《建筑材料》

1、教學(xué)科目：建筑材料教學(xué)課題：§6 6 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)教學(xué)課時(shí)：45min*2教學(xué)班級(jí)：11 （ 1 ） 、 11 （ 2） 、 11 （ 3）教學(xué)目的：使學(xué)生掌握配合比設(shè)計(jì)的四個(gè)階段、混凝土初步計(jì)算配 合比和施工配合比的計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)：混凝土初步計(jì)算配合比和施工配合比的計(jì)算方法。教學(xué)難點(diǎn)：混凝土初步計(jì)算配合比。教學(xué)方法：采用多媒體課件教學(xué)。教學(xué)過程：復(fù)習(xí)及引入下文上一節(jié)課主要介紹了混凝土外加劑及其分類。有些同學(xué)可能就問混凝土在實(shí)際運(yùn)用時(shí)如何配制所需標(biāo)號(hào)的混凝土，如C20 C30?下面我們就學(xué)習(xí)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)。（ 5min）一、混凝土的配合比（ 2min）1、定義：是指

2、混凝土各組成材料之間的比例關(guān)系。2、 表示方法：主要有 “質(zhì)量比”和 “體積比”兩種表示方法。工程中常用 “質(zhì)量比”表示。二、配合比設(shè)計(jì)的過程（ 5min）1、配合比設(shè)計(jì)的四個(gè)階段、初步計(jì)算配合比；、基準(zhǔn)配合比；、實(shí)驗(yàn)室配合比；、施工配合比。2、概念：初步配合比：主要是依據(jù)設(shè)計(jì)的基本條件，參照理論和大量試驗(yàn)提供的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到基本滿足強(qiáng)度和耐久性要求的配合比；基準(zhǔn)配合比：是在初步計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上，通過實(shí)配、檢測，進(jìn)行工作性的調(diào)整，對(duì)配合比進(jìn)行修正。實(shí)驗(yàn)室配合比：是通過對(duì)水灰比的微量調(diào)整，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，確定一水泥用量最少的方案，從而進(jìn)一步調(diào)整配合比。施工配合比：是考慮實(shí)際砂、石的

3、含水對(duì)配合比的影響，對(duì)配合比最后的修正，是實(shí)際應(yīng)用的配合比。3、配合比設(shè)計(jì)的要求、滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求；、滿足混凝土施工所要求的和易性；、滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求；、符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。三、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本資料（ 5min）在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)前，需確定和了解的基本資料，即設(shè)計(jì)的前提條件，主要有以下幾個(gè)方面。 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)和強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。 材料的基本情況：包括水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、實(shí)際強(qiáng)度、密度；砂的種類、表觀密度、細(xì)度模數(shù)、含水率；石子種類、表觀密度、含水率；是否摻外加劑，外加劑種類。 運(yùn)輸、施工等對(duì)混凝土的工作性要求，如坍落度指標(biāo)。 與

4、工程耐久性要求有關(guān)的環(huán)境條件：如凍融狀況、地下水情況等。 工程特點(diǎn)及施工工藝：如構(gòu)件幾何尺寸、鋼筋的疏密、澆筑振搗的方法等 。四、混凝土配合比設(shè)計(jì)基本參數(shù)的確定（ 10min）1、混凝土的配合比設(shè)計(jì)：實(shí)際上就是單位體積混凝土拌合物中水、水泥，粗骨料（石子），細(xì)骨料（砂）四種材料用量的確定。2、四種組成材料之間所確定的三個(gè)基本參數(shù)：即水和水泥之間的比例：水灰比； 砂和石子間的比例；砂率 骨料與水泥漿之間的比例：單位用水量。3、水灰比的確定主要取決于混凝土的強(qiáng)度和耐久性。從強(qiáng)度角度看，水灰比應(yīng)小些，水灰比可根據(jù)混凝土的強(qiáng)度公式來確定。從耐久性角度看，水灰比小些，水泥用量多些，混凝土的密實(shí)度就高，

5、耐久性則優(yōu)良。當(dāng)強(qiáng)度和耐久性都已滿足的前提下，水灰比應(yīng)取較大值，以獲得較高的流動(dòng)性。4、砂率主要應(yīng)從滿足工作性和節(jié)約水泥兩個(gè)方面考慮。在水灰比和水泥用量（即水泥漿量）不變的前提下，應(yīng)取坍落度最大時(shí)的砂率。在工作性滿足的情況下，砂率盡可能取小值以達(dá)到節(jié)約水泥的目的。5、 單位用水量：在水灰比和水泥用量不變的情況下，實(shí)際反映的是水泥漿量與骨料用量之間的比例關(guān)系。水泥漿量要滿足包裹粗、細(xì)骨料表面并保持足夠流動(dòng)性的要求，但用水量過大，會(huì)降低混凝土的耐久性。五、初步計(jì)算配合比（ 45min）1. 混凝土施工配制強(qiáng)度f cu,0說明 : f cu,0 混凝土配制強(qiáng)度，MPa；f cu,k 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等

6、級(jí) ， MPa；（T 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計(jì)資料確定，符合以下規(guī)定：、計(jì)算時(shí)，強(qiáng)度試件組數(shù)不應(yīng)少于 25組；、當(dāng)有同類混凝土強(qiáng)度的資料時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20和C25級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值（r<2.5MPa時(shí)，?。╮=2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于 或大于C30級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值（r<3.0MPa時(shí)，?。╮=3.0MPa； 、當(dāng)無統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，其值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝 土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50204的規(guī)定取用。2. 確定水灰比W/ C1）按混凝土強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比（P133）a a> ab 回歸系數(shù);

7、說明：碎石混凝土 aa=0.46, ab=0.07;卵石混凝土 aa = 0.48, ab=0.33。f ce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值，MPafce=rcxfce,g說明： rc 水泥強(qiáng)度等級(jí)的富余系數(shù) f ce,g 水泥強(qiáng)度等級(jí)值， MPa.fcu,0 混凝土配制強(qiáng)度，MPa；（ 2）復(fù)核耐久性為了使混凝土耐久性符合要求，按強(qiáng)度要求計(jì)算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時(shí)取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。3. 確定單位用水量mw（1）水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時(shí)，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。（ P106）（ 2）水灰比小于0

8、.40 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(yàn)確定。（ 3）摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量可按下式計(jì)算：mw a= m, 0 （1 B ）式中：mw, a摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg；m w， 0未摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg；B外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。4. 計(jì)算水泥用量mc（ 1）計(jì)算（ 2）復(fù)核耐久性將計(jì)算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較（P131 表 6 21）如計(jì)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(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。5. 確定砂率0 s （P131表622）（1）坍落度為1060mmi勺混凝土砂率，可根據(jù)粗

9、骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。(2)坍落度大于60mmi勺混凝土砂率，可經(jīng)試驗(yàn)確定；也可在下表基礎(chǔ)上，坍落度每增大20mm砂率增大1%確定。(3)坍落度小于10mm勺混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。6. 計(jì)算砂、石子用量ns。、mg0(1)體積法又稱絕對(duì)體積法。1m3混凝土中的組成材料一一水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實(shí)后，混凝土的體積為1m3即：Vc + Vs +Vg + Vw + Va=1解方程組，可得ms。、ng0 。pc、p s、pg、p w分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。pc水泥的密度可取 29003100kg/m3;a混凝土的含氣量百分

10、數(shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取 a =1(2)質(zhì)量法假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mc, p , kg?？扇?3502450kg/m3。mq 0、msmc0 mgmSomwm 1mW0凝壬mcp泥、砂、石子、水的用 量，kg;mc, p1m3混凝土拌合物白假定質(zhì)量，kg?？扇?3502450kg/m3。B s一一混凝土砂率。六.基準(zhǔn)配合比(5min)、按初步計(jì)算配合比稱取材料進(jìn)行試拌。、混凝土拌合物攪拌均勻后測坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能的好壞。如實(shí)測坍落度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水 泥漿；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；、每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為

11、止。、當(dāng)試拌工作完成后，記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實(shí)際表觀密度(pc, t)。此滿足和易性的配比為基準(zhǔn)配合比。七、實(shí)驗(yàn)室配合比(5min)1 .試配按基準(zhǔn)配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強(qiáng)度。2 .調(diào)整(1)調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實(shí)測坍落度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，增加或減少 適量水泥漿；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)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，并測定混凝土拌合物的實(shí)際體積密度(p c,t )。(2)強(qiáng)度調(diào)整一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比 的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少 0.05,其用水量應(yīng)該與基 準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。八、施工配合比(3min)假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為 Ws和Wg則施工配合比中1m3混凝土