混凝土配合比設計 (2)ppt課件

1、 1、混凝土配合比：混凝土配合比是指混凝土中各組成資料之間的比例關系。 2、配合比常用的表示方法有兩種： a、以1m3混凝土中各項資料的質量表示，如m水泥300kg、m水180kg、m砂720kg、m石子1200kg； b、以各項資料相互間的質量比來表示(以水泥質量為1)，將上例換算成質量比為： 水泥：砂：石子=1：2.4：4.0 水灰比=0.6 3、混凝土的配合比設計是確定混凝土中各組成資料數(shù)量之間的比例關系。 一、混凝土配合比設計的義務、要求及方法 (一)混凝土配合比設計的義務 根據(jù)工程對混凝土提出的技術要求，各種資料的技術性能及施工現(xiàn)場的條件， 合理選擇原資料并確定它們的用量。 (二)混

2、凝土配合比設計的要求 設計出的混凝土配合比應滿足的根本要求是： (1)滿足施工對混凝土拌和物的和易性要求； (2)滿足構造設計和質量規(guī)范對混凝土的強度等級要求； (3)滿足工程所處環(huán)境對混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及其他耐久性要求； (4)在滿足上述要求的前提下，盡量節(jié)省水泥，以滿足經(jīng)濟性要求。 (三)混凝土配合比設計的三個參數(shù) 組成混凝土的四種資料，即水泥、水、砂、石子。 混凝土的四種組成資料可由三個參數(shù)來控制。 1水灰比 水與水泥的比例稱為水灰比。前面已講，水灰比是影響混凝土和易性、強度和耐久性的主要要素，水灰比的大小是根據(jù)強度和耐久性確定，在滿足強度和耐久性要求的前提下，選用較大水灰比，這有利

3、于節(jié)約水泥。 2砂率 砂子占砂石總量的百分率稱為砂率。砂率對混合料和易性影響較大，如選擇不恰當，對混凝土強度和耐久性都有影響。應采用合理砂率。在保證和易性要求的條件下，取較小值，同樣有利于節(jié)約水泥。 3用水量 用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kgm3)。在水灰比確定后，混凝土中單位用水量也表示水泥漿與集料之間的比例關系。為節(jié)約水泥，單位用水量在滿足流動性條件下，取較小值。 四混凝土配合比設計方法 1絕對體積法 該法是假定混凝土拌合物的體積等于各組成資料絕對體積和混凝土拌合物中所含空氣體積之和。 2假定表觀密度法(假定容重法) 假設原資料比較穩(wěn)定，可先假設混凝土的表觀密度為一定值，混凝土

4、拌合物各組成資料的單位用量之和即為其表觀密度。 3查表法 根據(jù)實驗，將各種配比列成表，以備參考。 二、混凝土配合比設計的步驟 (一)設計的根本資料 1、混凝土的強度等級、施工管理程度， 2、對混凝土耐久性的要求， 3、原資料的種類及其物理力學性質 4、混凝土的部位、構造構造情況、施工條件等 (二)初步配合比的計算 1確定混凝土的配制強度fcu.o fcu.o=fcu.k+1.645規(guī)范規(guī)定的強度保證率P95% 2選擇水灰比(mw/mc) (1)根據(jù)強度要求計算水灰比 根據(jù)混凝土的配制強度及水泥的實踐強度，用閱歷公式計算水灰比： 式中A，B回歸系數(shù)，可經(jīng)過實驗測定，無實驗資料時， 碎石混凝土A=

5、048，B=052； 卵石混凝土A=050，B=061： fce水泥的實踐強度，MPa； 無水泥實踐強度數(shù)據(jù)時，可按fce=cfce.k確定； fce.k水泥強度等級的強度規(guī)范值； c水泥強度等級強度規(guī)范值的富有系數(shù)，該值應按實踐統(tǒng)計資料確定。 (2)查表47確定滿足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。 (3)選擇以上兩個水灰比中的小值作為初步水灰比。 3選擇單位用水量(mw0) (1)干硬性和塑性混凝土 當水灰比在0408范圍時，用水量根據(jù)粗骨料的種類、粒徑及施工要求的混凝土拌和物稠度，參照表419選擇。表中所列之單位用水量，砂石均以枯燥形狀(細骨料含水率小于05，粗骨料含水率小于02)為準。

6、水灰比小于04或大于08的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應經(jīng)過實驗確定。 (2)流動性(坍落度為100150 mm)、大流動性(坍落度大于160 mm)混凝土 以表419中坍落度90 mm的用水量為根底，按坍落度每增大20 mm用水量添加5 kg，計算出未摻外加劑時的混凝土用水量。 摻外加劑時混凝土用水量可按下式計算： 式中 mwa摻外加劑時每立方米混凝土的用水量，kg； mw0未摻外加劑時每立方米混凝土的用水量，kg； 外加劑的減水率，經(jīng)實驗確定。表419干硬性和塑性混凝土的用水量 單位：kgm3 拌和物稠度 卵石最大粒徑(nun) 碎石最大粒徑(mm) 項 目 指標 10 20

7、40 16 20 40 維勃稠度 (s) 1520 175 160 145 180 170 155 1015 180 165 150 185 175 160 510 185 170 155 190 180 165 坍落度 (mm) 1030 190 170 150 200 185 165 3050 200 180 160 210 195 175 5070 210 190 170 220 205 185 7090 215 195 175 230 215 195注：本表用水量系采用中砂時的平均值，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可添加510 kg，采用粗砂時，可減少 510kg； 摻用各種外加劑或

8、摻合料時，用水量應相應調整。 4計算水泥用量(mc0) 根據(jù)曾經(jīng)確定的水灰比mw/mc，以及水的用量，可以求出1m3中水泥的用量。 每立方米混凝土的水泥用量，可按下式計算：同時，滿足P52面表4-7中最大水灰比和最小水泥用量的要求。5選擇砂率(s) 為保證混凝土有良好的和易性，希望選擇的砂率為最優(yōu)砂率，但影響最優(yōu)砂率的要素較多，無法用計算方法得到。根據(jù)(JGJT5596)，砂率可根據(jù)F述方法進展。 (1)坍落度為1060 mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料種類、粒徑及水灰比按表420選取。 表420混凝土的砂率 水灰比 mw/mc 卵石最大粒徑(ram) 碎石最大粒徑(mm) 10 20 40 1

9、6 20 40 0。40 050 060 070 2632 3035 3338 3641 2531 2934 3237 35-40 2430 2833 3136 3439 3035 3338 3641 3944 2934 3237 3540 3843 2732 3035 3338 3641注：本表數(shù)值系中砂的選用砂翠，對細砂或租砂，可相應地減小或增大砂率； 只用一個單粒級粗骨科配制混凝土時，砂率應適當增大； 對薄壁構件砂率取偏大值； 本表中的砂率系指砂與骨料總量的質量比。 (2)坍落度等于或大于100 mm的混凝土砂率，應在表420的根底上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以調整。

10、(3)坍落度大于60 mm或小于10 mm的混凝土及摻用外加劑和摻合料的混凝土，其砂率應經(jīng)實驗確定。 6計算砂石用量(mso、mgo) 、砂石用量的計算有質量法與體積法兩種。 (1)質量法 質量法的補充條件為：每立方米混凝土中各種資料用量之和等于1 m3?；炷恋馁|量，即： 式中 mc0每立方米混凝土的水泥用量，kg； ms0 每立方米混凝土的砂用量，kg； mg0每立方米混凝土的石子用量，kg； mw0每立方米混凝土的用水量，kg； mcp每立方米混凝土拌和物的質量，kg，可先假定為2 4002 450 kg； s砂率，。 將上兩式聯(lián)立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。 (2)體積法 體

11、積法的補充條件為：每立方米混凝土中各種資料的絕對密實體積及混凝土拌和物中所含空氣體積之總和等于1 m3，即： 式中 c水泥的密度，kgm。，可取2 9003 100 kgm。； s砂的表觀密度，kgm3； g石子的表觀密度，kgm3； w水的密度，可取1 000 kgm3； 混凝土的含氣量百分數(shù)，在不運用引氣型外加劑時，可取=1。 以上兩式聯(lián)立，也可計算出每立方米混凝土的砂石用量。 (三)試配調整、確定基準配合比 混凝土初步配合比中的參數(shù)是根據(jù)閱歷公式及圖表確定的，不一定符合和易性的要求，所以要經(jīng)過試配進展調整。 按初步配合比，根據(jù)表421規(guī)定的數(shù)量稱取混凝土的各種資料，攪拌均勻后測定坍落度或

12、維勃度，并察看其粘聚性及保水性。當坍落度或維勃度不能滿足要求，或粘聚性、保水性不好時，應在保證水灰比不變的條件下相應調整用水量或砂率，直到符合要求為止。表421混凝土試配用最小攪拌 骨料最大粒徑(mm) 拌和物數(shù)量(L) 31.5及以下 40 15 25注：當采用機械攪拌時，攪拌量不應小于攪拌機預定攪拌量的14。 調整可按以下原那么進展： (1)假設坍落度與要求不符時，應堅持水灰比不變，調整水泥漿用量。普通用水量每增減23，坍落度增減10 mm。 (2)假設坍落度大于要求坍落度時，也可不減水泥漿，而堅持砂率不變，添加骨料用量。 (3)假設混凝土拌和物的砂漿量顯得缺乏，粘聚性、保水性不良時，應適

13、當增大砂率。反之，可減小砂率。 每次調整都要對各種資料的調整量進展記錄，調整后要重新進展坍落度實驗，調整至和易性符合要求后，測定混凝土拌和物的實踐表觀密度，并提出供混凝土強度實驗用的“基準配合比。 基準配合比的每立方米混凝土各種資料用量可按下式計算：水泥用量：水的用量：砂的用量：石子用量：式中：mco，mwo，mso，mgo調整后，試拌混凝土中的水泥、水、砂、石子的用量，kg mca，mwa，msa，mga基準配合比每立方米混凝土中水泥、水、砂、石子的用量，kg oc,t調整后混凝土拌和物的實測表觀密度，kgm3。 (四)校核水灰比，確定實驗室配合比 經(jīng)和易性調整得出的基準配合比，其水灰比不一

14、定選擇適宜，即強度不一定能滿足要求，所以還應檢驗混凝土的強度。 混凝土強度實驗時應至少采用三個不同的配合比， 其中 一個應是基準配合比， 一個配合比的水灰比，宜較基準配合比添加005， 一個配合比的水灰比，宜較基準配合比減少005， 其用水量與基準配合比根本一樣，砂率可分別添加或減小1。 當不同配合比的混凝土拌和物坍落度與要求值相差超越允許偏向時，可以增、減用水量進展調整。每種配合比至少制造一組(三塊)試件，并規(guī)范養(yǎng)護到28 d時試壓。在制造試件時，還需檢驗混凝土拌和物的和易性并測定混凝土拌和物的表觀密度。 由實驗得出的各灰水比及其相對應的混凝土強度關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度相

15、對應的灰水比，并確定每立方米混凝土各種資料用量(實驗室配合比)。 (1)用水量(mw)應取基準配合比中的用水量，并根據(jù)制造強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進展調整； (2)水泥用量(mc)應以用水量乘以選定出的灰水比計算確定； (3)砂和石子用量(ms和mg)應取基準配合比中的砂、石子用量，并按選定的灰水比進展調整； (4)根據(jù)滿足和易性及強度要求的配合比計算混凝土表觀密度的計算值c.c： c.c=mw+mc+ms+mg (423)(5)由于計算配合比時作了一些假定，故計算混凝土表觀密度與實測表觀密度不一定相等，需根據(jù)實測表觀密度計算校正系數(shù)，并校正各種資料的用量。 校正系數(shù)： =c.t/c.

16、c (424) 式中 c，t混凝土表觀密度實測值，kgm3 c ，c混凝土表觀密度計算值，kgm3 留意： 當混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超越計算值的2時，資料用量不用校正；假設兩者之差超越2時，將配合比中每項資料用量乘以校正系數(shù)d，即為確定的混凝土實驗室配合比。 (五)施工配合比換算 實驗室確定配合比時，骨料均以枯燥形狀為準，而工地現(xiàn)場的砂、石資料都含有一定的水分，為了準確地實現(xiàn)實驗室配合比，應根據(jù)現(xiàn)場砂石的含水率對配合比進展換算。 假設現(xiàn)場砂的含水率為a，石子的含水率為b，經(jīng)換算后，每立方米混凝土各種資料的用量為： 水泥：mc=mc (425) 砂：ms=ms(1+a) (4

17、26) 石子：mg=mg(1+b) (427) 水：mw=mw-msa%-mg.b% (428) 三、混凝土配舍比設計實剜 某工程的鋼筋混凝土梁(枯燥環(huán)境)，混凝土設計強度等級為C30，施工要求坍落度為3050 mm(混凝土由機械攪拌，機械振搗)，施工單位無混凝土強度歷史統(tǒng)計資料。 資料：普通硅酸鹽水泥，強度等級525號(實測28 d強度580 MPa)，密度c=3 100 kgm3； 中砂，表觀密度s=2 650 kgm3； 碎石，表觀密度g=2 700kgm3，最大粒徑20 mm； 自來水。 施工現(xiàn)場砂的含水率為2，碎石含水率1。 設計該混凝土的配合比，并換算為施工配合比。(一)初步配合比

18、計算 1確定配制強度 fcu.0=fcu.k+1645 查表418，當混凝土強度等級為C30時，取=50 fcu.0=30+164550=382 MPa 2確定水灰比 查表47(P52)，枯燥環(huán)境最大允許水灰比為065。 所以取優(yōu)mwmc=053 3確定單位用水量 查表419，取mwo=195 kg。 4計算水泥用量 查表47(P52)，最小水泥用量為260 kg，所以應取mc0=368kg。 5確定砂率 查表420，s=33。 6計算砂石用量 (1)質量法 假定混凝土表觀密度mcp=2 400 kgm3， mc0+ms0+mg0+mw0=mcp混凝土計算配合比為： mc0:mw0:ms0:m

19、go=368：195：606：1 217 =1：O53：165：331(2)體積法 解以上聯(lián)立方程，得： ms0=599 kg，mg0=1 223 kg 混凝土計算配合比為： mc0:mw0:ms0:mg0=368：195：599：1 223 =1：053：162：332 兩種方法計算結果比較接近。 (二)試配調整 1和易性調整 以體積法計算所得配合比為例。試拌15 L混凝土，其資料用量為： 水泥：0015368=552 kg 水：0.015195=293 kg 砂：0.015599=899 kg 石子：00151 223=1835 kg 按上述用量稱量并攪拌均勻，做坍落度實驗，測得坍落度為2

20、0 mm。 堅持水灰比不變，添加用水量及水泥用量各4，即用水量添加到308 kg，水泥用量添加到581 kg，測得坍落度為30 mm，粘聚性、保水性均良好。 經(jīng)調整后各種資料用量為：水泥581 kg，水308 kg，砂899 kg，石子1835 kg，總用量為3623 kg，實測混凝土拌和物的表觀密度為2 415 kgms?；炷恋摹盎鶞逝浜媳雀鞣N資料用量為： 水泥用量： 用水量： 砂用量： 石子用量： 2強度復核 采用048、053、058三個不同的水灰比計算配合比，試拌測定坍落度均符合要求，標準養(yǎng)護28 d后，測得的抗壓強度見表422。 表422不同水灰比的混凝土立方體抗壓強度 水灰比mwmc 灰水比mcmw 混凝土立方體抗壓強度fcu(MPa) 0.48 0.53