混凝土配合比設(shè)計

1、1,4.5 普通混凝土的配合比設(shè)計,混凝土的配合比是指混凝土中四種樹料水泥、水、砂及石子用量之間的比例關(guān)系，有時還注明外加劑的用量。 配合比表示方法： （1）以每M3混凝土所用水泥重量C、水重量W、砂子重量S、石子重量G表示（一般情況下多采用此法） 如：C300kg、W180kg、S720kg、G1200kg （2）以水泥重量為1時，各種材料用量間相對關(guān)系來表示： 如：水泥：砂，石子1:2.40:4.00，水灰比0.60,2,4.5.1混凝土配合比的基本要求：（）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；（）符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥

2、以降低混凝土成本。,3,混凝土配合比的設(shè)計資料準(zhǔn)備,（1）確定配制強(qiáng)度 （2）耐久性要求 （3）構(gòu)件斷面、配筋最大粒徑DM （4）施工管理水平用來選擇T和DM （5）原材料性能密度、 DM 、水、砂、石情況 4.5.2配合比設(shè)計中的三個重要參數(shù) 組成混凝土的四種材料，即水泥、水、砂、石子用量之間有三個對比關(guān)系，即： 1 水灰比（ ）：用水量與水泥用量之間的對比關(guān)系。 水灰比是確定混凝土強(qiáng)度和耐久性的重要參數(shù)，也是影響混凝土和易性的重要因素。 2 砂率（Sp ）：砂的用量與石子用量之間的對比關(guān)系。通常以砂用量占砂、石總量的百分?jǐn)?shù)表示(即砂率)。 砂率是影響混凝土和易性的重要參數(shù)。,4,3、單位用

3、水量（W）,混凝土中水泥漿用量與骨料用量之間的對比關(guān)系，可用每立方米混凝土的用水量表示。 用水量主要影響混凝土和易性，對混凝土的強(qiáng)度也有影響。 確定的原則： （1）在滿足強(qiáng)度、耐久性要求上，確定砼的 。 （2）在滿足和易性的基礎(chǔ)上，確定粗骨料、單位體積用水量、砂的用量。 4.5.3混凝土配合比設(shè)計方法步驟 先確定“初步配合比” “基準(zhǔn)配合比”（實(shí)驗(yàn)室試拌） 強(qiáng)度、和易性檢驗(yàn) “設(shè)計配合比” 施工配合比 1、初步計算配合比的確定 （1）配制強(qiáng)度（ fcu.o ）的確定 配制強(qiáng)度與設(shè)計強(qiáng)度的關(guān)系，要求 配制強(qiáng)度設(shè)計強(qiáng)度 fcu.o fcu.k1.645,5,fcu.o fcu.k 1.645 fc

4、u.o 配制強(qiáng)度 fcu.k設(shè)計強(qiáng)度 砼強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差 A、標(biāo)準(zhǔn)差 C20 、 C25砼值最小取2.5 MP C30砼值最小取3.0 MP B、無統(tǒng)計資料 C、下列情況提高配制強(qiáng)度 a、現(xiàn)場條件與試驗(yàn)室條件有差異。 b、 C30及以上等級砼，采用非統(tǒng)計方法評定時。,6,(2)初步確定水灰比,滿足強(qiáng)度要求的水灰比還要滿足耐久性要求。 (3)選取1M3砼的用水量（mwo） A、干硬性和塑性砼用水量確定 a、 為0.400.80，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的稠度查表4-23、4-24決定。 b、 0.40的砼用水量應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。 B、流動性和大流動性砼的用水量計算 a、以表4-24中T=90m

5、m的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm，用水量增加5kg。 b、摻外加劑的砼用水量 mwomwo(1),目,7,（4）計算砼的水泥用量,計算出來的水泥用量還要滿足耐久性的最小水泥用量要求。 （5）選擇合理的砂率 砂率 按坍落度、骨料的規(guī)格、品種、水灰比 （6）計算粗細(xì)骨料的用量（ mgo 、 mso） 1）質(zhì)量法 假定1M3混凝土拌合物的質(zhì)量為一定值。 mcp1M3砼拌和物的假定質(zhì)量，一般取2400kg/M3 由以上兩式可解出砂和石的用量。,8,2）體積法,含氣率，不摻引氣劑時取1（即1%）,假定混凝土拌合物的體積等于各組成材料絕對體積和所含空氣體積之總和。,由上兩式可解出砂和石的用量。 最

6、后得出初步配合比為：,9,2、配合比試配、調(diào)整、確定,（1）配合比試配、調(diào)整 檢驗(yàn)拌和量： DM31.5mm時，取15L DM為40mm時，取25L 先檢驗(yàn)和易性，不滿足進(jìn)行調(diào)整后得到基準(zhǔn)配合比，供強(qiáng)度檢驗(yàn)用。 （2）設(shè)計配合比的確定 a、由試驗(yàn)得出的各灰水比及其對應(yīng)的砼強(qiáng)度關(guān)系，用作圖法或計算法求出砼配制強(qiáng)度相對應(yīng)的灰水比。 b、按基準(zhǔn)配合比制作試件滿足和易性確定用水量，再確定水泥用量。 c、粗細(xì)骨料取基準(zhǔn)配合比的用量，按灰水比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。,10,3、施工配合比,考慮骨料的含水率，對單位用水量進(jìn)行調(diào)整。 假定砂含水率為a（%），石含水率為b（%）施工配合比為：,（3）表觀密度的校正,當(dāng),2

7、%時，不調(diào)整。,當(dāng),2%時，各項(xiàng)材料。,其設(shè)計配合比：,11,某房屋為混凝土框架工程，混凝土不受風(fēng)雪等作用，設(shè)計混凝土等級C25。施工要求坍落度為3050mm，采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗，施工單位歷史統(tǒng)計資料=6 MP 。 采用的材料為： 水泥PO 42.5，實(shí)測密度3.10g/cm3 粗骨料為卵石，DM=40mm，視密度為2.70g/cm3，含水率為3% 細(xì)骨料為河砂，Mx=2.70，實(shí)測視密度2.65g/cm3 ，含水率為1%。 試設(shè)計該混凝土配合比。 解：1、初步計算配合比 （1）確定配制強(qiáng)度（fcu.o） 據(jù)統(tǒng)計資料，標(biāo)準(zhǔn)差=6 MP，則 fcu.o fcu.k1.645=25 +1.64

8、56=34.87 MP （2）確定水灰比（ ） 因水泥無實(shí)測強(qiáng)度，按書上75頁，取水泥富余系數(shù)c =1.13， fce c fce.k=1.13 42.5=48.03 MP,例題,12,滿足強(qiáng)度要求的水灰比還要滿足耐久性要求。耐久性要求查表4-16得最大水灰比為0.65。最后取兩者的小值 W/C=0.54 (3)確定用水量（mwo） 按流動性和大流動性砼的用水量計算，由T= 3050mm，卵石，DM=40mm，中砂（Mx=2.70）查表4-24 用水量為160kg。 mwo= 160kg,（4）計算砼的水泥用量,水泥用量還要滿足耐久性的最小水泥用量，查表4-16為260kg 。 296kg 2

9、60kg，滿足耐久性的最小水泥用量要求。,13,（5）確定合理的砂率,砂率 按卵石，DM=40mm 、 中砂（Mx=2.70） ，水灰比0.54，查表4-25，s=32%。 （6）計算粗細(xì)骨料的用量（ mgo 、 mso） 采用體積法 因?yàn)椴粨揭龤鈩r，含氣率取1。水泥密度3.10g/cm3 卵石，視密度為2.70g/cm3 ，河砂，視密度2.65g/cm3。,由兩式可解得砂和石的用量：,14,初步配合比為：,配合比經(jīng)試驗(yàn)均滿足和易性和強(qiáng)度要求，表觀密度不須調(diào)整。,2、配合比試配、調(diào)整、確定,3、施工配合比 考慮骨料的含水率，對單位用水量進(jìn)行調(diào)整。 砂含水率為3（%），石含水率為1 （%）,施

10、工配合比為：水泥 砂 石 水,15,例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 20，施工要求混凝土坍落度為50-70，施工單位無歷史統(tǒng)計資料，所用原材料情況如下： 水泥：32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為=3.10/cm， 砂：中砂，Mx=2.70, 級配合格， 石：卵石， Dmax=40mm, 級配合格， 試設(shè)計20混凝土配合比。 解: 1. 初步配合比計算：,16,(1)確定混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）， 由表4-19， 5MPa fcu,0=fcu,k+1.645=20+1.6455=28.2MPa (2)計算水灰比（W/C） 因水泥無實(shí)測強(qiáng)度，也可取c = 1.0 f

11、ce = c fce,k = 1.0 32.5=32.5MPa,17,（3）確定用水量（mw0） 查表4-24，對于最大粒徑為40的卵石混凝土，當(dāng)所需坍落度為5070時,1m3混凝土的用水量可選用170kg。 (4) 計算水泥用量（mc0） 按表4-16對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為260，故可取 mc0 3623。,18,（5）確定砂率（s） 查表4-25，對于采用最大粒徑為40的卵石配制的混凝土，當(dāng)水灰比為0.47時，其砂率值可選取26.8%32.1%，（采用插入法選定）現(xiàn)取s= 30。 （）計算砂、石用量（s0、g0） 假定表觀密度法計算，將mc0=362；mw0=170代入方

12、程組,19,20,計算配合比： C: 362kg, W:170kg, S:561kg, G:1307Kg, W/C=0.47 15升用量：C:4.34kg,W:2.04kg,S:6.73kg,G:15.68kg 第二組：W/C=0.47+0.05=0.52: W:170kg mc0=170/0.52=327kg 砂率：31%，mg0=2.23ms0 解得：S=589kg, G=1314kg, W=170kg, C=327kg 第三組：W/C=0.470.05=0.42: W:170kg mc0=170/0.42=405kg 砂率：28%，mg0=2.57ms0 解得：S=511kg, G=13

13、14kg, W=170kg, C=405kg 每種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。,21,三.混凝土配制強(qiáng)度 在施工中配制混凝土?xí)r，如果所配制混凝土的強(qiáng)度平均值（ ）等于設(shè)計強(qiáng)度（fcu.k），則由圖619可知，這時混凝土強(qiáng)度保證率只有50。因此，為了保證工程混凝土具有設(shè)計所要求的95強(qiáng)度保證率，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時，必須使混凝土的配制強(qiáng)度大于設(shè)計強(qiáng)度（fcu.k）。,22,混凝土配制強(qiáng)度可按下式計算（JGJ55-2000）： 式中 fcu,0混凝土配制強(qiáng)度（MPa）； fcu,k設(shè)計的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）,23,當(dāng)施工單位不具有近期的

14、同一品種混凝土的強(qiáng)度資料時，值可按表取值。,24,4.7 其他品種混凝土,4.7.1 抗?jié)B混凝土 抗?jié)B混凝土系指有較高抗?jié)B能力的混凝土，通常其抗?jié)B等級等于或大于級，又稱抗?jié)B混凝土?？?jié)B混凝土的配制原理是： 采取多種措施，使普通混凝土中原先存在的滲水毛細(xì)管通路盡量減少或被堵塞，從而大大降低混凝土的滲水。,25,根據(jù)采取的防滲措施不同，防水混凝土可分為： 普通防水混凝土； 外加劑防水混凝土； 膨脹水泥防水混凝土。 膨脹水泥防水混凝土是采用膨脹水泥配制而成，由于這種水泥在水化過程中能形成大量的鈣礬石，會產(chǎn)生一定的體積膨脹，在有約束的條件下，能改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔徑減小，總孔隙率降低，從而使混

15、凝土密實(shí)度提高，抗?jié)B性提高。,26,4.7.2 耐熱混凝土耐熱混凝土是指能長期在高溫（200900）作用下保持所要求的物理和力學(xué)性能的一種特種混凝土。 耐熱混凝土是由適當(dāng)?shù)哪z凝材料、耐熱粗、細(xì)骨料及水（或不加水），按一定比例配制而成。根據(jù)所用膠凝材料不同，通常可分為：硅酸鹽水泥耐熱混凝土；鋁酸鹽水泥耐熱混凝土；水玻璃耐熱混凝土和磷酸鹽耐熱混凝土。,27,4.7.3 耐酸混凝土能抵抗多種酸及大部分腐蝕性氣體侵蝕作用的混凝土稱為耐酸混凝土。 耐酸混凝土由水玻璃作膠結(jié)料，氟硅酸鈉作促硬劑，與耐酸粉料及耐酸粗、細(xì)骨料按一定比例配制而成，耐酸粉料由輝綠巖、耐酸陶瓷碎料、含石英高的材料磨細(xì)而成。耐酸粗細(xì)骨

16、料常用石英巖、輝綠巖、安山巖、玄武巖、鑄石等。,28,4.7.4 纖維混凝土 以普通混凝土為基材，外摻各種纖維材料而組成的復(fù)合材料，稱為纖維混凝土。 纖維材料的品種很多，通常使用的有鋼纖維、玻璃纖維、石棉纖維、合成纖維、碳纖維等。,29,其中鋼、玻璃、石棉、碳等纖維為高彈性模量纖維，摻入混凝土中后，可使混凝土獲得較高的韌性，并提高抗拉強(qiáng)度、剛度和承擔(dān)動荷載的能力。 而尼龍、聚乙烯、聚丙烯等低彈性模量的纖維，摻入混凝土只能增加韌性，不能提高強(qiáng)度。 纖維的直徑很細(xì)，通常為幾十至幾百微米。纖維的長徑比一般為 70120。纖維的摻量按占混凝土體積的百分比計，其摻加體積率一般為0.3。常用鋼纖維的直徑為

17、0.350.7，長徑比在5080之間，適宜摻加體積率為。,30,4.7.5 防輻射混凝土 能遮蔽、射線及中子輻射等對人體危害的混凝土，稱為防輻射混凝土，它由水泥、水及重骨料配制而成，其表觀密度一般在3000kg3以上?；炷帘碛^密度愈大，防護(hù)、射線的性能越好，且防護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度可減小。但對中子流的防護(hù)，混凝土中還需要含有足夠多的氫元素。,31,配制防輻射混凝土?xí)r，宜采用膠結(jié)力強(qiáng)、水化熱較低、水化結(jié)合水量高的水泥，如硅酸鹽水泥，最好使用硅酸鋇、硅酸鍶等重水泥。常用重骨料主要有重晶石（BaSO4）、褐鐵礦（2 Fe233H2O）、磁鐵礦（Fe3O4）、赤鐵礦（Fe2O3）等。另外，摻入硼化物及鋰鹽等

18、，也可有效改善混凝土的防護(hù)性能。 防輻射混凝土用于原子能工業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用放射性同位素的裝置中，如反應(yīng)堆、加速器、放射化學(xué)裝置等的防護(hù)結(jié)構(gòu)。,32,4.7.6 輕集料混凝土 以輕粗集料、輕細(xì)集料（或普通細(xì)集料）、水泥和水配制而成的，干表觀密度不大于1950 /3的水泥混凝土為輕集料混凝土。 輕集料混凝土根據(jù)其抗壓強(qiáng)度可分為：CL5.0、CL7.5、CL10、 CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45和CL50共11個強(qiáng)度等級。不同強(qiáng)度等級的輕集料混凝土應(yīng)滿足相應(yīng)抗壓強(qiáng)度要求。,33,影響輕集料混凝土強(qiáng)度的主要因素有集料性質(zhì)、水泥漿強(qiáng)度及施工質(zhì)量等。輕集料顆粒本身的強(qiáng)度（或筒壓強(qiáng)度）、集料的顆料級配、水泥漿的用量等是決定輕集料混凝土強(qiáng)度的主要因素。 輕集料混凝土配合比設(shè)計應(yīng)滿足強(qiáng)度等級和密度等級的要求，滿足施工和易性的要求，還應(yīng)滿足耐久性和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，同時應(yīng)考慮集料吸水率的影響。,34,習(xí)題（四）,35,例4-11現(xiàn)場質(zhì)量檢測取樣一組邊長為100的混凝土立方體試件，將它們在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至28天，測得混凝土試件的破壞荷載分別為 306、286、270KN。試確定該