bA混凝土配合比設(shè)計(jì).ppt

4.4 普通塑性混凝土的配合比設(shè)計(jì),4.4.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求 4.4.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)參數(shù) 4.4.3 確定配合比參數(shù)的原則與方法 4.4.4 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟,混凝土配合比表示方法,以每立方米混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量來(lái)表示： 水泥（C）300kg，水（W）180kg，砂（S）720kg，石（G）1200kg，每立方米混凝土材料總量為2400kg； 以各項(xiàng)材料間的用量比例來(lái)表示： 如水泥:砂:石=300:720:1200 =1:2.4:4.0 水灰比 =180/300 =0.6,4.4.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求, 滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)； 滿足施工所要求的混凝土拌合物的和易性； 滿足耐久性等技術(shù)性能要求； 在保證混凝土質(zhì)量的前提下，作到盡量節(jié)約水泥，合理使用材料和降低成本。,4.4.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)參數(shù),4.4.3 確定配合比參數(shù)的原則與方法,確定水灰比的原則和方法； 確定單位用水量的原則與方法； 砂率的確定方法。,（1）確定水灰比的原則和方法,在原材料的品種、性能及其他條件不變的情況下，水灰比（W/C）的大小，決定性地影響混凝土的強(qiáng)度與耐久性。 滿足強(qiáng)度要求的水灰比； 滿足耐久性要求的水灰比。 取同時(shí)滿足二者要求的W/C。, 滿足強(qiáng)度要求的水灰比,混凝土配制強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系： fcu,t=fcu,k-tk GB50204-92混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范要求： P%=95%，tk=-1.645，則 fcu,t=fcu,k+1.645 根據(jù)Bolomey公式確定水灰比。 fcu,t=0.46fce(C/W-0.07) 碎石混凝土 fcu,t=0.48fce(C/W-0.33) 卵石混凝土,的取值,施工單位具有近期同一品種混凝土強(qiáng)度資料時(shí)根據(jù)計(jì)算取值。對(duì)于C20、C25強(qiáng)度等級(jí)，計(jì)算結(jié)果2.5MPa時(shí)取2.5MPa；對(duì)于C30強(qiáng)度等級(jí)，上式計(jì)算結(jié)果3.0MPa時(shí)取3.0MPa。 無(wú)近期資料時(shí)按下表取值。,水灰比計(jì)算,式中fcu,0混凝土試配強(qiáng)度, a； fce水泥28d的實(shí)測(cè)強(qiáng)度,a； a,b回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過(guò)試驗(yàn)求得。 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ552000）提供的a 、b 經(jīng)驗(yàn)值為： 采用碎石：a=0.46 b0.07 采用卵石：a=0.48 b =0.33, 滿足耐久性要求的水灰比,摘自JGJ/55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程,（2）確定單位用水量的原則與方法,Kg/m3,本表適用于W/C=0.4-0.8的混凝土,另外，單位用水量也可按下式計(jì)算：,式中：Wwo每立方米混凝土用水量，kg； T混凝土拌合物的坍落度，cm； K系數(shù)，取決于粗料與最大粒徑，可參考表4.21取用。 表4.21 混凝土用水計(jì)算公式中的K值,（3）砂率的確定方法,由于砂子的粒徑遠(yuǎn)比石子小，砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的總表面積有顯著改變，對(duì)混凝土拌合物的流動(dòng)性和粘聚性也有很大影響。 最優(yōu)砂率，是指在保證混凝土拌合物具有良好的粘聚性并達(dá)到要求的流動(dòng)性時(shí)水泥用量（或用水量）最小的砂率。 砂率可根據(jù)撥開(kāi)系數(shù)公式初步估算，然后通過(guò)坍落度試驗(yàn)來(lái)確定。,砂率的初步計(jì)算,S和G砂和石的質(zhì)量； Vos和Vog砂和石的松散體積； P表示石子的空隙率。 用砂去填充石子空隙：則 Vos = VogP 設(shè)砂、石的堆積密度分別為：os、og，則砂率：,實(shí)際中要考慮砂漿把石子隔開(kāi)，因此實(shí)際砂率為： (Sp)0= Sp 砂漿剩余系數(shù)，又稱撥開(kāi)系數(shù)，一般取1.1-1.4。,最優(yōu)砂率的試驗(yàn)確定,4.4.4 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟,初步配合比計(jì)算； 配合比試配； 配合比的調(diào)整； 施工配合比的確定。,（1）初步配合比計(jì)算,配制強(qiáng)度的確定(fcu,t)； 初步確定水灰比值(W/C)； 選取每1m3混凝土的水用量(W0)； 確定1m3混凝土的水泥用量(C0)； 選取合理的砂率值(Sp)0； 計(jì)算粗(G0)、細(xì)(S0)骨料用量。,配制強(qiáng)度的確定(fcu,t),fcu,t=fcu,k+1.645,概率保證度P%=95%,設(shè)計(jì)強(qiáng)度,初步確定水灰比值(W/C)0,碎石：A=0.46，B=0.07 卵石：A=0.48，B=0.33,計(jì)算值與滿足耐久性要求的水灰比（P47表4.14）比較，取其小者。,選取每1m3混凝土的水用量(W0),根據(jù)工程種類與施工條件，按混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50204-92確定適宜的坍落度值（T）； 根據(jù)坍落度值及所用骨料的最大粒徑，按混凝土單位用水量選用表（P47表4.15）定出每1m3混凝土的用水量；,W0,確定1m3混凝土的水泥用量（C0）,計(jì)算值與滿足耐久性要求的最小水泥用量（P47表4.14）比較，取其大者。,C0,選取合理的砂率值(Sp)0,按骨料種類、規(guī)格及水灰比從混凝土砂率選用表中選用，或根據(jù)撥開(kāi)系數(shù)公式進(jìn)行估算。,(Sp)0,計(jì)算粗(G0)、細(xì)(S0)骨料用量,重量法：,體積法：,ag、as粗骨料、細(xì)骨料近似密度，g/cm3； 混凝土含氣量百分?jǐn)?shù)（%），不使用引氣型外加劑時(shí)，=1；,oh混凝土伴合物表觀密度（kg/m3），一般為2400-2450。,S0 G0,（2）配合比試配,由初步配合比計(jì)算得到： C0、W0、S0、G0、(W/C)0、(Sp)0 拌合10-15L混凝土進(jìn)行坍落度及強(qiáng)度試驗(yàn)，如兩項(xiàng)要求都能達(dá)到，就可確定實(shí)驗(yàn)室配合比。如強(qiáng)度符合要求，而坍落度偏低或偏高，可以保持水灰比不變，通過(guò)增減用水量來(lái)調(diào)整坍落度；如坍落度符合要求，強(qiáng)度不夠，可以保持水量不變，增加水泥用量，使強(qiáng)度提高。,（3）配合比的調(diào)整,坍落度試驗(yàn)調(diào)整； 強(qiáng)度試驗(yàn)調(diào)整； 表觀密度檢驗(yàn)。,坍落度試驗(yàn)調(diào)整,a.坍落度低于設(shè)計(jì)要求，保持水灰比不變，增加適量水泥漿； b.坍落度太大，保持砂率（Sp）不變，增加骨料； c.坍落度合適，粘聚性和保水性不良時(shí)，調(diào)整砂率。 試拌調(diào)整工作完成后，測(cè)出混凝土拌合物的表觀密度。,C1、W1、S1、G1、(W/C)1、(Sp)1,(W/C)0,【例1】：根據(jù)初步計(jì)算配合比（水泥419 ：砂561 ：石1250 ：水180） ，稱取16L各材料用量進(jìn)行混凝土和易性試拌。測(cè)得混凝土坍落度T=20mm，小于設(shè)計(jì)要求，增加5%的水泥和水，重新攪拌測(cè)得坍落度為50mm，且粘聚性和保水性均滿足設(shè)計(jì)要求，并測(cè)得混凝土表觀密=2380kg/m3，求基準(zhǔn)配合比。又經(jīng)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，28天抗壓強(qiáng)度為38.5MPa，恰好滿足設(shè)計(jì)要求，已知現(xiàn)場(chǎng)施工所用砂含水率3.5%，石子含水率1.0%，求施工配合比。,強(qiáng)度試驗(yàn)調(diào)整,三個(gè)強(qiáng)度值與fcu,t進(jìn)行比較，取最接近fcu,t時(shí)的參數(shù)。,(W/C)2、(Sp)2,按強(qiáng)度修正配合比,C2、W2、S2、G2、(W/C)2、(Sp)2,表觀密度檢驗(yàn),1(m3) oh計(jì)= C2 + W2 + S2 + G2 設(shè)表觀密度實(shí)測(cè)值為oh實(shí)，校正系數(shù)= ， 并要求 2%，若 2%時(shí)，則：C3=C2；W3=W2；S3=S2；G3=G2,C3、W3、S3、G3、(W/C)2、(Sp)2,（4）施工配合比的確定,上述結(jié)果經(jīng)過(guò)水分校正，即得到施工配合比。 若砂含水率Ws，石含水率Wg，得： C = C2 或 C = C3； S = S2(1+Ws) 或 S = S3 (1+Ws) G = G2(1+Ws) 或 G = G3 (1+Ws) W = W2-S2Ws-G2Wg 或 W = W3-S3Ws-G3Wg,C、W、S、G、(W/C)、(Sp),【例2】某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 30，施工要求混凝土坍落度為3050，根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計(jì)，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差5MPa。所用原材料情況如下： 水泥：42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm，水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)為1.08； 砂：中砂，級(jí)配合格，砂子表觀密度os=2.60/cm； 石：530mm碎石，級(jí)配合格，石子表觀密度og=2.65/cm3； 試求： 混凝土計(jì)算配合比； 2若經(jīng)試配混凝土的和易性和強(qiáng)度等均符合要求，無(wú)需作調(diào)整。又知現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為 ，石子含水率為1，試計(jì)算混凝土施工配合比。,解 求混凝土計(jì)算配合比 (1)確定混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0） fcu,0= fcu,k + 1.645= 30 + 1.6455 =38.2 MPa (2)確定水灰比（W/C） fce = c fce,k = 1.08 42.5=45.9MPa 由于框架結(jié)構(gòu)混凝土梁處于干燥環(huán)境，由表4.0.4, 干燥環(huán)境容許最大水灰比為0.65，故可確定水灰比為0.53。,（3）確定用水量（mw0） 查表對(duì)于最大粒徑為30的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為3050時(shí),1m3混凝土的用水量可選用185kg。 (4) 計(jì)算水泥用量（mc0） 按表對(duì)于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260，故可取 mc0 3493。,5）確定砂率（s） 查表4.0.2，對(duì)于采用最大粒徑為40的碎石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.53時(shí)，其砂率值可選取32%37%，（采用插入法選定）現(xiàn)取s= 。 （）計(jì)算砂、石用量（s0、g0） 用體積法計(jì)算，將mc0=349；mw0=185代入方程組,（7）該混凝土計(jì)算配合比為： m3混凝土中各材料用量為：水泥： 349，水 ：185，砂：641，碎石：1192。以質(zhì)量比表示即為： 水泥：砂：石=：1.84 ：3.42，0.53 2確定施工配合比 由現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為 ，石子含水率為1，則施工配合比為： 水泥 mc施 = mc0=349 砂子 s施 = s0（1+3%）=641（1+3%）=660 石子 g施 = g0（1+1%）=1192（1+1%）=1204 水 w施= mw0s03%g01% =1856413%11921%=154,【例3】已知某混凝土工程所用的配合比為C：S：G1：1.98：3.90，W/C0.64，混凝土拌合物的體積密度為2400 kg/m3。試計(jì)算1 m3混凝土各材料的用量。 設(shè)水泥用量為C，則砂、石、水的用 量分別為1.98C、3.90C、0.64C，故有： C+1.98C+3.90C+0.64C2400 所以C319 kg S=632 kg G=1244 kg W=204 kg,答案,【例4】設(shè)計(jì)某非受凍部位的鋼筋混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25。已知采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量合格的砂石，砂率為34 %，單位用水量為185 kg，假設(shè)混凝土的體積密度為2 450 kg/m3，試確定初步配合比(c=1.0，A0.47，B0.29，t=1.645，5.0 Mpa)。,答案,C25混凝土的配制強(qiáng)度f(wàn)cu=fcu,k+1.645=25+1.6455=33.2 Mpa 確定水灰比：fcu=AfC(C/WB)，由33.20.471.042.5(C/W0.29) 得出：W/C0.51 確定水泥用量：CWC/W=1851/0.51=363 kg 確定砂石用量：oh=C+W+S+G 即2450363+185+S+G SPS/(S+G) 即34%S/(S+G) 解得S647 kg G1255 kg 初步配合比為C363 kg W185 kg S647 kg G1255 kg,【例5】已知某混凝土樓板的實(shí)驗(yàn)室配合比為C：S：G1：2.4：4.1，W/C0.6，單位用水量為180 kg?，F(xiàn)測(cè)得施工現(xiàn)場(chǎng)所用砂子含水率為3 %，石子含水率為1 %。求混凝土的施工配合比。 W180 kg ，所以 kg S=2.4C=2.4300=720 kg G=4.1C=4.1300=1230 kg 則施工配合比為： CC300 kg SS(1+3%)=720(1+3%)=742 kg G=G(1+1%)=1230(1+1%)=1242 kg WWS3%G1%1807203%12301%146 kg,答案,【例6】采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥配制混凝土。施工配合比為：水泥336 kg，水129 kg，砂685 kg，碎石1260 kg。已知砂、石含水率分別為5 %、1 %。問(wèn)該配合比是否滿足C25混凝土的要求(c=1.0，A0.47，B0.29，t=1.645，5.0Mpa)。,答案,C25的混凝土的配制強(qiáng)度f(wàn)cu=fcu,k+1.645=25+1.645533.2MPa 石中的含水量WSG6855%/(1+5%)+12601%/(1+5%)=45 kg 拌和水總量為WWSGW施45+129174 kg 混凝土的強(qiáng)度f(wàn)28= AfC(C/WB)=0.471.042.5(336/1740.29)=32.8 Mpa 因?yàn)閒cuf28所以該配合比不滿足C25混凝土的要求。,【例7】某實(shí)驗(yàn)室試拌混凝土，經(jīng)調(diào)整后各材料用量為：425號(hào)礦渣水泥4.5kg，水2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg。用質(zhì)量為1.78kg的5L容量筒裝滿混凝土，稱得其總重為13.75kg。試求： (1)該混凝土拌和物的表觀密度(計(jì)算精確至10kg/m3)； (2)每m3混凝土各材料用量； (3)當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為3.5%，石子含水率為1%時(shí)，求施工配合比。,(1)該混凝土的拌合物的表觀密度為 (2)每m3混凝土的質(zhì)量為2390 kg，故各材料用量為 kg kg Kg kg (3)施工配合比中，水泥的用量為 C299 kg 砂子的用量為 S657(1+3.5%)=681 kg 石子的用量為 G1255(1+1%)=1267 kg 水的用量為 W=179.25675.253.5%1254.751%143 kg,4.5 摻減水劑的普通混凝土配合比計(jì)算 1、提高混凝土強(qiáng)度 設(shè)計(jì)原則：（1）水泥用量不變；（2）降低水灰比；（3）砂率減小1%3%。,【例題8】：不摻加減水劑時(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比為：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率為35%。使用高效減水劑，其摻量為水泥用量的0.5%，減水率為15%(砂率減小2%)。求： （1）用此減水劑提高強(qiáng)度時(shí)的試驗(yàn)室配合比（混凝土實(shí)測(cè)表觀密度為2405kgm)； （2）若使用碎石、42.5#普通硅酸鹽水泥，估算混凝土28天強(qiáng)度。,答案,下一頁(yè),解：（1）水用量：W=182(1-15%)=155 kg ； 水泥用量不變：C=410 kg ； 砂率： ； 由公式：C+W+S+G=2405 kg/m3 有：S+G=2405-155-410=1840 kg/m3 所以，S=184033%=607 kg/m3 ； G=1840-607=1233 kg/m3 。 混凝土各材料用量為：C:W:S:G = 410:155:607:1233。 （2） 所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強(qiáng)度估計(jì)可達(dá)57.0MPa。,2、節(jié)約水泥 設(shè)計(jì)原則： （1）水泥用量依據(jù)減水率相應(yīng)減少10%15%； （2）水灰比不變，用水量減少，則水泥用量減少； （3）砂率不變，計(jì)算砂石。 【例題9】：不摻加減水劑時(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比為：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率為35%。使用木鈣減水劑，其摻量為水泥用量的0.25%，可節(jié)約水泥8%。求： （1）用此減水劑提高強(qiáng)度時(shí)的試驗(yàn)室配合比（混凝土實(shí)測(cè)表觀密度為2405kgm )； （2）若使用碎石、42.5#普通硅酸鹽水泥配制混凝土，估算混凝土28天強(qiáng)度。,答案,下一頁(yè),解：（1）摻入木鈣減水劑可節(jié)約水泥8%，則水泥用量為： C=410（1-8%）=41092%=377kg; 水灰比不變，W/C=0.44，則水用量：W=3770.44=166 kg ； 砂率： ； 由公式：C+W+S+G=2405 kg/m3 有：S+G=2405-377-166=1862 kg/m3 所以，S=186235%=652 kg/m3 ； G=1862-652=1210 kg/m3 。 混凝土各材料用量為：C:W:S:G = 377:166:652:1210 。 （2） 所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強(qiáng)度估計(jì)可達(dá)48.7MPa。,3、提高混凝土的和易性 設(shè)計(jì)原則： （1）水泥用量、水用量不變