混凝土配合比设计

1、第二节 混凝土配合比设计,从性能检测来看，每一种配合比设计体系也都是不甚完善的。对混凝土力学性能和耐久性的检测相对来说还比较完善，而对新拌混凝土性能（主要是工作性）的检测应该说是不合理、不完善的。各个设计体系大都采用Abrams的坍落度试验（塑性混凝土）和维勃稠度试验（干硬性混凝土）来检测新拌混凝土的工作性。但这两种试验都不能全面有效地反映新拌混凝土的工作性。当然，研究者在试验室内可能会使用其他方法来检测新拌混凝土的工作性，但它们毕竟没有很好地应用到混凝土施工中去。,随着现代建筑工程技术要求的提高，水泥混凝土配合比设计的指导思想应从强度设计向多种性能设计转化，从可行性设计向优化设计转化。F指出

2、：合理的材料配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成分的用量，获得最经济和适用的混凝土。,配合比设计中主要考虑的因素有：,1）水灰比。有关水灰比、水泥品种、外加剂、粗集料级配等因素对路面混凝土性能影响的试验表明，无论28d抗折强度还是抗压强度，上述因素的主次为：水灰比一水泥品种一外加剂一粗集料级配。由此可见，水灰比对路面强度的影响是很大的。水灰比过大，多余水在硬化后的混凝土中形成气孔，减小了混凝土抵抗荷载作用的有效断面，在孔隙周围产生应力集中。水灰比愈小，水泥混凝土的强度也愈高，因此在满足和易性要求的前提下，应尽可能采用小的水

3、灰比。此外，路面混凝土水灰比大小还应考虑道路等级、气候因素等。,2）砂率。其大小主要影响混凝土的稠度，在水灰比低时这种影响表现得比较迟钝，但砂率的改变会使混凝土的空隙率和集料的总表面积有显著改变，直接影响硬化混凝土的品质。砂率过大，在水泥浆用量不变的情况下，会使混凝土的水泥浆显得过少，成型的路面表现砂浆层过厚，对耐磨耗、减少收缩不利。另外，从混凝土抗断裂的角度考虑，砂浆也不宜过大。试验表明，混凝土的抗裂能力随粗集料的增加而增加，因此在正常砂率的基础上，适当减少砂率，增加粗集料用量，对提高路面混凝土的抗折性能是必要的。,3）集灰比。对混凝土强度的影响在混凝土强度较高时表现得较明显，当水灰比相同时

4、，混凝土随集灰比的增长呈增长趋势，这与集料数量增大、集料吸收的水分量增大、实际水灰比变小有关，与混凝土内部孔隙总体积减少有关，还与较高标号混凝土水泥用量较大有关。在适当增大集灰比后，水泥胶结作用和集料的连锁作用得到了充分的发挥。,基本概念,1、配合比表示方法 2、砂率 3、耐久性校核：最大水灰比 最小水泥用量 4、混凝土工作性,一、普通混凝土配合比设计,1、计算初步配合比 2、试拌调整，提出基准配合比 3、强度测定，确定实验室配合比 4、换算施工配合比,工程实例：配制强度等级为30的普通素混凝土，此混凝土应用于潮湿冻害地区混凝土坍落度要求范围为3550mm。 水泥：硅酸盐水泥标号为525，密度

5、c=3.10 碎石：一级石灰岩轧制的碎石；最大粒径dmax=31.5mm，表观密度g=2.70 g/cm3，现场含水率g=1.0%。 砂：清洁河砂，粗度属于中砂，表观密度s=2.65 g/cm3，现场含水率s=3.0%。 水：饮用水，符合混凝土拌和水要求。,设计要求 1确定水泥混凝土配制强度，并选择适宜的组成材料； 2按我国现行方法计算混凝土初步配合比； 3通过实验室试拌调整和强度实验，确定实验室配合比； 4按提供的现场材料含水率折算为施工配合比；,一、计算初步配合比 1.配制强度： fcu，o=fcu，k+1.645 =20+1.645*5.0=38.2MPa 其中标准差查表3-26,2.基

6、准水灰比： W/C=(afce)/(fcu,o+abfce)=0.68 其中a、b-回归系数查表3-32 得a=0.46 b=0.07 fce-混凝土28天实测强度 fce=rc*fce，g=1.13*32.5=59 或 fce由快速测定或三天抗压强度推出 耐久性校核：最大水灰比查表3-30为0.55 W/C 【W/C】max 所以W/C=0.55,3.用水量确定： 查表3-27、表3-28查表知用水量：mwo=185kg/m3 4.水泥用量： mco=mwo/(W/C)=336.0kg/m3 耐久性校核： 最小水泥用量3-30 得【mc】min=280kg/m3 所以mco=336.0kg/

7、m3,5.粗细集料用量确定： 查表知砂率为30%，假定混凝土的容重为2400kg/m3，则有如下方程组(体积法) mco/c+mso/s+mgo/g+mwo/w+0.01=1 mso/(mso+mgo)=0.3 解得： mso=654kg/m3，mgo=1215kg/m3； 各组分质量比为： mco:mwo:mso:mgo=336:185:654:1215,二、试拌调整，提出基准配合比,（一）试拌 1、试拌材料要求：集料干燥 2、试拌材料用量： * 31.5mm-15L 试拌用各材料质量 mw=185*0.015=2.78kg mc=336*0.015=5.04kg ms=654*0.015=

8、9.81kg mg=1215*0.015=18.22kg,（二）检验工作性，调整配合比 1、坍落度、粘聚性、保水性 2、坍落度合格，保水性粘聚性不好-增大砂率 3、坍落度小-水灰比不变增大水量 4、坍落度大-水灰比不变减小水量 5、提出调整后配合比,混凝土试拌，发现拌和物坍落度为60mm，未满足3550mm 采取措施，保证水灰比不变，减小2%水泥浆，重新拌和， 再测混凝土坍落度为45mm满足要求。 则：moa=336*(1-2%)=329k/m3 mwa=185*(1-2%)=181k/m3 msa= mso=654kg/m3 mga= mgo=1215kg/m3 mca ： mwa ： ms

9、a ： mga=329 ：181 ：654： 1215,三、强度测定，确定实验室配合比1、检验强度（绘图确定水灰比）2、确定实验室配合比 a、 实测混凝土毛体积密度 按强度修正混凝土各材料用量 b、体积修正,1、检验强度（绘图确定水灰比） fcu 44.8 39.5 34.7 1.67 1.82 2.00 c/w,2、确定实验室配合比 a、 实测混凝土毛体积密度 按强度修正混凝土各材料用量 mwb =181 mcb = mwb /(W/C)= 体积法或质量法求msb ，mgb mcb :mwb :msb :mgb=335 :181 :658:1222 b、体积修正 k=实际/理论=1.01 mcb :mwb :msb :mgb=338 :183 :665:1234,四、换算施工配合比,mc=mcb=338k/m3 ms= msb *(1+ws)= 6