教学楼楼板混凝土配合比设计.doc

教学楼楼板混凝土配合比设计1设计目标重庆交通大学教学楼楼板混凝土配合比设计。混凝土的设计不仅要满足承载力要求，还应满足结构耐久性要求，结构设计使用年限为50年。另外设计的混凝土要满足施工工作性能当的要求，混凝土拌合物坍落度3550mm。重庆交通大学所处地区环境为室内潮湿环境。综合混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）表3.53和混凝土结构耐久性设计设计规范（GB/T 50476-2008）表4.3.1规定，该条件下，楼板混凝土的设计强度应不小于C30，这里设计强度等级为C30。2设计依据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）混凝土结构耐久性设计设计规范（GB/T 50476-2008）普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T500823设计要求3.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080、普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081和普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082的规定。3.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。3.3 混凝土的最大水胶比应符合混凝土结构设计规范GB50010的规定。3.4 除配制C15及其以下强度等级的混凝土外，混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.4的规定。表3.4 混凝土的最小胶凝材料用量最大水胶比最小胶凝材料用量(kg/m3)素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土0.602502803000.552803003000.503200.453303.5 矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.5的规定。对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5。采用掺量大于30% 的C 类粉煤灰的混凝土应以实际使用的水泥和粉煤灰掺量进行安定性检验。表3.5 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%）硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥粉煤灰0.4045350.404030粒化高炉矿渣粉0.4065550.405545钢渣粉3020磷渣粉3020硅灰1010复合掺合料0.4060500.405040注：1 采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20% 以上的混合材量计人矿物掺合料;2 复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量;3 在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。4原材料的选择水泥：重庆水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥，无实测强度，密度3100kg/m3；砂子：中砂，表观密度为2650kg/m3；石子：碎石，最大公称粒径为31.5mm, 即531.5mm碎石，表观密度2700kg/m3；粉煤灰：重庆九龙火电厂生产的II级粉煤灰，密度为2200kg/m3；水：普通自来水5 初步配合比确定5.1 配置强度确定fcu,0根据普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）中的规定，由表3.5可以确定粉煤灰的掺量宜取为25%。由于没有的统计资料，根据普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）规定查表5.1，=5.0。表5.1 标准差值（MPa）混凝土强度标准值C20C25C45C50 C554.05.06.0同时fcu,k=30MPa，代入上式得5.2 确定水胶比（）采用碎石，普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）中的规定，查表5.2.1，得aa=0.53、ab=0.20表 5.2.1 回归系数aa、ab选用表 粗骨料品种系数碎石卵石aa0.53 0.49ab0.200.13，其中gf、gs 由表5.2.2查得，gc 由表5.2.3查所得表5.2.2粉煤灰影响系数（gf）和粒化高炉矿渣粉影响系数（gs）掺量（%） 种类粉煤灰影响系数gf粒化高炉矿渣粉影响系数gs01.001.00100.900.951.00200.800.850.951.00300.700.750.901.00400.600.650.800.9050-0.700.85注：宜采用级、级粉煤灰宜取上限值；采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒 化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。表 5.2.3 水泥强度等级值的富余系数(gc )水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.10所以重庆交通大学所处的环境为室内潮湿环境，所处的环境类别为二a，环境作用等级为I-B。根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）表3.53和混凝土结构耐久性设计设计规范（GB/T 50476-2008）表4.3.1规定，处于该条件下的混凝土水胶比不得超过0.55。故该计算满足要求，取水胶比W/B=0.50。5.3确定单位用水量（mw0）根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）规定，查表5.3，单位用水量取185kg/m3。表 5.3 塑性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度（mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702201051951857590215195185175230215205195注： 本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510kg；采用粗砂时，可减少510kg。 掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。5.4 计算胶凝材料的用量（mb0）=370kg/m3由混凝土结构耐久性设计设计规范（GB/T 50476-2008）中表B.1.1可知，C30混凝土的最小胶凝材料用量为280kg/m3,最大用量为400kg/m3，所以胶凝材料用量为370kg/m3。由于粉煤灰掺量25%，所以5.5 确定砂率（s）根据普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）坍落度为1060mm的混凝土查表5.5，按线性插值法计算后可知本设计砂率宜选31.5%36.5%，最终确定砂率选取34%.表 5.5 混凝土的砂率（）水胶比（W/B）卵石最大公称粒径（mm）碎石最大粒径（mm）10.020.040.016.020.040.00.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.703641354034393944384336415.6 计算砂石用量体积法计算：以上两式联立方程组解得：ms0=614 ,mg0=1192所以经初步计算，每1m3混凝土材料用量为：mc0：mf0：mw0：ms0：mg0=277：93：185：614：11926 配合比调整6.1 和易性调整根据初步配合比，按照的普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）要求，称取20L混凝土材料用量，水泥为5.55kg，粉煤灰1.87kg，水3.82kg，砂12.28kg，碎石23.84kg，按照规定方法拌和，测得坍落度为40mm，符合工程要求，混凝土的粘聚性、保水性良好。6.2 强度校核采用水胶比为0.47,0.50和0.53三个不同配合比，配制三组混凝土试件，并检测和易性，测得混凝土拌合物表观密度，分别制作混凝土试件，标准养护28天，然后测其强度，其结果如6.2表所示。表6.2 混凝土28d强度值W/B混凝土配合比（kg）坍落度（mm）表观密度（kg/m3）强度（MPa）水泥粉煤灰水砂石0.475.921.963.8212.1523.5537236045.20.505.551.873.8212.2823.8440235040.30.535.241.753.8212.4324.1246234033.4根据结果，选取水胶比为0.50的基准配合比为试验室配合比。按实测表观密度校核。6.3 表观密度矫正即确定的混凝土配合比为：mc0：mf0：mw0：ms0：mg0=276：93：184：611：11866.4 施工配合比进行大量搅拌时，测得砂的含水率为2%，碎石的含水率为1%，调整施工配合比的步骤如下：mc=mc=276kg/m3mf=mf=93kg/m3ms=ms(1+a%)=611(1+0.02)=623kg/m3mg=mg(1+b%)=1186(1+0.01)=1198kg/m3mw=mw-msa%-mgb%=184-6110.02-11860.01=160kg/m3所以1m3混凝土施工配合比为：mc：mf：mw：ms：mg=276：93：160：623：11987 参考文献：1 混凝土结构设计规范（GB 50010-201