混凝土配合比

張懷

中圖分類號(hào)：TU528.1

混凝土按強(qiáng)度分成若干強(qiáng)度等級(jí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k劃分的。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是立方抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值得百分率不超過5%，即有95%的保證率?；炷恋膹?qiáng)度分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二個(gè)等級(jí)。

混凝土配合比是指混凝土中各組成材料（水泥、水、砂、石）之間的比例關(guān)系。有兩種表示方法：一種是以1立方米混凝土中各種材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一種是用單位質(zhì)量的水泥與各種材料用量的比值及混凝土的水灰比來表示，例如前例可寫成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。長期以來，我國混凝土按抗壓強(qiáng)度分級(jí)，并采用“標(biāo)號(hào)”表征。1987年GBJ107-87標(biāo)準(zhǔn)改以“強(qiáng)度等級(jí)”表達(dá)。DL/T5057-1996《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，DL/T5082-1998《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》，DL5108-1999《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》等，均以“強(qiáng)度等級(jí)”表達(dá)，因而新標(biāo)準(zhǔn)也以“強(qiáng)度等級(jí)”表達(dá)以便統(tǒng)一稱謂。水工混凝土除要滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(hào)”描述強(qiáng)度分級(jí)時(shí)，是以立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)值冠以中文“號(hào)”字來表達(dá)，如200號(hào)、300號(hào)等。

根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)以混凝土英文名稱第一個(gè)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(jí)是不夠的。水工混凝土的等級(jí)劃分,應(yīng)是以多指標(biāo)等級(jí)來表征。如設(shè)計(jì)提出了4項(xiàng)指標(biāo)C9020、W0.8、F150、εp0.85×10-4,即90 d抗壓強(qiáng)度為20 MPa、抗?jié)B能力達(dá)到0.8 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(jí)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(jì)只提出抗壓強(qiáng)度指標(biāo)時(shí),則以強(qiáng)度來劃分等級(jí)，如其齡期亦為28 d,則以C20、C30表示。

在以標(biāo)號(hào)表達(dá)混凝土強(qiáng)度分級(jí)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(hào)“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)準(zhǔn)值的意思，例如混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20時(shí)，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(hào)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(jí)，C18015則表示為180d齡期抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15MPa。

過去我國采用公制計(jì)量單位，混凝土強(qiáng)度的單位為kgf/cm2?，F(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(jì)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(hào)改為強(qiáng)度等級(jí)后，混凝土強(qiáng)度計(jì)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1N/mm2=106N/m2(MPa)作為混凝土強(qiáng)度的實(shí)際使用的計(jì)量單位，讀作“牛頓每平方毫米”或“兆帕”。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。