安徽建筑大學(xué)土木工程材料課件4.4混凝土配合比設(shè)計(JGJ55-2011年)

安徽建筑大學(xué)土木工程材料課件4.4混凝土配合比設(shè)計(JGJ55-2011年)第一頁，共49頁。4.4混凝土配合比設(shè)計目的：

確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。常用的表示方法：以每1立方米混凝土中各項材料的質(zhì)量表示，

水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）1200kg；以各項材料的質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為1）

如

水泥：砂：石子：水＝1：2.4：

4：

0.6第二頁，共49頁。混凝土配合比設(shè)計的基本要求滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計——強度等級；滿足混凝土施工——和易性；滿足工程所處環(huán)境——耐久性要求；符合經(jīng)濟(jì)原則——盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧稀５谌?，?9頁?；炷僚浜媳仍O(shè)計的資料準(zhǔn)備了解工程設(shè)計要求的混凝土強度等級，以便確定混凝土配制強度。了解工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求，以便確定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配制情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。了解混凝土施工方法及管理水平，以便選擇混凝土拌和物坍落度及混凝土強度的標(biāo)準(zhǔn)差。第四頁，共49頁。掌握原材料的性能指標(biāo)。

水

泥──品種、標(biāo)號、密度；

砂、石骨料──種類、表觀密度、級配、最大粒徑等；

拌和用水──水質(zhì)情況；

外加劑──品種、性能、適宜摻量；

摻和料——粉煤灰、礦渣、硅粉等。第五頁，共49頁。混凝土配合比設(shè)計中的三個參數(shù)Ⅰ、水與水泥之間的比例關(guān)系——水灰比表示；Ⅱ、砂與石子之間的比關(guān)系——砂率表示；Ⅲ、水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系——單位體積用水量來表示。第六頁，共49頁。確定三個參數(shù)的基本原則：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定混凝土的單位用水量；砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來確定砂率。第七頁，共49頁?；炷僚浜媳仍O(shè)計的步驟Ⅰ初步計算配合比Ⅲ

實驗室配合比Ⅱ

基準(zhǔn)配合比Ⅳ

施工配合比調(diào)整坍落度校核強度、耐久性扣減工地砂石含水量第八頁，共49頁。一、初步計算配合比計算步驟：第一步：確定配制混凝土強度第二步：確定水膠比第三步：確定用水量和外加劑用量第四步：確定膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量第五步：確定砂率第六步：確定砂石用量第九頁，共49頁。第一步：混凝土配制強度的確定第十頁，共49頁。第十一頁，共49頁。第十二頁，共49頁。第二步：確定水膠比

第十三頁，共49頁。第十四頁，共49頁。第十五頁，共49頁。第十六頁，共49頁。第十七頁，共49頁。

第三步：確定用水量和外加劑用量

第十八頁，共49頁。第十九頁，共49頁。第二十頁，共49頁。第二十一頁，共49頁。

第四步：確定膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量

第二十二頁，共49頁。第二十三頁，共49頁。

第五步：確定砂率

第二十四頁，共49頁。第二十五頁，共49頁。

第六步：確定砂、石用量

第二十六頁，共49頁。第二十七頁，共49頁。

以上求出的各材料用量，是借助于一些經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)計算出來的，或是利用經(jīng)驗資料查得的，因而不一定能夠完全符合具體的工程實際情況，必須通過試拌調(diào)整，直到混凝土拌和物的和易性符合要求為止，然后提出供檢驗強度用的基準(zhǔn)配合比。二、基準(zhǔn)配合比——和易性的調(diào)整第二十八頁，共49頁。按初步計算配合比稱取實際工程中使用的材料進(jìn)行試拌，混凝土的攪拌方法，應(yīng)與生產(chǎn)時使用的方法相同?；炷翑嚢杈鶆蚝?，檢查拌和物的性能。當(dāng)試拌出的拌和物坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或粘聚性和保水性不良時，應(yīng)在保持水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量和砂率，直到符合要求為止。然后提出供檢驗強度用的基準(zhǔn)配合比。第二十九頁，共49頁。三、實驗室（設(shè)計）配合比——強度校驗采用三個不同的配合比，其一為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的W/C較基準(zhǔn)配合比分別增加或減少0.05。每種配合比至少制作一組（三塊）試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d時進(jìn)行強度測試。由試驗得出的各灰水比及其對應(yīng)的混凝土的強度關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,o）相對應(yīng)的灰水比,并確定出設(shè)計配合比。第三十頁，共49頁。設(shè)計配合比的確定：用水量（mw）──取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；水泥用量（mc）──以用水量乘以選定出的灰水比計算確定；粗、細(xì)骨料用量（mg、ms）──取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按選定的灰水比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。第三十一頁，共49頁。四、施工配合比——現(xiàn)場砂石含水量的扣減設(shè)計配合比是以干燥材料為基準(zhǔn)的，而工地存放的砂、石的水分隨著氣候而變化。所以現(xiàn)場材料的實際稱量應(yīng)按工地砂、石的含水情況進(jìn)行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比?，F(xiàn)假定工地存放砂的含水率為a（%），石子的含水率為b（％），則將設(shè)計配合比換算為施工配合比，其材料稱量為：

m/c=mc

（kg）；

m/s=ms(1+a%)（kg）；

m/g=mg(1+b%)（kg）；

m/w=mw-a%ms-b%mg

（kg）。第三十二頁，共49頁?；炷恋馁|(zhì)量控制

為保證結(jié)構(gòu)的可靠，必須在施工過程的各個工序?qū)υ牧?、混凝土拌和物及硬化后的混凝土進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗和控制。第三十三頁，共49頁。一、混凝土質(zhì)量波動的規(guī)律波動的因素：正常因素——是指施工中不可避免的正常變化因素，如砂、石質(zhì)量的波動，稱量時的微小誤差，操作人員技術(shù)上的微小差異等。受正常因素的影響而引起的質(zhì)量波動，是正常波動。異常因素——是指施工中出現(xiàn)的不正常情況，如攪拌時任意改變水灰比而隨意加水，混凝土組成材料稱量誤差等。它們是可以避免克服的因素。受異常因素影響引起的質(zhì)量波動，是異常波動。第三十四頁，共49頁?；炷临|(zhì)量控制的目的

在于發(fā)現(xiàn)和排除異常因素，使混凝土質(zhì)量波動呈正常波動狀態(tài)。第三十五頁，共49頁。二、混凝土的質(zhì)量檢驗包括：組成材料的質(zhì)量和用量進(jìn)行檢驗；拌和物的質(zhì)量檢驗——和易性和水灰比。按規(guī)定在攪拌機出口檢查和易性是混凝土質(zhì)量控制的一個重要環(huán)節(jié)。硬化后混凝土的質(zhì)量檢驗——抗壓強度（或其它力學(xué)性能及抗?jié)B、抗凍試驗）。對已建成的混凝土結(jié)構(gòu)，也可采用非破損試驗方法進(jìn)行檢驗。第三十六頁，共49頁。三、混凝土質(zhì)量評定的數(shù)理統(tǒng)計方法

根據(jù)《混凝土及預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量控制規(guī)程》（CECS40：92）：在正常生產(chǎn)控制的條件下，用數(shù)理統(tǒng)計的方法，求出混凝土強度的算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差大于或等于要求強度等級值的百分率等指標(biāo)，綜合評定混凝土質(zhì)量；繪出混凝土質(zhì)量控制圖進(jìn)行混凝土強度等質(zhì)量控制。第三十七頁，共49頁。數(shù)理統(tǒng)計指標(biāo)1、強度平均值

式中n───試件組數(shù)；

fcu,i───第i組試驗值。第三十八頁，共49頁。2、

標(biāo)準(zhǔn)差σ第三十九頁，共49頁。3、百分率（P）

式中

No───統(tǒng)計周期內(nèi)同批混凝土試件強度大于或等于規(guī)定強度等級值的組數(shù)；

N───統(tǒng)計周期內(nèi)同批混凝土試件總組數(shù),N≥25。第四十頁，共49頁?；炷临|(zhì)量控制圖第四十一頁，共49頁。質(zhì)量控制圖說明中心控制線為強度平均值fcu（也是混凝土的配制強度fcu,o）；下控制線為混凝土的設(shè)計強度等級fcu,k，最低限值線fcu,min=fcu,k

－0.7σ。把每次試驗結(jié)果逐日填畫在圖上。若強度測定值全部落在上、下控制線內(nèi)，而且其排列是隨機的沒有異常情況，說明生產(chǎn)過程處于正常穩(wěn)定狀態(tài)。如果強度測定值落在下控制線以下，就要及時查明原因予以糾正。如果強度測定值落于線以下，則混凝土質(zhì)量有問題，不能驗收。第四十二頁，共49頁。四、混凝土強度的合格評定根據(jù)《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107），混凝土強度評定可分為：Ⅰ統(tǒng)計方法——適用于預(yù)拌混凝土廠、預(yù)制混凝土構(gòu)件廠和采用現(xiàn)場集中攪拌混凝土的施工單位；Ⅱ非統(tǒng)計方法——適用于零星生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件廠或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土。第四十三頁，共49頁。Ⅰ統(tǒng)計方法評定A、標(biāo)準(zhǔn)差已知方案－（連續(xù)的三組試件組成一個驗收批）

1、其強度

應(yīng)同時滿足：

fcu≥fcu,k+0.7σfcu,min≥fcu,k－0.7σ

2、強度≤C20時，應(yīng)同時滿足：

fcu,min≥0.85fcu,k3、強度＞C20時，應(yīng)同時滿足：

fcu,min≥0.90fcu,k第四十四頁，共49頁。B、標(biāo)準(zhǔn)差未知方案－（不少于10組的試件組成一個驗收批）

其強度應(yīng)同時滿足：

fcu－λ1Sfcu≥0.9fcu,k

fcu,min≥

λ2fcu,k

式中

Sfcu——同一驗收批混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)差

λ1、λ2——合格判定系數(shù)

第四十五頁，共49頁?；炷翉姸鹊暮细衽卸ㄏ禂?shù)驗收批混凝土的

標(biāo)準(zhǔn)差Sfcu

：

試件組數(shù)10～1415～24≥25λ11.701.651.60λ20.900.85第四十六頁，共49頁。Ⅱ

非統(tǒng)計方法評定

對小批量零星混凝土的生產(chǎn)，不具備統(tǒng)計方法評定混凝土強度的條件，可采用非統(tǒng)計方法。

其強度應(yīng)同時滿足：

fcu≥1.15fcu,k

fcu,min≥0.95fcu