混凝土配合比设计地步骤.doc

-_混凝土配合比设计的步骤(1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计 和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C） 3)选择每 1m3 混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率 Sp 6)计算 1m3 混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： 645. 1.kcuvcuff(2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时：,0.46(0.07)cu vceCffW采用卵石时： ,0.48(0.33)cu vceCffW(3)选择单位用水量(mW0) 干硬性和塑性混凝土用水量的确定a. 水灰比在 0.400.80 范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合 物稠度，其用水量可按表 4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于 0.40 的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确 定。 流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行a. 以表 4-22 中坍落度 90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大 20mm 用水量增加 5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：(1)wwomm-_ 为减水率 (4)计算单位水泥用量(mC0) 根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水灰比(W/C)，可计算出单位水泥用量 (mC0)： /wo commW C(5)选取合理砂率值(S)一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比，参考表 4- 21（P106）选取。 (6)计算砂、石用量(mS0、mG0) 质量法 即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米的质量 mCP为一固定值，再根据已知 砂率，列出关系式(49-1)及式(49-2)： cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0 s mmm体积法 即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。 据此可列关系式(410-1)：101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm再根据已选取的砂率值列出关系式(410-2)： 100g0s0s0 s mmm确定基准配合比的计算 调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度 及耐久性要求。 和易性调整按初步配合比称取表 4-24 规定的体积时各组成材料的用量，搅拌均匀后测定其坍落度， 同时观察其粘聚性和保水性。 当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度 mCP(kg/m3)，并按下式重新 计算每立方米混凝土的各项材料用量：cp gswcc cmmmmm拌拌拌拌拌 mmcp gswcwmmmmm拌拌拌拌拌 mmwcp gswcsmmmmm拌拌拌拌拌 mmscp gswcgmmmmm拌拌拌拌拌 mmg-_表 4-24 混凝土试配时最小拌和量1531.5以下2540拌合物体积(L)骨料最大粒径(mm)确定实验室配合比的计算方法是采用调整后的配合比制成 3 组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配 合比，另外两组配合比的水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少 0.05，用水量 应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少 1%。 分别将 3 组试件标准养护 28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系， 用作图法或计算法求出与混凝土配制强度 fcu,o 相对应的灰水比，并应按下列原则确定每 立方米混凝土的材料用量：用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠 度进行调整确定；水泥用量(mC) 以用水量乘选定的灰水比计算确定；粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比 调整后确定。 由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(c,t)和混凝土 拌合物表观密度计算值(c,c)进行校正。校正系数为： ,mc tc tc cmcsGW+m +m%2%100cc,ctc,cc确定施工配合比的计算 假定工地上测出砂的含水率为 a%、石子含水率为 b%，则将上述试验室配合比换算为施工配 合比，其材料称量为： 水泥：()CCmmkg 砂子：(1%)()ssmmakg 石子：(1%)()GGmmbkg 水：-_%()wwsGmmm ambkg AA【例题】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁（不受风雪影响），混凝土设计强度等级为 C25，施工要求坍落度为 3050mm，采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。采用材料：普通水泥，32.5 级，实测强度为 35.0MPa，密度为 3100kg/m3；中砂，表 观密度为 2650kg/m3，堆积密度为 1500kg/m3；碎石，最大粒径 20mm，表观密度为 2.70g/cm3，堆积密度为 1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。 若施工现场中砂含水率为 3%，卵石含水率为 1%，求施工配合比。 解：(1)确定配制强度。该施工单位无历史统计资料，查表 4-30 （P135），混凝土强度等级为 C25 时，取 =5.0MPa。fcu,o=fcu,k+1.645 =25+8.2 =33.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C)利用强度经验公式计算水灰比：47. 0469. 03507. 046. 02 .333546. 0,cebaocucea fff CW 复核耐久性 查表 4-24 （P127）规定最大水灰比为 0.65，因此 W/C=0.47 满足耐久性要 求。(3)确定用水量(mW0) 此题要求施工坍落度为 3050mm，碎石最大粒径为 20mm，查表 4-20 （P104）得每立 方米混凝土用水量：mW0=195kg (4)计算水泥用量(mC0）mC0=mW0×/(C/W)=195/0.47414.9(kg)查表 4-24（P127)规定最小水泥用量为 260kg，故满足耐久性要求。 (5)确定砂率 根据上面求得的 W/C=0.47，碎石最大粒径 20mm，查表 4-21（P106），选 砂率 S=30%。 (6)计算砂、石用量 mS0、mG0 按质量法：强度等级 C20 的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度 =2400kg/m3，mCP=2400kg，列方程组coGoSoWoCPmmmmmSo S SoGom mm-_即： 24001959 .414sogomm%100%30gososo mmm解得： mSO=537.2kg mGO=1253.3kg 按体积法列方程组 （不使用外加剂 =1）101. 0ww0gg0ss0cc0mmmmSo S SoGom mm即：101. 01000195 2650270031009 .414sogomm%100%30gososo mmm解得：mSO=532.3kg mGO=1242.0kg (7)计算初步配合比质量法mC0：mS0：mG0 ：mwo =414.9：537.2：1253.3：195=1：1.29：3.02：0.47即： W/C=0.47体积法mC0：mS0：mG0 ：mwo =414.9：532.3：1242.0：195=1：1.28：2.99：0.47即： W/C=0.47两种方法计算结果相近。 (8)配合比试配、调整按初步配合比称取 15L 混凝土拌合物的材料：水泥 414.9×15/1000=6.22kg水 195×15/1000=2.93kg砂子 537.2×15/1000=8.06kg石子 1253.3×15/1000=18.80kg和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为 20mm，小于施工要求的 3050mm，应保持原水灰比不变，增加 5%水泥浆。再经拌和后，坍 落度为 40mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。 此时（和易性调整后）各材料实际用量为：水泥 6.22+6.22×5%=6.53kg水 2.93（1+5%）=3.07kg砂 8.06kg-_石 18.80kg M 拌=6.53+3.07+8.06+18.80=36.46kg 并测得每立方米拌合物质量为 mCP=2420kg/m3 调整后各材料用量（配合比）：kgmco62.43424204 .36 53. 6'kgmo0 .53524204 .36 06. 8' skgmgo82.124724204 .36 80.18'kgmwo7 .20324204 .36 07. 3'强度调整方法如前所述， 采用： W/C=0.42、 W/C=0.47 和 W/C=0.52 三个水灰比（ W/C=0.42、 W/C=0.52 的两个配合比，坍落度均满足要求），测得表观密度分别为： 2415kg/m3、2420kg/m3、2425kg/m3。强度实测结果如下： 32.61.920.5235.62.130.4738.62.380.42强度实测值MPaC/WW/C绘出 fcuo 与 C/W 的关系图从图上找出恰好满足要求的 fcuo =33.2MPa 对应的灰水比 C/W=2，即 W/C=0.5。修正每 1m3 混凝土各材料的用量：水 203.7kg，水泥kgmco4 .40727 .203'砂 535.0kg（没变化），石子 1247.8kg （没变化） 。该配合比为最佳配合比。-_按照所确定的最佳配合比重新试配，并检验新拌混凝土的表观密度为 2412kg/m3。计算该 混凝土的表观密度：3, /7 .23938 .12470 .5354 .4077 .203mkgcc 则其配合比校正系数为008. 17 .2393 2412cc,tc,%2%8 . 07 .2393 7 .23932412%100cc,ctc,cc无需调整！ 则前面计算的配合比即为确定的设计（实验室）配合比， mCmS：mG：mw =407.4535.01247.8：203.7 =11.313.06：0.5 试验室配合比见下表：0.53.061.311质量配合比 207.31247.8535470.41m3混凝土拌合物各材 料用量(kg) 水碎石砂水泥材料名称(10)施工配合比1m3 拌合物的实际材料用量(kg)：mC=mC=407.4kgmS=mS(1+a%)=535×(1+3%)=551.0kgmG=mG(1+b%)=1247.8×(1+1%)=1260.2kmW=mW-mS·a%-mG·b%=207.3-553×3%-1247.8×1%=175.2kg 习题一： 1、施工中制作一组标准混凝土立方体试件，经标准养护 28d，上机进行力学性能试验，测 得抗压破坏荷载分别为 765kN、770 kN、820 kN，试判断该混凝土的强度等级。 2、某混凝土试配调整后，各材料的用量分别为水泥 3.1kg,砂 6.5kg，卵石 12.5kg，水 1.8kg，测得拌合物的表现密度为 2400kg/m3。 （1）计算 1m3混凝土中各种材料的用量？ （2）用 2 袋水泥（50Kg×2）拌制混凝土时，其他材料的用量分别为多少。-_3.混凝土计算配合比为 12.134.31，水灰比为 0.58，在试拌调整时，增加了 10 的水泥浆用量。试求（1）该混凝土的基准配合比；（2）若已知以基准配合比配制的混凝 土，每 m3需用水泥 320kg，求 1m3混凝土中其他材料的用量。习题二 某工程制作室内用的钢筋混凝土梁（不受风雪影响） ，混凝土设计强度等级为 C30，施工要 求坍落度为 5070mm，采用机械振捣。该施工单位强度。采用材料：普通水泥，42.5 级，实测强度为 48.0MPa，密度为 3150kg/m3；中砂，表 观密度为 2600kg/m3，堆积密度为 1500kg/m3；碎石，最大粒径 40mm，表观密度为 2.65g/cm3，堆积密度为 1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。 若施工现场中砂含水率为 2%，卵石含水率为 1%，求施工配合比。