建筑材料——混凝土配合比設(shè)計(jì)

1、410 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)概述概述l混凝土的配合比l是指混凝土各組成材料用量之比。l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。l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(shí)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。4.10配合比設(shè)計(jì)的要求配合比設(shè)計(jì)的要求l滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求； l滿(mǎn)足混凝土施工所要求的和易性；l滿(mǎn)足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求；l符合經(jīng)濟(jì)原則，即

2、節(jié)約水泥以降低混凝土成本。4.10.2普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法及步驟及步驟 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(jì)的三個(gè)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(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動(dòng)性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)配合比設(shè)計(jì)基本參數(shù) 配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（二）試配、調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（三）換算施工配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比1.確定施工配制強(qiáng)度 fcu,0式中: fcu,0混凝土配制強(qiáng)度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗

3、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強(qiáng)度等級(jí)值，MPa； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。l混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類(lèi)混凝土統(tǒng)計(jì)資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定：l計(jì)算時(shí)，強(qiáng)度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組；l當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20和C25級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值2.5MPa時(shí)，取2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于或大于C30級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值3.0MPa時(shí)，取3.0MPa；l當(dāng)無(wú)統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，其值按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。 645. 10kcucuff，（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比2.初步確定水灰比mw/mc（1）按混凝土強(qiáng)度要求計(jì)算

4、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(guò)試驗(yàn)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(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，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(cè)值，MPa。強(qiáng)度等級(jí)C20C20C35C35標(biāo)準(zhǔn)差，MPa4.05.06.0混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 ceba0cuceacwfffmm，（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（2）復(fù)核耐久性l為了使混凝土耐久性符合要求，按強(qiáng)度要求計(jì)算的水灰比值不得超過(guò)規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時(shí)取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。3.選取每立方

5、米混凝土用水量mw（1）水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時(shí)，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(xiàng)目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量，kg （一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)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(guò)

6、試驗(yàn)確定。（3）摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量可按下式計(jì)算： mwamw0（1）式中： mwa摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg； mw0未摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg； 外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目指標(biāo)102040162040維勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土的單位用水量，kg （一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比4.計(jì)算每立方米混凝土的水泥用量mc（1）計(jì)算（2）復(fù)核耐久性l將計(jì)算出的水泥用量與規(guī)定的

7、最小水泥用量比較：如計(jì)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(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。5.選取合理砂率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(yàn)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(yàn)確定。cww0c0/mmmm （一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比6.計(jì)算砂、石子用量ms0、mg0 （1）體積法 又稱(chēng)絕對(duì)體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水經(jīng)過(guò)拌合均勻、成型密實(shí)后，混凝土

8、的體積為1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1混凝土砂率， 水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)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(guān)密度、石子的表觀(guān)密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m

9、3； 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取1。（2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱(chēng)為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp ，kg。101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（一）確定混凝土基準(zhǔn)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； mcp1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg。可取23502450kg/m3。 s混凝土砂率。7.計(jì)算基準(zhǔn)配合比（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：mc0：ms

10、0：mg01：x：y， mw/mc ？。 cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm（二）試配與調(diào)整（二）試配與調(diào)整1.試配 按基準(zhǔn)配合比稱(chēng)取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測(cè)定其和易性、強(qiáng)度。2.調(diào)整（）調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比 測(cè)拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：l如實(shí)測(cè)坍落度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿；l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。l記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測(cè)定混凝土拌合物的實(shí)際體積密度（c,t）。（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（2

11、）強(qiáng)度調(diào)整l一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)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(cè)定體積密度。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(cè)定。3.確定設(shè)計(jì)配合比（1）根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）相對(duì)應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：?jiǎn)挝挥盟浚╩w）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來(lái)的灰水比計(jì)算確定；粗集料和細(xì)集料

12、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(jìn)行調(diào)整后確定。（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（2）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進(jìn)行校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計(jì)算混凝土的體積密度計(jì)算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw應(yīng)按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中： c,t混凝土體積密度實(shí)測(cè)值，kg/m3； c,c混凝土體積密度計(jì)算值，kg/m3。當(dāng)體積密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2時(shí)，按（1）條確定的配合比即為設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)二者之差超過(guò)2時(shí)，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(jì)配合比。cctc，（三）換

13、算施工配合比（三）換算施工配合比 假定現(xiàn)場(chǎng)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五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題l例題 某工程現(xiàn)澆室內(nèi)鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(wú)混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)資料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5MPa，實(shí)測(cè)28d抗壓強(qiáng)度48.0MPa，密度c3.1g/cm3;砂：中砂，級(jí)配2區(qū)合格。表觀(guān)密度s2.

14、65g/cm3;石子：卵石，540mm。表觀(guān)密度g2.60g/cm3;水：自來(lái)水，密度w1.00g/cm3。試用體積法和質(zhì)量法計(jì)算該混凝土的基準(zhǔn)配合比。五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題l解:1.計(jì)算混凝土的施工配制強(qiáng)度f(wàn)cu,0：根據(jù)題意可得：fcu,k30.0MPa，查表4.9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(qiáng)度要求計(jì)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，耐久性合格。ceba0cuceacwfffmm，50. 00 .4833.

15、 048. 02 .380 .4848. 0五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)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(jì)算水泥用量mc0（1）計(jì)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(jì)算砂、石子用量ms0、mg0kg32050. 0160/cww0c0mmmm五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題（1）體積法將數(shù)據(jù)代入體積法的計(jì)算公式，取1，可得： 解方程組，可得ms0570kg、mg01330kg。（2）質(zhì)量法 假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp2400kg，將數(shù)據(jù)代入質(zhì)量法計(jì)算公式，得： m