混凝土配合比設(shè)計(jì) (2)ppt課件

1、 1、混凝土配合比：混凝土配合比是指混凝土中各組成資料之間的比例關(guān)系。 2、配合比常用的表示方法有兩種： a、以1m3混凝土中各項(xiàng)資料的質(zhì)量表示，如m水泥300kg、m水180kg、m砂720kg、m石子1200kg； b、以各項(xiàng)資料相互間的質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)，將上例換算成質(zhì)量比為： 水泥：砂：石子=1：2.4：4.0 水灰比=0.6 3、混凝土的配合比設(shè)計(jì)是確定混凝土中各組成資料數(shù)量之間的比例關(guān)系。 一、混凝土配合比設(shè)計(jì)的義務(wù)、要求及方法 (一)混凝土配合比設(shè)計(jì)的義務(wù) 根據(jù)工程對(duì)混凝土提出的技術(shù)要求，各種資料的技術(shù)性能及施工現(xiàn)場(chǎng)的條件， 合理選擇原資料并確定它們的用量。 (二)混

2、凝土配合比設(shè)計(jì)的要求 設(shè)計(jì)出的混凝土配合比應(yīng)滿足的根本要求是： (1)滿足施工對(duì)混凝土拌和物的和易性要求； (2)滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)和質(zhì)量規(guī)范對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求； (3)滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及其他耐久性要求； (4)在滿足上述要求的前提下，盡量節(jié)省水泥，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 (三)混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)參數(shù) 組成混凝土的四種資料，即水泥、水、砂、石子。 混凝土的四種組成資料可由三個(gè)參數(shù)來控制。 1水灰比 水與水泥的比例稱為水灰比。前面已講，水灰比是影響混凝土和易性、強(qiáng)度和耐久性的主要要素，水灰比的大小是根據(jù)強(qiáng)度和耐久性確定，在滿足強(qiáng)度和耐久性要求的前提下，選用較大水灰比，這有利

3、于節(jié)約水泥。 2砂率 砂子占砂石總量的百分率稱為砂率。砂率對(duì)混合料和易性影響較大，如選擇不恰當(dāng)，對(duì)混凝土強(qiáng)度和耐久性都有影響。應(yīng)采用合理砂率。在保證和易性要求的條件下，取較小值，同樣有利于節(jié)約水泥。 3用水量 用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kgm3)。在水灰比確定后，混凝土中單位用水量也表示水泥漿與集料之間的比例關(guān)系。為節(jié)約水泥，單位用水量在滿足流動(dòng)性條件下，取較小值。 四混凝土配合比設(shè)計(jì)方法 1絕對(duì)體積法 該法是假定混凝土拌合物的體積等于各組成資料絕對(duì)體積和混凝土拌合物中所含空氣體積之和。 2假定表觀密度法(假定容重法) 假設(shè)原資料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土

4、拌合物各組成資料的單位用量之和即為其表觀密度。 3查表法 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，將各種配比列成表，以備參考。 二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟 (一)設(shè)計(jì)的根本資料 1、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、施工管理程度， 2、對(duì)混凝土耐久性的要求， 3、原資料的種類及其物理力學(xué)性質(zhì) 4、混凝土的部位、構(gòu)造構(gòu)造情況、施工條件等 (二)初步配合比的計(jì)算 1確定混凝土的配制強(qiáng)度fcu.o fcu.o=fcu.k+1.645規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度保證率P95% 2選擇水灰比(mw/mc) (1)根據(jù)強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比 根據(jù)混凝土的配制強(qiáng)度及水泥的實(shí)踐強(qiáng)度，用閱歷公式計(jì)算水灰比： 式中A，B回歸系數(shù)，可經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，無實(shí)驗(yàn)資料時(shí)， 碎石混凝土A=

5、048，B=052； 卵石混凝土A=050，B=061： fce水泥的實(shí)踐強(qiáng)度，MPa； 無水泥實(shí)踐強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，可按fce=cfce.k確定； fce.k水泥強(qiáng)度等級(jí)的強(qiáng)度規(guī)范值； c水泥強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度規(guī)范值的富有系數(shù)，該值應(yīng)按實(shí)踐統(tǒng)計(jì)資料確定。 (2)查表47確定滿足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。 (3)選擇以上兩個(gè)水灰比中的小值作為初步水灰比。 3選擇單位用水量(mw0) (1)干硬性和塑性混凝土 當(dāng)水灰比在0408范圍時(shí)，用水量根據(jù)粗骨料的種類、粒徑及施工要求的混凝土拌和物稠度，參照表419選擇。表中所列之單位用水量，砂石均以枯燥形狀(細(xì)骨料含水率小于05，粗骨料含水率小于02)為準(zhǔn)。

6、水灰比小于04或大于08的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應(yīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定。 (2)流動(dòng)性(坍落度為100150 mm)、大流動(dòng)性(坍落度大于160 mm)混凝土 以表419中坍落度90 mm的用水量為根底，按坍落度每增大20 mm用水量添加5 kg，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)的混凝土用水量。 摻外加劑時(shí)混凝土用水量可按下式計(jì)算： 式中 mwa摻外加劑時(shí)每立方米混凝土的用水量，kg； mw0未摻外加劑時(shí)每立方米混凝土的用水量，kg； 外加劑的減水率，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定。表419干硬性和塑性混凝土的用水量 單位：kgm3 拌和物稠度 卵石最大粒徑(nun) 碎石最大粒徑(mm) 項(xiàng) 目 指標(biāo) 10 20

7、40 16 20 40 維勃稠度 (s) 1520 175 160 145 180 170 155 1015 180 165 150 185 175 160 510 185 170 155 190 180 165 坍落度 (mm) 1030 190 170 150 200 185 165 3050 200 180 160 210 195 175 5070 210 190 170 220 205 185 7090 215 195 175 230 215 195注：本表用水量系采用中砂時(shí)的平均值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可添加510 kg，采用粗砂時(shí)，可減少 510kg； 摻用各種外加劑或

8、摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。 4計(jì)算水泥用量(mc0) 根據(jù)曾經(jīng)確定的水灰比mw/mc，以及水的用量，可以求出1m3中水泥的用量。 每立方米混凝土的水泥用量，可按下式計(jì)算：同時(shí)，滿足P52面表4-7中最大水灰比和最小水泥用量的要求。5選擇砂率(s) 為保證混凝土有良好的和易性，希望選擇的砂率為最優(yōu)砂率，但影響最優(yōu)砂率的要素較多，無法用計(jì)算方法得到。根據(jù)(JGJT5596)，砂率可根據(jù)F述方法進(jìn)展。 (1)坍落度為1060 mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料種類、粒徑及水灰比按表420選取。 表420混凝土的砂率 水灰比 mw/mc 卵石最大粒徑(ram) 碎石最大粒徑(mm) 10 20 40 1

9、6 20 40 0。40 050 060 070 2632 3035 3338 3641 2531 2934 3237 35-40 2430 2833 3136 3439 3035 3338 3641 3944 2934 3237 3540 3843 2732 3035 3338 3641注：本表數(shù)值系中砂的選用砂翠，對(duì)細(xì)砂或租砂，可相應(yīng)地減小或增大砂率； 只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨科配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大； 對(duì)薄壁構(gòu)件砂率取偏大值； 本表中的砂率系指砂與骨料總量的質(zhì)量比。 (2)坍落度等于或大于100 mm的混凝土砂率，應(yīng)在表420的根底上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以調(diào)整。

10、(3)坍落度大于60 mm或小于10 mm的混凝土及摻用外加劑和摻合料的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定。 6計(jì)算砂石用量(mso、mgo) 、砂石用量的計(jì)算有質(zhì)量法與體積法兩種。 (1)質(zhì)量法 質(zhì)量法的補(bǔ)充條件為：每立方米混凝土中各種資料用量之和等于1 m3?；炷恋馁|(zhì)量，即： 式中 mc0每立方米混凝土的水泥用量，kg； ms0 每立方米混凝土的砂用量，kg； mg0每立方米混凝土的石子用量，kg； mw0每立方米混凝土的用水量，kg； mcp每立方米混凝土拌和物的質(zhì)量，kg，可先假定為2 4002 450 kg； s砂率，。 將上兩式聯(lián)立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。 (2)體積法 體

11、積法的補(bǔ)充條件為：每立方米混凝土中各種資料的絕對(duì)密實(shí)體積及混凝土拌和物中所含空氣體積之總和等于1 m3，即： 式中 c水泥的密度，kgm。，可取2 9003 100 kgm。； s砂的表觀密度，kgm3； g石子的表觀密度，kgm3； w水的密度，可取1 000 kgm3； 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不運(yùn)用引氣型外加劑時(shí)，可取=1。 以上兩式聯(lián)立，也可計(jì)算出每立方米混凝土的砂石用量。 (三)試配調(diào)整、確定基準(zhǔn)配合比 混凝土初步配合比中的參數(shù)是根據(jù)閱歷公式及圖表確定的，不一定符合和易性的要求，所以要經(jīng)過試配進(jìn)展調(diào)整。 按初步配合比，根據(jù)表421規(guī)定的數(shù)量稱取混凝土的各種資料，攪拌均勻后測(cè)定坍落度或

12、維勃度，并察看其粘聚性及保水性。當(dāng)坍落度或維勃度不能滿足要求，或粘聚性、保水性不好時(shí)，應(yīng)在保證水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量或砂率，直到符合要求為止。表421混凝土試配用最小攪拌 骨料最大粒徑(mm) 拌和物數(shù)量(L) 31.5及以下 40 15 25注：當(dāng)采用機(jī)械攪拌時(shí)，攪拌量不應(yīng)小于攪拌機(jī)預(yù)定攪拌量的14。 調(diào)整可按以下原那么進(jìn)展： (1)假設(shè)坍落度與要求不符時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持水灰比不變，調(diào)整水泥漿用量。普通用水量每增減23，坍落度增減10 mm。 (2)假設(shè)坍落度大于要求坍落度時(shí)，也可不減水泥漿，而堅(jiān)持砂率不變，添加骨料用量。 (3)假設(shè)混凝土拌和物的砂漿量顯得缺乏，粘聚性、保水性不良時(shí)，應(yīng)適

13、當(dāng)增大砂率。反之，可減小砂率。 每次調(diào)整都要對(duì)各種資料的調(diào)整量進(jìn)展記錄，調(diào)整后要重新進(jìn)展坍落度實(shí)驗(yàn)，調(diào)整至和易性符合要求后，測(cè)定混凝土拌和物的實(shí)踐表觀密度，并提出供混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)用的“基準(zhǔn)配合比。 基準(zhǔn)配合比的每立方米混凝土各種資料用量可按下式計(jì)算：水泥用量：水的用量：砂的用量：石子用量：式中：mco，mwo，mso，mgo調(diào)整后，試拌混凝土中的水泥、水、砂、石子的用量，kg mca，mwa，msa，mga基準(zhǔn)配合比每立方米混凝土中水泥、水、砂、石子的用量，kg oc,t調(diào)整后混凝土拌和物的實(shí)測(cè)表觀密度，kgm3。 (四)校核水灰比，確定實(shí)驗(yàn)室配合比 經(jīng)和易性調(diào)整得出的基準(zhǔn)配合比，其水灰比不一

14、定選擇適宜，即強(qiáng)度不一定能滿足要求，所以還應(yīng)檢驗(yàn)混凝土的強(qiáng)度。 混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)至少采用三個(gè)不同的配合比， 其中 一個(gè)應(yīng)是基準(zhǔn)配合比， 一個(gè)配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比添加005， 一個(gè)配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比減少005， 其用水量與基準(zhǔn)配合比根本一樣，砂率可分別添加或減小1。 當(dāng)不同配合比的混凝土拌和物坍落度與要求值相差超越允許偏向時(shí)，可以增、減用水量進(jìn)展調(diào)整。每種配合比至少制造一組(三塊)試件，并規(guī)范養(yǎng)護(hù)到28 d時(shí)試壓。在制造試件時(shí)，還需檢驗(yàn)混凝土拌和物的和易性并測(cè)定混凝土拌和物的表觀密度。 由實(shí)驗(yàn)得出的各灰水比及其相對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度相

15、對(duì)應(yīng)的灰水比，并確定每立方米混凝土各種資料用量(實(shí)驗(yàn)室配合比)。 (1)用水量(mw)應(yīng)取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制造強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)展調(diào)整； (2)水泥用量(mc)應(yīng)以用水量乘以選定出的灰水比計(jì)算確定； (3)砂和石子用量(ms和mg)應(yīng)取基準(zhǔn)配合比中的砂、石子用量，并按選定的灰水比進(jìn)展調(diào)整； (4)根據(jù)滿足和易性及強(qiáng)度要求的配合比計(jì)算混凝土表觀密度的計(jì)算值c.c： c.c=mw+mc+ms+mg (423)(5)由于計(jì)算配合比時(shí)作了一些假定，故計(jì)算混凝土表觀密度與實(shí)測(cè)表觀密度不一定相等，需根據(jù)實(shí)測(cè)表觀密度計(jì)算校正系數(shù)，并校正各種資料的用量。 校正系數(shù)： =c.t/c.

16、c (424) 式中 c，t混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值，kgm3 c ，c混凝土表觀密度計(jì)算值，kgm3 留意： 當(dāng)混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超越計(jì)算值的2時(shí)，資料用量不用校正；假設(shè)兩者之差超越2時(shí)，將配合比中每項(xiàng)資料用量乘以校正系數(shù)d，即為確定的混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比。 (五)施工配合比換算 實(shí)驗(yàn)室確定配合比時(shí)，骨料均以枯燥形狀為準(zhǔn)，而工地現(xiàn)場(chǎng)的砂、石資料都含有一定的水分，為了準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室配合比，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂石的含水率對(duì)配合比進(jìn)展換算。 假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)砂的含水率為a，石子的含水率為b，經(jīng)換算后，每立方米混凝土各種資料的用量為： 水泥：mc=mc (425) 砂：ms=ms(1+a) (4

17、26) 石子：mg=mg(1+b) (427) 水：mw=mw-msa%-mg.b% (428) 三、混凝土配舍比設(shè)計(jì)實(shí)剜 某工程的鋼筋混凝土梁(枯燥環(huán)境)，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，施工要求坍落度為3050 mm(混凝土由機(jī)械攪拌，機(jī)械振搗)，施工單位無混凝土強(qiáng)度歷史統(tǒng)計(jì)資料。 資料：普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)525號(hào)(實(shí)測(cè)28 d強(qiáng)度580 MPa)，密度c=3 100 kgm3； 中砂，表觀密度s=2 650 kgm3； 碎石，表觀密度g=2 700kgm3，最大粒徑20 mm； 自來水。 施工現(xiàn)場(chǎng)砂的含水率為2，碎石含水率1。 設(shè)計(jì)該混凝土的配合比，并換算為施工配合比。(一)初步配合比

18、計(jì)算 1確定配制強(qiáng)度 fcu.0=fcu.k+1645 查表418，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30時(shí)，取=50 fcu.0=30+164550=382 MPa 2確定水灰比 查表47(P52)，枯燥環(huán)境最大允許水灰比為065。 所以取優(yōu)mwmc=053 3確定單位用水量 查表419，取mwo=195 kg。 4計(jì)算水泥用量 查表47(P52)，最小水泥用量為260 kg，所以應(yīng)取mc0=368kg。 5確定砂率 查表420，s=33。 6計(jì)算砂石用量 (1)質(zhì)量法 假定混凝土表觀密度mcp=2 400 kgm3， mc0+ms0+mg0+mw0=mcp混凝土計(jì)算配合比為： mc0:mw0:ms0:m

19、go=368：195：606：1 217 =1：O53：165：331(2)體積法 解以上聯(lián)立方程，得： ms0=599 kg，mg0=1 223 kg 混凝土計(jì)算配合比為： mc0:mw0:ms0:mg0=368：195：599：1 223 =1：053：162：332 兩種方法計(jì)算結(jié)果比較接近。 (二)試配調(diào)整 1和易性調(diào)整 以體積法計(jì)算所得配合比為例。試拌15 L混凝土，其資料用量為： 水泥：0015368=552 kg 水：0.015195=293 kg 砂：0.015599=899 kg 石子：00151 223=1835 kg 按上述用量稱量并攪拌均勻，做坍落度實(shí)驗(yàn)，測(cè)得坍落度為2

20、0 mm。 堅(jiān)持水灰比不變，添加用水量及水泥用量各4，即用水量添加到308 kg，水泥用量添加到581 kg，測(cè)得坍落度為30 mm，粘聚性、保水性均良好。 經(jīng)調(diào)整后各種資料用量為：水泥581 kg，水308 kg，砂899 kg，石子1835 kg，總用量為3623 kg，實(shí)測(cè)混凝土拌和物的表觀密度為2 415 kgms。混凝土的“基準(zhǔn)配合比各種資料用量為： 水泥用量： 用水量： 砂用量： 石子用量： 2強(qiáng)度復(fù)核 采用048、053、058三個(gè)不同的水灰比計(jì)算配合比，試拌測(cè)定坍落度均符合要求，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度見表422。 表422不同水灰比的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度 水灰比mwmc 灰水比mcmw 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu(MPa) 0.48 0.53