砼配合比设计PPT课件

1 五强两比培训班 混凝土配合比设计 2 概述 混凝土是一种由水泥 砂 石骨料 水及其它外加材料按一定比例均匀拌和 经一定时间硬化而形成的人造石材 在混凝土中 砂石起骨架作用称为骨料 水泥与水形成水泥浆 水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙 在硬化前 水泥浆起润滑作用 赋予拌和物一定的和易性 便于施工 水泥浆硬化后 则将骨料胶结成一个坚实的整体 3 混凝土的分类 一 按照混凝土表观密度分类 二 按照不同工程的用途分类 三 按照胶凝材料的种类不同分类 四 按照施工工艺的不同分类 4 不同表观密度 1 特重混凝土 干表观密度大于2800kg m3的混凝土 2 普通混凝土 干密度为2000 2800kg m3的混凝土 3 轻骨料混凝土 干密度小于1900kg m3的混凝土 5 不同工程用途 结构混凝土 保温混凝土 装饰混凝土 防水混凝土 耐火混凝土 水工混凝土 海工混凝土 道路混凝土 防辐射混凝土等 6 不同胶凝材料 水泥混凝土 石膏混凝土 沥青混凝土 聚合物混凝土等 不同施工工艺泵送混凝土 喷射混凝土 碾压混凝土 自流平混凝土等 7 砼基本性能 1 砼拌合物性能 工作性能 2 砼力学性能3 砼耐久性能 8 1 稠度干硬性砼 维勃稠度坍落度塑性砼 坍落度流动性砼 坍落度流动度2 凝结时间3 保水性 泌水率 4 含气量 砼拌合物性能 工作性能 9 砼力学性能 1 抗压强度2 抗折强度3 劈拉强度 10 砼耐久性能 1 抗渗等级2 抗冻融等级3 体积变化 收缩率 膨胀率等 4 抗碳化性能5 抗腐蚀性能a 电通量 氯离子渗透系数b 硫酸盐侵蚀 11 普通砼配合比设计规程 JGJ55 2011 12 一 规程的主要特点二 总则三 配合比设计的基本资料四 设计方法和步骤五 有特殊要求的混凝土配合比设计六 配合比计算实例 13 规程的主要特点 1 增加了混凝土耐久性要求的规定 氯离子 含气量 碱含量等 2 修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差 3 修订混凝土水胶比计算公式中胶砂强度取值和回归系数 a和 b 4 在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容 5 增加了高强混凝土试配强度计算公式 水胶比 胶凝材料用量和砂率推荐表 14 为规范普通混凝土配合比设计方法 满足设计和施工要求 确保混凝土工程质量且达到经济合理 制定本规程 本规程适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土配合比设计 总则 15 配合比设计的基本资料 1 混凝土设计要求 满足砼结构设计的强度要求 砼拌和物具有适应施工的流动性和良好的和易性 耐久性的要求 经济 节约的要求 2 工程特征 工程所处环境 结构断面 钢筋最小净距等 3 水泥品种和强度等级 4 砂 石的种类规格 表观密度及石子最大粒径 5 施工方法 16 设计方法和步骤 一 基本参数 二 理论配合比 计算配合比 的设计与计算 三 试配 四 配合比的调整与确定 17 基本参数 1 水胶比W B 2 每立方米砼用水量mw 3 每立方米砼胶凝材料用量mb 4 每立方米砼水泥用量mC 5 每立方米砼矿物掺合料用量mf 6 砂率 S 砂与骨料总量的重量比 7 每立方米砼砂用量mS 8 每立方米砼石用量mg 18 理论配合比的设计与计算 1 混凝土配制强度的确定 2 计算水胶比 3 确定每立方米混凝土用水量 4 计算每立方米混凝土胶凝材料 矿物掺合料和水泥用量 5 确定每立方米混凝土外加剂用量 6 确定混凝土砂率 7 计算粗骨料和细骨料用量 19 混凝土配制强度的确定 当混凝土设计强度等级小于C60时fcu 0 fcu k 1 645 fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值1 645 强度保证率为95 混凝土强度标准差 20 的取值 1 有近1 3个月同品种 同等级混凝土资料时 30组数据 按式4 0 2统计计算 C30 3 0MPa C30且 C60 4 0MPa2 无统计资料时 按表4 0 2取值 C20C25 C45C50 C554 0MPa5 0MPa6 0MPa 21 计算水胶比W B 近年来水泥中多加入不同的掺合料 有效胶凝材料含量不确定性较大 故配合比设计的水灰比难以反映有效成分的影响 因此改用胶凝材料总量作水胶比及各种含量的控制 22 计算水胶比W B 当混凝土强度等级小于C60时W B a fb fcu 0 a b fb 砼强度与胶水比成正比 fcu A B W C 大等于C60时由于胶凝材料的水化程度不同 强度与胶水比的关系不能再延伸 即线性关系较差 分散性较大 故该公式仅适用于强度等级小于C60的混凝土 23 1 fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度实测值或按式5 1 3计算fb f s fce f s分别为粉煤灰和矿渣粉影响系数 按表5 1 3选用2 fce为水泥28天抗压强度实测值或富余系数乘以水泥抗压强度标准值 富余系数按表5 1 4选用 fce c fceg 24 3 回归系数 a b可通过试验建立水胶比与混凝土强度关系式确定 当无统计资料时可按表5 1 2选取 25 水胶比限值 根据混凝土使用时所处的环境条件 考虑其满足耐久性要求所必要的水胶比 在进行混凝土配合比设计时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 26 素混凝土的水胶比可适当放松 27 确定每立方米混凝土用水量mw 1 混凝土水胶比在0 40 0 80范围时 根据砼的坍落度 维勃稠度 粗骨料品种及最大粒径查本标准表5 2 1 1和5 2 1 2 2 数值修正1 根据砂的细度修正细砂 5 10kg 粗砂 5 10kg 28 2 根据坍落度值修正以表中坍落度90mm的用水量为基础 坍落度每增加20mm 用水量增加5kg 95 110mm 5kg115 130mm 10kg135 150mm 15kg155 170mm 20kg坍落度大于等180mm以上时 随坍落度相应增加的用水量可减少 29 3 根据外加剂和掺和料修正mw m w 1 外加剂减水率应经试验确定m w 未掺外加剂时每立方米混凝土用水量 30 计算每立方米混凝土胶凝材料 矿物掺合料和水泥用量 1 胶凝材料用量mb mw W B 考虑混凝土满足耐久性要求所必要的最小胶凝材料用量 除C15及其以下等级外 应符合本标准中表3 0 4的规定 31 2 矿物掺合料用量mf mb f f 矿物掺合料掺量 可按表3 0 5确定3 水泥用量mc mb mf 32 确定每立方米砼外加剂用量ma ma mb a a 外加剂掺量 应经试验确定 33 确定混凝土砂率 S 1 坍落度小于10mm的砼 其砂率应经试验确定 2 坍落度为10 60mm的砼 根据粗骨料品种 粒径 水胶比按本标准表5 4 2选取 3 坍落度大于60mm的砼 其砂率可经试验确定 也可在表5 4 2基础上 进行数值修正 34 1 坍落度每增加20mm 砂率增加1 2 根据砂的细度修正细砂 砂率减小粗砂 砂率提高3 采用人工砂时 砂率增大 4 骨料级配较差时 砂率增大 35 计算粗骨料和细骨料用量 粗骨料用量 mg细骨料用量 ms1 重量法 假定容重法2 体积法 以1立方米混凝土计算 36 重量法 1 假定混凝土拌合物容重为2350 2450kg m32 则mf mc mg ms mw mcp s ms ms mg 100 37 体积法 mc c mf f mg g ms s mw w 0 01 1 s ms ms mg 100 c 2900 3100kg m3 f 矿物掺合料密度 按GB T208测定 g 按JGJ52 2006测定 约2650kg m3 s 按JGJ52 2006测定 约2650kg m3 w 1000kg m3 含气量百分数 使用非引气型外加剂时 1 38 试配 1 试配时应采用与工程现场相同的原材料和搅拌方法 且每盘最小搅拌量不少于搅拌机额定量的25 2 按理论配合比试拌 并根据拌合物性能作出调整 保证水胶比不变 调整用水量或砂率 使混凝土拌合物性能符合设计和施工要求 得出强度试验用的试拌配合比 39 应采用三个水胶比进行试配 水胶比在试拌配合比基础上 0 05 用水量相同 砂率可相应增减1 A 试拌配合比 B C W B 0 05W BW B 0 05www s 1 s s 1 40 在进行混凝土强度试验时 拌合物性能应符合设计和施工要求 5 每个配比至少制作一组试件 标养至28天或设计规定龄期时抗压 41 配合比的调整与确定 1 确定胶水比2 确定每立方米混凝土的材料用量3 校正 42 确定胶水比 根据得出的各组砼强度结果 绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于砼配制强度 fcu 0 相对应的胶水比数值 或者选三个 或多个 强度中的一个所对应的胶水比 该强度大等于配制强度 43 胶水比与强度的直线关系式 胶水比1B W胶水比2胶水比3 B W 44 确定每立方米混凝土的材料用量 1 在试拌配合比基础上 用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比进行调整 2 胶凝材料用量应以用水量乘以选定的胶水比 3 粗 细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整 45 校正 当容重实测值与计算值之差的绝对值超过计算值2 时 应进行调整 各类材料用量应乘以校正系数 校正系数 c t c c即实测值 计算值 46 耐久性验证 1 混凝土配合比调整后 应测定拌合物水溶性氯离子含量 测试方法应符合 水运工程混凝土试验规程 JTJ270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法的规定 试验结果应符合表3 0 6的规定 2 对耐久性有要求的混凝土应进行相关的耐久性试验验证 包括抗渗 抗冻 抗氯离子渗透等试验验证 47 重新进行配合比设计的情况 下列情况应重新设计 1 砼性能指标有特殊要求2 水泥 外加剂 掺合料品种 质量有显著变化 48 例题 1 判断 当混凝土强度等级等于或大于C30级 根据统计资料计算强度标准差为2 8MPa 即为计算配制强度用的标准差 答案 错误 49 2 混凝土配制强度公式 fcu 0 fcu k 1 645 以下描述中错误的是 A fcu 0 砼配制强度 B fcu k 砼立方体抗压强度标准值 C 混凝土强度标准差 D 1 645 概率系数 其对应的保证率为85 答案 D 50 3 假设某盘混凝土拌合物25L 用水量为4 5kg 坍落度为90mm 则该混凝土设计坍落度为170mm时 其他材料及用量均保持不变 的每方用水量宜为 kg m3 A 190 B 200 C 210 D 220 答案 B 51 4 当配制水泥混凝土用砂由粗砂改为中砂时 其砂率 A 应适当减小 B 不变 C 应适当增加 D 无法判定答案 A 52 5 水泥混凝土配合比设计时 砂率是依据 确定的 A 粗骨料种类B 混凝土设计强度C 粗骨料最大粒径D 混凝土水胶比答案 A C D 53 6 判断 砂率越大 拌合物流动性越好 答案 错误当砂率过大时 骨料的总表面积和空隙率均增大 当混凝土中水泥浆量一定的情况下 包裹骨料颗粒表面的水泥浆层相对减薄 拌合物就显得干稠 流动性就变小 54 7 试拌时 当发现砼拌合物坍落度或粘聚性 保水性不佳时 可通过下列哪一种手段调整配合比 A 保持水泥用量不变 增加用水量 B 保持用水量不变 增加水泥用量 C 保持用水量不变 调整砂率 D 保持水胶比不变 调整砂率答案 D 55 8 判断 为了增加混凝土拌和物流动性 可直接加水 答案 错 56 有特殊要求的混凝土配合比设计 一 抗渗混凝土 二 抗冻混凝土 三 高强混凝土 四 泵送混凝土 五 大体积混凝土 57 抗渗砼 一 对原材料的要求1 水泥宜采用普通硅酸盐水泥 2 粗骨料宜连续级配 最大粒径不宜大于40mm 细骨料宜采用中砂 骨料的含泥量和泥块含量给予限制 3 宜采用膨胀剂 防水剂 引气剂 减水剂等 掺用矿物掺合料 粉煤灰应为 级或 级 58 二 对配合比的要求1 胶凝材料不小于320kg 2 砂率宜为35 45 3 最大水胶比符合表7 1 2的要求 4 抗渗混凝土的配制抗渗等级应比设计值要求高0 2MPa Pt P 10 0 25 掺引气型外加剂时应测定含气量 控制在3 0 5 0 59 例题 1 每立方抗渗混凝土中的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg A 对 B 错答案 错 60 2 混凝土设计标号为P8 以下试配的抗渗水压值符合设计要求的是 A 1 0MPa B 0 8MPa C 0 9MPa D 0 6MPa 答案 A 61 高强砼 一 对原材料的要求1 水泥 硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 2 粗骨料的粒径 针片状 含泥量 泥块含量 以及细集料的细度 含泥量 泥块含量等指标对高强砼各项性能有显著的影响 因此对骨料提出严格的指标要求 3 外加剂与矿物掺合料是配制高强砼重要的组成材料 62 二 混凝土配合比设计1 混凝土配制强度的确定fcu 0 1 15fcu k 2 水胶比 胶凝材料用量和砂率按表7 3 2选取 并应经试配确定 3 外加剂和矿物掺合料品种和掺量应通过试配确定 矿物掺合料掺量宜为25 40 硅灰掺量不宜大于10 4 水泥用量不宜大于500kg m3 63 三 试配及配合比确定1 强度试验用配合比除试拌配合比 依据表7 3 2计算并调整拌合物性能的试拌配合比 外其余水胶比应分别增加和减少0 02 2 配合比确定后 应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验 且每组抗压强度不应低于配制强度 3 宜采用标准尺寸试件测抗压强度 非标尺寸折算系数应经试验确定 64 例题 1 高强混凝土确定配合比时 应进行该配合比不少于6次的重复性试验验证 且其平均值不应低于配制强度 答案 错 JGJ55 2000规定应进行不少于6次的重复性试验验证 新标准无此要求 65 泵送混凝土 一 对原材料的要求1 水泥不宜用火山灰质硅酸盐水泥 2 粗骨料宜连续级配 针片状不大于10 最大粒径的要求 3 宜采用中砂 通过0 315mm筛孔的颗粒含量不应小于15 4 应掺用泵送剂或减水剂 以及粉煤灰或其它活性矿物掺合料 66 二 对配合比的要求1 试配时应考虑坍落度损失Tt Tp T 2 胶凝材料宜 300kg m3 3 砂率宜为35 45 67 例题 1 泵送混凝土宜采用 其通过0 315mm筛孔的颗粒含量不应小于 A 粗砂或细砂均可 15 B 中砂 15 C 粗砂或细砂均可 10 D 中砂 10 答案 B 68 2 泵送混凝土对原材料的要求 A 宜用火山灰质硅酸盐水泥 B 粗骨料宜连续级配 针片状不大于10 C 宜采用中砂 通过0 315mm筛孔的颗粒含量不应小于10 D 应掺用泵送剂或减水剂 以及粉煤灰或其它活性矿物掺合料 答案 B D 69 大体积混凝土 一 对原材料的要求1 应选用中 低热水泥 采用硅酸盐水泥或普硅水泥时应掺矿物掺合料 且胶凝材料的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ kg和270kJ kg 2 粗骨料连续级配 最大粒径和含泥量限制 细骨料宜采用中砂 含泥量限制 3 掺缓凝型减水剂和矿物掺合料 70 二 对配合比的要求1 水胶比不宜大于0 55 用水量不宜大于175kg m3 2 在保证坍落度和强度要求的前提下 应提高掺合料及粗细骨料的含量 尽可能降低每立方米砼的水泥用量 3 试配调整时 控制混凝土绝热温升不宜大于50 71 例题 1 大体积混凝土应采用 水泥 A 水化热高 凝结时间短的水泥 B 水化热低 凝结时间短的水泥 C 水化热高 凝结时间长的水泥 D 水化热低 凝结时间长的水泥 答案 D 72 2 试述设计大体积混凝土主要采取的措施 A 优先选用硅酸盐水泥或普硅水泥 B 掺缓凝剂 C 采用一切措施提高掺合料及骨料的含量 尽可能降低每立方米砼的水泥用量 D 控制绝热温升不宜大于50 答案 B C D 73 配合比计算实例 例题一某工程为七层框架结构 砼梁板设计强度等级为C25 使用的材料如下 1 42 5普通硅酸盐水泥 富余系数1 16 2 细度模数2 6的河砂 3 5 31 5mm的卵石施工坍落度要求为30 50mm 根据经验可确定用水量为170kg m3 砂率33 请计算出每立方米砼各材料用量 74 1 计算试配强度当无统计数据时 C25砼 5 0MPafcu o fcu k 1 645 25 1 645 5 0 33 2MPa 75 2 计算水胶比W B a fb fcu o a b fb 0 49 1 16 42 5 33 2 0 49 0 13 1 16 42 5 0 66 干燥环境钢砼最大水胶比要求为0 60 因此取水胶比为0 60 76 3 计算每立方米水泥用量mw 170kg m3mc mw W B 170 0 60 283kg m3 满足钢砼最小水泥用量280kg m3要求 77 4 重量法计算各材料用量mc mw ms mg 2400ms ms mg 33 解得 mw 170kg m3mc 283kg m3ms 643kg m3mg 1304kg m3mw mc ms mg 0 60 1 2 27 4 61 78 例题二某工程室内柱欲配C35砼 坍落度为80mm 工程中使用炼石 42 5水泥 富余系数1 16 闽江细砂 细度模数为2 2 河卵石 粒级5 40 0mm 查表后 经调整得出用水量为175kg m3 砂率为32 试计算试拌25L各材料用量 已知三组配合比28天砼强度分别为48 7MPa 45 1MPa 40 7MPa 求配合比 79 1 计算试配强度当无统计数据时 C35砼 5 0MPafcu o fcu k 1 645 35 1 645 5 0 43 2MPa 80 2 计算水胶比W B a fb fcu o a b fb 0 49 1 16 42 5 43 2 0 49 0 13 1 16 42 5 0 52 81 3 用水量mw 175kg m3 4 计算水泥用量mc mw W B 175 0 52 337kg m3 水胶比及水泥用量均符合标准要求 82 5 按重量法计算基准配合比2400 mc mw ms mg s ms ms mg 32 解得 ms 604kg m3mg 1284kg m3 83 6 计算试拌配合比 84 7 计算每盘材料用量每盘搅拌25L 则各材料用量为 85 8 作图求对应试配强度的B W经作图得出试配强度为43 2MPa时B W 1 86 86 9 计算配合比mw 1