0.80 0.84 0.95 1.04 1.28 1.50 1.65 2.0 3.0 - 5 強度標準差的選用 混凝土施工開工初始階段，缺少混凝土施工的實測抗壓強度統(tǒng)計資料，標準差值可按新標準表2中的數(shù)值參考選用。 表2 標準差值 - 混凝土強度等級 C9015 C9020C9025 C9030C9035 C9040C9045 C9050 - （90d） 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 - 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）可相應換算后選用。 混凝土進入正常施工階段，應根據(jù)前一個月（如一個月內還達不到統(tǒng)計所需試件組數(shù)n值要求時，可延遲至3個

9、月內）相同強度等級，相同混凝土配合比的混凝土強度資料，進行混凝土強度標準差值的計算，其公式為： 式中：fcu,i 第i組的試件強度，MPa； mfcun組試件強度平均值，MPa； n 試件組數(shù)，應大于30。 混凝土標準差的下限取值：通過施工實測強度值，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天齡期的實測強度值計算的。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量波動，這亦是結合了混凝土質量控制的需要，90天的統(tǒng)計結果滯后了一些。28天的統(tǒng)計成果可有效的掌握施工質量的波動，并根據(jù)需要及時修正和調整配制混凝土抗壓強度時所采用的值。實際上是要求以28天的混凝土強度標準差（）進行動態(tài)控制，以保證混凝土質量。 常規(guī)C10、C15、C