土木工程材料普通混凝土配合比設(shè)計PPT課件

1、二、配合比設(shè)計的要求 四項基本要求 滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度等級要求； 滿足混凝土施工所要求的和易性； 滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求； 滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。第1頁/共43頁三、配合比設(shè)計基本參數(shù)水灰比（ W/C ）、單位用水量（ W0 ）砂率（SP）是配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量W0砂率SP水灰比 W/C與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)第2頁/共43頁 混凝土配合比設(shè)計中確定三個參數(shù)的原則是：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(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求在滿足

2、混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)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。混凝土配合比設(shè)計以計算數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定。混凝土配合比設(shè)計以計算1m1m3 3混凝土中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)。各材料用量為基準(zhǔn)，計算時骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)。第3頁/共43頁四、配合比設(shè)計的步驟與方法 設(shè)計的基本資料設(shè)計的基本資料混凝土的強(qiáng)度等級、施工管理水平，混凝土的強(qiáng)度等級、施工管理水平，對混凝

3、土耐久性要求，對混凝土耐久性要求，原材料品種及其物理力學(xué)性質(zhì)，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?；炷恋牟课?、結(jié)構(gòu)構(gòu)造情況、施工條件等。第4頁/共43頁四、配合比設(shè)計的步驟與方法1.確定混凝土初步配合比主要是利用經(jīng)驗公式或經(jīng)驗資料而獲得2.試配、調(diào)整，確定基準(zhǔn)配合比和實(shí)驗室配合比經(jīng)過實(shí)驗調(diào)整，得出滿足和易性、強(qiáng)度等要求3.計算施工配合比考慮砂、石的含水率，計算出滿足施工要求的配合比設(shè)計前應(yīng)了解必要的信息.第5頁/共43頁4.4.3.1.確定混凝土初步配合比 (1). (1).計算配制強(qiáng)度計算配制強(qiáng)度 fcu,tfcu,t (2). (2).確定水灰比確定水灰比

4、W/CW/C (3). (3).確定單位用水量確定單位用水量W W0 0 (4). (4).計算水泥用量計算水泥用量C C0 0 (5). (5).確定砂率確定砂率S SP P (6). (6).計算砂、石子用量計算砂、石子用量S S0 0、G G0 0第6頁/共43頁4.4.3.1 .確定混凝土初步配合比 (1). (1).計算配制強(qiáng)度計算配制強(qiáng)度 fcu,tfcu,t式中: fcu,t混凝土配制強(qiáng)度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強(qiáng)度等級值，MPa； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa?；炷翉?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定：645. 1kcutcu

5、ff，第7頁/共43頁4.4.3.1.確定混凝土初步配合比計算時，強(qiáng)度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C20和C25級，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值2.5MPa時，取2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級等于或大于C30級，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計算值3.0MPa時，取3.0MPa；當(dāng)無統(tǒng)計資料計算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時，其值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。 強(qiáng)度等級C20C20C35C35標(biāo)準(zhǔn)差，MPa4.05.06.0混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 第8頁/共43頁4.4.3.1.確定混凝土初步配合比(2).(2).確定水灰比確定水灰比W W/ /C C1）按混凝土強(qiáng)度要求計算水灰比式

6、中： A、B回歸系數(shù)；應(yīng)根據(jù)工程所用的水泥品種品種、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式確定；當(dāng)不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混凝土 A0.46，B0.07；卵石混凝土A0.48，B0.33。 fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值，MPa。cecucefBAffACWt，第9頁/共43頁4.4.3.1 .確定混凝土初步配合比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，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。第10頁/共43頁(3).(3).確定單位用水量確定單位用水量W W0 01）根據(jù)固定用水量定則，水

7、灰比在0.400.80范圍內(nèi)時，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。拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎石最大粒徑，mm項目項目指標(biāo)指標(biāo)102031.540162031.540坍落度，坍落度，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg 干硬性混凝土的單位用水量，kg 拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎

8、石最大粒徑，mm項目項目指標(biāo)指標(biāo)102040162040維勃稠維勃稠度，度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165第11頁/共43頁(3).(3).確定單位用水量確定單位用水量W W0 02）水灰比小于0.40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)通過試驗確定。3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算： WaW0（1）式中： Wa摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； W0未摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； 外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗確定。第12頁/共43頁4.4.3.1 .確定混凝土初

9、步配合比(4).(4).計算水泥用量計算水泥用量C C0 01）計算2）復(fù)核耐久性將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計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，此時應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。CWWC/00第13頁/共43頁4.4.3.1.確定混凝土初步配合比(5).(5).確定砂率確定砂率S SP P （1）坍落度為1060mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗確定；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的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗確定?；炷辽奥剩?水

10、灰比水灰比mw/mc卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641第14頁/共43頁4.4.3.1.確定混凝土初步配合比(5).(5).確定砂率確定砂率S SP P 表中數(shù)值系中砂的選用砂率，對細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率； 只用一個單粒級粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大； 對薄壁構(gòu)件，砂率取偏大值。第15頁/共43頁4.4

11、.3.1.確定混凝土初步配合比 (6).(6).計算砂、石子用量計算砂、石子用量S S0 0、G G0 0 可以用體積法和質(zhì)量法計算（1）體積法 又稱絕對體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、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第16頁/共43頁4.4.3.1確定混凝土初步配合比 解方程組，可得S0、G0 。式中： c、0s、0G、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。水泥的密度可取29003100kg/m3；混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取1。101. 0w00

12、g00s0c0WGSC100000PGSSS第17頁/共43頁 （2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定表觀密度法。假定新澆筑的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。使用質(zhì)量法的條件：原材料比較穩(wěn)定原材料比較穩(wěn)定第18頁/共43頁4.4.3.1確定混凝土初步配合比 解方程組可得S0、G0。式中： C0、S0、G0、W0分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg； 01m3混凝土拌合物的假定表觀密度，kg/m3?？扇?4002450kg/m3。 SP混凝土砂率。00000WGSC100S000PGSS第19頁/共43頁4.4.3.1確定混凝土初步配合比（7

13、7）. .得出計算配合比（得出計算配合比（即初步配合比即初步配合比）（1）以1m3混凝土中各組成材料的實(shí)際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示： C0 ： S0 ： G0 1：x：y， W/C ？。 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。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。第20頁/共43頁4.4.3.2基準(zhǔn)配合比的確定基準(zhǔn)配合比的確定 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。（1）.試配 按計算配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，測定其和易性第21頁/

14、共43頁 （2）.調(diào)整調(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)際表觀密度（c,t）。第22頁/共43頁 （）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。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，

15、直到符合要求為止。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（c c，t t）。此滿足和易性的配比為基準(zhǔn)配合比。第23頁/共43頁4.4.3.3.試配調(diào)整，確定實(shí)驗室配合比（1）實(shí)驗室配合比的試配調(diào)整強(qiáng)度調(diào)整 一般采用三個不同的配合比，其中一個為初步配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應(yīng)較初步配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與初步配合比相同，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(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。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(hù)28d天進(jìn)行強(qiáng)度測定。 第24頁/共43頁配合比的確定（2）根據(jù)

16、試驗得出的混凝土強(qiáng)度與其相應(yīng)的灰水比（C/W）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,t）相對應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：單位用水量單位用水量（w wb b）應(yīng)在初步配合比用水量的基）應(yīng)在初步配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；稠度進(jìn)行調(diào)整確定；水泥用量水泥用量（C Cb b）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；水比計算確定；粗骨料和細(xì)骨料粗骨料和細(xì)骨料用量（用量（S Sb b、G Gb b）應(yīng)在初步配合）應(yīng)在初步配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行

17、調(diào)整后確比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。定。第25頁/共43頁4.4.3.3試配調(diào)整，確定實(shí)驗室配合比（3）混凝土表觀密度的校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的表觀密度計算值c,c： c,cCb+ Wb+Sb+Gb應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中：c,t混凝土表觀密度實(shí)測值，kg/m3；c,c混凝土表觀密度計算值，kg/m3。cctc，第26頁/共43頁當(dāng)表觀密度實(shí)測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2時，按（1）條確定的配合比即為實(shí)驗室配合比；當(dāng)二者之差超過2時，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)，得到實(shí)驗室配合比。 Csh Cb Ssh Sb

18、 Gsh Gb Wsh Wb 第27頁/共43頁4.4.3.4. 計算施工配合比 假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為： Csh Ssh（1+a） Gsh（1+b） WshSshaGshb 施工配合比可表示為： C0 ： S0 ： G0 1：x：y， W/C ？。CSGW第28頁/共43頁配合比計算例題 例題 某工程現(xiàn)澆室內(nèi)鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C30。施工采用機(jī)械拌合和振搗，選擇的混凝土拌合物坍落度為3050mm。施工單位無混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計資料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，強(qiáng)度等級42.5MPa，實(shí)測28d抗壓強(qiáng)度48.0MP

19、a，密度c3.1g/cm3;砂：中砂，級配2區(qū)合格。表觀密度s2.65g/cm3;石子：卵石，540mm。表觀密度g2.60g/cm3;水：自來水，密度w1.00g/cm3。試用體積法和質(zhì)量法計算該混凝土的初步配合比。第29頁/共43頁五、配合比計算例題 解:1.計算混凝土的施工配制強(qiáng)度fcu,0：根據(jù)題意可得：fcu,k30.0MPa，查式4.4下說明，取5.0MPa，則 fcu,0 fcu,k + 1.645 30.0+1.6455.038.2MPa2.確定混凝土水灰比 （1）按強(qiáng)度要求計算根據(jù)題意可得：fce48.0MPa，A0.48，B0.33，則：（2）復(fù)核耐久性：要求的水灰比 0.

20、65經(jīng)復(fù)核，合格。cecucefBAffACWt，50. 00 .4833. 048. 02 .380 .4848. 0CW第30頁/共43頁五、配合比計算例題3.確定用水量W0 根據(jù)題意，骨料為中砂，卵石，最大粒徑為40mm，查表取W0160kg。4.計算水泥用量C0（1）計算： （2）復(fù)核耐久性 經(jīng)復(fù)核，耐久性合格。5.確定砂率SP 根據(jù)題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表SP 2833，取SP 30。6.計算砂、石子用量S0、G0kg32050. 0160CWWC/00第31頁/共43頁五、配合比計算例題（1）體積法將數(shù)據(jù)代入體積法的計算公式，取1，可得： 解方

21、程組，可得S0570kg、G01330kg。（2）質(zhì)量法 假定混凝土拌合物的表觀密度0為2400kg/m3，將數(shù)據(jù)代入質(zhì)量法計算公式，得： S0 + G02400320160 解方程組，可得S0576kg、G01344kg。01. 01000160310032012600265000GS30100000GSS30100000GSS第32頁/共43頁6.計算配合比（1）體積法 C0:S0:G0320:570:13301:1.78:4.16， W/C 0.50；（2）質(zhì)量法 C0:C0:G0320:576:13441:1.80:4.20， W/C 0.50。第33頁/共43頁基準(zhǔn)配合比的確定按計算

22、配合比稱取各組成材料，拌制15L混凝土，測定其和易性。實(shí)測坍落度為20mm, 小于設(shè)計要求，粘聚性和保水性良好,可保持水灰比不變，增加5%水泥漿；結(jié)果坍落度達(dá)到40mm,粘聚性和保水性良好。基準(zhǔn)配合比為（1）體積法 C:S:G336:565:13201:1.68:3.92， W/C 0.50；（2）質(zhì)量法 C:S:G336:571:13341:1.70:3.97， W/C 0.50。第34頁/共43頁4.4.4摻減水劑混凝土配合比設(shè)計第35頁/共43頁4.4.5摻粉煤灰混凝土配合比設(shè)計 水泥粉煤灰混凝土配合比設(shè)計的原理，是以未摻粉煤灰水泥粉煤灰混凝土配合比設(shè)計的原理，是以未摻粉煤灰混凝土的配合

23、比為基礎(chǔ)，按等稠度和等強(qiáng)度等級的原則，混凝土的配合比為基礎(chǔ)，按等稠度和等強(qiáng)度等級的原則，按照粉煤灰的不同摻入法進(jìn)行調(diào)整。按照粉煤灰的不同摻入法進(jìn)行調(diào)整。 混凝土中摻用粉煤灰的方法可采用等量取代（水泥）法、超量取代法和外加法等。等量取代是指以等質(zhì)量的粉煤灰取代混凝土中相同質(zhì)量的水泥，超量取代是指摻入混凝土中的粉煤灰的摻入量超過其取代水泥的質(zhì)量，超量的粉煤灰取代部分細(xì)骨料。其目的是增加混凝土中膠凝材料用量，以補(bǔ)償由于粉煤灰取代水泥而造成的強(qiáng)度降低；外加法是指在混凝土中水泥用量不變的情況下，外加一定量的粉煤灰。其目的只是為了改善混凝土拌合物和易性。 實(shí)踐證明，當(dāng)粉煤灰取代水泥量過多時，混凝土的實(shí)踐證

24、明，當(dāng)粉煤灰取代水泥量過多時，混凝土的抗碳化耐久性將變差，所以粉煤灰取代水泥的最大限量抗碳化耐久性將變差，所以粉煤灰取代水泥的最大限量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。第36頁/共43頁 例4-2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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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

25、凝土計算配合比； 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。第37頁/共43頁 解解 求混凝土計算配合比求混凝土計算配合比 (1)(1)確定混凝土配制強(qiáng)度（確定混凝土配制強(qiáng)度（f fcu,0cu,0） f fcu,0cu,0= f= fcu,k cu,k + 1.645= 30 + 1.645+ 1.645= 30 + 1.6455 =38.2 5 =38.2 MPaMPa (2)(2)確定水灰比（確定水灰比（W/CW/C） f fce ce = = c c f fce,kce,k = 1.08 = 1.08 42.

26、5=45.9MPa 42.5=45.9MPa53. 09 .4507. 046. 02 .389 .4546. 0/0cebacuceafffCW， 由于框架結(jié)構(gòu)混凝土梁處于干燥環(huán)境，由表4-8, 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。第38頁/共43頁 （3 3）確定用水量（）確定用水量（m mw0w0） 查表查表4 46 6，對于最大粒徑為，對于最大粒徑為3030的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為時時,1m,1m3 3混凝土的用水量可選用混凝土的用水量可選用185kg185kg。 (4) (4) 計算水泥用量（計算水泥用量（m mc0c0） 按表按表 4 48 8，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260260，故可取，故可取 m mc0c0 3493493 3。kgCWmmwco34953. 0185/0 第39頁/共43頁 （5 5）確定砂率（）確定砂率（s