普通水泥混凝土的组成设计

1、普通水泥混凝土的组成设计,请同学们思考以下问题,普通水泥混凝土的组成材料有哪些,如果要配制水泥混凝土，你如何做,为什么要进行混凝土的组成设计,普通水泥混凝土的组成设计,普通水泥混凝土的组成设计,一、混凝土组成设计的概念 1、定义 混凝土中各组成材料用量之比即为混凝土的配合比。混凝土的配合比设计就是根据原材料的性能和对混凝土的技术要求，通过计算和试配调整，确定出满足工程技术经济指标的混凝土各组成材料的用量。 2、配合比表示方法 单位用量表示方法： 以每1m3混凝土中各种材料的 用量表示(例如水泥:水:细集料:粗集 料 =333kg:150kg:706kg:1264kg). 相对用量表示方法： 以

2、水泥的质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料：水灰比”的顺序 排列表示 （例如1：2.12：3.80；W/C=0.45,基本要求,普通水泥混凝土的组成设计,二、混凝土组成设计的基本要求,满足结构设计强度的要求,满足施工工作性的要求,满足环境耐久性的要求,满足经济的要求,普通水泥混凝土的组成设计,三、混凝土组成设计的三个重要参数,1、 水灰比（ W/C ）：用水量与水泥用量之间的对比关系, 用小数表示。 水灰比是确定混凝土强度和耐久性的重要参数，也是影响混凝土工作性的重要因素。 2、砂率（s ）：砂的用量与石子用量之间的对比关系。 通常以砂用量占砂、石总量的百分数表示(即砂率)。 砂率是影响混凝土

3、工作性的重要参数 3、单位用水量（mW） 用水量主要影响混凝土工作性和强度,按照强度及耐久性要求 初步确定1m3混凝土四 种材的用量比例 按照初步配合比进行试拌， 调整工作性符合设计要求 按照三个不同水灰比， 制作试件，测定强度， 找出符合强度要求的 最经济水灰比 按照施工现场砂石料的实际 含水率对试验室配合比进行 调整,四、混凝土组成设计的步骤,普通水泥混凝土的组成设计,请同学们思考在设计的四个步骤中我们分别要完成什么任务,计算“初步配合比”,提出“基准配合比”,确定“试验室配合比”,换算“施工配合比”,普通水泥混凝土的组成设计,一)计算“初步配合比”,1、确定混凝土的试配强度 fcu,o,

4、fcu,ofcu,k+1.645,fcu,o 为混凝土的配制(MPa) fcu,k 混凝土设计强度等级（MPa） 混凝土强度标准差（MPa,2、计算水灰比 W/C,按强度要求计算,fce 为水泥的实际强度值（MPa） a、b 为 混凝土强度回归系 数，可采用下表数值 W/C 指 混凝土所要求的水灰比,按耐久性要求查表,普通水泥混凝土的组成设计,回归系数a、b选用表,如果在无法取得水泥实际强度时，采用的水泥强度按下式计算： 其中 fce,k 水泥强度等级的标准值（MPa） c 水泥强度等级值的富余系数， 通常取c = 1.001.13,满足强度要求的水灰比还要满足耐久性要求 (查表,3、选择单位

5、用水量 mwo(查表,普通水泥混凝土的组成设计,4、计算单位水泥用量 mco,普通水泥混凝土的组成设计,1）按强度要求计算 由1 m3混凝土用水量 ，根据水灰比值计算水泥用量 ，即： （2）按耐久性要求校核（查表） 按照强度要求计算出的水泥用量，应当根据混凝土所处 环境条件与满足耐久性要求所规定的最大水灰比值进行比 较， 选取较大值使用，以保证混凝土的耐久性,砂率 按坍落度、骨料的规格、品种、水灰比,普通水泥混凝土的组成设计,5、选择砂率 s,1）坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品 种最大粒径和混凝土拌和物的水灰比，查表确定。 （2）坍落度大于60mm的混凝土砂率按表各中的坍落度

6、每增 大 20mm，砂率增大1%的幅度调整。 （3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定,混凝土砂率（ s ）选择表,6、计算粗细集料的用量（ mgo 、 mso,普通水泥混凝土的组成设计,1）质量法(假定表观密度法) 假定1m3混凝土拌合物的质量为一定值,mcp 每立方米混凝土拌和物的假定表观密度（kg/m3），其值可根据施工单位历史试验资料确定。 缺乏资料时，在下表中按23502450kg/m3范围内选定,混凝土假定湿表观密度参考表,2）体积法,普通水泥混凝土的组成设计,6、计算粗细集料的用量（ mgo 、 mso,假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和所含空气体积之总和

7、,一般在2900 3100Kg/cm3 之间,可取1000Kg/cm3,通过试验测定,含气率，不掺引气剂时取1（即1,普通水泥混凝土的组成设计,7、初步配合比,由6步可解出1cm3混凝土中水泥、水、砂和石的单位用量。最后得出初步配合比为,mco : mwo : mso : mgo,普通水泥混凝土的组成设计,二)提出“基准配合比”,1、试拌,试配材料要求 试配混凝土所用各种原材料，要与实际工程使用的材料相同， 粗、细集料的称量均以干燥状态为基准,检验拌和量,混凝土试配的最小搅拌量,按计算出的初步配合比进行试配时，以校核混凝土拌合物的工作性。在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率，直到符合要

8、求为止,2、调整,校核工作性，确定基准配合比,普通水泥混凝土的组成设计,按计算出的初步配合比进行试配时，以校核混凝土拌合物的 工作性。在保证水灰比不变的条件下相应调整水泥浆用量或砂 率，直到工作性符合要求为止。（T每增加10mm。水和水泥约增加原用量的12%。T每减少10mm。砂和石子约增加原用量的25%。,二)提出“基准配合比”,2、调整,校核工作性，确定基准配合比,3、基准配合比,mcb : mwb : msb : mgb,1、检验强度 以符合工作性要求的配合比为标准，制作三组试块：一组按基准配合比；另两组水灰比分别增加和减少0.05，用水量不变，砂率可增加或减少1%。养护28天。测定强度

9、。 2、强度、工作性调整 a、由试验得出的各灰水比及其对应的砼强度关系，用作图法或计算法求出砼配制强度相对应的灰水比,普通水泥混凝土的组成设计,三)确定“实验室配合比”,b、按基准配合比制作试件满足和易性确定用水量，再确定水泥用量。 c、粗细骨料取基准配合比的用量，按灰水比进行适当调整。 3、表观密度的校正 c，c混凝土的计算湿表观密度 混凝土的修正系数 c，t混凝土的实测湿表观密度,普通水泥混凝土的组成设计,三)确定“实验室配合比”,当,2%时，不调整,当,2%时，各项材料,其设计配合比,C实=C基 S实=S基 G实=G基 W实=G基,1、考虑骨料的含水率，对单位用水量进行调整 假定砂含水率

10、为a（%），石含水率为b（%）施 工配合比为,普通水泥混凝土的组成设计,四)换算“施工配合比”,普通水泥混凝土的组成设计,设计资料：某建筑物用钢筋混凝土（受冰雪影响）， 混凝土设计强度等级C30，要求强度保证率为95， 混凝土由机械拌和振捣施工要求坍落度为3550mm,组成材料：水泥： 普通硅酸盐水泥32.5级，实测28d抗压强度为36.8MPa， 密度c3.1g/cm3; 砂： 中砂,表观密度s2.65g/cm3，施工现场砂含水率为2； 碎石: 最大粒径31.5mm，表观密度G2.7g/cm3， 施工现场碎石含水率为1； 水: 自来水,例题,设计要求：计算初步配合比 若经过试拌，测得拌合物的

11、塌落度 为30mm，应该如何调整工作性,一、计算初步配合比,1、确定试配强度 fcu.o fcu.k 1.645 = 30+1.6455=38.22MPa 2、计算水灰比 = 0.43 按耐久性校核水灰比0.430.55 W/C=0.43 3、选择单位用水量 mwo = 185kg/m3 4、计算单位水泥用量 mc0=mw0/w/c=185/0.43=430kg/m3,一、计算初步配合比,按耐久性校核水泥用量430280kg/m3 mc0=430kg/m3 5、选择砂率 s=30% 6、体积法计算ms0、mg0 ms0= 538kg/m3 mg0=1250kg/m3,二、提出基准配合比,初步配

12、合比： 1、试拌15L混凝土 水泥 4300.015=6.45kg 水 1850.015=2.78kg 砂 5380.015=8.07kg 石子 12500.015=18.75kg 2、调整工作性 增加2%的水泥浆含量，测塌落度为40mm,mco : mwo : mso : mgo=430:185:538:1250,二、提出基准配合比,水泥 6.45（1+0.02）=6.58kg 水 2.78（1+0.02）=2.84kg 砂 8.07kg 石子 18.75kg 3、提出基准配合比为： mcb : mwb : msb : mgb=439 :189 : 538 : 1250 = 1：1.23 ：

13、2.85 ：W/C=0.43,三、确定实验室配合比,采用水灰比0.38、0.43、0.47的三组配合比，分别拌制三组混凝土拌合物。测得三组的28d立方体抗压强度为45.3MPa、39.5MPa、34.2MPa。 由图可知，相应混凝土配置强度fcu.o=38.22MPa的水灰比为0.44,三、确定实验室配合比,用水量 W实=189kg 水泥用量 C实=189/0.44=430kg S实=535kg G实=1244kg,三、确定实验室配合比,计算湿表观密度 c，c = 189+430+535+1244=2398kg/m3 c，t = 2450kg/m3 =2450/2398=1.02 =2.2%2%,故需要按表观密度校正各种材料用量,三、确定实验室配合比,C实=C实 =1.02430=439kg S实=S实 = 1.02535=546kg G实=G实= 1.021244 =12