水泥混凝土混凝土组成设计PPT课件.ppt

水泥混凝土配比设计 1 正在施工的秦山核电站 2 一 配合比及其表示方法 混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比 主要有 质量比 和 体积比 两种表示方法 工程中常用 质量比 表示 质量配合比的表示方法 1 以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示 例如水泥mc 295kg 砂ms 648kg 石子mg 1330kg 水mw 165kg 2 以各组成材料用量之比表示 例如上例也可表示为 mc ms mg 1 2 20 4 51 mw mc 0 56 3 二 配合比设计的基本原则 满足结构设计的强度等级要求即立方体抗压强度标准值 fcu k 是立方体抗压强度总体分布中的一个值 强度低于该值的百分率不超过5 因此设计中必须采用混凝土配制强度式中 fcu 0 混凝土配制强度 MPa fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值 即混凝土强度等级值 MPa 混凝土强度标准差 MPa 4 满足混凝土施工所要求的和易性混凝土拌合物便于施工操作 能够达到结构均匀 成型密实的性能 和易性主要包括流动性 粘聚性和保水性 二 配合比设计的基本原则 5 和易性 粘聚性 保水性 流动性 易达结构均匀 易成型密实 好 好 在本身自重或施工机械振捣作用下 能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能 各组成材料之间具有一定的内聚力 在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质 具有一定的保持内部水分的能力 在施工过程中不致发生泌水现象的性质 保证混凝土硬化后的质量 二 配合比设计的基本原则 6 和易性选择依据 1 建筑物的截面大小和钢筋布距 2 施工时所采用的浇注 运输 振实方法 二 配合比设计的基本原则 7 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求是指混泥土能经得起长久使用 能够耐磨损 耐火 抗冻 抗渗 抗化学腐蚀等 为此规范中有最大水灰比和最小水泥用量规定 二 配合比设计的基本原则 8 符合经济原则 即节约水泥以降低混凝土成本应注意几点 1 选择集料时 应考虑就地取材 2 尽量选用大粒径 3 集料级配良好 4 选择合适的砂率5 尽量参用合适外加剂6 尽量选用最小单位用水量7 条件允许尽量参用外参料 粉煤灰 9 三 配合比设计的基本参数 水灰比 mw mc 单位用水量 mw 和砂率 s 是混凝土配合比设计的三个基本参数 水泥 水 砂 石子 水泥浆 骨料 混凝土 单位用水量mw 砂率 w 水灰比mw mc 与强度 耐久性有关 与流动性有关 与粘聚性 保水性有关 10 交通部门没有专门颁布设计规程 公路桥涵施工技术规范 中指定采用JGJ55作为设计依据 里面的许多指标 规定是针对建筑行业的 因此 规程中计算公式 设计方法和步骤可以照章使用 但对一些技术指标及特殊混凝土的要求 应按照公路规程要求执行 四 配合比设计依据 11 混凝土强度等级设计首要条件 配比计算重要依据 工程部位和施工方法确定和易性必须考虑的主要方面 原材料选择及试验资料保证原材料必须合格 否则配比设计将毫无意义 五 配合比设计条件 12 六 配合比设计的步骤与方法 一 确定混凝土初步配比 二 试配 工作性检验 调整 确定基准配合比 三 强度复核 密度校正 确定设计配合比 试验室配比 四 计算施工配合比 13 一 确定初步配合比 1 计算施工配制强度fcu 0式中 fcu 0 混凝土配制强度 MPa fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值 即混凝土强度等级值 MPa 混凝土强度标准差 MPa 14 当混凝土强度等级为C20和C25级 如本单位历史平均强度标准差计算值 2 5MPa时 取 2 5MPa 当混凝土强度等级等于或大于C30级 其强度标准差计算值 3 0MPa时 取 3 0MPa 当无统计资料计算混凝土强度标准差时 其值按下表选用 混凝土强度标准差 一 确定初步配合比 15 2 确定水灰比mw mc 1 按混凝土强度要求计算水灰比式中 a b 回归系数 应根据工程所用的水泥 集料 通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定 当不具备上述试验统计资料时 可取碎石混凝土 a 0 46 b 0 07 卵石混凝土 a 0 48 b 0 33 fce 水泥28d抗压强度实测值 MPa 一 确定初步配合比 16 2 复核耐久性为了使混凝土耐久性符合要求 按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值 否则混凝土耐久性不合格 此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值 一 确定初步配合比 17 3 确定单位用水量mw 1 水灰比在0 40 0 80范围内时 根据粗集料的品种 粒径及施工要求的坍落度 按下表选取 塑性混凝土的单位用水量 kg 一 确定初步配合比 18 2 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单位用水量应通过试验确定 干硬性混凝土的单位用水量 kg 一 确定初步配合比 19 3 掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算 mwa mw0 1 式中 mwa 掺外加剂时混凝土的单位用水量 kg mw0 未掺外加剂时混凝土的单位用水量 kg 外加剂的减水率 应经试验确定 一 确定初步配合比 20 4 计算水泥用量mc 1 计算 2 复核耐久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较 如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量 则耐久性合格 否则耐久性不合格 此时应取规定的最小水泥用量 一 确定初步配合比 21 5 确定砂率 s 1 坍落度为10 60mm的混凝土砂率 可根据粗骨料品种 粒径及水灰比按下表选取 2 坍落度大于60mm的混凝土砂率 可经试验确定 也可在下表基础上 坍落度每增大20mm 砂率增大1 确定 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 一 确定初步配合比 22 6 计算砂 石子用量ms0 mg0 1 体积法又称绝对体积法 1m3混凝土中的组成材料 水泥 砂 石子 水经过拌合均匀 成型密实后 混凝土的体积为1m3 即 Vc Vs Vg Vw Va 1 一 确定初步配合比 23 解方程组 可得ms0 mg0 式中 c s g w 分别为水泥的密度 砂的表观密度 石子的表观密度 水的密度 kg m3 水泥的密度可取2900 3100kg m3 混凝土的含气量百分数 在不使用引气型外加剂时 可取 1 2 质量法质量法又称为假定体积密度法 假定混凝土拌合物的质量为mcp kg 一 确定初步配合比 24 解方程组可得ms0 mg0 式中 mc0 ms0 mg0 mw0 分别为1m3混凝土中水泥 砂 石子 水的用量 kg mcp 1m3混凝土拌合物的假定质量 kg 可取2350 2450kg m3 s 混凝土砂率 7 计算初步配合比 1 以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示 2 以组成材料用量之比表示 mc0 ms0 mg0 1 x y mw mc 一 确定初步配合比 25 二 试配 工作性检验 调整 确定基准配合比 1 试配 工作性检验按初步配合比称取一定质量的组成材料 拌制15L或25L混凝土 分别测定其和易性 测拌合物坍落度 并检查其粘聚性和保水性能 2 调整工作性确定基准配比如实测坍落度小于或大于设计要求 可保持水灰比不变 增加或减少适量水泥浆 如出现粘聚性和保水性不良 可适当提高砂率 每次调整后再试拌 直到符合要求为止 26 1 强度检验一般采用三个不同的配合比 其中一个为基准配合比 另外两个配合比的水灰比值 应较基准配合比分别增加及减少0 05 其用水量应该与基准配合比相同 但砂率值可做适当调整并测定体积密度 各种配比制作两组强度试块 标准养护28d进行强度测定 三 强度复核 密度校正 确定设计配合比 27 2 设计配合比的确定 1 根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比 mc mw 关系 用作图法或计算法求出与混凝土配制强度 fcu 0 相对应的灰水比 确定1m3混凝土中的组成材料用量 单位用水量 mw 应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 应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定 粗集料和细集料用量 ms mg 应在基准配合比的用量基础上 按选定的灰水比进行调整后确定 三 强度复核 密度校正 确定设计配合比 28 2 经强度检验确定配合比后 按下列步骤进行校正 按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值 c c c c mc ms mg mw 应按下式计算混凝土配合比校正系数 式中 c t 混凝土体积密度实测值 kg m3 c c 混凝土体积密度计算值 kg m3 当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2 时 按 1 条确定的配合比即为设计配合比 当二者之差超过2 时 应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数 得到设计配合比 三 强度复核 密度校正 确定设计配合比 29 四 计算施工配合比 假定现场砂 石子的含水率分别为a 和b 则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为 mc ms 1 a mg 1 b mw ms a mg b 施工配合比可表示为 30 配合比计算例题 例题某工程现浇室内钢筋混凝土梁 混凝土设计强度等级为C30 施工采用机械拌合和振捣 选择的混凝土拌合物坍落度为30 50mm 施工单位无混凝土强度统计资料 所用原材料如下 水泥 普通水泥 强度等级42 5MPa 实测28d抗压强度48 0MPa 密度 c 3 1g cm3 砂 中砂 级配2区合格 表观密度 s 2 65g cm3 石子 卵石 5 40mm 表观密度 g 2 60g cm3 水 自来水 密度 w 1 00g cm3 试用体积法和质量法计算该混凝土的初步配合比 31 解 1 计算混凝土的施工配制强度fcu 0 根据题意可得 fcu k 30 0MPa 查表3 24取 5 0MPa 则fcu 0 fcu k 1 645 30 0 1 645 5 0 38 2MPa2 确定混凝土水灰比mw mc 1 按强度要求计算根据题意可得 fce 48 0MPa a 0 48 b 0 33 则 2 复核耐久性 经复核 耐久性合格 配合比计算例题 32 3 确定用水量mw0根据题意 骨料为中砂 卵石 最大粒径为40mm 查表取mw0 160kg 4 计算水泥用量mc0 1 计算 2 复核耐久性经复核 耐久性合格 5 确定砂率 s根据题意 采用中砂 卵石 最大粒径40mm 水灰比0 50 查表 s 28 33 取 s 30 6 计算砂 石子用量ms0 mg0 配合比计算例题 33 1 体积法将数据代入体积法的计算公式 取 1 可得 解方程组 可得ms0 570kg mg0 1330