《混凝土配合比計算》PPT課件.ppt

1、普通混凝土配合比設(shè)計混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例。確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，稱為混凝土配合比設(shè)計。 混凝土配合比設(shè)計必須達(dá)到以下四項基本要求，即： (1) 滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求； (2）滿足混凝土施工所要求的和易性； （3）滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求； （4）符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。 國家標(biāo)準(zhǔn) 普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程 JGJ55-2000 于2001.4.1施行,一、混凝土配合比設(shè)計基本參數(shù)確定的原則水灰比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)。 混凝土配合比設(shè)計中確定三個參數(shù)的原則是：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎(chǔ)

2、上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用水量；砂率應(yīng)以砂在骨料中的數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計以計算1m3混凝土中各材料用量為基準(zhǔn)，計算時骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn),二、 普通混凝土配合比設(shè)計基本原理（1）絕對體積法絕對體積法的基本原理是：假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材料的絕對體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和,重量法（假定表觀密度法）。如果原材料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度,三 、混凝土配合比設(shè)計的步驟1. 設(shè)計的基本資料混凝土的

3、強度等級、施工管理水平，對混凝土耐久性要求，原材料品種及其物理力學(xué)性質(zhì)，混凝土的部位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造情況、施工條件等。2初步配合比計算（）確定試配強度（fcu,0,混凝土配制強度可按下式計算（JGJ55-2000）： 式中fcu,0混凝土配制強度（MPa）； fcu,k設(shè)計的混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa,混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差（）混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差又稱均方差，其計算式為 對于 C20、C25級混凝土， 計算值2.5MPa時,計算配制強度時取 2.5MPa； 對于 C30級以上的混凝土， 計算值3.0MPa時,計算配制強度時取 3.0MPa,當(dāng)施工單位不具有近期的同一品種混凝土的強度

4、資料時，值可按下表取值。 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GB50204-1992,計算水灰比 （W/C）根據(jù)強度公式計算水灰比： 式中fcu,0混凝土試配強度, a； fce水泥28d的實測強度,a； a,b回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗求得。 普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ552000）提供的a 、b 經(jīng)驗值為： 采用碎石：a=0.46b0.07 采用卵石：a=0.48b =0.33,注：本表系采用機械振搗混凝土?xí)r的坍落度，采用人工搗實其值可適當(dāng)增大； 需配制泵送混凝土?xí)r，應(yīng)摻外加劑，坍落度宜為120180,選定單位用水量（w0）用水量根據(jù)施工要求的坍落度（參考表41）

5、和骨料品種規(guī)格，參考表4.0.1-2選用,注：本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細(xì)砂時，每立方米混凝土用水量可增加510，采用粗砂則可減少510。 摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整,計算水泥用量（c0）根據(jù)已確定的 W/C和w0，可求出m3混凝土中水泥用量c0： 為保證混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量還應(yīng)大于表4.0.4規(guī)定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于表4.0.4規(guī)定值，應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量值,選擇合理的砂率值（s） 合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。 試驗是通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最佳砂率。 也可根據(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比，參

6、考表4.0.2選用,6）計算粗、細(xì)骨料用量 重量法（假定表觀密度法）應(yīng)按下式計算： c0g0s0w0 cp,當(dāng)采用體積法（絕對體積法）時，應(yīng)按下式計算,通過以上計算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計算完成。4.配合比的調(diào)整與確定通過計算求得的各項材料用量（初步配合比），必須進(jìn)行試驗加以檢驗并進(jìn)行必要的調(diào)整,調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比 按初步計算配合比稱取材料進(jìn)行試拌?；炷涟韬衔飻嚢杈鶆蚝鬁y坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能的好壞。如實測坍落度小于或大于設(shè)計要求，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。當(dāng)

7、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際表觀密度（c，t）。此滿足和易性的配比為基準(zhǔn)配合比,檢驗強度和耐久性，確定試驗室配合比 基準(zhǔn)配合比能否滿足強度要求，需進(jìn)行強度檢驗。一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水灰比值，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)整并測定表觀密度。各種配比制作兩組強度試塊，如有耐久性要求，應(yīng)同時制作有關(guān)耐久性測試指標(biāo)的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d天進(jìn)行強度測定,3）配合比的確定 確定混凝土初步配合比根據(jù)試驗得出的各灰水比及其相對應(yīng)的混凝土強度關(guān)系，用作圖或計算法求出與混凝土配

8、制強度（fcu,0）相對應(yīng)的灰水比值，并按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量：用水量（）取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行調(diào)整；水泥用量（）取用水量乘以選定出的灰水比計算而得；粗、細(xì)骨料用量（、）取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按定出的灰水比進(jìn)行調(diào)整。 至此，得出混凝土初步配合比,確定混凝土正式配合比在確定出初步配合比后，還應(yīng)進(jìn)行混凝土表觀密度較正，其方法為：首先算出混凝土初步配合比的表觀密度計算值（c，c），即 c，c= 十十十 再用初步配合比進(jìn)行試拌混凝土，測得其表觀密度實測值（c，t），然后按下式得出校正系數(shù)，即 當(dāng)混凝土表觀密度實測值與計算值之

9、差的絕對值不超過計算值的時，則上述得出的初步配合比即可確定為混凝土的正式配合比設(shè)計值。若二者之差超過時，則須將初步配合比中每項材料用量均乘以校正系數(shù)得值，即為最終定出的混凝土正式配合比設(shè)計值，通常也稱實驗室配合比,5. 混凝土施工配合比換算 混凝土實驗室配合比計算用料是以干燥骨料為基準(zhǔn)的，但實際工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實驗室配合比進(jìn)行換算，換算成扣除骨料中水分后、工地實際施工用的配合比。其換算方法如下： 設(shè)施工配合比1 m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分別為C、；并設(shè)工地砂子含水率為a，石子含水率為b。則施工配合比1 m3混凝土中各材料用量為C=CS=S (1+a%)G=G

10、 (1+b%)W=WSa%Gb,例1某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計強度等級為 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，混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差5MPa。所用原材料情況如下： 水泥：42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm，水泥強度等級標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)為1.08； 砂：中砂，級配合格，砂子表觀密度os=2.60/cm； 石：530mm碎石，級配合格，石子表觀密度og=2.65/cm3； 試求： 混凝土計算配合比； 2若經(jīng)試配混凝土的和易性和強度等均符合要求，無需作調(diào)整。又知現(xiàn)場砂子含水率為 ，石子含水率為1，試計算混凝土施工配合比,解 求混凝土計算配合比

11、(1)確定混凝土配制強度（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4.0.1.2，對于最大粒徑為30的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為3050時,1m3混凝土的用水量可選用185kg。 (4) 計算水泥用量（mc0） 按表 4.0.4，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260，故可取 mc0 349

12、3,5）確定砂率（s） 查表4.0.2，對于采用最大粒徑為40的碎石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.53時，其砂率值可選取32%37%，（采用插入法選定）現(xiàn)取s= 。 （）計算砂、石用量（s0、g0） 用體積法計算，將mc0=349；mw0=185代入方程組,解此聯(lián)立方程，則得：s0=641， g0=1192,7）該混凝土計算配合比為： 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

13、 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)計強度等級為 20，施工要求混凝土坍落度為50-70，施工單位無歷史統(tǒng)計資料，所用原材料情況如下： 水泥：32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm， 砂：中砂，Mx=2.70, 級配合格， 石：卵石， Dmax=40mm, 級配合格， 試設(shè)計20混凝土配合比。 解: 1. 初步計算,1)確定混凝土配制強度（fcu,0）， 由表3.0， 5MP

14、a fcu,0= fcu,k + 1.645= 20 + 1.6455 =28.2 MPa (2)計算水灰比（W/C） fce = c fce,k = 1.0 32.5=32.5MPa,3）確定用水量（mw0） 查表4.0.1.2，對于最大粒徑為40的卵石混凝土，當(dāng)所需坍落度為5070時,1m3混凝土的用水量可選用170kg。 (4) 計算水泥用量（mc0） 按表 4.0.4，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260，故可取 mc0 3623,5）確定砂率（s） 查表4.0.2，對于采用最大粒徑為40的卵石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.47時，其砂率值可選取26.8%32.1%，（采用插入

15、法選定）現(xiàn)取s= 30。 （）計算砂、石用量（s0、g0） 假定表觀密度法計算，將mc0=362；mw0=170代入方程組,計算配比： C: 362kg, W:170kg, S:561kg, G:1307Kg, W/C=0.47 15升用量：C:4.34kg,W:2.04kg,S:6.73kg,G:15.68kg 第二組：W/C=0.47+0.05=0.52: W:170kg mc0=170/0.52=327kg 砂率：31%，mg0=2.23ms0 解得：S=589kg, G=1314kg, W=170kg, C=327kg 第三組：W/C=0.470.05=0.42: W:170kg mc

16、0=170/0.42=405kg 砂率：28%，mg0=2.57ms0 解得：S=511kg, G=1314kg, W=170kg, C=405kg 每 種配比制作兩組強度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d進(jìn)行強度測定,摻減水劑混凝土配合比設(shè)計 一、砂漿減水率試驗 1.基準(zhǔn)砂漿流動度用水量測定 （跳桌流動度140 5mm) 水泥：300 g，標(biāo)準(zhǔn)砂750g，基準(zhǔn)砂漿流動度用水量M0 2. 摻入推薦摻量的外加劑，測定 砂漿流動度為140 5mm時的用水量M01。 減水率： 二、混凝土減水率試驗 (混凝土外加劑GB8076-1997) 1.基準(zhǔn)混凝土單位用水量W0：C: 310kg, Sp=3640%, 塌落度

17、：80 10mm 2. 摻外加劑混凝土單位用水量W1：C: 310kg, Sp=3539%, 塌落度：80 10mm，外加劑采用推薦摻量 減水率WR,二、摻減水劑混凝土配合比設(shè)計 1. 首先按混凝土配合比設(shè)計規(guī)程計算出空白混凝土的配合比。 2. 在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行減水和減水泥，算出減水和減水泥后的每立方米混凝土的實際用水量和水泥用量。 3. 重新計算砂、石用量。計算每立方米混凝土中的減水劑用量。 4. 試配和調(diào)整,例3某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計強度等級為 30，施工要求混凝土坍落度為，根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計，混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差5MPa。所用原材料

18、情況如下： 水泥：42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm，水泥強度等級標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)為1.08； 砂：中砂，級配合格，砂子表觀密度os=2.60/cm； 石：530mm碎石，級配合格，石子表觀密度og=2.65/cm3； 減水劑： HSP高效減水劑，減水率：20% 試求： 混凝土計算配合比 解： (1)確定混凝土配制強度（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

19、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4.0.1.2，對于最大粒徑為30的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為時,1m3混凝土的用水量可選用185kg。 HSP 減水率為20% 用水量 ： W=185(1-20%)=148kg (4) 計算水泥用量（mc0,按表 4.0.4，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260，故可取 mc0 2793。 （5）確定砂率（s） 查表4.0.2，對于采用最大粒徑為40的碎石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.53時，其砂率值可選取32%37%，（采用插入法選定）現(xiàn)取s= 。 （）計算砂、石用量（s0、g0） 用體積法計算，將

20、mc0=279；mw0=148代入方程組 解此聯(lián)立方程，則得：s0=696， g0=1295,7）減水劑HSP: J=2791.5%=4.19kg 混凝土計算配比為：C:279kg, S:696kg, G:1295kg, W: 148kg, HSP:4.19kg （空白混凝土： C:349kg, S:641kg, G:1192kg, W: 185kg） C:S:G:J=1:2.49:4.64:0.015, W/C=0.53,膨脹劑與膨脹混凝土的配合比設(shè)計 一、膨脹劑: 膨脹劑是與水泥、水拌和后，經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石或氫氧化鈣，使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。 膨脹劑的限制膨脹率（%）要求為（混凝土膨

21、脹劑JC476-1998） 膨脹劑的限制膨脹率用比長儀來測定,二、膨脹混凝土的配合比設(shè)計 試配法： 1.選用34個水灰比建立強度與水灰比關(guān)系曲線。 2.單位用水量較普通混凝土增加1015%。按選定的水灰比計算水泥用量（不少于280kg/m3) 。 3.補償收縮混凝土的膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)摻量為12% （內(nèi)摻法：E/(C+E)=12%) 4. 砂率略低于普通混凝土。 5. 計算砂石用量。 6. 試拌調(diào)整（單位用水量需用塌落度核對）并制作強度與膨脹試件。 7. 根據(jù)強度與水灰比關(guān)系曲線，自由膨脹率與水灰比關(guān)系曲線綜合判定設(shè)計膨脹混凝土的配合比,抗?jié)B混凝土的配合比設(shè)計 一、設(shè)計規(guī)程要求: 1. 抗?jié)B混凝土最大

22、水灰比：滿足表7.1.2 2. 水泥+摻合料 320kg, 砂率=35%45% 表7.1.2,二、抗?jié)B性能試驗 進(jìn)行抗?jié)B混凝土配合比設(shè)計時尚應(yīng)增加抗?jié)B性能試驗。 1. 采用水灰比最大的配合比作抗?jié)B試驗，試驗結(jié)果應(yīng)符合下式要求： 式中 Pt6個試件中4個未出現(xiàn)滲水時的最大水壓力； P設(shè)計抗?jié)B等級值。 2. 摻引氣劑時含其量應(yīng)控制在35,例某水工結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土，混凝土設(shè)計強度等級為 30，抗?jié)B等級P14, 施工要求混凝土坍落度為，根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計，混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差5MPa。所用原材料情況如下： 水泥：42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm，水泥強度等級標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)

23、為1.08； 砂：中砂，級配合格，砂子表觀密度os=2.60/cm 石：530mm碎石，級配合格，石子表觀密度og=2.65/cm3； 試求： 混凝土計算配合比 解： (1)確定混凝土配制強度（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,對于水工結(jié)構(gòu)混凝土，由表7.1.2,抗?jié)B混凝土容許最大水灰比為0.50，故可確定水灰比應(yīng)取0.50。 （3）確定用水量（mw0） 查表4.0.1.2，對于最大粒徑為30的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為時,1m3混

24、凝土的用水量可選用185kg。 (4) 計算水泥用量（mc0,郁郁,對于,抗?jié)B混凝土要求：水泥+摻合料320kg 故取水泥用量為：370kg 5）確定砂率（s） 查表4.0.2，對于采用最大粒徑為40的碎石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.50時，其砂率值可選取30%35%，抗?jié)B混凝土要求砂率=35%45%, 現(xiàn)取s= 。 （）計算砂、石用量（s0、g0） 用體積法計算，將mc0=370；mw0=185代入方程組 解此聯(lián)立方程，則得：s0=635， g0=1181 (W/C=0.50,抗凍混凝土的配合比設(shè)計 一、設(shè)計規(guī)程要求: 1. 抗凍混凝土最大水灰比：滿足表7.2.2 表7.2.2 2. 最小水

25、泥用量應(yīng)滿足表4.0.4要求 3.進(jìn)行抗凍混凝土配合比設(shè)計時尚應(yīng)增加抗凍性能試驗,粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計 （JGJ28-86) 一、設(shè)計方法: 1.按 JGJ55-2000進(jìn)行普通混凝土基準(zhǔn)配合比設(shè)計； 2.按表4.2.1選擇粉煤灰取代水泥率（c） 表4.2.1 粉煤灰取代水泥率（c） 注：1. 采用42.5水泥取上限， 32.5水泥取下限 2. C20 以上混凝土宜用I、 II級粉煤灰，C15以下混凝土可用III級粉煤灰,3.按所選用的粉煤灰取代水泥率（c），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc); mc=mc0(1 c) mc0為每立方米基準(zhǔn)混凝土的水泥用量 4.按表4.3.2選擇粉煤灰超量系數(shù)（c） 表4.3.2 粉煤灰超量系數(shù)（c） 5.按超量系數(shù)（c） ，求出每立方米粉煤灰混凝土的摻量(mf); mf= c(mc0 mc) 6. 計算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和細(xì)骨料的絕對體積， 或采用重量法計算砂石重量,7.按粉煤灰超出水泥的體積，扣除同體積的細(xì)骨料用量。 8.粉煤灰混凝土的用水量，按基準(zhǔn)配合比的用水量取用。 9. 試配調(diào)整，滿足和易性及強度的要求。 例粉煤灰混凝土設(shè)計強度等級為 30，施工要求混凝土坍落度為180，