普通混凝土初步配合比设计案例.docx

水泥混凝土初步配合比设计案例【题目】试设计某桥梁工程桥台用钢筋混凝土的初步配合比。【原始资料】（1）已知混凝土设计强度等级为C30，无强度历史统计资料，要求混凝土拌合物的坍落度为3050mm。桥梁所在地区属寒冷地区。（2）组成材料：普通硅酸盐水泥42.5级，密度c=3100kg/m3；水泥28d胶砂抗压强度实测值为44.5MPa；砂为中砂，表观密度cs=2650kg/m3，施工现场含水率为3%；碎石最大工程粒径为31.5mm，表冠密度g=2400kg/m3；施工现场含水率为1%；粉煤灰为级，表观密度f=2200kg/m3，掺量t=20%。【设计要求】按题目资料设计初步配合比。【初步配合比设计步骤】1.确定混凝土的配制强度（fcu,o）当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度按下式计算fcu,o=fcu,k+1.645注：题目中已知混凝土的设计强度等级值为C30，小于C60，故可以用上式计算。fcu,k为混凝土设计强度等级值，通过题目可知设计强度等级为C30，故fcu,k=30MPa为混凝土标准差，根据题目可知无历史统计资料，可查表4-3，查表可知=5MPa故混凝土配置强度为：设计等级值fcu,k=30MPa，无强度历史统计资料，查表可得=5MPa，代入公式中可求得。 fcu,o=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2MPa 注：强度保留一位小数2.计算水胶比当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比宜按下式计算WB=afbfcu,o+abfb注：混凝土配置强度fcu,o=38.2MPa第1步已经计算出来。a、b为回归系数，跟石子的类型有关，本题目已知石子用的是碎石，查表知a=0.53、b=0.20注：fb为胶凝材料28d抗压强度，注意这里的胶凝材料指的是水泥和粉煤灰的混合料，并不是单纯的水泥，故强度值未知。当无实测值时，可按下式计算。fb=f*s*fcef、s为粉煤灰和粒化高炉矿渣影响系数，可查表4-15选用。从题目可知该混凝土未掺入粒化高炉矿渣，故s=1，粉煤灰掺入量为20%，查表可知f=0.750.85，在此范围内取值均可，取f=0.8；题目已知水泥28d胶砂抗压强度实测值为44.5MPa，故fce=44.5MPa。将s=1，f=0.8、fce=44.5MPa代入fb=f*s*fce中，可知fb=35.6将a=0.53、b=0.20，fb=35.6、fcu,o=38.2MPa代入WB=afbfcu,o+abfb=0.45耐久性校核根据混凝土所处环境类别属于寒冷地区，查表可知该环境为二b环境，最大水胶比不能超过0.5，本次计算为0.45，满足设计要求，故W/B取0.45。注：在表4-11中，二b环境下，若混凝土等级30MPa，则最大水胶比取0.5；若混凝土等级25MPa，则最大水胶比取0.55。3.确定单位用水量mwo和外加剂用量mao由题目可知未加入外加剂，故mao=0kg；当混凝土水胶比在0.40.8范围内时，单位用水量可查表选取，若坍落度大于10mm为塑形混凝土，小于10mm为干硬性混凝土。查表可知mwo=175kg/m3。4.计算胶凝材料用量、矿物掺合料用量和水泥用量。（1）每立方米混凝土中胶凝材料用量用下式计算：按照耐久性要求校核胶凝材料用量，查表4-12，从表中可知，最小胶凝材料用量为每立方米330kg，故=389kg符合耐久性要求。（2）每立方米混凝土中矿物掺合料用量计算：本次矿物掺合料为粉煤灰，掺量由题目可知为20%，故（3）每立方米水泥用量计算：5.选定砂率坍落度为1060mm的混凝土，其砂率可以通过表4-19查得。注：计算水胶比为0.45，在这里查表可采用四舍五入的方法，故水胶比可按0.5查取，题目所给最大粒径为31.5mm，最大粒径不超过40mm，骨料为碎石，可查40mm这一列。查表可知，砂率取值范围在30%35%，本次取砂率=32%。6.计算砂、石材料用量。计算砂、石用量时，可按下列公式进行计算。 为每立方米混凝土拌合