第5章专题——溷凝土配合比设计.ppt

混凝土配合比设计,什么是配合比？,要获得具备优良性质的混凝土，必须对配制混凝土的各种原材料的用量进行计算并试配，即进行混凝土的配合比设计。配合比表示混凝土中各组成材料用量之间的比例关系表示方法用1m混凝土中各种材料的重量表示CSGW(Kg/m)3007201200180用各种材料的重量比例表示(水泥用量为1)C:S:G=1:2.4:4.0W/C=0.6如果掺外加剂，其用量以水泥重量的百分数表示。,和易性,强度,耐久性,经济性,混凝土配合比设计的基本要求,满足施工性能,满足使用寿命,满足强度等级,满足经济成本,用水量,水灰比,砂率,配合比设计的三个参数,水泥浆与骨料间比例关系,水泥与水之间的比例关系,砂与骨料之间的比例关系,单位用水量的确定应从混凝土的和易性和耐久性综合考虑；水灰比的确定主要取决于混凝土的强度和耐久性；砂率主要应从满足混凝土拌合物的和易性和节约水泥两个方面考虑。,方法和步骤,工作性,调整,强度,校核,考虑,砂石含水,(一)初步计算配合比,1、确定混凝土的试配强度依照普通混凝土配合比设计规范(JGJ55-2000)混凝土的试配强度由下式计算:fcu，0混凝土的试配强度,MPa;fcu，k设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值混凝土强度离散程度.,如何得到值,有统计资料时,可参考下式计算,无统计资料时,可参考下表选择。,表1值的选择,2、确定水灰比根据强度计算,富余系数c=1.13,确定水灰比依据耐久性核对为了保证混凝土的耐久性，W/C不得大于满足耐久性要求的最大W/C(表2)；否则取规范中规定的最大值。,表2最大水灰比和最小水泥用量,表3干硬性和塑性混凝土的用水量,3、确定单位用水量,根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径，参考表3确定用水量。,当材料确定时，在一定的水灰比范围内，达到一定的流动性要求，拌和用水量基本是一定的。相同的用水量形成相同流动性的情况下，不同的水灰比将产生不同的混凝土强度。根据该原理，可以选择满足一定坍落度要求的混凝土拌合用水量。,固定用水量原理,4、确定单位水泥用量,水泥的用量由下式来计算：此外，为了满足耐久性的要求，计算出的单位水泥用量不应低于表2中所规定的最小水泥用量。,5、选择合理的砂率Sp,计算法,查表法在表4中，选择Sp值。,试验法,通过坍落度的试验选择Sp,表4选择Sp(%),两种方法计算砂和石的用量：绝对体积法假定表观密度法,6、计算砂(S0)及石(G0)的用量,计算砂(S0)及石(G0)的用量,C0、S0、G0、W0混凝土组分的单位用量；0s,0g砂和石的表观密度(近似密度)；混凝土的含气量、不使用外加剂时为1。,绝对体积法：假设混凝土的组成材料的体积总和为1。,计算砂(S0)及石(G0)的用量,假定表观密度法：假定混凝土的表观密度为常数（普通混凝土为20002400）。,以上步骤将水、水泥、砂、石子的用量全部求出得到初步配合比,初步配合比可表示为C：S：G：Wx：y：z：w或1：y：z：w,或者C：S：G1：x：yW/C？,(二)基准配合比,概念：初步计算配合比经和易性试拌调整所得到的配合比称为基准配合比。调整和易性的步骤和方法坍落度试验按初步配合比称料，配制15L或者25L混凝土，并测坍落度，同时观察粘聚性和保水性。和易性调整：见表确定基准配合比C拌=Co+CS拌=So+SG拌=Go+GW拌=Wo+W,如何调整和易性,调整混凝土和易性,粘聚性和保水性不符合要求则适当增加砂率。直到和易性满足要求为止。,(三)试验室配合比,基准配合比经强度检验调整所得到的配合比称为试验室配合比。采用三组不同的配合比同时进行强度检验：Group1:W/C基准WSpGroup2:W/C基准+0.05WSp+1%Group3:W/C基准-0.05WSp-1%,两种选择方法：选择强度满足要求，且水泥用量最少的配合比：作图或计算：由三组配合比作出f-C/W图，求出与配制强度对应的C/W，即为所求的配合比。,(三)试验室配合比,用作图法求出与混凝土配制强度对应的灰水比，并确定每立方米混凝土的材料用量。,用水量一定，重新计算水泥用量。,(C/W)0,得到一个新的配合比：该配合比称为实验室配合比C：S：G1：x：yW/C？,fcu,0,(三)试验室配合比,根据实验室配合比，四种材料的计算体积密度为c,c,再按照上述配比缩取四种材料搅拌，测出混凝土的实际表观密度c,t,若不超过2，配合比不变；超过2，每项材料用量分别乘以校正系数。,(四)施工配合比,考虑到砂和石中的含水量，实验室配合比应根据下式换算成施工配合比：C=CS=S（1+a%）G=G（1+b%）W=W-Sa%-Gb%C,S,G,W施工配合比中的各组分含量C,S,G,W实验室配合比中的各组分含量a,b砂和石的含水量,1.已知某混凝土的试验室配合比为CSG11.923.97，W/C0.56，配制1m3混凝土水泥用量为300kg。施工现场砂、石的含水率分别为5%和1%，求施工配合比。,2.某混凝土配合比为12.434.71，W/C0.62，设混凝土表观密度为2400kg/m3计，求各材料用量。,3.某混凝土配合比为12.204.20，W/C0.60，已知水泥、砂、石表观密度(kg/m3)为分别为3100，2600和2500，试计算每立方米拌合物所需各材料用量。,4.已知某混凝土的试验室配合比为CSG11.923.97，W/C0.56,配制1m3混凝土水泥用量为300kg。施工现场砂、石的含水率分别为5%和1%，求施工配合比。,5.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30-50mm，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s=2.60/cm；石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度g=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+1.6455=38.2MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=cfce,k=1.0842.5=45.9MPa,由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表,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（mwo）查表，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（mco）按表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取mco3493。,（5）确定砂率（s）查表，对于采用最大粒径为30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=35。（）计算砂、石用量（mso、mgo）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=mw0s03%g01%=1856413%11921%=154,6.某现浇钢筋混凝土柱，设计要求强度等级为C25，坍落度要求为30-50mm，使用环境为干燥的办公用房内。所用原材料如下：水泥：强度等级为42.5的普通水泥，密度为3.00g/cm3，强度等级富于系数为1.06。砂：细度模数为2.6的中砂，为区，表观密度为s=2650k/m。石子：矿石粒径为5-40mm，表观密度为2700k/m试求：（1）混凝土的实验室设计配合比；（2）若已知现场砂子的含水率为3%，石子的含水率为1%，试求混凝土的施工配合比。,解：1.确定混凝土的计算配合比。（1）确定试配强度fcu,0）fcu,0=fcu,k+1.645=25+1.6455=33.2MPa(2)确定水灰比（W/C）,查表知在干燥环境要求W/C0.65，所以取W/C为0.57。(3)确定用水量（mwo）查表对于最大粒径为40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175kg。,(4)计算水泥用量（mc0）,在干燥环境中，要求最小单位水泥用量为250kg/m3，所用确定用水量为307kg。,(5)确定砂率（s）查表得s=3。()计算砂、石用量（s0、g0）用体积法计算，将mc0=307；mw0=175代入方程组,解得：mso=627kg；mgo=1273kg（7）该混凝土计算配合比为：m3混凝土中各材料用量为：水泥：307，水：175，砂：627，碎石：1273。以质量比表示即为：1:0.57:2.04:4.15。2.进行和易性和强度调整调整和易性：按计算的配合比取样25L，各材料用量为：水泥：7.68，水：4.38，砂：15.67，石子：31.82。,经试拌，测得坍落度为20mm，低于规定值30-50mm。采用增加水泥浆的办法，同时增加3%的水泥和水，测得坍落度为30mm，保水性和粘聚性均良好。经调整后，试样的实际各材料用量为：水泥：7.91，水：4.51，砂：15.67，石子：31.82。设拌合物的实际体积为V0，则基准配合比1m3混凝土的各材料的用量为：水泥：mc0=7.91/V0，水：mw0=4.51/V0，砂：ms0=15.67/V0，石子：mg0=31.82/V0，计算表观密度为59.91/V0。校核强度用0.52，0.57，0.62三个水灰比分别拌制三个试样测得表观密度为2420/m3，2410/m3，2400/m3。然后制作试件，测得28d的抗压强度37.8MPa，33.4MPa，28.2MPa。因配制强度fcu,0为33.2，所以第二组满足要求。,3.确定实验室配合比上述第二组拌合物的表观密度的实测值为