混凝土配合比设计

水泥配合比混凝土 一 混凝土的组成 水泥 集料 水 1 水泥 起黏结作用 2 集料 粗集料 细集料 起骨架作用 填充作用 粗集料 1 力学性质 2 粒径 颗粒形状和级配 3 有害物质 细集料 1 力学性质 2 分类 等级和规格 3 颗粒级配 4 有害物质 3 水 一般饮用水 赋予新拌混凝土流动性作用 二 水泥混凝土的工作性和强度的影响因素 一 混凝土工作性的影响因素 影响混凝土拌合物工作性的因素概括为内因和外因两类 外因 指施工环境条件 包括外界环境的气温 湿度 时间等 内因 包括原材特性 用水量 水灰比和砂 率等 1 水泥浆的数量和稠度 新拌混凝土中 水泥浆填充集料间的空隙 包裹集料赋予 新拌混凝土一定的流动性 1 水泥浆数量过多 将出现 流浆现象 容易发生离析 2 水泥浆数量过少 集料间 缺少黏结物质 粘聚性变差 易出现崩坍 3 水泥浆 干稠 新拌混凝土的流动性差 施工困难 4 水泥浆 过稀 造成粘聚性和保水性不良 产生流浆和离稀现象 对新拌混凝土流动性起决定作用的是用水量的多少 提高水灰比或增加水泥浆都表现为用水量的增加 不能单纯改变用水量调整新拌混凝土的流动性 单纯 加大用水量会降低混凝土的强度和耐久性 2 砂率 砂率是指混凝土中砂的质量占砂 石总质量的百分率 砂率的变动 会影响新拌混凝土中集料的级配 使集料 的空隙率和总表面积有很大的变化 对新拌混凝土的和易 性产生显著影响 在水泥浆数量一定时 1 砂率过大 集料的总表面积和空隙率都会增大 起润滑作用的水泥浆 相对减少 新版混凝土的流动性减小 2 砂率过小 集料 的空隙率显著增加 不能保证粗集料之间的有足够的砂浆 层 降低新拌混凝土的流动性 并会严重影响粘聚性和保 水性 容易造成离析 流浆等现象 所以 砂率有个合理范围 处于这一范围的砂率称为合理 砂率 当采用合理砂率时咋爱用水量和水泥用量一定的情 况下能使混凝土拌合物获得最大的流动性且能保持良好的 粘聚性和保水性 合理砂率随着集料种类 最大粒径和级配 砂子的粗细程 度和级配 混凝土的水灰比和施工要求的流动性而变化 需要根据实际施工条件 通过试验来确定 最佳砂率 3 时间和温度 二 混凝土强度的影响因素 内因 原材料的特征和各材料之间的组成比例等 外因 养护条件和试验检测条件等 1 组成材料的影响 1 水泥的强度和水灰比 混凝土的强度随水灰比的增大而降低 呈曲线关系 fcu afce C W b fcu 混凝土 28 天抗压强度 fce 水泥的实际强度 a b 经验系数 与集料品种有关 对于碎石 a 0 46 b 0 07 对于卵石 a 0 48 b 0 33 2 集料 针片状 最大粒径 压碎值等 3 外加剂和掺合料 掺入减水剂可以大幅度减少拌和用水量 在较低的水灰 比下 混凝土仍能较好的成型密实 获得很高的 28 天强度 在混凝土中加入掺合料 可以提高水泥石的密实度 改 善水泥石与集料的黏结强度 提高混凝土的长期强度 4 浆集比 混凝土中水泥浆的体积和集料体积之比称为集浆比 在 水灰比相同的条件下 达到最佳浆集比之后 混凝土的强 度随着混凝土浆集比的增加而降低 2 养护条件的影响 1 养护的温度和湿度 温度 养护温度高 水泥初期水化速度快 砼早起强 度高 早期的快速水化会导致水化物分部不均匀 影响砼 后期强度 养护温度低 水泥水化速度慢 水化物有充分 的时间扩散 有利于后期强度的发展 但混凝土的早期强 度较低 容易破坏 湿度 湿度适当时 水泥水化正常进行顺利 混凝土 强度能春分发展 如果湿度不够 混凝土会失水干燥 影 响水泥水化的正常进行 甚至是水化停止 严重降低混凝 土的强度 而且 因水化未完成 混凝土的结构疏松 抗 渗性较差 严重时候还会形成干缩裂缝 影响混凝土的耐 久性 7 14 天内 强度增长较快 28 天后增长缓慢 3 试验条件的影响 1 试件的尺寸和形状 2 表面状况 3 加荷速度 三 水泥混凝土常规试验 水泥混凝土拌合物的稠度试验方法 坍落度法 1 目的和适用范围 坍落度为表示混凝土拌合物稠度的一种指标 本试验适用 于坍落度大于 10mm 集料公称最大粒径不大于 31 5mm 的 混凝土 2 仪器设备 坍落度筒 捣棒 钢板尺 木尺 小铲等 3 实验步骤 1 试验前将坍落度筒内外洗净 放在经湿润过的平板 上 2 将代表试样分三层装入桶内 每层装入大约筒高的 1 3 用捣棒在每一层的横截面上均匀插到 25 次 沿螺旋线 由边缘至中心 垂直下压 不得冲击 底层插到至低 其他两层插到至下层 20 30mm 装满抹平 刮净筒底周围 拌合物 然后 5 10s 内完成提筒 在整个过程不得超过 150s 3 量出最高点的距离 4 如果混凝土试件一侧崩坍 从新取样另测 如果第 二次仍崩坍 则表示该混凝土的和易性不好 应记录 5 坍落度试验的同时 可目测评定混凝土拌合物的下 列性质 1 棍度 上 中 下 2 含砂情况 多 中 少 3 粘聚性 良好 不好 4 保水性 多量 少量 无 测量精确到 1mm 结果修约至 5mm 四 水泥混凝土配合比设计 一 1 混凝土配合比设计指标主要包括 强度 工作性 耐久性 经济性 2 基本要求 满足混凝土结构设计强度要求 满足施工所要求的混凝土拌合物和易性要求 满足在使用条件下的耐久性要求 节约水泥 节约能耗 降低成本 3 配合比设计阶段 1 初步配合比设计阶段 2 基准配合比设计阶段 3 试验室配合比设计阶段 4 施工配合比设计阶段 4 配合比的三大参数 主要是反映水泥 水 砂 碎石四项基本材料的比例关 系 W C Sp W 二 普通混凝土配合比设计的步骤 一 初步配合比计算 1 配制强度 混凝土配制强度应按下式计算 fcu 0 fcu k 1 645 其中 为混凝土强度标准差 取 5 0MPa 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 2 水灰比的确定 fcu afce C W b fcu 混凝土 28 天抗压强度 fce 水泥的实际强度 a b 经验系数 与集料品种有关 对于碎石 a 0 46 b 0 07 对于卵石 a 0 48 b 0 33 3 单位用水量的确定 混凝土拌合物坍落度控制范围 集料种类和最大粒径 查表 选取并计算不掺外加剂时混凝土单位用水量 根据外加剂性能及减水率 计算掺外加剂后混凝土单位用 水量 查表用水量 1 减水率 单位用水量 4 单位水泥用量 5 确定砂率 根据水灰比 集料的品种和最大粒径 查表选取 6 计算砂和石的用量 1 质量法 2 体积法 得到初步配合比 水泥 水 砂 碎石 Mco Mwo Mso Mgo 二 基准配合比设计阶段 根据计算的配合比进行试拌 检查拌合物的性能 当试拌出的拌合物坍落度不满足要求 或者粘聚性和保水 性不好时 应当在保持水灰比不变的条件下 相应的调整 用水量或砂率 直到符合要求为止 然后提出基准配合比 工作性调整思路 通过具体的坍落度试验 混凝土的工作 性检测结果会出现以下可能性 1 坍落度值达到设计要求 且混凝土的黏聚性和保水性 良好 则原来的初步配合比无需调整 作为基准配合比 2 试拌混凝土的坍落度不满足设计要求 但黏聚性保水 性较好 应保持水灰比不变的的情况下 调整水和水泥用 量 进行试拌直到工作性满足要求 3 试拌混凝土的坍落度满足设计要求 但黏聚性和保水 性不好 此时应保持原水和水泥的用量 在维持砂石总量 不变的条件下 适当调整砂率 改变混凝土的黏聚性和保 水性 直至坍落度 黏聚性和保水性都满足设计要求 得 出基准配合比 4 试拌后拌合物的坍落度 黏聚性和保水性都不满足要 求 应在水灰比和砂石总量维持不变的条件下 改变用水 量和砂率 直到符合设计要求 提出基准配合比 三 试验室配合比设计阶段 1 混凝土强度试验时 至少应采用三个不同的配合比 当 采用三个配合比时 其中一个就是基准配合比 另外两个 配合比的水灰比 宜较基准配合比分别增大和减小 0 05 用水量应与基准配合比相同 砂率可分别增加和减小 1 2 强度试验