建筑材料课件-混凝土配合比设计

什么是配合比任务基本要求原理方法和步骤初步计算配合比确定基准配合比实验室配合比施工配合比§5.7混凝土配合比设计Back什么是配合比？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1m³混凝土中各种材料的重量表示

CSGW(Kg/m³)

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。Back混凝土配合比设计的任务根据以下因素合理选择原材料技术性质结构要求施工条件确定出满足工程所要求的技术经济指标确定材料的用量任务选择原材料确定指标确定配合比Back配合比设计基本要求强度—符合结构设计的要求和易性—符合施工条件的要求耐久性—符合工程环境的要求经济合理Back强度耐久性经济合理和易性配合比设计混凝土配合比设计的原理混凝土性能变化规律W/CSpW0GCSWBack混凝土配合比设计的基本原理是建立在混凝土性能变化规律的基础。普通混凝土配合比由四个基本变量:C、W、S、G配合比设计方法和步骤BackⅠ初步计算配合比Ⅲ实验室配合比Ⅱ基准配合比Ⅳ施工配合比调整坍落度校核强度、耐久性扣减工地砂石含水量一、初步计算配合比计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比第三步：确定用水量第四步：确定水泥用量第五步：确定砂率第六步：确定砂石用量第一步：混凝土配制强度的确定依据公式：fcu.0

＝

fcu.k

+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配制强度（MPa）

fcu.k——混凝土立方体抗压强度标准值；

σ——混凝土强度标准差（MPa）。σ的确定：A、施工单位有强度历史资料时，依公式计算；B、施工单位无强度历史资料时，查表取用。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。混凝土强度等级低于C20C20～C35高于C35σ4.05.06.0表4.6.1

值的选择第二步：初步确定水灰比（W/C）依混凝土强度公式：fcu,o=Afce(C/W-B)W/C=Afce/(fcu,o+A·B·fce)耐久性校核：水灰比还不得大于表5－17中规定的最大水灰比值结果——两者取最小值。第三步选取1m3混凝土的用水量（mwo)

根据所用粗骨料种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，查表5-15选取1m3混凝土的用水量。第四步计算1m3混凝土的水泥用量（mco）计算——根据确定的水灰比（W/C）和选用的单位用水量（mwo），可计算出水泥用量（mco）。

W/C=mwo/mco

mco=mwo/(W/C)校核——为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还应满足表5－17规定的最小水泥用量的要求；取值——两者最大值。第五步选取合理砂率值（SP）方法：Ⅰ、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率；Ⅱ、根据混凝土拌和物的和易性，通过试验求出合理砂率——坍落度最大的最小砂率；Ⅲ、如无试验资料，可根据骨料品种、规格和水灰比，按表5-16选用。混凝土的砂率（％）第六步计算粗、细骨料的用量

（So）及（Go）A体积法：假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和。

B

质量法： 若原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌和物的表观密度将接近一个固定值。A绝对体积法B假定表观密度法（质量法）

C0+G0+S0+W0=ρoh=2400(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，拌匀并测坍落度，同时观察粘聚性和保水性。和易性调整：见表4.6.5坍落度满足要求后，测出试拌调整后的实际表观密度，供确定试验室配合比使用。确定基准配合比C拌’=Co+△CS拌’=So+△S

G拌’=Go+△GW拌’=Wo+△WBack低坍落度高坍落度保持W/C不变，提高水泥浆用量保持Sp不变提高骨料的用量如何调整和易性坍落度

现象

调整大

薄;易流淌保持Sp，提高S

和G

小稠；easytoisolate

保持w/c,提高C

和W

表4.6.5调整混凝土和易性(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

W

SpGroup2:W/C基准+0.05

W

SpGroup3:W/C基准-0.05

W

SpBack两种选择方法：1、选择强度满足要求，且水泥用量最少的配合比：2、作图或计算：由三组配合比作出f-C/W图，求出与fcu,0对应的C/W，即为所求的配合比。(三)试验室配合比

C/WC/

W(三)试验室配合比显然，在实验室中配制1m3混凝土并不实用。所以，配合比仍然需要根据下式进行表观密度校正。

ρoh,计=C+W+S+Gδ=ρoh,实/ρoh,计ρohr—混凝土拌合物的测试密度ρohc——混凝土拌合物的计算密度.If

ρohr-ρohc

≯2%ρohc,

不需要校正，上述方法确定的配合比即为试验室配合比；If

ρohr-ρohc

>2%ρohc,

各材料用量均乘以δ，换算为1m3混凝土各材料用量。(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-S×a%-G×b%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Back混凝土配合比设计实例(1)某工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为50-70mm。不受风雪等作用。施工单位的强度标准差为4.0MPa。所用材料：42.5普通硅酸盐水泥，实测28d强度48MPa，ρc=3.15g／cm3；中砂，符合Ⅱ区级配，ρ0s=2.6g／cm3；碎石，粒级5-40mm，ρ0g=2.65g／cm3；自来水。求初步配合比。

初步配合比的计算1)确定配制强度2)初步确定水灰比值（W/C）并查表5.17校核3)选择每1m3混凝土的用水量(W0)4)计算混凝土的单位水泥用量(C0)并查表5.17校核5)选取合理砂率Sp6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量体积法、重量法7)书写初步配合比确定配制强度计算混凝土试配强度(fcu,0)fcu,0=fcu,k+tσ=25+1.645×4=31.58MPa确定水灰比（W/C）校核耐久性，查表5.17选择每1m3混凝土的用水量(W0)查表5.15，取W0=185kg计算混凝土的单位水泥用量(C0)校核耐久性，查表5.17选取合理砂率Sp参照本章5.3查表5.16，取Sp=35％绝对体积法重量法一般强度等级为C7.5～C15的混凝土，其表观密度为2360kg／m3左右；强度等级C20～C30的为2400kg／m3左右；强度等级C40，为2450kg／m3。W0＋C0＋S0＋G0＝ρoh185＋285＋S0＋G0＝2400式中ρoh——为捣实后混凝土的表观密度。S0=676kg,G0=1254kg书写初步配合比绝对体积法结果：

C0∶S0∶G0=285∶658∶1222=1∶2.31∶4.29W0／C0=185／285=0.65假定表观密度法结果：

C0∶S0∶G0=285∶676∶1254=1∶2.37∶4.4W0／C0=0.65基准配合比的确定根据骨料最大粒径，配制30L混凝土拌合物(在此以绝对体积法的配比为例)。测定其坍落度值为85mm，大于设计要求的50-70mm，故需进行坍落度调整，其方法如下：保持水灰比不变，增加砂用量1％和碎石用量1％后，测得坍落度为70mm，粘聚性、保水性均良好，满足设计要求，同时，测得混凝土表观密度为2410kg／m3。由此得到基准配合比为：

C1∶S1∶G1∶W1=290∶676∶1256∶188=1∶2.33∶4.33∶0.65实验室配合比的确定拌制不少于3种不同配合比的混凝土制作试件检验混凝土28d强度。其中一种为基准配合比，另外两种配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应与基准配合比相同，但砂率值可作适当调整。编号W/Cfcu,0(MPa)要求Ⅰ0.6036.8Ⅱ0.6532.431.6√Ⅲ0.7027.2实验室配合比为Ⅱ。现场施工配合比现场砂含水率3%，石子含水率1%，求现场施工配合比C=C1=290(kg)S=S1(1＋a％)=676×(1+3%)=696(kg)G=G1(1＋b％)=1256×(1+1％)kg=1269(kg)W=W1－S1×a％－G1×b％=(188-676×3％-1256×1％)=155(kg)配合比设计案例例1某框架结构钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为C30，现场机械搅拌，机械振捣成型，混凝土坍落度要求为50~70mm。并根据施工单位的管理水平和历史统计资料，混凝土强度标准差σ取4.0MPa。所用原材料如下：水泥：普通硅酸盐水泥32.5级，水泥密度ρc=3.1g/cm3，水泥强度富余系数Kc=1.12；砂：河砂，Mx=2.4，Ⅱ级配区，ρ0s=2.65g/cm3

；石子：碎石，Dmax=40mm，连续级配，级配良好，ρ0g=2.70g/cm3

；水：自来水。求：混凝土初步计算配合比。例2承上题，根据初步配合比（C0:S0:G0:W0=420:539:1257:185)，称取12L各材料用量进行混凝土和易性室拌调整。测得混凝土坍落度T=20mm，小于设计要求，增加5%水泥和水重新搅拌调整测得坍落度为65mm，且粘聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝土表观密度ρ0实=2390kg/m3，求基准配合比。又经强度检验，恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含水率为4.5%，石子含水率为1.0%，求施工配合比。例3承上题，求得的混凝土的基准配合比（C0:S0:G0:W0=433:530:1236:191)，若掺入减水率为18%的高效减水剂，并保持混凝土坍落度和强度不变，实测混凝土表观密度ρ0实=2400kg/m3，求掺减水剂后混凝土的配合比。1m3混凝土节约水泥多少千克？1某工程设计要求的混凝土强度等级为C25，要求强度保证率P=95%，试求：

（1）当混凝土强度标准差σ=5.5MPa时，混凝土的配制强度应为多少？（2）若提高施工管理水平，σ降为3.0MPa时，混凝土的配制强度应为多少？（3）若采用普通硅酸盐水泥32.5级和卵石配制混凝土，W0=180kg，水泥强度富余系数Kc=1.10，问混凝土强度标准差σ从5.5MPa降为3.0MPa时，每1m3混凝土可节约水泥多少千克？练习题2已知混凝土的水灰比为0.60