第三篇第二章第七节及第四章-混凝土配合比设计PPT课件

混凝土配合比设计 第一部分普通水泥混凝土组成设计 第二部分道路混凝土组成设计 任务 满足多个性能要求时获得各成分的最佳的配比 性能 和易性 强度 耐久性拟确定的参数 1方混凝土中水 水泥 粗集料 细集料 掺合料 外加剂的用量 可以中间通过间接的配合比参数来确定最终的参数 间接的配合比参数包括水灰比 砂浆体积分量 砂率 集浆比等 原因 这些间接参数可能与混凝土的性能关系更为密切 更容易确定 设计阶段 目标配合比设计阶段 室内试验配合比调整阶段 施工配合比设计阶段 注 室内试验调整的方法是微调某关键参数 如水灰比 砂率 砂浆体积分量等做试件 以寻求最优的参数 难点 1 确定各性能之间的相对重要性 强度不一定是最重要的 确定性能要求的标准 如CRCP 2 如何得到满足各性能要求的最佳的配比 混凝土配合比设计任务 方法和困难 如何得到满足各性能要求的最佳的配比 困难的原因 组成参数与性能之间互相影响 某一个组成参数影响多个性能 某一个性能受多个参数的影响 解决的方法 1 抓主要矛盾如认为水灰比是强度的最重要的因素 可以根据两者之间的公式先由强度确定水灰比 但该法有误差 因为强度不仅受水灰比的影响 故有的方法还包括了最大粒径 砂率 或砂浆体积分量 等参数 如果包括了其它的参数 只能通过先假设 后校核 修正的方法 2 正交试验 3 真正分层次如集料层次 通过控制级配来控制粗细集料的比例等 净浆层次 确定水泥用量 用水量等 砂浆层次 控制细集料 水泥用量 用水量等 混凝土层次 确定水 水泥 细集料 粗集料等 存在的问题 如由不同层次上确定的最优的组成参数可能不一致 需要具备的知识 1 性能的要求 2 性能的影响因素 3 各组成参数对于性能的影响 4 混凝土的组成结构以确定更为合理的组成设计参数 如砂浆体积分量比砂率可能更合适 第一部分普通混凝土组成设计 混凝土配合比的表示方法单位用量法以每m3混凝土中各材料的用量表示水泥330kg 水185kg 砂598kg 石子1281kg相对用量法以水泥质量为1表示其他材料的相对关系C S G W C 1 1 81 3 88 0 5水泥砂石子水灰比 施工配合比 设计配合比 基准配合比 初步配合比 施工现场调整含水量 复核强度及其它要求 调整施工和易性 确定组成材料比例 组成设计流程 第一部分普通混凝土组成设计 1 和易性构件截面尺寸坍落度大小根据钢筋疏密确定施工方式来 配合比设计指标 和易性 I II III 耐久性 强度 第一部分普通混凝土组成设计 配合比设计指标 第一部分普通混凝土组成设计 2 混凝土配制强度 路面 桥梁C30以上 根据 并满足强度保证率要求 即 按近期强度资料或查表求得 配合比设计指标 结构设计 用途 第一部分普通混凝土组成设计 3 耐久性取决于水灰比和水泥用量 查表确定 配合比设计指标 第一部分普通混凝土组成设计 配制强度 水灰比 用水量 砂率 水泥用量 粗细集料 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 1 计算混凝土配制强度 不稳定性材料 涉及多种工序 强度有波动 配置强度应高于设计强度 2 计算水灰比并校核 水灰比定则 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 按耐久性校核 取用 取用 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 3 确定用水量干硬性和塑性混凝土流动性和大流动性混凝土 依据经验或查表选用 根据 工作性dmax 细砂 增大 粗砂 减少用水量 5 10kg m3 未掺外加剂时 以坍落度90mm的用水量为基础 每增大20mm 用水量增加5kg m3掺加外加剂时 依公式确定 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 4 选用砂率 坍落度在10 60mm 根据集料品种及dmax 查表 配合比设计步骤 坍落度 60mm 每增大20mm 增大1 坍落度 10mm 按经验确定 第一部分普通混凝土组成设计 5 计算单位水泥用量 按耐久性校核 取用 取用 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 体积法 6 计算粗 细集料单位用量已知 密度法 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 方法比较 质量法简单 无须各种组成材料密度数据若积累了当地常用材料所组成的混凝土湿表观密度 结果亦准确体积法结果较为准确 通过上述6步 提出初步配合比 6 计算粗 细集料单位用量 配合比设计步骤 第一部分普通混凝土组成设计 初步配合比借助于计算得到 还需检验试拌 采用工程用原材料 相同的搅拌方法以初步配合比为依据 除集料水分工作性校核 试验室配合比试配 调整与确定 1 基准配合比 经验公式经验表格经验参数 坍落度维勃值 不满足要求时 需调整 或粘聚性和保水性能不好 第一部分普通混凝土组成设计 调整方法 保持W C不变 同时增 减 水泥或用水量 即增 减 砂浆 即调整集浆比 调整砂率 若粘聚性和保水性能不好 增大砂率 反之减小 通过上述步骤 提出基准配合比 试验室配合比试配 调整与确定 1 基准配合比 第一部分普通混凝土组成设计 强度试验检验 试验室配合比试配 调整与确定 2 设计配合比 第一部分普通混凝土组成设计 可将砂率酌情增加或减少1 采用基准的单位用水量 确定用水量取基准配合比用水量 强度检验时测定坍落度 VB值 与要求值相差超过允许偏差时 需调整用水量 试验室配合比试配 调整与确定 2 设计配合比 第一部分普通混凝土组成设计 单位水泥用量 根据强度 水灰比关系曲线得到满足试配强度要求的水灰比计算 砂 石用量 体积法 密度法再根据实测拌合物的湿表观密度修正配比 湿表观密度 校正系数 试验室配合比试配 调整与确定 2 设计配合比 第一部分普通混凝土组成设计 当 设计配合比当 则 试验室配合比试配 调整与确定 2 设计配合比 第一部分普通混凝土组成设计 现场露天放置 砂石含水量处于变化之中 而实验室配比计算与调整以干燥状态为基础 需进行含水量校核实测工地砂 石子的含水率 提出施工配比 施工配合比 第一部分普通混凝土组成设计 道路混凝土主要指路面混凝土 是指满足混凝土路面摊铺工作性 和易性 弯拉强度 耐久性与经济性要求的水泥混凝土材料 道路水泥混凝土可分为 普通道路混凝土 也称素混凝土 钢筋混凝土预应力混凝土钢纤维混凝土碾压混凝土等 第二部分道路混凝土组成设计 和易性滑模摊铺前拌合物最佳工作性及允许范围 一 道路混凝土的技术性能 第二部分道路混凝土组成设计 轨道摊铺机 三辊轴机组 小型机具摊铺的路面混凝土坍落度及最大单位用水量 和易性 一 道路混凝土的技术性能 第二部分道路混凝土组成设计 道路混凝土设计弯拉强度应符合规定 强度 一 道路混凝土的技术性能 为提高抗冻性 路面混凝土中的含气量范围 耐久性 第二部分道路混凝土组成设计 最大水灰比或水胶比 最小水泥用量应符合规定 一 道路混凝土的技术性能 耐久性 第二部分道路混凝土组成设计 配制弯拉强度 二 道路混凝土组成设计 保证率系数取值表 抗弯拉强度变异系数取值表 第二部分道路混凝土组成设计 按混凝土弯拉强度计算水灰比 碎石 或破碎卵石混凝土 卵石混凝土 水灰比W C的计算 校核及确定 掺加粉煤灰等时 应计入超量取代法中代替水泥的那一部分粉煤灰用量F 代替砂的超量部分不计入 然后用水胶比W C F 代替水灰比W C 二 道路混凝土组成设计 耐久性校核 按道路等级 使用环境查表3 4 2 3 设计水灰比 满足弯拉强度和耐久性要求的水灰比中的最小值 第二部分道路混凝土组成设计 选取砂率 适用条件 W C 0 35 0 48 使用外加剂 级配良好 卵石dmax 19 0mm 碎石dmax 31 5mm 碎卵石内插取值 二 道路混凝土组成设计 根据查表3 4 4 3 细度模数集料种类 碎石 卵石 第二部分道路混凝土组成设计 不掺外加剂和掺合料时 单位用水量计算 碎石 卵石 二 道路混凝土组成设计 单位用水量 掺外加剂的混凝土单位用水量计算 外加剂减水率 第二部分道路混凝土组成设计 计算值查表值 根据道路等级和环境条件 查表得到满足耐久性的最小水泥用量单位水泥用量 两者中的最大值 单位水泥用量 二 道路混凝土组成设计 第二部分道路混凝土组成设计 可按质量法或体积法计算质量法 混凝土的单位质量可取2400kg m3 2450kg m3体积法 应计入设计含气量 采用超量取代法掺用粉煤灰时 超量部分应取代等体积的砂 并折减用砂量 砂 石用量 二 道路混凝土组成设计 第二部分道路混凝土组成设计 道路混凝土掺用粉煤灰时 其配合比应按照超量取代法进行 代替水泥的粉煤灰掺量 型硅酸盐水泥 30 型硅酸盐水泥 25 道路水泥 20 普通水泥 15 矿渣水泥不得掺粉煤灰 单位粉煤灰用量 二 道路混凝土组成设计 第二部分道路混凝土组成设计 系统论的应用 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 道路混凝土系统的组成与工作环境 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 一级气候分区 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 二级气候分区 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 分层次与分阶段设计新理念道路混凝土结构的形成和劣化阶段 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 设计过程1 配置弯拉强度以规定数量试样的28d配置抗弯拉强度和模制劈裂抗拉强度进行设计 式中 fr fmsp 配置抗弯拉强度 配置模制劈裂抗拉强度 MPa frk fmspk 抗弯拉强度标准值 模制劈裂抗拉强度标准值 MPa t 与保证率有关的常数 Cv 施工变异系数 注 模制劈裂抗拉强度指采用那个圆柱形试模成型混凝土试件 之后对试件进行劈裂抗拉强度试验所得到的强度值 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 设计过程2 水灰比W C的计算 校核及确定 1 按照混凝土弯拉强度计算水灰比式中 frc 水泥抗折强度 MPa D 粗集料公称最大粒径 mm Vm 砂浆体积分量 注 根据模制劈裂抗拉强度计算水灰比的公式省略 2 按耐久性校核确定水灰比限定了最大水灰比 三 道路混凝土组成设计新成果 第二部分道路混凝土组成设计 设计过程3 选取砂浆体积分量Vm砂浆体积分量 道路混凝土的体积组成中 由水泥 矿物外掺料 细集料 空气 水所组成的水泥砂浆占混凝土总体积的比例 以分数计 根据气候分区以表格的形式推荐了砂浆体积分量 4 单位用水量的确定根据耐久性 施工的和易性的要求查表确定单位用水量 5 单位水泥用量的