混凝土配合比设计和期中调研报告

1 以Griffith理论为基础的脆性材料强度改进技术措施漫谈 2 如何发展绿色建材 3 试论混凝土的可持续发展问题 4 理想的混凝土材料 我的个人理解 5 城市中心区发展商品混凝土的必然性 优缺点 6 试论发展干混砂浆的必要性 7 以建筑材料课程为例 谈谈学习工程类专业基础课的体会 8 为什么说混凝土在土木工程领域是不可替代的 9 自选题目 交稿日期 第15周之前 期中调研报告题目 第3章混凝土 3 7混凝土拌合物的配合比设计3 7 1配合比设计的目的3 7 2配合比设计的基本内容3 7 3配合比设计步骤3 7 4设计实例 3 7 1配合比设计的目的 确定各个组分材料之间的比例 目的之一 获得基本性能 包括拌合物的工作度 硬化后在规定龄期的强度和耐久性符合要求的混凝土 目的之二 尽可能地经济 第3章混凝土 混凝土拌合物的配合比设计 第3章混凝土 第3章混凝土 1 拌合物的工作度 Workability 是决定混凝土拌合物在浇筑 捣实和抹面时难易程度的性质 典型评定方法 1 坍落度法 普通混凝土 坍落度 10mm 2 VB稠度法 普通混凝土 坍落度 10mm 3 滩铺度法 高流动 自密实混凝土 坍落度 240mm 第3章混凝土 1 坍落度试验坍落度桶捣棒钢尺 200mm 100mm 300mm 第3章混凝土 混凝土 第3章混凝土 干硬混凝土0 50mm较大断面 少配筋需震捣中等50 75mm梁 柱 剪力墙等构件流动75 175mm密配筋断面 泵送混凝土大流动 240mm自密实混凝土 第3章混凝土 2 VB稠度法 普通混凝土 坍落度 10mm 第3章混凝土 3 滩铺度法 高流动 自密实混凝土 滩铺度 自密实混凝土 2 配制强度 式中 fcu o 混凝土配制强度fcu k 设计混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土强度标准差 MPa 系数1 645为保证fcu o fcu k的保证率为95 时的概率度 第3章混凝土 材料的变异性 样本数或频率密度 第3章混凝土 概率密度函数 X 试验数据值 正态分布均值 正态分布标准离差强度低于X0的概率为 X0 强度不低于X0的保证率为 X F X0 1 645 X 3 耐久性 以防波堤为例 大气区最大水灰比 水胶比 浪溅区含气量 抗氯离子扩散能力 环境条件钢筋混凝土与预应力混凝土素混凝土 第3章混凝土 3 7 2配合比设计的基本内容 得出生产每立方米混凝土所需要的各组分材料用量 例如 水泥 水 砂 石 300 165 664 1290或水泥 水 砂 石 1 0 56 2 21 4 3普通混凝土容重约2400Kg m3 各组分相互制约 改变一种组分材料的用量时 其他组份也相应变化 第3章混凝土 拌合物的用水量与水泥用量之比 水灰比水泥浆体与骨料用量之比 浆骨比砂用量 砂石骨料用量之比 砂率矿物掺合料 外加剂的使用 控制参数 第3章混凝土 第3章混凝土 3 7 3配合比设计步骤步骤一 选择坍落度或VB稠度根据工程所用施工工艺 配筋密集程度和捣实条件选择 步骤二 选择石子最大粒径Dmax 构件最小断面尺寸 小于1 4 钢筋最小间距 不大于3 4 泵管直径 路面平整度 抗冲击 疲劳强度 经济 第3章混凝土 步骤三 选择用水量和含气量工作度一定时 用水量取决石子最大粒径 粒形和级配 表3 6 掺减水剂时 用水量 W0 1 W0为未掺外加剂时的用水量 为外加剂减水率 掺矿物掺合料时 需要相应增减用水量 含气量根据骨料最大粒径决定 表3 7 第3章混凝土 第3章混凝土 步骤四 选择水灰比鲍罗米公式 fcu o 混凝土配制强度fce 水泥标号C W 灰水比 C W fcu o 第3章混凝土 步骤四 选择水灰比fcu o 混凝土配制强度fce 水泥标号 C W 灰水比A B 系数 碎石 A 0 46 B 0 07卵石 A 0 48 B 0 33 第3章混凝土 步骤五 计算水泥用量水灰比与用水量一经确定 水泥用量就可计算得知 第3章混凝土 步骤六 选择砂率 砂与粗细骨料的质量比 合理的砂率应根据施工工艺对拌合物坍落度的要求等参数确定 坍落度越大 砂率越要大 以避免发生离析 如自密实混凝土的砂率要到50 现行规范中的表格 表3 8 则是通过粗骨料品种 最大粒径 水灰比和砂子的细度模数来选取砂率的 掺有外加剂和矿物掺合料 坍落度 60mm或 10mm的混凝土 砂率应经试验确定 第3章混凝土 步骤七 计算粗细骨料用量质量法 假定表观密度法 石 砂 水泥 水 2400砂 砂 石 100 砂率 体积法 石 石 砂 砂 水泥 水泥 水 水 0 01a 1砂 砂 石 100 砂率 密度 kg m3 a 含气量 第3章混凝土 步骤八 骨料含水量调整在施工现场或者预拌混凝土生产厂 骨料的含水状态通常波动较大 因此需要根据测定的实际含水量对配合比用水量进行调整 并增减骨料的用量 主要是砂子含水量波动大 第3章混凝土 步骤九 试拌调整与配合比确定以上配合比设计过程有许多经验值 与实际所用材料存在一定的差异 还必须通过用上述步骤所得配合比 称取各组成材料进行试拌检测工作度 并制备试件检测强度 以获得符合实际所用材料和施工环境条件的混凝土配合比 第3章混凝土 工作度检验 如与设计值有差异 可在W C不变条件下调整用水量或砂率 水灰比 MW MC 检验 检验混凝土强度 采用W C 0 05 MW MC MW MC 0 05三个配合比 配合比的确定 期望坍落度 期望强度 期望耐久性 W C M S W C M D 强度方程 W C M min 需水量方程 胶凝材料与水的用量 骨料总体积 含气量 胶凝材料的密度 骨料用量 骨料密度 砂率 骨料含水量 每立方米混凝土拌合物用料 每盘体积 每盘料用量 第3章混凝土 普通混凝土配合比设计实例某工程 采用现浇混凝土梁柱式框架结构 最小截面尺寸为350mm 钢筋最小净距为55mm 混凝土标号为25MPa 采用现场机械搅拌 插入式震捣棒震捣 施工要求混凝土坍落度为50 70mm 并在混凝土内掺入0 25 的木钙粉减水剂 减水率10 所用材料如下 水泥 32 5普硅水泥 检验强度为37 5MPa C 3150kg m3 砂 为中砂 S 2600kg m3 石子 碎石 粒径5 40mm A 2650kg m3 水 自来水 普通混凝土配合比设计实例 1 计算混凝土试配强度 2 检验石子最大粒径 3 选择用水量和含气量由表3 9 3 10 MW 185 185 10 166 5 kg 含气量a 4 普通混凝土配合比设计实例 4 选择水灰比 5 计算水泥用量MC MW MC MW 166 5 0 58 287 kg 普通混凝土配合比设计实例 6 选择砂率由表3 8 MS MS MS MA 0 36 普通混凝土配合比设计实例 7 计算粗细骨料用量 绝对体积法 MC C MS S MA A MW W 0 01a 1MS MS MA 0 36 MS 658kg MA 1185kg得出生产每立方米混凝土所需要的各组分材料用量为 水泥 水 砂 石 287 166 5 658 1185或水泥 砂 石 水 1 2 29 4 13 0 58 普通混凝土配合比设计实例 8 调整 确定混凝土配合比 W C 0 58 0 53 0 63 28 5MPa 现行配合比设计方法的局限性1 由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份 而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著 后者则在许多场合下掺量很大 甚至超过水泥 因此其品质在胶凝材料中起主导作用 2 复杂多变的环境和工程需要多组分复合 多级配的骨料 不同类型的外加剂 矿物掺合料 纤维等 如丹麦的跨海桥梁与隧道工程用混凝土中 胶凝材料包括水泥 粉煤灰 硅粉 外加剂3 4种 加上