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混凝土的质量检验和评定PPT课件下载

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混凝土的质量检验和评定PPT课件下载文字介绍:第四节　混凝土的质量检验和评定第四节　混凝土的质量检验和评定一、混凝土质量波动的原因　　　　在混凝土施工过程中，原材料、施工养护、试验条件、气候因素的变化，均可能造成混凝土质量的波动，影响到混凝土的和易性、强度及耐久性。（一）原材料的质量波动　　　　砂细度模数和级配；粗骨料最大粒径和级配；超逊径含量；骨料含泥量；骨料含水量；水泥强度；外加剂质量等等。（二）施工养护引起的混凝土质量波动　　　　搅拌时间；计量误差；运输时间；振捣时间；浇水养护时间，保温措施等等。（三）试验条件变化引起的混凝土质量波动取样代表性，成型质量，试件的养护条件变化，试验机自身误差以及试验人员操作的熟练程度等等。混凝土的质量波动符合正态分布规律。由于上述各种质量波动的原因，即使在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动。质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。二、混凝土质量（强度）波动的规律正态分布的特点：1．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1个标准差　。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、越高，相应的标准差值越小，混凝土匀质性好，施工管理水平高。反之亦然。因此从概率分布曲线可以比较直观地分析混凝土质量波动的情况。强度平均值对应于正态分布曲线中的概率密度峰值处的强度值，即曲线的对称轴所在之处。故强度平均值反映了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。对同一种混凝土进行系统的随机抽样，测试结果表明其强度的波动规律符合正态分布。该分布如上图所示，可用两个特征统计量——强度平均值和强度标准差(σ)作出描述。强度平均值按下式计算：例如平均强度20MPa，由18MPa、20MPa、22MPa求得，由15MPa、20MPa、25MPa求得，虽然平均值相等，但它们的均匀性显然前者优于后者。mcuf,NiicuNcucucumcufNfffNf1,,2,1,,1)(1强度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离，它反映了强度离散性（即波动）的情况。σ值越大，强度分布曲线越矮而宽，说明强度的离散程度较大，反映了生产管理水平低下，强度质量不稳定。故A混凝土的强度质量比B混凝土的稳定，生产管理水平也更高。强度标准差（又称均方差）按下式计算：2,,1()1NcuicumiffN对平均强度相同的混凝土而言，标准差能确切反映混凝土质量的均匀性，但当平均强度不等时，并不确切。例如平均强度分别为20MPa和50MPa的混凝土，当　　均等于5MPa时，对前者来说波动已很大，而对后者来说波动并不算大。因此，对不同强度等级的混凝土单用标准差值尚难以评判其匀质性，宜采用变异系数加以评定。变异系数：由于混凝土强度的标准差随强度等级的提高而增大，故也可采用变异系数(CV)作为评定混凝土质量均匀性的指标。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。,vcumCf变异系数亦即为标准差　与平均强度　　的比值，实际上反映相对于平均强度而言的变异程度。其值越小，说明混凝土质量越均匀，波动越小。如上例中，前者的Cv＝5/20＝0.25；后者的Cv＝5/50＝0.1。显而易见，后者质量均匀性好，施工管理水平高。mcuf,强度保证率：在混凝土强度质量控制中，除了须考虑所生产的混凝土强度质量的稳定性之外，还必须考虑符合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(％)。如图所示，强度正态分布曲线下的面积为概率的总和，等于100％。dtπ2122tteP所以，强度保证率可按如下方法计算：首先，计算出概率度t，即再根据t值，由下表查得保证率P。,,,,,cukcumcukcumcumfffftCvf式中：　—混凝土设计强度等级。kcuf,t0.000.500.800.841.001.041.201.281.401.501.60P（%）50.069.278.880.084.185.188.590.091.993.594.5t1.6451.701.751.811.881.962.002.052.332.503.00P（%）95.095.596.096.597.097.597.798.099.099.499.87如果混凝土的平均强度与设计强度等级相等，强度保证率系数t=0，此时保证率为50%，亦即只有50%的混凝土强度大于等于设计强度等级，工程质量难以保证。根据我国JGJ55—2011的规定，混凝土强度保证率必须达到95%以上，此时对应的保证率系数t=1.645。当设计强度等级小于C60，按下式计算：,,,1.645cuhcumcukfff当混凝土强度等级不小于C60时，配制强度按下式计算：kcumcuhcufff,,,15.1第五节　普通混凝土的配合比设计一、混凝土配合比设计基本要求1．满足施工要求的和易性。2．满足设计的强度等级，并具有95%的保证率。3．满足工程所处环境对混凝土的耐久性要求。4．经济合理，最大限度节约胶凝材料用量，降低成本。二、混凝土配合比设计中的三个基本参数1．水胶比在满足混凝土设计强度和耐久性的基础上，选用较大水胶比，以节约水泥，降低混凝土成本。2．单位用水量根据坍落度和粗骨料品种、最大粒径：在满足施工和易性的基础上，尽量选用较小的单位用水量，以节约水泥。3．砂率合理砂率的确定原则为：砂子的用量填满石子的空隙略有富余。或通过试验确定合理砂率。三、混凝土配合比设计方法和原理1.体积法基本原理。体积法的基本原理为混凝土的总体积等于砂子、石子、水、水泥、矿物掺合料体积及混凝土中所含的少量空气体积之总和。若以Vh、Vc、Vf、Vw、Vs、Vg、Vk分别表示混凝土、水泥、矿物掺合料、水、砂、石子、空气的体积，则有：Vh=Vw+Vc+Vf+VS+Vg+Vk（4-31）若以C0、F0、W0、S0、G0分别表示1m3混凝土中水泥、矿物掺合料、水、砂、石子的用量（kg），以ρw、ρc、、ρs、ρg分别表示水、水泥、矿物掺合料的密度和砂、石子的表观密度（kg/m3），0.01α表示混凝土中空气体积，则上式为：式中α，为混凝土含气量百分率（%），在不使用引气型外加剂时，可取α=1。f101.000000gswfcGSWFC2.重量法基本原理。重量法基本原理为混凝土的总重量等于各组成材料重量之和。当混凝土所用原材料和三项基本参数确定后，混凝土的表观密度（即1m3混凝土的重量）接近某一定值。若预先能假定出混凝土表观密度，则有：式中　　为1m3为混凝土的重量（kg），即混凝土的表观密度。可根据原材料、和易性、强度等级等信息在2350～2450kg/m3之间选用。hohGSWFC000000四、混凝土配合比设计步骤初步计算配合比根据原始技术资料调整获得满足和易性要求基准配合比强度和耐久性满足设计要求试验室配合比砂、石料含水率换算成施工配合比（一）初步计算配合比计算步骤1．计算混凝土配制强度（）。+1.645（4-34）2．根据配制强度和耐久性要求计算水灰比（W/B）。（1）根据强度要求计算水灰比。由式：则有：（2）根据耐久性要求查表4-22(p101)，得最大水胶比限值。（3）比较强度要求水胶比和耐久性要求水胶比，取两者中的最小值。hcuf,)(,bbahcuWBffbbahcubafffBW,3．根据施工要求的坍落度和骨料品种、粒径、由表4-16（p87）选取每立方米混凝土的用水量（W0）。掺外加剂时，对流动性或大流动性混凝土的用水量可按下式计算：　　　　　　式中：－计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；　　　－未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3）。根据表4-16中90mm坍落度的用水量为基础，按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m3用水量来计算，当坍落度增大到180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。　　　－外加剂的减水率（%），应经试验确定。每立方米混凝土中外加剂用量按下式计算。)1(\'00WW0W\'0WaBA004．计算每立方米混凝土的胶凝材料用量（B0）。（1）计算胶凝材料用量：（2）查表4-22（p101），复核是否满足耐久性要求的最小胶凝材料用量，取两者中的较大值。（3）每立方米混凝土的矿物掺合料用量应按下式计算：式中：－计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg/m3）；　　　－矿物掺合料掺量（%）。（4）水泥用量即为胶凝材料用量减去矿物掺合料用量。BWWB00fBF000Ff0C000FBC5．确定合理砂率（Sp）。（1）可根据骨料品种、粒径及W/B查表4-17（p89）选取。实际选用时可采用内插法，并根据附加说明进行修正。（2）在有条件时，可通过试验确定最优砂率。6．计算砂、石用量（S0、G0），并确定初步计算配合比。（1）重量法：（2）体积法：（3）配合比的表达方式：①根据上述方法求得的C0、F0、W0、S0、G0、A0，直接以每立方米混凝土材料的用量（kg）表示。②根据各材料用量间的比例关系表示：C0：F0：S0：G0＝C0/B0：F0/B0：S0/B0：G0/B0，再加上W/B值、。00000000GSSSGSWFCpohooopgswfcGSSSGSWFC101.000000a（二）确定基准配合比根据初步计算配合比配成混凝土拌合物，先测定混凝土坍落度，同时观察粘聚性和保水性。（1）当坍落度小于设计要求时，保持水胶比不变，增加用水量和水泥用量（水泥浆）。（2）当坍落度大于设计要求时，保持砂率不变，增加砂、石用量。（3）当粘聚性和保水性不良时，适当增加砂用量，即增大砂率。（4）当拌合物砂浆量过多时，可单独加入适量石子，即降低砂率。在混凝土和易性满足要求后，测定拌合物的实际表观密度（，并按下式计算每1m3混凝土的各材料用量——即基准配合比：令：A＝B拌+W拌+S拌+G拌h如果初步计算配合比和易性完全满足要求而无需调整，也必须测定实际混凝土拌合物的表观密度，并利用上式计算、、、。否则将出现“负方”或“超方”现象。亦即初步计算1m3混凝土，在实际拌制时，少于或多于1m3。当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，则初步计算配合比即为基准配合比，无需调整。jBjWjSjGhjGhSjShWjWhBjBAGAAA拌＝拌拌拌(三)　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胶比，配制一组混凝土试件；并保持用水量不变，水胶比分别增加和减少0.05再配制二组混凝土试件，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。三组试件经标准养护28天，测定抗压强度，以三组试件的强度和相应胶水比作图，确定与配制强度相对应的胶水比，并重新计算水泥和砂石用量。当对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性指标有要求时，则制作相应试件进行检验。强度和耐久性均合格的水胶比对应的配合比，称为混凝土试验室配合比。计作B、W、S、G。（四）确定施工配合比试验室配合比是以干燥（或饱和面干）材料为基准计算而得，但现场施工所用的砂、石料常含有一定水分，因此，在现场配料前，必须先测定砂石料的实际含水率，在用水量中将砂石带入的水扣除，并相应增加砂石料的称量值。设砂的含水率为a%；石子的含水率为b%，则施工配合比按下列各式计算：%%:%)1(:%)1(:\':bGaSWWbGGaSSBB水石子砂子　胶凝材料[例4-4]某框架结构钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为C30，现场机械搅拌，机械振捣成型，混凝土坍落度要求为50～70mm，并根据施工单位的管理水平和历史统计资料，混凝土强度标准差取4.0MPa。所用原材料如下：水泥：普通硅酸盐水泥32.5级，密度c=3.1，水泥强度富余系数=1.12；砂：河砂Mx=2.4，Ⅱ级配区，s=2.65g/cm3；石子：碎石，Dmax=40mm，连续级配，级配良好，g=2.70g/cm3；水：自来水。求：混凝土初步计算配合比。hcuf,）[解]1.确定混凝土配制强度（）)MPa(58.360.4645.130645.1,,kcuhcuff2.确定水胶比（W/B）（1）根据强度要求计算水胶比（W/B）：48.012.15.3220.053.058.3612.15.3253.0,cebahcuceafffBW（2）根据耐久性要求确定水胶比（W/B）：由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，对水胶比无限制，故取满足强度要求的水胶比即可。3.确定用水量（）查表4-16可知，坍落度50～70mm时，用水量185kg；4.计算胶凝材料用量（）根据表4-22，满足耐久性对胶凝材料用量的最小要求。0W0B(kg)38548.0118500WBWB5．确定砂率（Sp）参照表4-17，通过插值（内插法）计算，取砂率Sp=32%。0S0G%321101.0270026501000185310038500000GSSGS6．计算砂、石用量（采用体积法计算，因无引气剂，取a＝1。解上述联立方程得：So=583g；Go=1241g。因此，该混凝土初步计算配合为：Bo=385kg，Wo=185kg，So=583kg，Go=1241kg。或者：B：S：G=1：1.51：3.22，W/B=0.48。、）[例4-5]承上题，根据初步计算配合比，称取12L各材料用量进行混凝土和易性试拌调整。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65mm，且粘聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝土表观密kg/m3，求基准配合比。又经混凝土强度试验，恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含水率5.5%，石子含水率1.0%，求施工配合比。[解]1.基准配合比：（1）根据初步计算配合比计算12L各材料用量为：B=4.62kg，W=2.220kg，S=7.00kg，G=14.89kg（2）增加5%的水泥和水用量为：ΔB＝0.231kg，ΔW＝0.111kg（3）各材料总用量为：A＝（4.62＋0.23）＋（2.220＋0.111）＋7.00＋14.89＝29.07（kg）（4）计算得基准配合比为：Bj=399，Wj=192，Si=576，Gj=1224。2．施工配合比：根据题意，试验室配合比等于基准配合比，则施工配合比为：B＝Bj＝399kgS=576×（1＋5.5%）＝608kgG＝1224×（1+1%）＝1236kgW＝192-576×5.5%-1224×1%＝148kg[例4-6]某框架结构钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为C40，机械搅拌，泵送施工，机械振捣成型，混凝土坍落度要求为180mm，根据施工单位的管理水平和历史统计资料，混凝土强度标准差取5.0MPa。所用原材料如下：水泥：普通硅酸盐水泥42.5级，密度c=3.10，水泥强度富余系数=1.16；粉煤灰：Ⅱ级，密度f=2.20；掺量20%；砂：河砂Mx=2.4，Ⅱ级配区，s=2.65g/cm3；减水剂：非引气型减水剂，掺量，混凝土减水率18%；石子：碎石，Dmax=31.5mm，连续级配，级配良好，g=2.70g/cm3；水：自来水。求：混凝土初步计算配合比。[解]　1.确定混凝土配制强度（）＝＋1.645＝40＋1.645×5.0＝48.2（MPa）2.确定水胶比（W/B）（1）根据强度要求计算水胶比（W/B）：　胶凝材料强度：（MPa）　　　　水胶比：hcuf,hcuf,kcuf,9.4116.15.4285.0cefbff42.09.4120.053.02.489.4153.0,bbahcubafffBW（2）根据耐久性要求确定水胶比（W/B）：由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，对水胶比无限制，故取满足强度要求的水胶比即可。3.确定用水量（）根据表4-16，碎石，最大粒径31.5mm，坍落度90mm时的用水量为205kg/m3，设计要求坍落度180mm，坍落度增加值为90mm，则用水量增加值约为22.5kg/m3，因此未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量等于227.5kg/m3。则有：4.计算胶凝材料用量（）根据表4-22，满足耐久性对胶凝材料用量的最小要求。计算粉煤灰用量：计算水泥用量：　0W)kg(6.186%)181(5.227)1(\'00WW0B(kg)44442.016.18600WBWB)kg(89%2044400fBF)kg(35589444000FBC5．确定砂率（Sp）参照表4-17，根据水胶比0.42，碎石，Dmax=31.5mm，通过内插法得砂率30.6%，这一砂率适用于坍落度10mm～60mm的混凝土，取中值30mm，由于本工程要求坍落度180mm，增加值为150mm，根据表中注2，坍落度每增加20mm，砂率增加1%，即增加7.5%，因此，砂率为38.1%，取整数确定为38%。6．计算砂、石用量（、）采用体积法计算，因无引气剂，取a＝1。解上述联立方程得：So=660kg；Go=1078kg。（7）计算减水剂用量因此，该混凝土初步计算配合为：Co=355kg，Fo=185kg，Wo=186.6kg，So=695kg，Go=1043kg，A0=7.99kg。0S0G%381101.02700265010006.186220089310035500000GSSGS)(99.7%8.144400kgBAa

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