混凝土配合比设计的步骤.docx

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1、混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值 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

2、) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 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+1.645s(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) 干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.400.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20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。

3、流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： mwa=mwo(1-b)1 为减水率 (4)计算单位水泥用量(mC0) 根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水灰比(W/C)，可计算出单位水泥用量(mC0)： mco=mwoW/C (5)选取合理砂率值(S) 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选取。 (6)计算砂、石用量(mS0、mG0) 质量法 即假定混凝土拌合物在振捣

4、密实状态下每立方米的质量mCP为一固定值，再根据已知砂率，列出关系式(49-1)及式(49-2)： mc0+ms0+mg0+mw0mcpbsms0100ms0+mg0体积法 即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。据此可列关系式(410-1)： mc0rc+ms0rs+mg0rg+mw0rw+0.01a1再根据已选取的砂率值列出关系式(410-2)： bsms0100ms0+mg0确定基准配合比的计算 调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度及耐久性要求。 和易性调整 按初步配合比称取表4-24规定的体积时各组成材料的

5、用量，搅拌均匀后测定其坍落度，同时观察其粘聚性和保水性。 当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)，并按下式重新计算每立方米混凝土的各项材料用量： mc拌ms拌m=mcpms=mcp cm+m+m+mm+m+m+mc拌w拌s拌g拌c拌w拌s拌g拌 mg拌 mw拌mg=mcpmw=mcp mc拌+mw拌+ms拌+mg拌mc拌+mw拌+ms拌+mg拌 2 表4-24 混凝土试配时最小拌和量 骨料最大粒径(mm)31.5以下40拌合物体积(L)1525确定实验室配合比的计算 方法是采用调整后的配合比制成3组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配合比，另外两组配合比的

6、水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。 分别将3组试件标准养护28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量： 用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定； 水泥用量(mC) 以用水量乘选定的灰水比计算确定； 粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比调整后确定。 由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(

7、c,t)和混凝土拌合物表观密度计算值(c,c)进行校正。校正系数为： d=rc,trc,t=rc,cmc+ms+mG+mWrc,t-rcc,c100%=2%rc,cx=确定施工配合比的计算 假定工地上测出砂的含水率为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： 3 =mw-msa%-mGb%(kg)mw某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为3050mm，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，3

8、2.5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。试设计混凝土的配合比(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 ，混凝土强度等级为C25时，取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =25+8.2 =33.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C) 利用强度经验公式计算水灰比： aafceW=Cfcu,o+a

9、aabfce0.4635=33.2+0.460.0735=0.469=0.47 复核耐久性 查表4-24 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3050mm，碎石最大粒径为20mm，查表4-20 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)=195/0.47414.9(kg) 查表4-24，选砂率S=30%。 (6)计算砂、石用量mS0、mG0 按质量法：强度等级C20的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度=2400kg/m3，mCP=2400kg，列方程组 mco

10、+mGo+mSo+mWo=mCPmSobS=mSo+mGo4 即： 414.9+mgo+mso+195=2400mso30%=100%mso+mgo解得： mSO=537.2kg mGO=1253.3kg 按体积法列方程组 mc0rc+ms0rs+mg0rg+mw0rw+0.01a1bS=即： mSomSo+mGom414.9mgo195+so+0.01=1 3100270026501000 30%=msomso+m100%go解得：mSO=532.3kg mGO=1242.0kg (7)计算初步配合比 质量法 mC0：mS0：mG0 ：mwo =414.9：537.2：1253.3：195=

11、1：1.29：3.02：0.47 即： W/C=0.47 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混凝土拌合物的材料： 水泥 414.915/1000=6.22kg 水 19515/1000=2.93kg 砂子 537.215/1000=8.06kg 石子 1253.315/1000=18.80kg 和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为20mm，小于施工要求的3050mm，应保持原水灰比

12、不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为40mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。 此时各材料实际用量为： 水泥 6.22+6.225%=6.53kg 水 2.93=3.07kg 砂 8.06kg 5 石 18.80kg M拌=6.53+3.07+8.06+18.80=36.46kg 并测得每立方米拌合物质量为mCP=2420kg/m3 调整后各材料用量： mco=6.532420=434.62kg36.4 mso=mgo=8.062420=535.0kg36.4 18.802420=1247.82kg36.4 mwo=3.072420=203.7kg36.4 强度调整 方法如前所述，

13、 采用： W/C=0.42、 W/C=0.47和 W/C=0.52三个水灰比，测得表观密度分别为：2415kg/m3、2420kg/m3、2425kg/m3。强度实测结果如下： W/C0.420.470.52绘出fcuo与C/W的关系图 C/W2.382.131.92强度实测值MPa38.635.632.6从图上找出恰好满足要求的fcuo =33.2MPa对应的灰水比C/W=2，即W/C=0.5。修正每1m3混凝土各材料的用量：水203.7kg，水泥 mco=203.72=407.4kg砂535.0kg，石子1247.8kg 。该配合比为最佳配合比。 6 按照所确定的最佳配合比重新试配，并检验

14、新拌混凝土的表观密度为2412kg/m3。计算该混凝土的表观密度： rc,c=203.7+407.4+535.0+1247.8=2393.7kg/m3则其配合比校正系数为 rc,t2412d=1.008rc,c2393.7x=rc,t-rcc,c2412-2393.7100%=0.8%2%rc,c2393.7无需调整！ 则前面计算的配合比即为确定的设计配合比， mCmS：mG：mw =407.4535.01247.8：203.7 =11.313.06：0.5 试验室配合比见下表： 材料名称水泥砂碎石水1m3混凝土拌合物各材料用量(kg) 470.45351247.8207.3质量配合比 11.

15、313.060.5(10)施工配合比 1m3拌合物的实际材料用量(kg)： mC=mC=407.4kg mS=mS(1+a%)=535(1+3%)=551.0kg mG=mG(1+b%)=1247.8(1+1%)=1260.2k mW=mW-mSa%-mGb%=207.3-5533%-1247.81%=175.2kg 习题一： 1、施工中制作一组标准混凝土立方体试件，经标准养护28d，上机进行力学性能试验，测得抗压破坏荷载分别为765kN、770 kN、820 kN，试判断该混凝土的强度等级。 2、某混凝土试配调整后，各材料的用量分别为水泥3.1kg,砂6.5kg，卵石12.5kg，水1.8k

16、g，3测得拌合物的表现密度为2400kg/m。 3计算1m混凝土中各种材料的用量？ 用2袋水泥拌制混凝土时，其他材料的用量分别为多少。 7 3.混凝土计算配合比为12.134.31，水灰比为0.58，在试拌调整时，增加了10的水泥浆用量。试求该混凝土的基准配合比；若已知以基准配合比配制的混凝土，每m3需用水泥320kg，求1m3混凝土中其他材料的用量。 习题二 某工程制作室内用的钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30，施工要求坍落度为5070mm，采用机械振捣。该施工单位强度。 采用材料：普通水泥，42.5级，实测强度为48.0MPa，密度为3150kg/m3；中砂，表观密度为2600kg/m3，堆积密度为1500kg/m3；碎石，最大粒径40mm，表观密度为2.65g/cm3，堆积密度为1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为2%，卵石含水率为1%，求施工配合比。 8