混凝土配合比设计的步骤

1 混凝土配合比设计的步骤 1 初步配合比的计算 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 2 基准配合比的确定 经过试验室试拌调整 得出 基准配合比 3 实验室配合比的确定 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 4 施工配合比 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 初步配合比的计算 1 确定配制强度 2 初步确定水灰比值 W C 3 选择每 1m3 混凝土的用水量 W0 4 计算混凝土的单位水泥用量 C0 5 选取合理砂率 Sp 6 计算 1m3 混凝土中砂 石骨料的用量 7 书写初步配合比 1 确定配制强度 fcu o 配制强度按下式计算 645 1 kcuvcu ff 2 初步确定水灰比 W C 采用碎石时 0 46 0 07 cu vce C ff W 采用卵石时 0 48 0 33 cu vce C ff W 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 4 20 P104 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 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 4 22 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 1 wwo mm 2 为减水率 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 wo co m m W C 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 4 21 P106 选取 6 计算砂 石用量 mS0 mG0 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 4 9 1 及式 4 9 2 cpw0g0s0c0 mmmmm 100 g0s0 s0 s mm m 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 4 10 1 101 0 w w0 g g0 s s0 c c0 m m mm 再根据已选取的砂率值列出关系式 4 10 2 100 g0s0 s0 s mm m 确定基准配合比的计算 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 和易性调整 按初步配合比称取表 4 24 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 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 cp gswc c c m mmm m 拌拌拌拌 拌 m m cp gswc w m mmm m 拌拌拌拌 拌 m m w cp gswc s m mmm m 拌拌拌拌 拌 m m s cp gswc g m mmm m 拌拌拌拌 拌 m m g 3 表 4 24 混凝土试配时最小拌和量 1531 5以下 2540 拌合物体积 L 骨料最大粒径 mm 确定实验室配合比的计算 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 m c tc t c c m csGW m m 2 100 cc ctc cc 确定施工配合比的计算 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 CC mmkg 砂子 1 ss mmakg 石子 1 GG mmbkg 水 4 wwsG mmm ambkg AA 例题 某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁 不受风雪影响 混凝土设计强度等级为 C25 施工要求坍落度为 30 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 35 0MPa 密度为 3100kg m3 中砂 表 观密度为 2650kg m3 堆积密度为 1500kg m3 碎石 最大粒径 20mm 表观密度为 2 70g cm3 堆积密度为 1550kg 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 该施工单位无历史统计资料 查表 4 30 P135 混凝土强度等级为 C25 时 取 5 0MPa fcu o fcu k 1 645 25 8 2 33 2 MPa 2 确定水灰比 W C 利用强度经验公式计算水灰比 47 0469 0 3507 046 02 33 3546 0 cebaocu cea ff f C W 复核耐久性 查表 4 24 P127 规定最大水灰比为 0 65 因此 W C 0 47 满足耐久性要 求 3 确定用水量 mW0 此题要求施工坍落度为 30 50mm 碎石最大粒径为 20mm 查表 4 20 P104 得每立 方米混凝土用水量 mW0 195kg 4 计算水泥用量 mC0 mC0 mW0 C W 195 0 47 414 9 kg 查表 4 24 P127 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 47 碎石最大粒径 20mm 查表 4 21 P106 选 砂率 S 30 6 计算砂 石用量 mS0 mG0 按质量法 强度等级 C20 的混凝土 取混凝土拌合物计算表观密度 2400kg m3 mCP 2400kg 列方程组 coGoSoWoCP mmmm m So S SoGo m mm 5 即 24001959 414 sogo mm 100 30 goso so mm m 解得 mSO 537 2kg mGO 1253 3kg 按体积法列方程组 不使用外加剂 1 101 0 w w0 g g0 s s0 c c0 m m mm So S SoGo m mm 即 101 0 1000 195 265027003100 9 414 so go m m 100 30 goso so mm m 解得 mSO 532 3kg mGO 1242 0kg 7 计算初步配合比 质量法 mC0 mS0 mG0 mwo 414 9 537 2 1253 3 195 1 1 29 3 02 0 47 即 W C 0 47 体积法 mC0 mS0 mG0 mwo 414 9 532 3 1242 0 195 1 1 28 2 99 0 47 即 W C 0 47 两种方法计算结果相近 8 配合比试配 调整 按初步配合比称取 15L 混凝土拌合物的材料 水泥 414 9 15 1000 6 22kg 水 195 15 1000 2 93kg 砂子 537 2 15 1000 8 06kg 石子 1253 3 15 1000 18 80kg 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 20mm 小于施工要求的 30 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 40mm 粘聚性 保水性均良好 已满足施工要求 此时 和易性调整后 各材料实际用量为 水泥 6 22 6 22 5 6 53kg 水 2 93 1 5 3 07kg 砂 8 06kg 6 石 18 80kg M 拌 6 53 3 07 8 06 18 80 36 46kg 并测得每立方米拌合物质量为 mCP 2420kg m3 调整后各材料用量 配合比 kgmco62 4342420 4 36 53 6 kgm o 0 5352420 4 36 06 8 s kgmgo82 12472420 4 36 80 18 kgmwo7 2032420 4 36 07 3 强度调整 方法如前所述 采用 W C 0 42 W C 0 47 和 W C 0 52 三个水灰比 W C 0 42 W C 0 52 的两个配合比 坍落度均满足要求 测得表观密度分别为 2415kg m3 2420kg m3 2425kg m3 强度实测结果如下 32 61 920 52 35 62 130 47 38 62 380 42 强度实测值MPaC WW C 绘出 fcuo 与 C W 的关系图 从图上找出恰好满足要求的 fcuo 33 2MPa 对应的灰水比 C W 2 即 W C 0 5 修正每 1m3 混凝土各材料的用量 水 203 7kg 水泥 kgmco4 40727 203 砂 535 0kg 没变化 石子 1247 8kg 没变化 该配合比为最佳配合比 7 按照所确定的最佳配合比重新试配 并检验新拌混凝土的表观密度为 2412kg m3 计算该 混凝土的表观密度 3 7 2393 8 12470 5354 4077 203 mkg cc 则其配合比校正系数为 008 1 7 2393 2412 cc tc 2 8 0 7 2393 7 23932412 100 cc ctc cc 无需调整 则前面计算的配合比即为确定的设计 实验室 配合比 mCmS mG mw 407 4 535 0 1247 8 203 7 1 1 31 3 06 0 5 试验室配合比见下表 0 53 061 311质量配合比 207 31247 8535470 4 1m3混凝土拌合物各材 料用量 kg 水碎石砂水泥材料名称 10 施工配合比 1m3 拌合物的实际材料用量 kg mC mC 407 4kg mS mS 1 a 535 1 3 551 0kg mG mG 1 b 1247 8 1 1 1260 2k mW mW mS a mG b 207 3 553 3 1247 8 1 175 2kg 习题一 1 施工中制作一组标准混凝土立方体试件 经标准养护 28d 上机进行力学性能试验 测 得抗压破坏荷载分别为 765kN 770 kN 820 kN 试判断该混凝土的强度等级 2 某混凝土试配调整后 各材料的用量分别为水泥 3 1kg 砂 6 5kg 卵石 12 5kg 水 1 8kg 测得拌合物的表现密度为 2400kg m3 1 计算 1m3混凝土中各种材料的用量 2 用 2 袋水泥 50Kg 2 拌制混凝土时 其他材料的用量分别为多少 8 3 混凝土计算配合比为 1 2 13 4 31 水灰比为 0 58 在试拌调整时 增加了 10 的水泥浆用量 试求 1 该混凝土的基准配合比 2 若已知以基准配合比配制的混凝 土 每 m3需用水泥 320kg 求 1m3混凝土中其他材料