C30混凝土配合比设计方案书

土木工程材料课程设计 题题 目目 C30C30 混凝土配合比设计混凝土配合比设计 专专 业业 2011 级材料物理级材料物理 班班 级级 01 班班 姓姓 名名 黄诗航黄诗航 学学 号号 4 2014 年年 12 月月 1 1 设计依据设计依据 2 2 初步配合比的计算初步配合比的计算 3 3 基准配合比的确定基准配合比的确定 4 4 实验室配合比的确定实验室配合比的确定 5 5 混凝土拌合方法步骤混凝土拌合方法步骤 6 6 坍落度实验步骤坍落度实验步骤 7 7 混凝土表观密度的测定实验混凝土表观密度的测定实验 八 混凝土立方体抗压强度试验八 混凝土立方体抗压强度试验 一 设计依据一 设计依据 设计要求 某工程现浇钢筋混凝土梁 不受雨雪影响 混凝土设计强度等级为 C30 施工要求坍落度为35 50mm 施工单位的强度标准差为5 0 参赛作品统一MPa 为150mm 150mm 150mm 的三个立方体试块 施工单位无历史统计资料 所用原材料为 水泥 42 5级普通水泥 实测28d抗压强度 48 0 密度cefMPa 3 10 c 3 cmg 砂子 中砂 密度 2 60 s 3 cmg 石子 碎石 密度 2 70 最大粒径 40mm g 3 cmgmD 水 自来水 二 初步配合比的计算二 初步配合比的计算 1 确定混凝土强度 2 确定初步水灰比 3 确定单位用水量 4 计算单位水泥用量 5 砂率的选定 6 计算单位粗 细集料用量 通过以上六个步骤计算 可将水泥粗集料 细基料的用量全部求出 得到初步配合比 最后确定初步配合比为 C0 S0 G0 W0 C0 确定混凝土试配强度0 cuf t 30 1 645 5 38 230 cufkcuf MPaMPa 式中 混凝土配置强度 0 cufMPa 混凝土立方体抗压强度标准 kcuf 由施工单位质量管理水平确定的混凝土强度标准 MPa t 强度保证率系数 当强度保证率为 95 时 取值为 1 645 确定初步水灰比 W C 根据保罗米公式 按下列计算水灰比 0 BWCAffcecu 回归系数 A B 选用 集料类别 回归系数 碎石卵石 集料类别 回归系数 碎石卵石 A0 460 48B0 070 33 粗骨料为碎石 故取 A 0 46 B 0 07 而MPafce 0 48 56 0 4807 0 46 0 23 38 4846 0 0 cecuceABffAfCW 式中 水泥混凝土配置强度 0 cufMPa A B 回归系数 水泥的实际强度 cef 查表 5 17 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 表 5 17 最大水灰比最小水泥用量 Kg环境条件结构物类别 素混 凝土 钢筋 混凝 土 预应力 混凝土 素混 凝土 钢筋 混凝 土 预应 力混 凝土 干燥环境正常的居住或办公用 房屋内部件 不作 规 定 0 650 60200260300 有冻 害 高温的室内部件 室 外部件在非侵蚀性土 或水中的部件 0 700 600 60225280300 潮 湿 环 境有冻 害 经受冻害的室外部件 在非侵蚀性土或水中 且经受冻害的部件 高湿度且经受冻害的 室内部件 0 550 550 55250280300 有冻害 除冰剂和潮 湿环境 经受冻害 除冰剂作 用的室内和室外部件 0 500 500 50300300300 根据耐久性要求 最大水灰比为 0 65 取 0 56CW 确定单位用水量 查表 5 150W 混凝土用水量选用表 表 5 15 3 mKg 卵石最大粒径 mm碎石最大粒径 mm所需坍 落度 mm 102040162040 10 30 190170160200185165 35 50 200180170210195175 55 70 210190180220205185 75 90 215195185230215185 因为施工要求坍落度为 35 50mm 且碎石最大粒径为 40mm 故取 1750W 3 mKg 计算水泥用量KgWCWC50 31256 0 17500 查表 5 17 最小水泥用量为 260 故取 312 50 0C 确定含砂率PS 查表 5 16 混凝土砂率选用表 表 5 16 卵石最大粒径 mm碎石最大粒径 mm水灰比 W C 102040162040 0 40 26 3225 3124 3030 3529 3427 32 0 50 30 3529 3428 3333 3832 3730 35 0 60 33 3832 3731 3636 4135 4033 38 0 70 36 4135 4034 3939 4438 4336 41 考虑到集料的表面积的合理性 故取砂率 32 5 S 计算砂 石用量 用绝对体积法 0000101000WCSGcSg S 000GSS 式中 每立方米混凝土中水泥 细集料 粗集料和水的用量 0C0S0G0W Kg 混凝土的砂率 S 水泥密度 c 3 mKg 粗 细集料的表观密度 g s 3 mKg 混凝土的含气量百分数 在不使用引气型外加剂时 取值为 1 代入数据得 17511010 3 50 312100060 270 200 SG 5 32 000 GSS 得 KgS97 6180 KgG55 12850 因为混凝土材料用量为 3 1m 312 50 175 618 97 1285 550CKg0WKg0SKg0GKg 312 50 618 97 1285 55 0 560C0S0G0W0C 若以水泥质量为 1 则初步配合比 1 1 98 4 11 0C0S0G 0 560W0C 三 基准配合比的确定三 基准配合比的确定 根据骨料的最大粒径 配制 15L 混凝土拌合物 按绝对体积法的配比计算材料用 量 水泥 KgCCb69 410001550 31210001500 水 KgWWb36 2 10001517510001500 砂子 KgSSb28 9 10001597 61810001500 石子 KgGGb28 1910001555 128510001500 将上述材料手工拌合均匀 调整 观察拌合物的黏聚性和保水性 测定坍落度值 大小 计算出混凝土基准配合比 假若测得的坍落度值不符合设计要求时 调整方法 1 当测得拌合物的坍落度小于 35 50mm 施工要求 可保持水灰比不变 掺入 5 或者 10 的水和水泥进行调整 2 当坍落度过大时 50mm 可保持砂率不变 增加 5 或者 10 砂和石子 3 若粘聚性或保水性不好 则需增加砂子 适当提高砂率 尽快搅拌均匀 重做 坍落度测定直到和易性符合要求为止 最后确定基准配合比为 C1 S1 G1 W1 C1 坍落度测定记录如表 混凝土拌合物和易性测定与调整表 试件组别 W C 日期 材料用量 测定结果 顺序 C1S1G1W1坍落度 mm 粘聚 性 保水性是否符合要求 调整前 第一次调整 后 第二次调整 后 四 实验室配合比的确定四 实验室配合比的确定 在水灰比为W1 C1的基础上 选用W1 C1 W1 C1 0 05 W1 C1 0 05 三个水灰比 分别拌制 1 个试件 其中对水灰比为W1 C1 0 05 和W1 C1 0 05 的用水量应与基准配合比用水量相同 砂率可分别减少 0 01 和增加 0 01 在制作每一个试件时 应检测混凝土拌合物的坍落度 黏聚性 保水性 及拌合物表观密度 在 14d 时测定试件抗压强度 并将 14d 抗压强度换算成 28d 抗压强度 根据抗压强度与灰水比关系 绘制抗压强度与灰水比关系曲线 根据测定结果确定混凝土所需的抗压强度 根据实验结果和计算结果得最终实验设计配合 C S G W C 公式如下 11111WGSCCC 其试验结果如下 编号 W C MPa 0 cuf 0 60 0 65 0 70 五 五 混凝土拌合方法步骤混凝土拌合方法步骤 清点实验仪器设备 称量 根据计算书按试拌用量称取各材料 水泥 KgCCb69 410001550 31210001500 水 KgWWb36 2 10001517510001500 砂子 KgSSb28 9 10001597 61810001500 石子 KgGGb28 1910001555 128510001500 将拌板 拌铲 坍落度筒 捣棒等用湿布湿润 将砂倒在拌板上 然后加入水 泥 用铲自板一端翻拌至另一端 来回重复 直至充分混合 颜色均匀 再加上石子 翻拌至混和均匀为止 将干混物堆成堆 在中间形成一凹槽 将与称量好的水倒约一半在凹槽中 勿 使水流出 然后仔细翻拌 铲切 并徐徐加入剩余的水 继续翻拌 铲切 每翻拌一 次 用铲在拌合物上铲切一次 直到拌合物均匀为止 拌和时间从加水时算起 搅拌 时间为 4 5 分钟 六 坍落度实验步骤六 坍落度实验步骤 1 1 准备好试验器具 坍落筒 捣棒 小铲 木尺 小钢尺 镘刀和钢平板等 2 2 试验钱将坍落筒内外洗干净 放在经水湿润过的平板上 平板吸水应垫以塑料布 踏实踏板 3 3 将拌好的水泥混凝土样品分三层装入筒内 每层装入高度稍大于筒高的 1 3 用捣 棒每一层的横截面上均与插捣 25 次 插捣在全部面积上进行 沿螺旋线边缘至中心 插捣底层时插至底部 插捣其他两层时 应插透本层并插入下层 20 30 mm 插捣须垂 直插下 边缘除外 不得冲击 插顶层时装入的混凝土应高出坍落筒 随插捣过程随 时添加拌合物 插捣完毕 将捣棒用锯和滚清除多余的混凝土 用镘刀抹平筒口 刮 净筒底周围的拌合物而后立即垂直提起坍落筒 提筒在 5 10 秒内完成 并使混凝土 不受横向及担力作用 从开始装桶到提桶要在 150s 内完成 4 4 将坍落筒放在椎体混凝土试件一旁 筒顶平放木尺 用小钢尺量出木尺底面至试件 顶面最高点距离 即为该混凝土拌合物坍落度 精确值 1 5 5 黏聚性判定 用捣棒在已坍落的混凝土锥体一侧轻打 如锥体在轻打后渐渐下沉 表示黏聚性良好 如锥体突然倒坍 部分崩裂或发生石子离析现象 表示黏聚性不好 6 6 保水性判定 指水分从拌合物中析出情况 有较多析出为 多量 有少量水从底部析出为 少量 无水析出为 无 黏 聚 性良好不好 保水性 析出水量 多量少量无 坍落度 范围 R R50 流动性过大 7 不良情况解决方案 若坍落度过大 流动性就过大 可在砂率不变条件下 适当增加砂石的用量 若坍落度过小 在保持水灰比不变的情况下 适当增加水和水泥 3 若黏聚性和保 水性不良时 实质上是混凝土拌合物中砂浆不足或砂浆过多 可适当增加砂率或降低 砂率 各种材料在用量上调整应根据实际控制在 1 5 之间的增减量 8 经调整和易性满足要求的配合比 即为可供混凝土强度试验用的基准配合比 C1 S1 G1 W1 C1 七 混凝土表观密度的测定实验七 混凝土表观密度的测定实验 1 主要仪器设备 台秤 称量 100kg 感量 50kg 振动台 频率 50 3 Hz 空载振幅 0 5 0 1 mm 捣棒 16 600 mm 小铲 抹刀 金属直尺等 2 试件制备 从满足混凝土和易性要求的拌合物中取样 及时连续试验 3 测定步骤 用湿布将容器内外擦净 称其质量 m1 kg 坍落度值超过 70 mm 的拌合物 分三层装入容量筒 用捣棒人工捣 实 每层插捣 25 次 并在筒外壁拍打 10 15 次 坍落度值在 70 mm 以内 的拌合物 可一次性装入容量筒 并稍高于筒口 再移至振动台上振实至 拌合物表面出现水泥浆为止 用金属直尺沿筒口将捣实后多余的拌合物刮去 仔细擦净筒外壁 再称出容量筒和筒内拌合物的总质量 m2 kg 4 测定结果 混凝土拌合物的实测表观密度按下式计算 精确至 10kg 即 Vmm1000 12 式中 V 容量筒的体积 L 注 混凝土拌合物的表观密度 湿 一般允许利用制备混凝土抗压试 件时 称量试模及称量试模连同拌合物的总质量 精确至 0 1kg 的方法 来测定 以一组 3 个试件表观密度的平均值作为拌合物的表观密度 数据记录如表 混凝土表观密度记录表 容量筒容积 L 容量筒质量 m1 容量筒及砼拌合物 总质量 m2 砼拌合物表观密度 m3 八 混凝土立方体抗压强度试验八 混凝土立方体抗压强度试验 1 试验目的 测定混凝土立方体抗压强度 作为确定混凝土强度等级和调整配合比的依据 2 主要仪器设备 压力试验机或万能试验机 其测量精度为 1 试验时由试件最大荷载选择压力 机量程 使试验破坏时额荷载位于全程的 20 80 钢垫板 平面尺寸不小于试件的承压面积 厚度应不小于 25 mm 承压面的平面 度公差为 0 04 mm 表面硬度不小于 55HRC 硬化层厚度为 5 mm 试模 由铸铁和钢制成的立方体 试件尺寸根据混凝土骨料最大粒径选用 本试 验采用 150 mm 150 mm 150 mm 标准养护室 温度 20 2 相对湿度大于 95 振动台频率 50 3 Hz 空载振幅 0 5 0 1 mm 捣棒 小铁铲 抹刀 金属直尺等 3 试件制备 取三个同一规格的试模 将试模拧紧螺栓交清刷干净 内壁涂一薄层矿物油 编 号待用 试模内装的混凝土应是同一次拌合的拌合物 坍落度小于或等于 70 mm 的混凝土 试件成型宜采用捣棒人工捣实 注 振动台成型试件 将拌合物一次装入试模并稍高出模口 用镘刀沿试模内壁略 加插捣后 移至振动台上 开动振动台 振动至表面呈现水泥浆为止 刮去多余拌合 物并用镘刀沿模口抹平 4 试件养护 成型后的试件应覆盖 防止水分蒸发 并在室温 20 5 环境中静置 1 2 昼夜 不得超过两昼夜 拆模编号 拆模后试件立即放在标准养护室内养护 试件在养护室内置于架上 试件间距 离应保持 10 20 mm 并避免用水直接冲刷 当缺乏标