講到混凝土的基本知識(shí),就必須了解混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程,只有了解了混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程才能對(duì)混凝土有一個(gè)全面了解,才能懂得怎樣控制機(jī)好混凝土的施工質(zhì)量。
普通混凝土配合比
1、混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算
在進(jìn)行混凝土理論配合比設(shè)計(jì)時(shí)首先要計(jì)算混凝土的配置強(qiáng)度，為什么要計(jì)算混凝土的配制強(qiáng)度呢？我們知道混凝土由于受各種因素的影響，強(qiáng)度并不是一個(gè)固定不變的值，而是圍繞著配制強(qiáng)度上下波動(dòng)的值。為了保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度就必須提高混凝土的配制強(qiáng)度，那么混凝土的配制強(qiáng)度要提高到多少才算合適，在配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中給出了一個(gè)計(jì)算公式。
配制強(qiáng)度fcu= fcuk+1.645 （式1）
式中 fcu ——混凝土配制強(qiáng)度
fcuk——混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度
σ——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差（簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)差）
n
標(biāo)準(zhǔn)差σ= ∑（X-X）2/n-1 （式2）
i=1
式中 x——各試驗(yàn)數(shù)據(jù)值
x——試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值
n——試驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
在混凝土施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，要求混凝土的抗壓強(qiáng)度保證率為95%，公式中的1.645為95%強(qiáng)度保證率系數(shù)。公式中的樣本標(biāo)準(zhǔn)差是衡量樣本數(shù)據(jù)波動(dòng)性（離散程度）的指標(biāo)，樣本標(biāo)準(zhǔn)差是根據(jù)上一時(shí)期施工的混凝土的抗壓強(qiáng)度經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)評(píng)定由公式2求得的，標(biāo)準(zhǔn)差波動(dòng)性的大小受施工水平的影響，混凝土拌合質(zhì)量控制的好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就小，則標(biāo)準(zhǔn)差小，混凝土拌合質(zhì)量控制的不好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就大，則標(biāo)準(zhǔn)差也大。
舉例說明：
例1、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下：
35.0、28.9、40.2、33.6、45.5、34.1、38.2、42.4、30.0、27.4
σ=5.98MPa x=35.5MPa
例2、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下：
33.2、37.3、37.1、34.4、39.6、36.4、34.2、37.5、28.6、35.8
σ=3.04MPa x=35.4MPa
混凝土強(qiáng)度離散性的規(guī)律遵循正態(tài)分布曲線，接近配制強(qiáng)度變化的值站多數(shù)，偏離太大或太小的值站少數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差小曲線較陡，標(biāo)準(zhǔn)差大曲線較緩。由公式1可以看出，混凝土的配制強(qiáng)度是與標(biāo)準(zhǔn)差成正比的，標(biāo)準(zhǔn)差大則混凝土的配制強(qiáng)度就大，進(jìn)而水泥用量也大，標(biāo)準(zhǔn)差小則混凝土的配制強(qiáng)度就小，進(jìn)而水泥用量也小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
由于我們是流動(dòng)性單位，隨施工地點(diǎn)的變化，原材料也隨之變化，所以我們不能將某一地統(tǒng)計(jì)求得的標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)用到其他施工地點(diǎn)，我們?cè)谟?jì)算混凝土的配合比強(qiáng)度時(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)差是規(guī)范上規(guī)定的，規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)差是經(jīng)統(tǒng)計(jì)全國(guó)平均施工水平求得的。
引起混凝土強(qiáng)度變異的原因有以下幾個(gè)方面：
⑴材料質(zhì)量的波動(dòng)：材料中水泥是影響混凝土強(qiáng)度最重要因素，如水泥的實(shí)際強(qiáng)度、儲(chǔ)存條件、存放時(shí)間的長(zhǎng)短等均會(huì)引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)；
?、婆淞险`差：為了縮小稱量誤差，必須校核衡器的精度，并應(yīng)做定期檢查。每日開盤拌制混凝土前，必須測(cè)定集料的含水率，扣除相應(yīng)的拌合水量，增加相應(yīng)的集料用量。混凝土變異最大的來源是加水量誤差，加水量的誤差在于用水量稱量的不準(zhǔn)確，并且還在于集料含水率難以準(zhǔn)確測(cè)定，集料堆的外部與內(nèi)部含水率或上部與下部含水率不同。
?、前韬汀v實(shí)與養(yǎng)護(hù)：對(duì)混凝土拌和物的充分拌和取決于拌和機(jī)的類型，拌和時(shí)間也會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，混凝土施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定了最小拌和時(shí)間，是為了使拌和時(shí)間不至于對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。
?、仍囼?yàn)誤差：試驗(yàn)誤差包括取樣、成型、養(yǎng)護(hù)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等方面操作的差別給立方體強(qiáng)度帶來的變化。
2、基準(zhǔn)水灰比計(jì)算
W/C=A*fce/fcuo+A*B*fce
式中 A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表求得
fcu——混凝土的配制強(qiáng)度
fce——水泥的實(shí)際強(qiáng)度
計(jì)算出基準(zhǔn)水灰比后再按假定容重法或體積法計(jì)算砂、碎石等材料的用量，然后進(jìn)行試拌，觀察并調(diào)整混凝土拌合物的坍落度和流動(dòng)性、粘聚性、保水性等各項(xiàng)和易性指標(biāo)，以此配合比做為基準(zhǔn)混凝土配合比。在基準(zhǔn)水灰比基礎(chǔ)上分別減小和增加0.05個(gè)水灰比，制作試件并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，待抗壓強(qiáng)度結(jié)果出來后從中選取一個(gè)水泥用量最小，強(qiáng)度又能滿足設(shè)計(jì)要求的配合比作為理論配合比指導(dǎo)施工生產(chǎn)。
普通混凝土配合比
1、混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算
在進(jìn)行混凝土理論配合比設(shè)計(jì)時(shí)首先要計(jì)算混凝土的配置強(qiáng)度，為什么要計(jì)算混凝土的配制強(qiáng)度呢？我們知道混凝土由于受各種因素的影響，強(qiáng)度并不是一個(gè)固定不變的值，而是圍繞著配制強(qiáng)度上下波動(dòng)的值。為了保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度就必須提高混凝土的配制強(qiáng)度，那么混凝土的配制強(qiáng)度要提高到多少才算合適，在配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中給出了一個(gè)計(jì)算公式。
配制強(qiáng)度fcu= fcuk+1.645 （式1）
式中 fcu ——混凝土配制強(qiáng)度
fcuk——混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度
σ——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差（簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)差）
n
標(biāo)準(zhǔn)差σ= ∑（X-X）2/n-1 （式2）
i=1
式中 x——各試驗(yàn)數(shù)據(jù)值
x——試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值
n——試驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
在混凝土施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，要求混凝土的抗壓強(qiáng)度保證率為95%，公式中的1.645為95%強(qiáng)度保證率系數(shù)。公式中的樣本標(biāo)準(zhǔn)差是衡量樣本數(shù)據(jù)波動(dòng)性（離散程度）的指標(biāo)，樣本標(biāo)準(zhǔn)差是根據(jù)上一時(shí)期施工的混凝土的抗壓強(qiáng)度經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)評(píng)定由公式2求得的，標(biāo)準(zhǔn)差波動(dòng)性的大小受施工水平的影響，混凝土拌合質(zhì)量控制的好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就小，則標(biāo)準(zhǔn)差小，混凝土拌合質(zhì)量控制的不好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就大，則標(biāo)準(zhǔn)差也大。
舉例說明：
例1、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下：
35.0、28.9、40.2、33.6、45.5、34.1、38.2、42.4、30.0、27.4
σ=5.98MPa x=35.5MPa
例2、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下：
33.2、37.3、37.1、34.4、39.6、36.4、34.2、37.5、28.6、35.8
σ=3.04MPa x=35.4MPa
混凝土強(qiáng)度離散性的規(guī)律遵循正態(tài)分布曲線，接近配制強(qiáng)度變化的值站多數(shù)，偏離太大或太小的值站少數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差小曲線較陡，標(biāo)準(zhǔn)差大曲線較緩。由公式1可以看出，混凝土的配制強(qiáng)度是與標(biāo)準(zhǔn)差成正比的，標(biāo)準(zhǔn)差大則混凝土的配制強(qiáng)度就大，進(jìn)而水泥用量也大，標(biāo)準(zhǔn)差小則混凝土的配制強(qiáng)度就小，進(jìn)而水泥用量也小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
由于我們是流動(dòng)性單位，隨施工地點(diǎn)的變化，原材料也隨之變化，所以我們不能將某一地統(tǒng)計(jì)求得的標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)用到其他施工地點(diǎn)，我們?cè)谟?jì)算混凝土的配合比強(qiáng)度時(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)差是規(guī)范上規(guī)定的，規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)差是經(jīng)統(tǒng)計(jì)全國(guó)平均施工水平求得的。
引起混凝土強(qiáng)度變異的原因有以下幾個(gè)方面：
⑴材料質(zhì)量的波動(dòng)：材料中水泥是影響混凝土強(qiáng)度最重要因素，如水泥的實(shí)際強(qiáng)度、儲(chǔ)存條件、存放時(shí)間的長(zhǎng)短等均會(huì)引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)；
?、婆淞险`差：為了縮小稱量誤差，必須校核衡器的精度，并應(yīng)做定期檢查。每日開盤拌制混凝土前，必須測(cè)定集料的含水率，扣除相應(yīng)的拌合水量，增加相應(yīng)的集料用量。混凝土變異最大的來源是加水量誤差，加水量的誤差在于用水量稱量的不準(zhǔn)確，并且還在于集料含水率難以準(zhǔn)確測(cè)定，集料堆的外部與內(nèi)部含水率或上部與下部含水率不同。
?、前韬汀v實(shí)與養(yǎng)護(hù)：對(duì)混凝土拌和物的充分拌和取決于拌和機(jī)的類型，拌和時(shí)間也會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，混凝土施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定了最小拌和時(shí)間，是為了使拌和時(shí)間不至于對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。
?、仍囼?yàn)誤差：試驗(yàn)誤差包括取樣、成型、養(yǎng)護(hù)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等方面操作的差別給立方體強(qiáng)度帶來的變化。
2、基準(zhǔn)水灰比計(jì)算
W/C=A*fce/fcuo+A*B*fce
式中 A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表求得
fcu——混凝土的配制強(qiáng)度
fce——水泥的實(shí)際強(qiáng)度
計(jì)算出基準(zhǔn)水灰比后再按假定容重法或體積法計(jì)算砂、碎石等材料的用量，然后進(jìn)行試拌，觀察并調(diào)整混凝土拌合物的坍落度和流動(dòng)性、粘聚性、保水性等各項(xiàng)和易性指標(biāo)，以此配合比做為基準(zhǔn)混凝土配合比。在基準(zhǔn)水灰比基礎(chǔ)上分別減小和增加0.05個(gè)水灰比，制作試件并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，待抗壓強(qiáng)度結(jié)果出來后從中選取一個(gè)水泥用量最小，強(qiáng)度又能滿足設(shè)計(jì)要求的配合比作為理論配合比指導(dǎo)施工生產(chǎn)。
