江苏省试验员培训混凝土第三讲.ppt

第三讲普通混凝土配合比设计 3 1混凝土配制强度的确定3 2混凝土配合比设计的基本要求3 3混凝土配合比设计的主要参数3 4混凝土配合比设计的方法 步骤及实例 普通混凝土配合比设计规程 JGJ55 2000 混凝土配合比设计 是根据材料的技术性能 工程要求 结构形式和施工条件 来确定混凝土各组成材料之间的配合比例 通常有两种表示方式 一种是以每立方米混凝土中各种材料的用量来表示 另一种是以各种材料相互间质量比来表示 以水泥质量为1 3 1混凝土配制强度的确定 标准差等于平均强度乘变异系数 标准差选用说明 1 计算时 强度试件组数不应少于25组 2 当有统计资料时 C25以下 计算配制强度的标准差应取不小于2 5MPa C30以上 计算配制强度的标准差应取不小于3 0MPa 3 当无统计资料时 标准差取值为 低于C20取4 0 C20 C35取5 0 高于C35取6 0 1 满足设计要求的强度 2 满足施工要求的和易性 3 满足与环境相适应的耐久性 4 在保证质量的前提下 应尽量节约水泥 降低成本 强度要求达到95 强度保证率 经济原则是在满足强度要求 和易性要求 耐久性要求的前提下 尽量降低高价材料 水泥 的用量 达到降低成本的目的 3 2混凝土配合比设计的基本要求 在混凝土配合比中 水灰比 单位用水量及砂率值直接影响混凝土的技术性质和经济效益 是混凝土配合比的3个重要参数 混凝土配合比设计就是要正确地确定这3个参数 3 3混凝土配合比设计的主要参数 主要参数及确定原则 水灰比 单位体积混凝土中 水与水泥质量的比值 在满足强度和耐久性的前提下选较大值 砂率 砂占砂石总质量的百分率 在保证粘聚性和流动度前提下选较小值 单位用水量 反映单位体积混凝土的用水量 在达到流动性的要求下取较小值 小例题 3 1 某材料试验室有一张混凝土用量配方 数字清晰为1 0 61 2 50 4 45 而文字模糊 下列哪种经验描述是正确的 B A 水 水泥 砂 石B 水泥 水 砂 石C 砂 水泥 水 石D 水泥 砂 水 石3 2试配混凝土 经计算砂石总重量是1880kg 选用砂率35 则石子用量为 1880 65 1222 kg 小例题 3 3 某混凝土工程 所用配合比为水泥 砂 碎石 1 1 98 3 90 W C 0 64 已知混凝土拌合物的体积密度为2400kg m3 1立方米混凝土中含石 D kg A 349B 691C 1361D 1244 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 经过试验室试拌调整 得出 基准配合比 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 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 3 4混凝土配合比设计的方法 步骤及实例 1 确定配制强度 fcu o 配制强度按下式计算 2 初步确定水灰比 W C 采用碎石时 采用卵石时 3 4 1计算初步配合比 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 40 0 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3 1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 表3 1塑性和干硬性混凝土的单位用水量 JGJ55 2000 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3 1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 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 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3 2选取 表3 2混凝土砂率 6 计算砂 石用量 mS0 mG0 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 再根据已选取的砂率值列出关系式 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 列出关系式下式 小例题 3 4 C 是既满足强度要求又满足工作性要求的配合比设计 A 初步配合比B 基准配合比C 试验室配合比D 工地配合比3 5如果测得混凝土标准试件28天的抗压强度标准值为23MPa 其强度等级为最可能是 C20 小例题 3 6某混凝土预制构件厂 生产钢筋混凝土大量需用设计强度为C30的混凝土 已知混凝土强度标准差为4 0MPa 则混凝土的配制强度为 30 1 645 4 36 6 MPa 标准差为4MPa 大于3MPa 符合要求 小例题 3 7某工程的混凝土变异系数为15 平均强度为23 0MPa 设计强度等级C20 该工程混凝土的标准差为 3 4 MPa 标准差 变异系数 平均强度 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 1 和易性调整按初步配合比称取表3 3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 3 4 2确定试验室配合比 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 表3 3混凝土试配时最小拌和量 2 强度复核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 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 水泥砂子石子水 3 3 3计算施工配合比 例题 某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁 混凝土设计强度等级为C20 施工要求坍落度为35 50mm 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34 8MPa 密度为3100kg m3 中砂 表观密度为2650kg m3 堆积密度为1450kg m3 卵石 最大粒径20mm 表观密度为2730kg m3 堆积密度为1500kg 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 2 确定水灰比 W C 3 确定用水量 mW0 4 计算水泥用量 mC0 5 确定砂率 6 计算砂 石用量mS0 mG0 7 计算初步配合比 8 配合比调整 9 试验室配合比 10 施工配合比 1 确定配制强度 该施工单位无历史统计资料 查表5 21取 5 0MPa fcu o fcu k 1 645 20 8 2 28 2 MPa 2 确定水灰比 W C 利用强度经验公式计算水灰比 复核耐久性查表3 1规定最大水灰比为0 65 因此W C 0 49满足耐久性要求 3 确定用水量 mW0 此题要求施工坍落度为35 50mm 卵石最大粒径为20mm 查表3 3得每立方米混凝土用水量 mW0 180kg 4 计算水泥用量 mC0 mC0 mW0 C W 180 2 02 364 kg 查表5 20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 49 卵石最大粒径20mm 查表3 3 选砂率 S 32 6 计算砂 石用量mS0 mG0 按体积法列方程组解得mSO 599kgmGO 1273kg 按质量法 强度等级C20的混凝土拌合物计算表观密度m CP 2400kg m3 列方程组解得mSO 594kgmGO 1262kg 7 计算初步配合比 体积法mC0 mS0 mG0 364 599 1273 1 1 65 3 50W C 0 49 质量法mC0 mS0 mG0 364 594 1262 1 1 63 3 47W C 0 49两种方法计算结果相近 8 配合比调整按初步配合比称取15L混凝土拌合物的材料 水泥364 15 1000 5 46kg砂子599 15 1000 8 99kg石子1273 15 1000 19 10kg水180 15 1000 2 70kg 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25mm 小于施工要求的35 50mm 应保持原水灰比不变 增加5 水泥浆 再经拌和后 坍落度为45mm 粘聚性 保水性均良好 已满足施工要求 此时各材料实际用量为 水泥5 46 5 46 5 5 73kg砂8 99kg石19 10kg水2 70 2 70 5 2 84kg并测得每立方米拌合物质量为mCP 2380kg m3 强度调整方法如前所述 此题假定W C 0 49时 强度符合设计要求 故不需调整 9 试验室配合比上述基准配合比为 水泥 砂 石 5 73 8 99 19 10 1 1 57 3 33W C 0 49则调整后1m3混凝土拌合物的各种材料用量为 mC 5 73