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1、混凝土配合比設(shè)計(jì),5.4 混凝土配合比設(shè)計(jì),目的： 確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。 常用的表示方法： 以每1混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量表示， 水泥（mc）300 kg、水（mw）180 kg、砂（ms）720 kg、石子（mg）1200 kg； 以各項(xiàng)材料的質(zhì)量比來(lái)表示（以水泥質(zhì)量為1） 如 水泥：砂：石子：水1：2.4:4:0.6,混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求,滿(mǎn)足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)； 滿(mǎn)足混凝土施工和易性； 滿(mǎn)足工程所處環(huán)境耐久性的要求； 符合經(jīng)濟(jì)原則盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧稀?混凝土配合比設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備,了解工程設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，以便確定混凝土配制強(qiáng)度。 了解工程所處環(huán)境對(duì)混

2、凝土耐久性的要求，以便確定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。 了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配制情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。 了解混凝土施工方法及管理水平，以便選擇混凝土拌和物坍落度及混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。,掌握原材料的性能指標(biāo)： 水 泥品種、標(biāo)號(hào)、密度； 砂、石骨料種類(lèi)、表觀密度、級(jí)配、 最大粒徑等； 拌和用水水質(zhì)情況； 外加劑品種、性能、適宜摻量； 摻和料粉煤灰、礦渣、硅粉等。,混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)參數(shù),、水與水泥之間的比例關(guān)系水灰比表示； 、砂與石子之間的比關(guān)系砂率表示； 、水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系單位體積用 水量來(lái)表示。,確定三個(gè)參數(shù)的基本原則：,在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度和耐久性

3、的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比； 在滿(mǎn)足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類(lèi)和規(guī)格確定混凝土的單位用水量； 砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來(lái)確定砂率。,混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟,初步計(jì)算配合比, 實(shí)驗(yàn)室配合比, 基準(zhǔn)配合比, 施工配合比,調(diào)整坍落度,校核強(qiáng)度、耐久性,扣減工地砂石含水量,二、初步計(jì)算配合比,計(jì)算步驟： 第一步：確定配制混凝土強(qiáng)度 第二步：確定水灰比 第三步：確定用水量 第四步：確定水泥用量 第五步：確定砂率 第六步：確定砂石用量,第一步：混凝土配制強(qiáng)度的確定,依據(jù)公式： fcu.0 fcu.k + 1.645 式中：fcu.0混凝土配制強(qiáng)度（MPa） f

4、cu.k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。 的確定： A、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時(shí)，依公式計(jì)算； B、施工單位無(wú)強(qiáng)度歷史資料時(shí)，查表取用。,第二步、初步確定水灰比（W/C）,依混凝土強(qiáng)度公式： fcu,o=Afce(C/W-B) W/C=Afce/(fcu,o+ABfce) 耐久性校核： 水灰比還不得大于表515中規(guī)定的最大水灰比值 結(jié)果兩者取最小值。,第三步 選取M3混凝土的用水量（mwo),根據(jù)所用粗骨料的種類(lèi)、最大粒徑及施工所要求的坍落度值，查表選取1 m3混凝土的用水量。,第四步 計(jì)算1M3混凝土的水泥用量（mco）,計(jì)算根據(jù)確定的水灰比（W/C）和選用的單位用

5、水量（mwo），可計(jì)算出水泥用量（mco）。 W/C=mwo/mwc mco=mwo/(W/C) 校核為保證混凝土的耐久性，由上式計(jì)算得出的水泥用量還應(yīng)滿(mǎn)足表514規(guī)定的最小水泥用量的要求； 取值兩者最大值。,第五步 選取合理砂率值（s）,方法： 、依據(jù)填充理論和砂石狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算砂率； 、根據(jù)混凝土拌和物的和易性，通過(guò)試驗(yàn)求出合理砂率坍落度最大的最小砂率； 、如無(wú)試驗(yàn)資料，可根據(jù)骨料品種、規(guī)格和水灰比，按表46選用。,混凝土的砂率（）,第六步 計(jì)算粗、細(xì)骨料的用量（mgo）及（mso）,A 質(zhì)量法： 若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌和物的表觀密度將接近一個(gè)固定值。 B體積法： 假定混凝

6、土拌和物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。,質(zhì)量法：,假設(shè)1M3混凝土拌和物的質(zhì)量為某一確定值mcp，則可列 方程： 式中 mco每立方米混凝土的水泥用量（kg）； mgo-每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）; mso每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg）； s砂率（）； mcp1m3混凝土拌和物的假定質(zhì)量,其值可取24002500kg. 聯(lián)立兩式，即可求出mgo、mso。,B、 體積法,假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和，可列出下式： 式中 c水泥密度,可取29003100 （kg/m3）； g粗骨料的表觀密度（ kg/m

7、3 ）； s細(xì)骨料的表觀密度（ kg/m3 ）； w水的密度,可取1000 （ kg/m3 ）； 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，又可取1。 聯(lián)立兩式，即可求出mgo、mso。,配合比的試配、調(diào)整,以上求出的各材料用量，是借助于一些經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的，或是利用經(jīng)驗(yàn)資料查得的，因而不一定能夠完全符合具體的工程實(shí)際情況，必須通過(guò)試拌調(diào)整，直到混凝土拌和物的和易性符合要求為止，然后提出供檢驗(yàn)強(qiáng)度用的基準(zhǔn)配合比。,二、基準(zhǔn)配合比和易性的調(diào)整,按初步計(jì)算配合比稱(chēng)取實(shí)際工程中使用的材料進(jìn)行試拌，混凝土的攪拌方法，應(yīng)與生產(chǎn)時(shí)使用的方法相同?；炷翑嚢杈鶆蚝?，檢查拌和物的性能。 當(dāng)試拌出的

8、拌和物坍落度或維勃稠度不能滿(mǎn)足要求，或粘聚性和保水性不良時(shí)，應(yīng)在保持水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量和砂率，直到符合要求為止。 然后提出供檢驗(yàn)強(qiáng)度用的基準(zhǔn)配合比。,三、實(shí)驗(yàn)室（設(shè)計(jì)）配合比強(qiáng)度校驗(yàn),采用三個(gè)不同的配合比，其一為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的W/C較基準(zhǔn)配合比分別增加或減少0.05。 每種配合比至少制作一組（三塊）試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度（活耐久性）測(cè)試。 由試驗(yàn)得出的各灰水比及其對(duì)應(yīng)的混凝土的強(qiáng)度（和耐久性）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,o）相對(duì)應(yīng)的灰水比,并確定出設(shè)計(jì)配合比。,設(shè)計(jì)配合比的確定 用水量（mw）取基準(zhǔn)配合比中的用水量，并根據(jù)制作強(qiáng)度試

9、件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整； 水泥用量（mc）以用水量乘以選定出的灰水比計(jì)算確定； 粗、細(xì)骨料用量（mg、ms）取基準(zhǔn)配合比中的粗、細(xì)骨料用量，并按選定的灰水比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。,四、施工配合比現(xiàn)場(chǎng)砂石含水量的扣減,設(shè)計(jì)配合比是以干燥材料為基準(zhǔn)的，而工地存放的砂、石的水分隨著氣候的變化。所以現(xiàn)場(chǎng)材料的實(shí)際稱(chēng)量應(yīng)按工地砂、石的含水情況進(jìn)行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比。 現(xiàn)假定工地存放砂的含水率為a（%），石子的含水率為b（），則將設(shè)計(jì)配合比換算為施工配合比，其材料稱(chēng)量為： m/c =mc （kg）； m/s =ms(1+a%) （kg）； m/g =mg(1+b%) （kg

10、） m/w =mw-a%ms-b%mg （kg）。,普通混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例,【例題】某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，施工要求坍落度為3050mm（混凝土由機(jī)械攪拌，機(jī)械振搗），根據(jù)施工單位歷史統(tǒng)計(jì)資料，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差4.8MPa。 采用的原材料：525號(hào)普通水泥（實(shí)測(cè)28天強(qiáng)度56.7MPa）， 密度c3100kg/m3；中砂，表觀密度s=2650 kg/m3；碎石， 表觀密度g2700 kg/m3，最大粒徑Dmax=20mm；自來(lái)水。 要求： 1、試設(shè)計(jì)混凝土配合比（按干燥材料計(jì)算）。 2、施工現(xiàn)場(chǎng)砂含水率3，碎石含水率1，求施工配合比。,【解】：初步計(jì)算配

11、合比的計(jì)算,、 確定配制強(qiáng)度（fcu,o） fcu,o fcu,k+1.645301.6454.8=37.9 MPa 、 確定水灰比（W/C） 碎石 A0.48 B=0.52 W/C=Afce/(fcu,o+ABfce) =0.4856.7/(37.9+0.480.5256.7)=0.52 由于框架結(jié)構(gòu)梁處于干燥環(huán)境，查表614，（W/C）max=0.65，故可取w/c=0.52。,、 確定單位用水量（mwo） 查表取mwo195 kg 、 計(jì)算水泥用量（mco） mcomwo/(W/C)=195/0.52=375(kg) 查表最小水泥用量為260 kg/，故可取mco375 kg。 、 確定

12、合理砂率值（s） 根據(jù)骨料及水灰比情況，查表取s35,、 計(jì)算粗、細(xì)骨料用量（mgo）及（mso）用質(zhì)量法計(jì)算:,假定每立方米混凝土拌和物重mcp=2400 kg 則,解得：mgo1189 kg mso=641 kg,B、 用體積法計(jì)算 方程略 解得：mgo1211 kg， mso652 kg 兩種方法計(jì)算結(jié)果相近。,配合比的試配、調(diào)整,1、按初步計(jì)算配合比試拌15 L，其材料用量為 水泥 0.015373=5.63 kg 水 0.015195=2.93 kg 砂 0.015641=9.62 kg 石子 0.0151189=17.84 kg 攪拌均勻后做和易性試驗(yàn)，測(cè)得的坍落度為20mm，不符

13、合要求。增加5的水泥漿，即水泥用量增加到5.91 kg，水用量增加到3.08 kg，測(cè)得坍落度為30mm，粘聚性、保水性均良好。 試拌調(diào)整后的材料用量為：水泥5.91 kg，水3.08 kg，砂9.62 kg，石子17.84 kg，總重量36.45 kg?；炷涟韬臀锏膶?shí)測(cè)表觀密度為2410 kg/m3。,檢驗(yàn)強(qiáng)度,在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，拌制三種不同水灰比的混凝土，并制作三組強(qiáng)度試件。其一是水灰比為0.52的基準(zhǔn)配合比，另兩種水灰比分別為0.47及0.57，經(jīng)試拌檢查和易性均滿(mǎn)足要求。 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，得出的強(qiáng)度值分別為： 水灰比0.47（灰水比2.13）45.5 MPa 水

14、灰比0.52（灰水比1.92）39.6 MPa 水灰比0.57（灰水比1.75）34.5 MPa,確定設(shè)計(jì)配合比,根據(jù)上述三組灰水比與其相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度關(guān)系，計(jì)算（或作圖）出與混凝土配制強(qiáng)度（37.9 MPa）對(duì)應(yīng)的灰水比值為1.86，即水灰比為0.54。 則初步定出混凝土的配合比為： 水 mw=204kg 水泥 mc=204/0.54=378kg 砂 ms=636kg 石子 mg=1180kg,現(xiàn)場(chǎng)施工配合比,將設(shè)計(jì)配合比換算成現(xiàn)場(chǎng)施工配合比，用水量應(yīng)扣除砂、石所含水量、而砂、石則應(yīng)增加砂、石的含水量。 所以施工配合比： m/c378 kg m/s=636（1+3%）=655 kg m/g=1180（1+1%）=1192 kg m/w=204-6363% -11801%=173 k 摻減水劑時(shí)， 用水量 = m/w （1-） 為外加劑減水率,