第三章物料平衡計算

1、物料平衡計算的作用： v1 1計算從原料進廠至成品出廠各工序所需處理的物計算從原料進廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型及人員編制料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型及人員編制的依據(jù)。的依據(jù)。 v2 2計算各種原料、輔助材料及燃料需要量作為總圖計算各種原料、輔助材料及燃料需要量作為總圖設(shè)計中確定運輸量、運輸設(shè)備和計算各種堆場、料倉設(shè)計中確定運輸量、運輸設(shè)備和計算各種堆場、料倉面積的依據(jù)。面積的依據(jù)。v3 3計算水、電和勞動力的需要量，確定原材料、燃計算水、電和勞動力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標，作為公用設(shè)計和計算產(chǎn)品成本料等的單位消耗指標，作為公用設(shè)

2、計和計算產(chǎn)品成本等的依據(jù)。等的依據(jù)。 二、物料平衡計算的基礎(chǔ)資料混凝土制品廠物料平衡混凝土制品廠物料平衡計算的基礎(chǔ)資料：計算的基礎(chǔ)資料： v 工廠規(guī)模，工廠規(guī)模， 混凝土構(gòu)件產(chǎn)品方案；混凝土構(gòu)件產(chǎn)品方案；v每種構(gòu)件混凝土或者鋼筋工程數(shù)量每種構(gòu)件混凝土或者鋼筋工程數(shù)量 ；v混凝土各種類型配比；混凝土各種類型配比；v車間工作制度車間工作制度生產(chǎn)周制度生產(chǎn)周制度 ，生產(chǎn)班制度，生產(chǎn)班制度 。混凝土配合比計算混凝土配合比計算2混凝土配合比實例混凝土配合比實例3配合比設(shè)計和物料平衡表配合比設(shè)計和物料平衡表4產(chǎn)品大綱產(chǎn)品大綱1產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格(mm)每個管樁體積每個管樁體積(m3)

3、年產(chǎn)量年產(chǎn)量(根根)C70預(yù)應(yīng)力混凝土管樁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁500100001.25645000預(yù)應(yīng)力混凝土管樁制廠產(chǎn)品方案預(yù)應(yīng)力混凝土管樁制廠產(chǎn)品方案 產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量年產(chǎn)量(塊塊)混凝土混凝土型號型號CRTSCRTS型無砟軌道板型無砟軌道板 5600C55C55無砟軌道板廠產(chǎn)品方案無砟軌道板廠產(chǎn)品方案 長（長（mm）寬（寬（mm）厚（厚（mm）每塊板重每塊板重（t）橫向配置橫向配置10預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋（根）鋼筋（根）縱向配置縱向配置20精軋螺精軋螺紋鋼筋（根）紋鋼筋（根）每塊板混每塊板混凝土用量凝土用量（m）645025502008.66063.45二、混凝土配合比計算二、混凝

4、土配合比計算v配合比四項要求配合比四項要求 確滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求；確滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求； 滿足混凝土施工所要求的和易性；滿足混凝土施工所要求的和易性； 滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求； 符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。v配合比步驟配合比步驟 確定混凝土基準配合比確定混凝土基準配合比 確定試配、調(diào)整，確定設(shè)計配合比確定試配、調(diào)整，確定設(shè)計配合比 計算施工配合比計算施工配合比（一）確定混凝土基準配合比 1. 計算施工配制強度 fcu,0式中式中: fcu,0混凝土配制強度，混凝土配制強度，

5、MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土強度等級值，MPa； 混凝土強度標準差，混凝土強度標準差，MPa。 混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定：混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定：計算時，強度試件組數(shù)不應(yīng)少于計算時，強度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組；組；當混凝土強度等級為當混凝土強度等級為C20和和C25級，其強度標準差計算值級，其強度標準差計算值2.5MPa時，時，取取2.5MPa；當混凝土強度等級等于或大于；當混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標準差計算級，其強度標準差計

6、算值值3.0MPa時，取時，取3.0MPa； 當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現(xiàn)行國家標準當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時，其值按現(xiàn)行國家標準混凝土混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。）的規(guī)定取用。 645. 10kcucuff，強度等級C20C20C35C35標準差，MPa4.05.06.0 2. 確定水灰比確定水灰比 (1) 按混凝土強度要求確定水灰比按混凝土強度要求確定水灰比 或或 式中：式中： a、b回歸系數(shù)；當不具備試驗統(tǒng)計資料時，可取回歸系數(shù)；當不具備試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混碎石混凝土凝土 a0.46，b0.07；卵石混凝土

7、；卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥水泥28d抗壓強度實測值，抗壓強度實測值，MPa 當無水泥當無水泥28d抗壓強度實測值時，其值可按下式確定：抗壓強度實測值時，其值可按下式確定： fce,g水泥強度等級值，水泥強度等級值，MPa(2) 復(fù)核耐久性復(fù)核耐久性 為使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值為使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超不得超過規(guī)定的最大水灰比值過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。大水灰比值作為混凝土的水灰比值。ceba0cuceacwfffm

8、m，ce0cucefBAffACW，gcecceff,3. 確定用水量確定用水量(1) 水灰比在水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施范圍內(nèi)時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。工要求的坍落度，按下表選取。干硬性混凝土的單位用水量，干硬性混凝土的單位用水量，kg 拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102040162040維勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165塑性混凝土的單位用水量，塑性混凝土的單位用水量，kgkg （2）水灰比小于

9、）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過試驗確定。用水量應(yīng)通過試驗確定。（3）流動性和大流動性混凝土：）流動性和大流動性混凝土：不摻外加劑時，以坍落度不摻外加劑時，以坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm，用水量增加，用水量增加5kg計算；計算；摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算：摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算： mwamw0（1）拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標102031.540162031.540坍落度mm103019017016015

10、02001851751653550200180170160210195185175557021019018017022020519518575902151951851752302152051954.計算水泥用量mc（1）計算（2）復(fù)核耐久性 將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。cww0c0/mmmm 5.確定砂率確定砂率s （1）坍落度為）坍落度為1060mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。粒徑及水灰比按下表選取。（2）坍落度大于）

11、坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗確定；也可在的混凝土砂率，可經(jīng)試驗確定；也可在下表基礎(chǔ)上，坍落度每增大下表基礎(chǔ)上，坍落度每增大20mm，砂率增大，砂率增大1確定。確定。（3）坍落度小于）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗確定。的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗確定?；炷辽奥剩炷辽奥?， 水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641計

12、算法計算法：根據(jù)砂填充石子空隙，并稍有富余，以撥開石子的原則來確定。根據(jù)砂填充石子空隙，并稍有富余，以撥開石子的原則來確定。00PVVgs000000000000000000gssgggsgsggssssgsssPPVPVPVVVVmmm式中：式中：s砂率，砂率，%； ms0、mg0分別為每立方米混凝土中砂子及石子用量，分別為每立方米混凝土中砂子及石子用量，kg； 、 分別為每立方米混凝土中砂及石子松散體積，分別為每立方米混凝土中砂及石子松散體積，m2； 、 分別為砂和石子的堆積密度，分別為砂和石子的堆積密度，kg/m3。 P石子空隙率，石子空隙率，%； 砂漿剩余系數(shù)，一般取砂漿剩余系數(shù)，一般

13、取1.11.4。0sV0gV0s0g%100100P6.計算砂、石子用量計算砂、石子用量ms0、mg0 （1）體積法）體積法 又稱絕對體積法。又稱絕對體積法。 1m3混凝土中的組成材料混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為水經(jīng)過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即：，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm 解方程組，可得解方程組，可得ms0、mg0 。式中：式中： c 、s 、g 、w分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表分別為水泥的密度、砂

14、的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，觀密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取。水泥的密度可取29003100kg/m3； 混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取1。（2）質(zhì)量法）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為質(zhì)量為mcp ，kg。cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm 解方程組可得解方程組可得ms0、mg0。式中：式中： mc0、ms0、mg0、mw0分別為分別為1m3混凝土中水泥、混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，砂、石子、水的用

15、量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg?？扇?。可取23502450kg/m3。 s混凝土砂率?；炷辽奥省?.計算基準配合比計算基準配合比（1）以）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示?；炷林懈鹘M成材料的實際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？(二) 試配調(diào)整，確定設(shè)計配合比1.試配試配 按基準配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制按基準配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或或25L混凝土，混凝土，分別測定其和易性、強度。分別測定其和易性、強度。2.調(diào)整調(diào)整（）調(diào)整和易性

16、，確定基準配合比（）調(diào)整和易性，確定基準配合比 測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實測坍落度小于設(shè)計要求，可保持水灰比不變，提高水泥漿用量；如實測坍落度小于設(shè)計要求，可保持水灰比不變，提高水泥漿用量；如實測坍落度大于設(shè)計要求，可保持砂率不變，提高骨料用量；如實測坍落度大于設(shè)計要求，可保持砂率不變，提高骨料用量；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當提高砂率。如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當提高砂率。每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積

17、密度（并測定混凝土拌合物的實際體積密度（c,t）。）。（2）強度調(diào)整）強度調(diào)整 一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應(yīng)較基準配合比分別增加及減少個配合比的水灰比值，應(yīng)較基準配合比分別增加及減少0.05，其，其用水用水量應(yīng)該與基準配合比相同量應(yīng)該與基準配合比相同，但砂率值可做適當調(diào)整并測定體積密度。，但砂率值可做適當調(diào)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標準養(yǎng)護各種配比制作兩組強度試塊，標準養(yǎng)護28d進行強度測定進行強度測定3.設(shè)計配合比的確定設(shè)計配合比的確定(1) 根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相

18、應(yīng)的灰水比（根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應(yīng)的灰水比，）相對應(yīng)的灰水比，確定確定1m3混凝土中的組成材料用量：混凝土中的組成材料用量：單位用水量（單位用水量（mw）應(yīng)在基準配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強）應(yīng)在基準配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定；度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定；水泥用量（水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；粗集料和細集料用量（粗集料和

19、細集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準配合比的用量基礎(chǔ)上，）應(yīng)在基準配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進行調(diào)整后確定。按選定的灰水比進行調(diào)整后確定。（2）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進行校正：）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進行校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值計算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中：式中： c,t混凝土體積密度實測值，混凝土體積密度實測值，kg/m3； c,c混凝土體積密度計算值，混凝土體積密度計算值，kg/m3

20、。當體積密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的當體積密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2時，時，按按條確定的配合比即為設(shè)計配合比；當二者之差超過條確定的配合比即為設(shè)計配合比；當二者之差超過2時，應(yīng)將時，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)，得到設(shè)計配合比。，得到設(shè)計配合比。cctc，通常簡易的做法是：通過試壓，選出既滿足混凝土強度要求，水泥用通常簡易的做法是：通過試壓，選出既滿足混凝土強度要求，水泥用量又較少的配合比為所需配合比，再做表觀密度的校正。量又較少的配合比為所需配合比，再做表觀密度的校正。(三) 計算施工配合比 假定現(xiàn)場砂、石子

21、的含水率分別為假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a和和b%，則施工配，則施工配合比中合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為：混凝土的各組成材料用量分別為：?/1 wgsccmmyxmmm，：cmsmgmwmmcms（1+a）mg（1+b）mwmsamgb 施工配合比可表示為：施工配合比可表示為：配合比設(shè)計實例 該攪拌站為某建筑公司配套的專用攪拌站，其混凝土主該攪拌站為某建筑公司配套的專用攪拌站，其混凝土主要用在正常的居住或辦公房屋內(nèi)部件。要用在正常的居住或辦公房屋內(nèi)部件。 混凝土設(shè)計強度等級為混凝土設(shè)計強度等級為C40C40，要求強度保證率，要求強度保證率95%95%。要求。要求混凝土拌和物的坍

22、落度為混凝土拌和物的坍落度為353550mm50mm，施工單位為歷史統(tǒng)，施工單位為歷史統(tǒng)計資料。計資料。設(shè)計條件水泥水泥砂砂石石減水劑減水劑P.O 42.5級級,水泥強度等水泥強度等級值的富余級值的富余系數(shù)為系數(shù)為1.10-1.13(取取1.13),密度為密度為3.11g/cm3中砂中砂表觀密度表觀密度2.64g/cm32.64g/cm3堆堆積密度積密度1.50g/cm31.50g/cm3碎石碎石表觀密度表觀密度2.70 g/cm3堆積密度堆積密度1.55 g/cm3石子最大粒石子最大粒徑徑20mmTMS TMS 減水率減水率 18%18%摻入量摻入量1.0%1.2%1.0%1.2%( (取取1.0%)1.0%)混凝土配合比計算v 確定配置強度確定配置強度 根據(jù)課本知識得，混凝土配制強度為：根據(jù)課本知識得，混凝土配制強度為： 則本設(shè)計混凝土實設(shè)強度為則本設(shè)計混凝土實設(shè)強度為49.87MPav 確定水灰比確定水灰比 根據(jù)圖紙和技術(shù)規(guī)范得根據(jù)圖紙和技術(shù)規(guī)范得 得得 wc=0.43 本設(shè)計的水灰比為本設(shè)計的水灰比為0.43，查下表，查下表混凝土最大水灰比和最混凝土最大水灰比和最小水泥用量小水泥用量得水灰比符合要求得水灰比符合要求,1.64540 1.645 649.87cu ocu kffacecuoab c