普通混凝土配合比設(shè)計(jì)、管理與應(yīng)用

1、莆田砼實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)課件之莆田砼實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)課件之普通混凝土配合比設(shè)計(jì)、管理與應(yīng)用普通混凝土配合比設(shè)計(jì)、管理與應(yīng)用 黃啟龍黃啟龍 2016 2016年年8 8月月1目錄 目錄目錄l概述 34l設(shè)計(jì)要領(lǐng) 5l設(shè)計(jì)流程 6l設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算 727l試配、調(diào)整及確定 2835l配合比的管理 362概述3n 普通混凝土的定義 目前我國(guó)普通混凝土的定義是按干靜觀密度范圍確定的，即干表觀密度為2000Kg/m32800Kg/m3的抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、高強(qiáng)混凝土、泵送混凝土和大體積混凝土等均屬于普通混凝土范疇。簡(jiǎn)稱(chēng)混凝土，是指水泥混凝土。n 設(shè)計(jì)原則 經(jīng)濟(jì)性、和易性、強(qiáng)度、耐久性n 設(shè)計(jì)依據(jù) JGJ55-20

2、11 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程 華潤(rùn)混凝土管理手冊(cè)之“配合比管理指引”概述4n 設(shè)計(jì)原理 水灰比（水膠比）定律：對(duì)于給定的材料，強(qiáng)度只取決于一個(gè)因素即水灰比（水膠比） 設(shè)計(jì)公式 fcu，o=Afce（C/W-B）n 設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容 為什么稱(chēng)之為“配合比設(shè)計(jì)”而不叫“配合比計(jì)算”呢？這是因?yàn)榛炷潦嵌嗖牧辖M合，它要滿足以下要求：1、保證混凝土硬化后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和所要求的其他性能和耐久性2、滿足施工工藝易于操作而又不留隱患的工作性；3、符合上述兩項(xiàng)要求下選用合適的材料和計(jì)算各種材料的用量；4、對(duì)上述設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行試配、調(diào)整，使之達(dá)到工程的要求；5、在達(dá)到要求的同時(shí)，設(shè)法降低成本。設(shè)計(jì)要領(lǐng)5n 四種基

3、本材料 水、膠凝材料、砂子、石子n 三個(gè)比例 水膠比：水和膠凝材料之比 砂率：砂子和總骨料之比 膠骨比：膠凝材料和骨料之比n 基本規(guī)律 1、決定混凝土強(qiáng)度的基本因素是水泥（膠凝材料）的強(qiáng)度和水膠比，膠凝材料確定之后，水膠比是決定因素； 2、水膠比確定后，由用水量決定水泥（膠凝材料）的用量； 3、砂子和石子是混凝土的骨架，是主體，其用量占混凝土用料量的三分之二以上。砂率由石子的空隙率和水膠比確定。設(shè)計(jì)流程6n 第一階段 根據(jù)設(shè)計(jì)圖及施工單位的工藝條件，結(jié)合當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的具體條件，提出要求，為第二階段作準(zhǔn)備。n 第二階段 選用材料、選用設(shè)計(jì)參數(shù)，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。材料和參數(shù)的選擇，決定配合比設(shè)計(jì)是否

4、合理。n 第三階段 計(jì)算材料用量?？捎弥亓糠ɑ蝮w積法計(jì)算。n 第四階段 對(duì)配合比設(shè)計(jì)的初步結(jié)果，進(jìn)行試配、調(diào)整并加于確定（生產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)庫(kù)存的砂石含水率作必要的調(diào)整，并根據(jù)攪拌機(jī)的規(guī)格確定每盤(pán)的投料量）。設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算7n 各參數(shù)與混凝土性能的關(guān)系 三個(gè)基本參數(shù)：水膠比、用水量、砂率 三個(gè)主要性能：強(qiáng)度、耐久性、和易性 水膠比 強(qiáng)度 用水量 耐久性 砂率 和易性注：粗實(shí)線表示直接關(guān)系，細(xì)實(shí)線表示主要關(guān)系，虛線表示次要關(guān)系。做配合比設(shè)計(jì)時(shí)要掌握主線照顧次線，做好選擇。設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算8n 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 1、近13個(gè)月強(qiáng)度資料，同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)、不小于30組 強(qiáng)度等級(jí)不大于C30時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差取計(jì)算

5、值或3.0Mpa； 強(qiáng)度等級(jí)大于C30且不小于C60時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差取計(jì)算值或4.0Mpa。 2、當(dāng)沒(méi)有近期強(qiáng)度資料時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差按下表取值： 強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)C20C25C45C50C55標(biāo)準(zhǔn)差（Mpa）4.05.06.0設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算9n 配制強(qiáng)度 1、當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度按下式計(jì)算 例如：C30，配制強(qiáng)度30+1.6455=38.2Mpa 2、當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度按下式計(jì)算 例如：C60，配制強(qiáng)度1.1560=69.0Mpa設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算10n 水膠比 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，水膠比按下式計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算11 回歸系數(shù)的確定 1、通過(guò)試驗(yàn)建立強(qiáng)度與水膠比關(guān)

6、系式確定； 2、當(dāng)不具備上述試驗(yàn)資料時(shí)，可按下表選用：設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算12 膠凝材料28天強(qiáng)度的確定 1、通過(guò)試驗(yàn)實(shí)測(cè)確定； 2、當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算：設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算13 3、粉煤灰和礦渣粉的影響系數(shù)： 設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算14l 例如：設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30；所用水泥為P.O42.5；粉煤灰為II級(jí)灰，摻量為20%；礦粉為S95級(jí)，摻量為20%；粗骨料為碎石。試計(jì)算水膠比參數(shù)。解：1、回歸系數(shù) 分別為0.53和0.20； 2、配制強(qiáng)度 為301.645538.2 Mpa ； 3、膠凝材料28天強(qiáng)度為 0.851.0（1.16 42.5） 41.90（Mpa） 注：粉煤灰和礦粉影響系數(shù)可以保守取值

7、，如：注：粉煤灰和礦粉影響系數(shù)可以保守取值，如：0.800.80和和0.950.95設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算15 4、水膠比為： （0.5341.90）/38.2+0.530.2041.9 22.21/42.64 0.52設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算16l 水膠比的限制 同時(shí)應(yīng)符合GB500102010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算17l 礦物摻合料最大摻量的限制福建省地方標(biāo)準(zhǔn)福建省地方標(biāo)準(zhǔn)預(yù)拌混凝土質(zhì)預(yù)拌混凝土質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)量管理標(biāo)準(zhǔn)中中的規(guī)定的規(guī)定設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算18n 用水量（未摻外加劑）設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算19n 用水量（摻有外加劑）注：外加劑中水的成分須計(jì)算到用水量中l(wèi) 用水量的限制：DBJ/T13-42:DB

8、J/T13-42:設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算20n 膠凝材料用量l 膠凝材料用量的限制：見(jiàn)下頁(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算21l 膠凝材料用量的限制：最小： 最大：設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算22n 外加劑用量 概念：注意“外加劑用量”與“外加劑摻量”的區(qū)別，后面說(shuō)到的礦物摻合料也一樣。設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算23n 礦物摻合料用量n 水泥用量設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算24n 砂率 1、根據(jù)骨料的技術(shù)指標(biāo)、混凝土拌合物性能和施工要求，參考既有的歷史資料確定 2、當(dāng)無(wú)歷史資料時(shí)，可按以下方式選取：設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算25n 粗骨料和細(xì)骨料用量 粗骨料用量和細(xì)骨料用量的計(jì)算有“質(zhì)量法”和“體積法”，大家明確一點(diǎn)的是：無(wú)論是質(zhì)量法或體積法，均是在計(jì)算完以上材料用量之

9、后再進(jìn)行計(jì)算。 質(zhì)量法 設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算26 體積法 下面看個(gè)體積法的例子設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)算27 體積法例子（各材料的靜觀密度經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定） 360/3100+80/2400+mg/2640+ms/2640+175/1000+0.01=1 ms/(ms+mg)=0.45 計(jì)算結(jié)果：水泥360；摻合料80；水175 砂792；石966 注：舉例為了簡(jiǎn)化，摻合料未區(qū)分煤灰和礦粉，外加劑未計(jì)入，因?yàn)橛?jì)算過(guò)程都是一樣的。試配、調(diào)整及確定28n 試配 混凝土配合比設(shè)計(jì)完成后必須進(jìn)行試配，其作用是檢驗(yàn)配合比是否與設(shè)計(jì)要求相符。如不相符，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。試配工作應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1、所用的設(shè)備及工藝方法應(yīng)與生產(chǎn)時(shí)的條件

10、相同； 2、所使用的骨料應(yīng)處于干燥狀態(tài)（砂 0.5%，石 0.2%）； 3、每盤(pán)的拌合量應(yīng)攪拌機(jī)公稱(chēng)容量的1/4且不大于公稱(chēng)容量，最少不能小于20L； 4、試驗(yàn)項(xiàng)目次序：稠度強(qiáng)度用料量，每個(gè)項(xiàng)目符合要求后方可安排下個(gè)項(xiàng)目的試配和調(diào)整。試配、調(diào)整及確定29n 調(diào)整 塌落度調(diào)整 如塌落度小，則一是可以維持原水膠比不變，略微增加用水量（即水泥用量也相關(guān)增加）；二是略微提高砂率。 如塌落度大，則調(diào)整方法與上述相反。 粘聚性調(diào)整 粘聚性不好一般有兩個(gè)原因，一是粗骨料過(guò)多，水泥砂漿不足；二是水泥砂漿過(guò)多（應(yīng)該是說(shuō)砂率過(guò)大）。應(yīng)對(duì)原配合比仔細(xì)分析，針對(duì)原因采取調(diào)整方法。試配、調(diào)整及確定30n 調(diào)整 泌水性的

11、調(diào)整 泌水性大，有可能會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，調(diào)整措施是減少用水量，但不減水泥用量。 注意調(diào)整幅度：調(diào)整時(shí)，每次調(diào)整幅度應(yīng)以1%為限，一次未能解決的，則多次逐步調(diào)整，直到符合要求，且每次調(diào)整后應(yīng)重新計(jì)算各材料用量。 和易性調(diào)整合格后，即作為基準(zhǔn)配合比，另在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上以水膠比0.05再各拌制一組試件（砂率可視情況調(diào)整），該3組試件的強(qiáng)度將作為后期確定最終水膠比的依據(jù)。 試配、調(diào)整及確定31n 配合比的確定 水膠比的確定 根據(jù)上述制作的三組試件的28強(qiáng)度（也可按早期強(qiáng)度推定），繪制強(qiáng)度與膠水比關(guān)系圖（也可用插值法計(jì)算），從而確定水膠比 試配、調(diào)整及確定32n 配合比的確定 水膠比的確定結(jié)果為0.

12、529，稍保守取0.52 38.2Mpa膠水比膠水比1.891.89，即，即水膠比水膠比0.5290.529也可用這個(gè)公式也可用這個(gè)公式計(jì)算，結(jié)果也是計(jì)算，結(jié)果也是膠水比膠水比1.891.89，即，即水膠比水膠比0.5290.529試配、調(diào)整及確定33n 配合比的確定 各材料用量的計(jì)算 根據(jù)以上確定的水膠比（即0.52），計(jì)算各原材料用量，并以本配合比拌制驗(yàn)證拌合物表觀密度，如實(shí)測(cè)的表觀密度與計(jì)算表觀密度差值的絕對(duì)值不大于2%時(shí)，則計(jì)算配合比不用調(diào)整，若大于2%，則需將各原材料用量再乘以校正系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 試配、調(diào)整及確定34n 配合比的確定 水溶性氯離子的測(cè)定 配合比調(diào)整后，應(yīng)測(cè)定拌合物的水溶性氯離子含量，且其含量應(yīng)符合下表要求：試配、調(diào)整及確定35n 配合比的確定 一些特殊要求 對(duì)于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、高強(qiáng)混凝土、泵送混凝土、大體積混凝土，需注意規(guī)范中對(duì)諸如骨料含泥量等指標(biāo)的特殊要求。配合比的管理