5混凝土配合比设计.ppt

1、4.8 普通混凝土的配合比设计,一 、配合比设计的目的 使混凝土满足下列四项要求： 拌合物的和易性 硬化后在规定龄期的强度 耐久性 尽可能地经济和环保,二、配合比设计的任务,确定各组分材料 之间的比例： 水泥(或水泥矿物外加剂)用量 单位用水量 砂率与骨料用量 化学外加剂用量,三、配合比表示方法,生产每立方米混凝土所需要的各组分材料用量 1立方米混凝土中各种材料的质量(kg/m3) 例如：水泥(? )kg/m3 、水(? )kg/m3 、砂(? ) kg/m3 、石子(?) kg/m3 。 各种组成材料的质量比，取水泥为1，其它材料除以水泥用量，就得出比例关系 例如：水泥:砂:石 C:S:G1

2、: 2.45: 3.95 水:水泥W/C 0.60 在现场施工时，可根据搅拌机的实际容积，以每次实际投料量表示。,四、 配合比设计的依据,满足施工条件的拌合物的和易性 满足工程设计要求的技术性能 配制强度 耐久性 施工企业的生产管理水平材料的变异性,1)拌合物的和易性,2)配制强度,fcu,t fcu,k + t 式中：fcu,t 混凝土配制强度； fcu,k 设计混凝土立方体抗压强度标准值； t 保证率系数； 混凝土强度标准差(MPa),取决于强度保证率，表323,取决于施工企业的生产管理水平和设计的混凝土强度等级！,3) 耐久性,耐久性要求所依据的条件： 服役环境等级：干燥、潮湿、温度变化

3、范围、海洋、化学介质的种类与浓度、室内、室外等； 结构物类型：素混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土等。 满足耐久性需要控制的设计参数： 最大水灰比； 最小胶凝材料用量(水泥矿物外加剂)； 骨料的种类与组成。,控制三参数： 水灰比：拌合物的用水量与水泥用量之比 单位用水量：在水灰比一定时，反映了水泥浆体与骨料用量之比浆骨比 砂率：砂用量/砂石骨料总用量之比 化学（矿物）外加剂的种类与掺量 算料二基准 每立方米混凝土拌合物中各材料用量(kg )，以质量计 骨料以干燥状态质量为基准， 含水率：细骨料0.5%，粗骨料0.2%,确定单位用水量,1)干硬性和塑性混凝土用水量的确定： A.水灰比在0.40

4、0.80范围内，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌和物稠度，其用水量可按表4-18选取。 B.水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。 2)流动性和大流动性混凝土的用水量按表4-18选取。,确定水灰比,鲍罗米公式： fcu = a fce ( C/W b ) fcu混凝土28d抗压强度(MPa) fce 水泥的实测强度(MPa) C/W灰水比 a 、b 与骨料种类有关的回归系数： 对于卵石： a0.48 ; b 0.33; 对于碎石： a0.46 ; b 0.07。,确定合理砂率,1)当无历史资料可参考时，可根据粗骨料品种、最大粒径、砂的细度模数及水

5、灰比按表3-25选用。 2)坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在上表的基础上，按坍落度增大20mm，砂率增大1%加以调整。 3)坍落度小于10mm的混凝土，其砂率经试验确定。,合理的砂率应根据施工工艺对拌合物坍落度的要求等参数确定(坍落度越大、砂率越要大，以避免发生离析，如自密实混凝土的砂率要到50%)。,根据上述砂率确定原理，可列出砂率计算公式： Sp = S /(S+G) = K os P /(os P + og ) 式中：Sp 砂率(%) S、G 每立方米中砂和石的用量； os、 og 砂和石子的堆积密度 P 石子空隙率(%)； K砂浆剩余系数，一般取1.11.4。,体积

6、法： 石/石 + 砂/砂+ 水泥/ 水泥+ 水/ 水+10a=1000L ( 砂/ 砂 + 石)100% =砂率% ：密度；a：含气量,计算粗细骨料用量的方法,质量法(假定表观密度法)： 石 + 砂 + 水泥 + 水 = 2400 ( 砂/ 砂 + 石)100% =砂率%,五、配合比设计步骤,几个基本概念 初步配合比 由理论计算得出的配合比 基准配合比 根据初步配合比，用实际原材料，经实验室试配、调整，满足和易性要求的配合比 试验配比 根据基准配合比，用实际原材料，经实验室试配、调整满足和易性和强度的配合比 施工配合比 根据试验配合比和现场骨料的含水状态，进行校正得出的可供生产、施工的配合比。

7、,计算初步配比 满足和易性 确定基准配比 满 足 和 易 性 和 强 度 确定施工配比 含水率 确定试验配比,配合比设计步骤,步骤一：根据设计强度值，用公式415 ，计算出水灰比，再查表417，根据满足耐久性要求的最大水灰比，取二者的最小值，确定水灰比。,步骤二：根据下列因素，选择石子最大粒径 Dmax 构件最小断面尺寸(小于1/4)； 钢筋最小间距(不大于3/4)； （泵管直径、路面平整度；抗冲击、疲劳强度、经济）,步骤三：根据工程所用施工工艺、配筋密集程度和捣实条件，选择坍落度或VB稠度，再由坍落度或VB稠度和石子最大粒径、粒形和级配，查表418确定单位用水量。,步骤四：根据单位用水量和水

8、灰比，计算胶凝材料和水的用量,步骤四：根据粗骨料品种、最大粒径、砂的细度模数及水灰比，查表419选择合理砂率,步骤五：根据胶凝材料与水的用量、砂率和含气量，计算粗细骨料用量,步骤六：根据骨料含水率和试拌情况，对配合比进行调整。,配合比的调整,根据骨料含水率，调整骨料用量： 在施工现场或者预拌混凝土生产厂，骨料通常的含水状态波动较大，因此需要根据测定的实际含水量对配合比用水量进行调整，并增减骨料的用量(主要是砂子含水量波动大)。,根据试拌情况，全面调整配合比： 以上配合比设计过程有许多经验值，与实际所用材料存在一定的差异，还必须通过用上述步骤所得配合比，称取各组成材料进行试拌检测工作度，并制备试

9、件检测强度，以获得符合实际所用材料和施工环境条件的混凝土配合比。,1.基准配合比的调整,1)检验试配混凝土的和易性，进行配合比调整 A. 如果坍落度太小，则应保持水灰比不变，适当增加水泥浆的量(C+W)； B. 如果坍落度太大、或粘聚性不好、或泌水性太大，则适当增加砂率(S)； C. 如果坍落度过大，适量增加砂石用量(S+G)。 在根据实测的混凝土的表观密度，对假定表观密度和材料用量进行调整，由此得出混凝土的基准配合比。,2)检验试配混凝土的强度，对水灰比进行校核： A. 检验混凝土强度时，至少选择三个水灰比，即基准水灰比0.05，砂率0.01，但单位用水量不变，分别计算材料用量，拌制混凝土，

10、分别检验拌合物的和易性和表观密度，并制作试块，标准养护28d后，测试试块的强度。 B.用作图法或计算法求出与试配强度相对应的水灰比。,2.试验配合比的确定,（1）根据上述试配混凝土的和易性和强度测量结果，确定试验配合比。 A.用水量 W，取基准配合比中的用水量，根据制作强度试件时，测得的混凝土坍落度调整； B.水泥用量C，由用水量乘以达到试配强度的灰水比； C.砂、石用量S和G，取基准配合比中的砂石用量，并按水灰比值调整。,（2）根据测得的表观密度，进行调整: A.算出混凝土的计算表观密度，计 = C+S+G+W ; B.由实测的表观密度与计算表观密度，求出修正系数 =计/实 如果 2%，则以

11、上定出的配合比中各种材料用量，即得基准配合比； 如果2%，则以上定出的配合比就是基准配合比。,3.施工配合比的确定,计算配合比是以干燥状态的骨料为基准的，指细骨料的含水率小于0.5%，粗骨料的含水率小于0.2%，如果粗、细骨料的含水率大于此值，则应进行调整。若砂的实际含水率为a%,，石的实际含水率为b%, 则：砂的实际用量 S = S(1+a%) 石的实际用量 G= G(1+b%) 水的实际用量 W= WSa%Gb% 由此得到的即为混凝土施工的实际配合比： C、W、S、G。,1)由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份，而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著；后者则在许多场合下掺量很大，甚至超过水泥，因此其品质在胶凝材料中起主导作用； 2)复杂多变的环境和工程需要多组分复合：多级配的骨料，不同类