水泥混凝土混凝土組成設(shè)計

1、 水泥混凝土配比設(shè)計一、配合比及其表示方法混凝土的配合比混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質(zhì)量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質(zhì)量比”表示。質(zhì)量配合比的表示方法質(zhì)量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥mc295kg，砂ms648kg，石子mg1330kg，水mw165kg。（2）以各組成材料用量之比表示。例如上例也可表示為：mc：ms：mg1：2.20：4.51，mw/mc0.56。二、配合比設(shè)計的基本原則滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求 即立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k ） ，是立方體抗壓強度總體分布中的一

2、個值，強度低于該值的百分率不超過5%。因此設(shè)計中必須采用混凝土配制強度 式中: fcu,0混凝土配制強度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強度等級值，MPa； 混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。645. 10kcucuff，滿足混凝土施工所要求的和易性滿足混凝土施工所要求的和易性 混凝土拌合物便于施工操作，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性：二、配合比設(shè)計的基本原則 和易性粘聚性保水性流動性易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)

3、生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量二、配合比設(shè)計的基本原則和易性選擇依據(jù)：1.建筑物的截面大小和鋼筋布距；2.施工時所采用的澆注、運輸、振實方法。二、配合比設(shè)計的基本原則滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求 是指混泥土能經(jīng)得起長久使用，能夠耐磨損、耐火、抗凍、抗?jié)B、抗化學(xué)腐蝕等。為此規(guī)范中有最大水灰比和最小水泥用量規(guī)定。二、配合比設(shè)計的基本原則符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本成本應(yīng)注意幾點：1.選擇集料時，應(yīng)考慮就地取材；2.盡量選用大粒

4、徑；3.集料級配良好；4.選擇合適的砂率5.盡量參用合適外加劑6.盡量選用最小單位用水量7.條件允許盡量參用外參料（粉煤灰）三、配合比設(shè)計的基本參數(shù) 水灰比（ mw/mc ）、單位用水量（mw）和砂率（s）是混凝土配合比設(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mw砂率w水灰比 mw/mc與強度、耐久性有關(guān)與流動性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān) 交通部門沒有專門頒布設(shè)計規(guī)程，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范中指定采用JGJ 55作為設(shè)計依據(jù)。里面的許多指標(biāo)、規(guī)定是針對建筑行業(yè)的。因此，規(guī)程中計算公式、設(shè)計方法和步驟可以照章使用，但對一些技術(shù)指標(biāo)及特殊混凝土的要求，應(yīng)按照公路規(guī)程要求執(zhí)行。四、配合

5、比設(shè)計依據(jù)混凝土強度等級混凝土強度等級 設(shè)計首要條件，配比計算重要依據(jù)。工程部位和施工方法工程部位和施工方法 確定和易性必須考慮的主要方面。原材料選擇及試驗資料原材料選擇及試驗資料 保證原材料必須合格，否則配比設(shè)計將毫無意義。五、配合比設(shè)計條件六、配合比設(shè)計的步驟與方法（一）確定混凝土初步配比（二）試配、工作性檢驗、調(diào)整，確定基準(zhǔn)配合比（三）強度復(fù)核，密度校正，確定設(shè)計配合比（試驗室配比）（四）計算施工配合比（一）確定初步配合比1.計算施工配制強度計算施工配制強度 fcu,0式中: fcu,0混凝土配制強度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強度等級值，MPa； 混凝土強

6、度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。645. 10kcucuff， 當(dāng)混凝土強度等級為C20和C25級，如本單位歷史平均強度標(biāo)準(zhǔn)差計算值2.5MPa時，取2.5MPa；當(dāng)混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標(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度標(biāo)準(zhǔn)差時，其值按 下表選用強度等級C20C20C35C35標(biāo)準(zhǔn)差，MPa4.05.06.0混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差 （一）確定初步配合比2.確定水灰比確定水灰比mw/mc（1）按混凝土強度要求計算水灰比式中： a、b回歸系數(shù)；應(yīng)根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關(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

7、a0.46，b0.07；卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥28d抗壓強度實測值，MPa。ceba0cuceacwfffmm，（一）確定初步配合比（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。（一）確定初步配合比3.確定單位用水量mw（1）水灰比在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。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度，mm10301901701601502

8、00185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg （一）確定初步配合比（2）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。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項目指標(biāo)102040162040維勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土的單位用水量，kg （一）確定初步配合比（

9、3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算： mwamw0（1）式中： mwa摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； mw0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。（一）確定初步配合比4.計算水泥用量mc（1）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。cww0c0/mmmm （一）確定初步配合比5.確定砂率s （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；

10、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。水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641混凝土砂率， （一）確定初步配合比6.計算砂、石子用量ms0、mg0 （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、成型密實后，混凝土的體積為1m3

11、，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm（一）確定初步配合比 解方程組，可得ms0、mg0 。式中： c、s、g、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。（2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp ，kg。（一）確定初步配合比 解方程組可得ms0、mg0。式中： mc0、ms0、mg0、mw0分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg； mc

12、p1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg?？扇?3502450kg/m3。 s混凝土砂率。7.計算初步配合比（1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？。 cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm（一）確定初步配合比（二）試配、工作性檢驗、調(diào)整，確定基準(zhǔn)配合比1.試配、工作性檢驗 按初步配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性。測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：2.調(diào)整工作性確定基準(zhǔn)配比 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

13、； 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。1.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)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d進行強度測定。（三）強度復(fù)核、密度校正，確定設(shè)計配合比2.設(shè)計配合比的確定（1）根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）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（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上

14、，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定；水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；粗集料和細(xì)集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進行調(diào)整后確定。（三）強度復(fù)核、密度校正，確定設(shè)計配合比（2）經(jīng)強度檢驗確定配合比后，按下列步驟進行校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中： c,t混凝土體積密度實測值，kg/m3； c,c混凝土體積密度計算值，kg/m3。當(dāng)體積密度實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

15、為設(shè)計配合比；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)，得到設(shè)計配合比。cctc，（三）強度復(fù)核、密度校正，確定設(shè)計配合比（四）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： mc ms（1+a） mg（1+b） mwmsamgb 施工配合比可表示為：?/1 wgsccmmyxmmm，：cmsmgmwm 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)計強度等級為C30。施工采用機械拌合和振搗，選擇的混凝土拌合物坍落度為3050mm。施工單位無混凝土強度統(tǒng)計資料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，強度等級42

16、.5MPa，實測28d抗壓強度48.0MPa，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。解:1.計算混凝土的施工配制強度fcu,0：根據(jù)題意可得：fcu,k30.0MPa，查表3.24取5.0MPa，則 fcu,0 fcu,k + 1.645 30.0+1.6455.038.2MPa2.確定混凝土水灰比mw/mc （1）按強度要求計算根據(jù)題意可得：fce48.0MPa，a0.48，b0.33，則：（2）復(fù)核耐久性：經(jīng)復(fù)核，耐

17、久性合格。ceba0cuceacwfffmm，50. 00 .4833. 048. 02 .380 .4848. 0配合比計算例題3.確定用水量mw0 根據(jù)題意，骨料為中砂，卵石，最大粒徑為40mm，查表取mw0160kg。4.計算水泥用量mc0（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s 根據(jù)題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表s2833，取s30。6.計算砂、石子用量ms0、mg0kg32050. 0160/cww0c0mmmm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： 解方程組，可得ms0570kg、mg01330kg。（2）質(zhì)量法 假定混凝土拌合物