普通混凝土的配合比设计

第六节普通混凝土的配合比设计 一 基本要求二 配合比的三大参数三 配合比设计的步骤 一 基本要求 任务 是根据原材料的技术性质及施工条件合理选择原材料 并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量 一 基本要求 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 二 配合比的三大参数 主要是反映水泥 水 砂 石四项基本材料的比例关系 W CSpW 三 配合比设计的步骤 1 初步配合比计算2 配合比的试配 调整与确定3 施工配合比 三 配合比设计的步骤 例 某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C20 钢筋密度一般 混凝土的强度保证率95 要求施工坍落度3 5cm 原材料的情况如下 矿渣硅酸盐水泥 fce 44MPa c 3 08Kg m3河砂 Mx 2 1 s 2680Kg m3 s 1450Kg m3碎石 粒级5 20mm g 2720Kg m3 g 1520Kg m3自来水 三 配合比设计的步骤 一 初步配合比计算1 计算设计强度fcu fcu k t fcu fcu k 1 645 20 1 645 5 0 28 225MPa 三 配合比设计的步骤 2 确定W C 1 满足强度的W Cfcu Afce C W B 28 225 0 48 44 C W 0 52 W C 0 54 2 满足耐久性的要求最大W C 0 7 所以W C 0 54 三 配合比设计的步骤 3 1m3混凝土用水量 1 根据工程种类 施工条件选择坍落度T 2 查表 得W W 195kg细砂增加5 10kg 所以W 200kg 4 水泥用量C C W C W 200 1 85 370kg m3查表得最小水泥用量为250kg m3 所以C 370kg m3 三 配合比设计的步骤 5 砂率Sp 应根据混凝土拌合物的和易性来确定 1 查表法 2 实验法 3 公式法 查表得Sp 0 357因是细砂降低3 5 所以Sp 32 Sp 图水泥浆用量一定 Sp C图T相同 三 配合比设计的步骤 6 砂 石用量S G 1 绝对体积法C c S s G g W w 10 1000S S G Sp 2 假定表观密度法C S G W hS S G Sp 得 S 584kgG 1244kg 三 配合比设计的步骤 7 混凝土配合比 1 1m3混凝土用量 C 370kgS 584kgG 1244kgW 200kg 2 比例法C S G 1 1 64 3 49W C 0 56 砼拌和物坍落度的测定 三 配合比设计的步骤 二 配合比的试配 调整与确定1 坍落度的调整 1 坍落度大 保持砂率不变 提高沙石的用量 2 坍落度小 保持水灰比不变 提高水泥浆的用量 三 配合比设计的步骤 二 配合比的试配 调整与确定2 所作的配合比的强度不一定满足要求 应调整水灰比 采用三个配合比 其中一个是基准配合比 另外的两个配合比的水灰比分别增减0 05 用水量不变 砂率适当调整 当W C 0 05时 采用中砂时砂率 2 3 细砂时 1 2 特细砂时 0 5 1 三个配合比测28天抗压强度 选取一个最佳的 若三个均不满足 则使用作图法 三 配合比设计的步骤 二 配合比的试配 调整与确定3 校正 h实 h计当 h实与 h计之差的绝对值不超过 h计的2 时 以上定的配合比即为确定的设计配合比 若二者之差超过2 时 则将以上混凝土配合比的各材料的用量均需乘以校正系数 从而定出设计配合比 三 配合比设计的步骤 三 施工配合比C C kg S S 1 Ws kg G G 1 Wg kg W W S Ws G Wg kg 滑模混凝土 某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C30 钢筋密度一般 混凝土的强度保证率95 要求施工坍落度3 5cm 原材料的情况如下 425 矿渣硅酸盐水泥 c 3 08Kg m3河砂 Mx 1 7 s 2650Kg m3 s 1450Kg m3碎石 粒级5 31 5mm g 2730Kg m3 g 1420Kg m3自来水试计算该混凝土的配合比 作业 例1 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁 混凝土设计强度等级为 30 施工要求混凝土坍落度为30 50 根据施工单位历史资料统计 混凝土强度标准差 5MPa 所用原材料情况如下 水泥 42 5级普通硅酸盐水泥 水泥密度为 3 10 cm 水泥强度等级标准值的富余系数为1 08 砂 中砂 级配合格 砂子表观密度 os 2 60 cm 石 5 30mm碎石 级配合格 石子表观密度 og 2 65 cm3 试求 混凝土计算配合比 2 若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求 无需作调整 又知现场砂子含水率为 石子含水率为1 试计算混凝土施工配合比 解 求混凝土计算配合比 1 确定混凝土配制强度 fcu 0 fcu 0 fcu k 1 645 30 1 645 5 38 2MPa 2 确定水灰比 W C fce c fce k 1 08 42 5 45 9MPa 由于框架结构混凝土梁处于干燥环境 由表4 0 4 干燥环境容许最大水灰比为0 65 故可确定水灰比为0 53 3 确定用水量 mw0 查表4 0 1 2 对于最大粒径为30 的碎石混凝土 当所需坍落度为30 50 时 1m3混凝土的用水量可选用185kg 4 计算水泥用量 mc0 按表4 0 4 对于干燥环境的钢筋混凝土 最小水泥用量为260 故可取mc0 349 3 5 确定砂率 s 查表4 0 2 对于采用最大粒径为40 的碎石配制的混凝土 当水灰比为0 53时 其砂率值可选取32 37 采用插入法选定 现取 s 计算砂 石用量 s0 g0 用体积法计算 将mc0 349 mw0 185 代入方程组 解此联立方程 则得 s0 641 g0 1192 7 该混凝土计算配合比为 m3混凝土中各材料用量为 水泥 349 水 185 砂 641 碎石 1192 以质量比表示即为 水泥 砂 石 1 84 3 42 0 532 确定施工配合比由现场砂子含水率为 石子含水率为1 则施工配合比为 水泥mc施 mc0 349 砂子 s施 s0 1 3 641 1 3 660 石子 g施 g0 1 1 1192 1 1 1204 水 w施 mw0 s0 3 g0 1 185 641 3 1192 1 154 例2 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁 混凝土设计强度等级为 20 施工要求混凝土坍落度为50 70 施工单位无历史统计资料 所用原材料情况如下 水泥 32 5级普通硅酸盐水泥 水泥密度为 3 10 cm 砂 中砂 Mx 2 70 级配合格 石 卵石 Dmax 40mm 级配合格 试设计 20混凝土配合比 解 1 初步计算 1 确定混凝土配制强度 fcu 0 由表3 0 5MPafcu 0 fcu k 1 645 20 1 645 5 28 2MPa 2 计算水灰比 W C fce c fce k 1 0 32 5 32 5MPa 3 确定用水量 mw0 查表4 0 1 2 对于最大粒径为40 的卵石混凝土 当所需坍落度为50 70 时 1m3混凝土的用水量可选用170kg 4 计算水泥用量 mc0 按表4 0 4 对于干燥环境的钢筋混凝土 最小水泥用量为260 故可取mc0 362 3 5 确定砂率 s 查表4 0 2 对于采用最大粒径为40 的卵石配制的混凝土 当水灰比为0 47时 其砂率值可选取26 8 32 1 采用插入法选定 现取 s 30 计算砂 石用量 s0 g0 假定表观密度法计算 将mc0 362 mw0 170 代入方程组 计算配比 C 362kg W 170kg S 561kg G 1307Kg W C 0 4715升用量 C 4 34kg W 2 04kg S 6 73kg G 15 68kg第二组 W C 0 47 0 05 0 52 W 170kgmc0 170 0 52 327kg砂率 31 mg0 2 23ms0解得 S 589kg G 1314kg W 170kg C 327kg第三组 W C 0 47 0 05 0 42 W 170kgmc0 170 0 42 405kg砂率 28 mg0 2 57ms0解得 S 511kg G 1314kg W 170kg C 405kg每种配比制作两组强度试块 标准养护28d进行强度测定 掺减水剂混凝土配合比设计一 砂浆减水率试验1 基准砂浆流动度用水量测定 跳桌流动度140 5mm 水泥 300g 标准砂750g 基准砂浆流动度用水量M02 掺入推荐掺量的外加剂 测定砂浆流动度为140 5mm时的用水量M01 减水率 二 混凝土减水率试验 混凝土外加剂GB8076 1997 1 基准混凝土单位用水量W0 C 310kg Sp 36 40 塌落度 80 10mm2 掺外加剂混凝土单位用水量W1 C 310kg Sp 35 39 塌落度 80 10mm 外加剂采用推荐掺量减水率WR 二 掺减水剂混凝土配合比设计1 首先按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比 2 在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上 进行减水和减水泥 算出减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量 3 重新计算砂 石用量 计算每立方米混凝土中的减水剂用量 4 试配和调整 例3 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁 混凝土设计强度等级为 30 施工要求混凝土坍落度为 根据施工单位历史资料统计 混凝土强度标准差 5MPa 所用原材料情况如下 水泥 42 5级普通硅酸盐水泥 水泥密度为 3 10 cm 水泥强度等级标准值的富余系数为1 08 砂 中砂 级配合格 砂子表观密度 os 2 60 cm 石 5 30mm碎石 级配合格 石子表观密度 og 2 65 cm3 减水剂 HSP高效减水剂 减水率 20 试求 混凝土计算配合比解 1 确定混凝土配制强度 fcu 0 fcu 0 fcu k 1 645 30 1 645 5 38 2MPa 2 确定水灰比 W C fce c fce k 1 08 42 5 45 9MPa 由于框架结构混凝土梁处于干燥环境 由表4 0 4 干燥环境容许最大水灰比为0 65 故可确定水灰比为0 53 3 确定用水量 mw0 查表4 0 1 2 对于最大粒径为30 的碎石混凝土 当所需坍落度为 时 1m3混凝土的用水量可选用185kg HSP减水率为20 用水量 W 185 1 20 148kg 4 计算水泥用量 mc0 按表4 0 4 对于干燥环境的钢筋混凝土 最小水泥用量为260 故可取mc0 279 3 5 确定砂率 s 查表4 0 2 对于采用最大粒径为40 的碎石配制的混凝土 当水灰比为0 53时 其砂率值可选取32 37 采用插入法选定 现取 s 计算砂 石用量 s0 g0 用体积法计算 将mc0 279 mw0 148 代入方程组解此联立方程 则得 s0 696 g0 1295 7 减水剂HSP J 279 1 5 4 19kg混凝土计算配比为 C 279kg S 696kg G 1295kg W 148kg HSP 4 19kg 空白混凝土 C 349kg S 641kg G 1192kg W 185kg C S G J 1 2 49 4 64 0 015 W C 0 53 膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计一 膨胀剂 膨胀剂是与水泥 水拌和后 经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙 使混凝土产生膨胀的外加剂 膨胀剂的限制膨胀率 要求为 混凝土膨胀剂JC476 1998 膨胀剂的限制膨胀率用比长仪来测定 二 膨胀混凝土的配合比设计试配法 1 选用3 4个水灰比建立强度与水灰比关系曲线 2 单位用水量较普通混凝土增加10 15 按选定的水灰比计算水泥用量 不少于280kg m3 3 补偿收缩混凝土的膨胀剂标准掺量为12 内掺法 E C E 12 4 砂率略低于普通混凝土 5 计算砂石用量 6 试拌调整 单位用水量需用塌落度核对 并制作强度与膨胀试件 7 根据强度与水灰比关系曲线 自由膨胀率与水灰比关系曲线综合判定设计膨胀混凝土的配合比 抗渗混凝土的配合比设计一 设计规程要求 1 抗渗混凝土最大水灰比 满足表7 1 22 水泥 掺合料 320kg 砂率 35 45 表7 1 2 二 抗渗性能试验进行抗渗混凝土配合比设计时尚应增加抗渗性能试验 1 采用水灰比最大的配合比作抗渗试验 试验结果应符合下式要求 式中Pt 6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力 P 设计抗渗等级值 2 掺引气剂时含其量应控制在3 5 例 某水工结构工程现浇钢筋混凝土 混凝土设计强度等级为 30 抗渗等级P14 施工要求混凝土坍落度为 根据施工单位历史资料统计 混凝土强度标准差 5MPa 所用原材料情况如下 水泥 42 5级普通硅酸盐水泥 水泥密度为 3 10 cm 水泥强度等级标准值的富余系数为1 08 砂 中砂 级配合格 砂子表观密度 os 2 60 cm石 5 30mm碎石 级配合格 石子表观密度 og 2 65 cm3 试求 混凝土计算配合比解 1 确定混凝土配制强度 fcu 0 fcu 0 fcu k 1 645 30 1 645 5 38 2MPa 2 确定水灰比 W C fce c fce k 1 08 42 5 45 9MPa 对于水工结构混凝土 由表7 1 2 抗渗混凝土容许最大水灰比为0 50 故可确定水灰比应取0 50 3 确定用水量 mw0 查表4 0 1 2 对于最大粒径为30 的碎石混凝土 当所需坍落度为 时 1m3混凝土的用水量可选用185kg 4 计算水泥用量 mc0 郁郁 对于 抗渗混凝土要求 水泥 掺合料 320kg故取水泥用量为 370kg5 确定砂率 s 查表4 0 2 对于采用最大粒径为40 的碎石配制的混凝土 当水灰比为0 50时 其砂率值可选取30 35 抗渗混凝土要求砂率 35 45 现取 s 计算砂 石用量 s0 g0 用体积法计算 将mc0 370 mw0 185 代入方程组解此联立方程 则得 s0 635 g0 1181 W C 0 50 抗冻混凝土的配合比设计一 设计规程要求 1 抗冻混凝土最大水灰比 满足表7 2 2表7 2 22 最小水泥用量应满足表4 0 4要求3 进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性能试验 粉煤灰混凝土的配合比设计 JGJ28 86 一 设计方法 1 按JGJ55 2000进行普通混凝土基准配合比设计 2 按表4 2 1选择粉煤灰取代水泥率 c 表4 2 1粉煤灰取代水泥率 c 注 1 采用42 5水泥取上限 32 5水泥取下限2 C20以上混凝土宜用I II级粉煤灰 C15以下混凝土可用III级粉煤灰 3 按所选用的粉煤灰取代水泥率 c 求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量 mc mc mc0 1 c mc0为每立方米基准混凝土的水泥用量4 按表4 3 2选择粉煤灰超量系数 c 表4 3 2粉煤灰超量系数 c 5 按超量系数 c 求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量 mf mf c mc0 mc 6 计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥 粉煤灰和细骨料的绝对体积 或采用重量法计算砂石重量 7 按粉煤灰超出水泥的体积 扣除同体积的细骨料用量 8 粉煤灰混凝土的用水量 按基准配合比的用水量取用 9 试配调整 满足和易性及强度的要求 例 粉煤灰混凝土设计强度等级为 30 施工要求混凝土坍落度为180 根据施工单位历史资料统计 混凝土强度标准差 3MPa 所用原材料情况如下 水泥 32 5级普通硅酸盐水泥 水泥密度为 3 10 cm 水泥强度等级标准值的富余系