普通混凝土配合比設(shè)計(jì).ppt

第三章 水泥混凝土和砂漿,內(nèi)容概述： 本章闡述了普通水泥混凝土的組成材料、技術(shù)性質(zhì)、配合比設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制方法。同時(shí)，對其他功能混凝土也作了簡要介紹。 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、掌握普通水泥混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及其影響因素，現(xiàn)行配合比組成設(shè)計(jì)方法和質(zhì)量評定。 2、了解其他混凝土的特點(diǎn)。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,三、普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì) 混凝土的配合比是指混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例。確定配合比的工作，稱為配合比設(shè)計(jì)。配合比設(shè)計(jì)優(yōu)劣與混凝土性能有著密切的關(guān)系。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（一）混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本資料 1）混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級； 2）工程特征； 3）耐久性要求； 4）水泥強(qiáng)度等級和品種； 5）砂、石的種類，石子最大粒徑、密度等 6）施工方法。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（二）混凝土配合比表示方法 （1）單位用量表示法 以每1m3混凝土中各種材料的用量表示 （例如 水泥：水：細(xì)集料：粗集料 330kg150kg726kg1364kg）。 （2）相對用量表示法 以水泥的質(zhì)量為1，并按“水泥：細(xì)集料：粗 集料；水灰比”的順序排列表示 （例如12.143.81:W/C=0.45）。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（三）基本要求 1、滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。 2、滿足施工工作性的要求。 3、滿足環(huán)境耐久性的要求。 4、滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（四）混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)參數(shù) 由水泥、水、粗集料、細(xì)集料組成的普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)，實(shí)際上就是確定水泥、水、砂和石這四種基本組成材料的用量。其中有三個(gè)重要參數(shù)：水灰比、砂率和單位用水量。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,1、水灰比：水與水泥組成水泥漿體，在混凝土配合比設(shè)計(jì)中起著決定性作用。水泥漿體的性能，在水與水泥性質(zhì)一定的條件下，決定于水與水泥的比例，這一比例就稱為“水灰比” 。 2、砂率：砂率是砂的用量占砂石總質(zhì)量的百分率，它影響著混凝土的粘聚性和保水性。 3、單位用水量：指1m3混凝土拌和物中水的用量（kg/ m3）。單位用水量反映了水泥漿與集料之間的比例關(guān)系。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（五）混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟 初步配合比設(shè)計(jì)材料全干狀態(tài) 實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)材料全干狀態(tài) 施工配合比材料自然狀態(tài),第一節(jié) 普通水泥混凝土,1、初步配合比的計(jì)算 （1）確定混凝土配制強(qiáng)度 首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級和施工單位質(zhì)量管理水平，再按JG J552000普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程的規(guī)定，按下式計(jì)算。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可根據(jù)近期同類混凝土強(qiáng)度資料求得，當(dāng)無歷史統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)強(qiáng)度等級按表314規(guī)定取用。 表314 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差值,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（2）初步確定水灰比 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級小于C60時(shí)，混凝土水灰比按下式計(jì)算。 式中 回歸系數(shù) 水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值（MPa），當(dāng)無水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值時(shí)，按下式確定,第一節(jié) 普通水泥混凝土,式中 水泥強(qiáng)度等級值（MPa） 水泥強(qiáng)度等級值富余系數(shù)，按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（3）確定單位用水量 1）干硬性、塑性混凝土用水量的確定 水灰比在0.400.80范圍時(shí)，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表35、表36選取。 水灰比小于0.40的混凝土以及用特殊成型工藝的混凝土用水量通過試驗(yàn)確定。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,表35 干硬性混凝土的用水量,表36 塑性混凝土的用水量,第一節(jié) 普通水泥混凝土,2）流動性和大流動性混凝土用水量的確定 以表35、表36中坍落度為90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg計(jì)算為摻外加劑時(shí)的混凝土用水量；摻外加劑時(shí)的混凝土用水量可按下式計(jì)算。,摻外加劑混凝土每立方米的砼用水量（kg） 為摻外加劑混凝土每立方米的砼用水量（kg） 外加劑的減水率（）,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（4）計(jì)算單位水泥用量 1）按配制強(qiáng)度要求計(jì)算單位水泥用量 2)按砼耐久性要求校核單位水泥用量。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（5）砂率的選定 當(dāng)無歷史資料可參考時(shí)，砼砂率的確定應(yīng)符合下列規(guī)定。 1）坍落度為10mm60mm的砼砂率，可根據(jù)粗集料品種、粒徑及水灰比按表37選取 。 2）坍落度60mm的砼砂率,可經(jīng)試驗(yàn)確定,也可在表37的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調(diào)整。 3）坍落度10mm的砼，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,表37 混凝土的砂率（）,注：1.本表數(shù)值系中砂的選用砂率,其細(xì)砂或粗砂,可相應(yīng)地減少可增大砂率； 2.只用一個(gè)單粒級粗集料配制混凝土?xí)r,砂率應(yīng)適當(dāng)增大； 3.對薄壁構(gòu)件,砂率取偏大值； 4.本表中砂率系指砂與集料總量和重量比。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（6）計(jì)算粗、細(xì)集料單位用量,1）質(zhì)量法假定密度法 假定混凝土拌和物的表觀密度為一固定值，混凝土拌和物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。在砂率值為已知的條件下，粗、細(xì)集料的單位用量可用下式計(jì)算得：,第一節(jié) 普通水泥混凝土,式中 每立方米砼中的水泥、粗集料、細(xì)集料和水的用量（kg/m3) 砼的砂率（） 每立方米砼拌和物的濕表觀密度（kg/m3),其值可根據(jù)施工單位積累的試驗(yàn)資料確定。當(dāng)缺乏資料時(shí)，可根據(jù)集料粒徑以及砼強(qiáng)度等級，在23502450kg范圍內(nèi)（可參考表38）選定。,表38 混凝土拌和物的濕表觀密度參考值,第一節(jié) 普通水泥混凝土,2）體積法絕對體積法 假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對體積法和混凝土拌和物中所含空氣之和。在砂率值為已知的條件下，粗、細(xì)集料的單位用量可用下式計(jì)算得：,式中 水泥密度（kg/m3），可取29003100kg/m3； 水的密度（kg/m3），可取1000kg/m3；,第一節(jié) 普通水泥混凝土,粗細(xì)集料的表觀密度（kg/m3) 砼的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣劑時(shí)取1,通過以上六個(gè)步驟計(jì)算，可將水泥、水、粗集料、細(xì)集料的用量全部求出，得到初步配合比，而以上各項(xiàng)計(jì)算多數(shù)利用經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)資料獲得，因此配合比所制得的混凝土不一定符合實(shí)際要求，所以應(yīng)對配合比進(jìn)行試配、調(diào)整和確定。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,2、試拌調(diào)整提出基準(zhǔn)配合比實(shí)驗(yàn)室配合比,1）材料的要求,試配砼所用各種原材料，要與實(shí)際工程使用的材料相同，粗、細(xì)集料的稱量均以干燥狀態(tài)為基準(zhǔn)。如不是干燥的集料配制，稱料時(shí)應(yīng)在用水量中扣除集料中的水，集料也應(yīng)增加。,2）攪拌方法和拌和物數(shù)量,砼的攪拌方法，應(yīng)盡量與生產(chǎn)時(shí)使用方法相同。試拌時(shí)，每盤砼數(shù)量一般應(yīng)不少于表39中的建議值。如需要進(jìn)行抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算拌和用量。采用機(jī)械攪拌時(shí)，拌和量不應(yīng)小于攪拌機(jī)額定攪拌量的1/4。,（1）試配,第一節(jié) 普通水泥混凝土,表39 混凝土試配的最小攪拌量,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（2）校核工作性、調(diào)整配合比 按初步配合比計(jì)算出試配所需的材料用量，配制砼拌和物。首先通過試驗(yàn)測定砼的坍落度，同時(shí)觀察拌和物粘聚性和保水性。當(dāng)不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)反復(fù)調(diào)整后得到的配合比 就稱為基準(zhǔn)配合比。 調(diào)整的原則：若流動性太大，可在砂率不變的條件下，適當(dāng)增加砂、石用量；若流動性太小，應(yīng)在保持水灰比不變的情況下，適當(dāng)增加水和水泥；若黏聚性和保水性不良時(shí)，實(shí)質(zhì)上是混凝土拌合物中砂漿不足或砂漿過多，可適當(dāng)增大砂率或降低砂率。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,3、檢驗(yàn)強(qiáng)度，確定試驗(yàn)室配合比 （1）制作試件、檢驗(yàn)強(qiáng)度 強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)至少采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)是基準(zhǔn)配合比，另兩組的水灰比則分別增加和減少0.05，用水量與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別減少1%和增加1%。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（2）根據(jù)檢驗(yàn)強(qiáng)度后確定的水灰比和砂率，重新計(jì)算砼的配合比 （3）根據(jù)實(shí)測拌和物濕表觀密度修正配合比 由強(qiáng)度復(fù)核之后的配合比，還應(yīng)根據(jù)實(shí)測的砼拌和物的表觀密度作校正，以確定1m3砼中各種材料的用量， 由此得到的配合比 ，稱為試驗(yàn)室配合比,第一節(jié) 普通水泥混凝土,校正系數(shù)的確定步驟如下： 1）計(jì)算砼拌和物的計(jì)算表觀密度，按下式計(jì)算 2）計(jì)算砼密度校正系數(shù) 式中 砼表觀密度計(jì)算值（kg/m3）； 砼表觀密度實(shí)測值（kg/m3）。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,3）當(dāng)砼表觀密度計(jì)算值與實(shí)測值之差的絕對值不超過計(jì)算2%時(shí)，按以上原則確定的配合比即為確定的設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)兩者之差超過2%時(shí)，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料用量乘以校正系數(shù)，即為確定的設(shè)計(jì)配合比。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,4、施工配合比 試驗(yàn)室最后確定的配合比，是按絕干狀態(tài)集料計(jì)算的，而施工現(xiàn)場的砂、石材料為露天堆放，都含有一定的水分。因此，施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場砂、石實(shí)際含水率變化，將試驗(yàn)定配合比換算為施工配合比,第一節(jié) 普通水泥混凝土,設(shè)施工現(xiàn)場實(shí)測砂、石含水率分別為a，b，施工配制1m3砼各種材料用量為：,第一節(jié) 普通水泥混凝土,實(shí)例：普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì),原始資料：,1）已知砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C30，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為3.0MPa，要求由機(jī)械拌和、振搗，施工要求砼拌和物坍落度為3550mm。橋梁所在地屬寒冷地區(qū)。,題目：試設(shè)計(jì)鋼筋混凝土橋臺配合比,2）組成材料為可供應(yīng)強(qiáng)度等級32.5MPa普通硅酸鹽水泥；實(shí)測28d抗壓強(qiáng)度為36.8MPa，密度為3.11000kg/m3；中砂,表觀密度為2.651000kg/m3，施工現(xiàn)場砂含水率為2；粒徑為537.5mm碎石，表觀密度為2.70103kg/m3，施工現(xiàn)場碎石含水率為1；水為自來水。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,設(shè)計(jì)要求：,1）按所給資料計(jì)算出初步配合比。,2）按初步配合比在試驗(yàn)室進(jìn)行試樣，調(diào)整得出試驗(yàn)室配合比。,2）根據(jù)現(xiàn)場砂、石實(shí)際含水率，將試驗(yàn)室配合比換算為施工配合比。,設(shè)計(jì)步驟：,1、確定砼配制強(qiáng)度 。,按題意已知：設(shè)計(jì)要求砼強(qiáng)度為30MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為3.0MPa。則砼配制強(qiáng)度為：,第一節(jié) 普通水泥混凝土,2、計(jì)算水灰比,(1)按強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比 已知砼配制強(qiáng)度為34.9MPa，水泥實(shí)際強(qiáng)度為36.8MPa，本單位無砼強(qiáng)度回歸系數(shù)統(tǒng)一資料，查表可得： 0.46、 0.07，則水灰比為,(2)按耐久性校核水灰比,根據(jù)砼所處環(huán)境屬于寒冷地區(qū)，允許最大水灰比為0.50，按強(qiáng)度計(jì)算的水灰比能滿足耐久性要求，采用0.47。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,3、選用單位用水量,由題意知，要求砼拌和物坍落度為3050mm，碎石最大粒徑為37.5mm。查表后，選用砼用水量為175kg/m3。,4、計(jì)算單位水泥用量,（1）按強(qiáng)度計(jì)算單位水泥用量 已知砼單位用水量為175kg/m3，水灰比為0.47，砼單位水泥用量為：,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（2）按耐久性校核單位水泥用量,根據(jù)砼所處環(huán)境屬于寒冷地區(qū)，查表，最小水泥用量不得小于300kg/m3。按強(qiáng)度計(jì)算單位水泥用量符合耐久性要求。采用單位水泥用量372kg/m3。,5、選定砂率,按已知集料采用碎石，最大粒徑37.5mm，水灰比0.47，查表，選取砂率為0.32。,6、計(jì)算砂石用量,（1）采用質(zhì)量法 已知單位水泥用量為372kg/m3，單位水用量為175kg/m3，查表，砼拌和物濕表觀密度為2400kg/m3，砂率為0.32，得,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（2）采用體積法 已知水泥密度為3100kg/m3，砂的表觀密度為2650kg/m3，碎石表觀密度為2700kg/m3得,解得,按質(zhì)量法計(jì)算得初步配合比為：,第一節(jié) 普通水泥混凝土,（二）調(diào)整工作性、提出基準(zhǔn)配合比,1、計(jì)算試樣材料用量,2、調(diào)整工作性,按計(jì)算材料用量拌制砼拌和物，測定其坍落度為25mm，不滿足資料所給的施工和易性要求。為此，保持水灰比不變，增加3水泥漿，即水泥漿用量增加至9.58kg，水用量增至4.50kg，再經(jīng)攪拌后測得坍落度為40mm，粘聚性、保水性均良好。,按計(jì)算初步配合比取樣25L，則各種材料的用量為,第一節(jié) 普通水泥混凝土,3、提出基準(zhǔn)配合比,可得出基準(zhǔn)配合比為：,（三）檢驗(yàn)確定、測定試驗(yàn)室配合比,1、檢驗(yàn)強(qiáng)度,以0.47為基準(zhǔn)，選用0.42、0.47和0.52三個(gè)水灰比，基準(zhǔn)用水量不便，相應(yīng)調(diào)整水泥、砂、碎石用量，分別拌制三組砼試樣，其中對水灰比為0.42和0.52的兩組砼作工作性調(diào)整，滿足設(shè)計(jì)要求。按三個(gè)水灰比分別做成試塊，實(shí)測28d抗壓強(qiáng)度。與三個(gè)水灰比相應(yīng)的28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果分別為45.1MPa、37.8MPa和30.1MPa。,做強(qiáng)度水灰比曲線，可確定配制強(qiáng)度34.9MPa的砼對應(yīng)的水灰比為0.49。,第一節(jié) 普通水泥混凝土,2、砼試驗(yàn)室配合比,（1）按強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算配合比,1立方米各材料用量為：,水： 175（13）kg180kg,水泥：180kg0.49367kg,砂、石用量按體積法計(jì)算的砂：594kg；碎石：1263kg,（2）根據(jù)實(shí)測拌和物濕表觀密度修正配合比,計(jì)算濕表觀密度為 （3671801263）kg/m3=2404kg/m3,實(shí)測濕表觀密度為 2478kg/m3,修正系數(shù)為 2478/2404=1.03,第一節(jié) 普通水泥混凝土,按實(shí)測濕表觀密度修正各種材料用量。,水： （3671.03)kg378kg,水泥： (1801.03)kg185kg,砂： （5941.03)kg=612kg,因此，試驗(yàn)室配合比為,根據(jù)工地實(shí)測，砂的含水率為2，碎石的含水率為1，各種材料的用量為：,碎石：（12631.03)kg=1301kg,（四）換算工地配合比,第一節(jié) 普通水泥混凝土,水： 185-(624213141）kg/m3159kg/m3,水泥： 378kg,砂： 612kg/m3（12）=624kg,因此，工地配合比為,碎石：1301kg/m3(1+1）=1314kg,第一節(jié) 普通水泥混