混凝土配合比设计得步骤
(1)初步配合比得计算
按照已选择得原材料性能及混凝土得技术要求进行初步计算,得出“初步配合比”; (2)基准配合比得确定
经过试验室试拌调整,得出“基准配合比”; (3)实验室配合比得确定
经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其她性能要求,应当进行相应得检验),定出满足设计与施工要求并比较经济得“试验室配合比”(也叫设计配合比); (4)施工配合比
根据现场砂、石得实际含水率,对试验室配合比进行调整,求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比得计算 1)确定配制强度
2)初步确定水灰比值(W/C)
3)选择每1m3混凝土得用水量(W0) 4)计算混凝土得单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp
6)计算1m3混凝土中砂、石骨料得用量 7)书写初步配合比
(1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算:
fcu.v?fcu.k?1.645?(2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时:
fcu,v?0.46fce(C?0.07)W
采用卵石时:
fcu,v?0.48fce(C?0.33)W
(3)选择单位用水量(mW0)
①干硬性与塑性混凝土用水量得确定
a、 水灰比在0、40~0、80范围时,根据粗骨料得品种、粒径及施工要求得混凝土拌合物稠度,其用水量可按表4-20(P104)选取。
b、 水灰比小于0、40得混凝土以及采用特殊成型工艺得混凝土用水量,应通过试验确定。
②流动性与大流动性混凝土得用水量宜按下列步骤进行
a、 以表4-22中坍落度90mm得用水量为基础,按坍落度每增大20mm用水量增加5kg,计算出未掺外加剂时得混凝土得用水量;
b、 掺外加剂时得混凝土得用水量可按下式计算:
mw??mwo(1??)
β为减水率
(4)计算单位水泥用量(mC0)
根据已选定得单位用水量(mW0)及初步确定得水灰比(W/C),可计算出单位水泥用量(mC0):
mco?mwoW/C
(5)选取合理砂率值(βS)
一般应通过试验找出合理砂率,也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比,参考表4-21(P106)选取。
(6)计算砂、石用量(mS0、mG0) ①质量法
即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米得质量mCP′为一固定值,再根据已知砂率,列出关系式(4—9-1)及式(4—9-2):
mc0?ms0?mg0?mw0=mcp?s=ms0?100%ms0?mg0
②体积法
即将混凝土拌合物得体积,瞧成就是各组成材料绝对体积,加上拌合物中所含空气得体积。据此可列关系式(4—10-1):
mc0?c?ms0?s?mg0?g?mw0?w?0.01?=1
再根据已选取得砂率值列出关系式(4—10-2):
?s=ms0?100%ms0?mg0
㈡确定基准配合比得计算 调整得目得:一就是使混凝土拌合物得与易性满足施工需要;二就是使水灰比符合混凝土强度及耐久性要求。 与易性调整
按初步配合比称取表4-24规定得体积时各组成材料得用量,搅拌均匀后测定其坍落度,同时观察其粘聚性与保水性。
当试样调整工作完成后,应测出混凝土拌合物得实际表观密度mCP(kg/m3),并按下式重新计算每立方米混凝土得各项材料用量: mc拌ms拌m??mcpms??mcp cm?mmg拌m?m?mm?m?m?mw拌c拌w拌s拌g拌w拌s拌g拌mg??mcpmw?c拌?mcp表4-24 混凝土试配时最小拌与量 m?m?m?mm?m?m?mc拌w拌s拌g拌c拌w拌s拌g拌骨料最大粒径(mm)31.5以下40拌合物体积(L)1525
㈢确定实验室配合比得计算
方法就是采用调整后得配合比制成3组不同水灰比得混凝土试块:一组采用基准配合比,另外两组配合比得水灰比,宜较基准配合比得水灰比分别增加与减少0、05,用水量应与基准配合比相同,砂率可分别增加与减少1%。
分别将3组试件标准养护28d,根据测得得强度值与相对应得灰水比(C/W)关系,用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应得灰水比,并应按下列原则确定每立方米混凝土得材料用量:
①用水量(mW)在基准配合比用水量得基础上,根据制作强度试件时测得得坍落度或维勃稠度进行调整确定;
②水泥用量(mC) 以用水量乘选定得灰水比计算确定;
③粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比得粗、细骨料用量得基础上,按选定得灰水比调整后确定。
由强度复核之后得配合比,还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(ρc,t)与混凝土拌合物表观密度计算值(ρc,c)进行校正。校正系数为:
?c,t?c,t????c,cmc+ms+mG+mW???c,t??cc,c?100%??2%?c,c
㈣确定施工配合比得计算
假定工地上测出砂得含水率为a%、石子含水率为b%,则将上述试验室配合比换算为施工配合比,其材料称量为: 水泥:
??mC(kg)mC砂子:
??ms(1?a%)(kg)ms石子:
??mG(1?b%)(kg)mG水:
??mw?msa%?mGb%(kg)mw
【例题】某工程制作室内用得钢筋混凝土大梁(不受风雪影响),混凝土设计强度等级为C25,施工要求坍落度为30~50mm,采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。
采用材料:普通水泥,32、5级,实测强度为35、0MPa,密度为3100kg/m3;中砂,表观密度为2650kg/m3,堆积密度为1500kg/m3;碎石,最大粒径20mm,表观密度为2、70g/cm3,堆积密度为1550kg/m3;自来水。试设计混凝土得配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%,卵石含水率为1%,求施工配合比。 解:
(1)确定配制强度。
该施工单位无历史统计资料,查表4-30 (P135),混凝土强度等级为C25时,取σ=5、0MPa。
fcu,o=fcu,k+1、645σ =25+8、2 =33、2(MPa) (2)确定水灰比(W/C)
①利用强度经验公式计算水灰比:
?a?fceW?Cfcu,o??a??b?fce0.46?35?33.2?0.46?0.07?35?0.469?0.47
②复核耐久性 查表4-24 (P127)规定最大水灰比为0、65,因此W/C=0、47满足耐久性要求。
(3)确定用水量(mW0)
此题要求施工坍落度为30~50mm,碎石最大粒径为20mm,查表4-20 (P104)得每立方米混凝土用水量: mW0=195kg
(4)计算水泥用量(mC0)
mC0=mW0×/(C/W)=195/0、47≈414、9(kg)
查表4-24(P127)规定最小水泥用量为260kg,故满足耐久性要求。
(5)确定砂率 根据上面求得得W/C=0、47,碎石最大粒径20mm,查表4-21(P106),选砂率βS=30%。
(6)计算砂、石用量mS0、mG0
① 按质量法:强度等级C20得混凝土,取混凝土拌合物计算表观密度=2400kg/m3,mCP=2400kg,列方程组
?mco?mGo?mSo?mWo?mCP
mSo?S?mSo?mGo
即:
414.9?mgo?mso?195?2400
mso30%??100%mso?mgo
解得: mSO=537、2kg mGO=1253、3kg ②按体积法列方程组 (不使用外加剂α=1)
mc0?c?ms0?s?mg0?g?mw0?w?0.01?=1
?S?即:
mSomSo?mGo
m414.9mgo195??so??0.01?1 3100270026501000 30%?
msomso?m?100%go
解得:mSO=532、3kg mGO=1242、0kg (7)计算初步配合比 ①质量法
mC0:mS0:mG0 :mwo =414、9:537、2:1253、3:195=1:1、29:3、02:0、47 即: W/C=0、47 ②体积法
mC0:mS0:mG0 :mwo =414、9:532、3:1242、0:195=1:1、28:2、99:0、47 即: W/C=0、47
两种方法计算结果相近。 (8)配合比试配、调整
按初步配合比称取15L混凝土拌合物得材料: 水泥 414、9×15/1000=6、22kg 水 195×15/1000=2、93kg
砂子 537、2×15/1000=8、06kg 石子 1253、3×15/1000=18、80kg
①与易性调整 将称好得材料均匀拌与后,进行坍落度试验。假设测得坍落度为20mm,小于施工要求得30~50mm,应保持原水灰比不变,增加5%水泥浆。再经拌与后,坍落度为40mm,粘聚性、保水性均良好,已满足施工要求。 此时(与易性调整后)各材料实际用量为: 水泥 6、22+6、22×5%=6、53kg 水 2、93(1+5%)=3、07kg 砂 8、06kg