《砼配合比设计》PPT课件.ppt

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1、五强两比培训班,混凝土配合比设计,概 述,混凝土是一种由水泥、砂、石骨料、水及其它外加材料按一定比例均匀拌和，经一定时间硬化而形成的人造石材。在混凝土中，砂石起骨架作用称为骨料，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌和物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。,混凝土的分类,（一）按照混凝土表观密度分类（二）按照不同工程的用途分类（三）按照胶凝材料的种类不同分类（四）按照施工工艺的不同分类,不同表观密度,1、特重混凝土：干表观密度大于2800kg/m3的混凝土。2、普通混凝土：干密度为20002800 kg/m3的混

2、凝土。3、轻骨料混凝土：干密度小于1900 kg/m3的混凝土。,不同胶凝材料,水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。不同施工工艺泵送混凝土、喷射混凝土、自流平混凝土等。,砼基本性能,1、砼拌合物性能（工作性能）2、砼力学性能3、砼耐久性能,1、稠度干硬性砼：维勃稠度 坍落度塑性砼：坍落度流动性砼：坍落度 流动度2、凝结时间3、保水性（泌水率）4、含气量,砼拌合物性能（工作性能）,砼力学性能,1、抗压强度2、抗折强度3、劈拉强度4、疲劳强度,砼耐久性能,1、抗渗等级2、抗冻融等级3、体积变化（收缩率、膨胀率等）4、抗碳化性能5、抗腐蚀性能a、电通量、氯离子渗透系数b、硫酸盐侵蚀,

3、普通砼配合比设计规程,JGJ55-2000,一、目的及适用范围 二、配合比设计的基本资料 三、设计方法和步骤 四、有特殊要求的混凝土配合比设计 五、粉煤灰混凝土配合比设计 六、配合比计算实例,普通混凝土配合比设计应以满足设计和施工要求，确保混凝土工程质量且达到经济合理为原则。按原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经实验室试配调整后确定。本方法适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土的配合比设计。,目的及适用范围,配合比设计的基本资料,1、混凝土设计要求：满足砼结构设计的强度要求、砼拌和物具有适应施工的流动性和良好的和易性、耐久性的要求、经济、节约的要求；2、工程特征（工程所处环

4、境、结构断面、钢筋最小净距等）；3、水泥品种和强度等级；4、砂、石的种类规格、表观密度及石子最大粒径；5、施工方法。,设计方法和步骤,（一）基本参数（二）理论配合比的设计与计算（三）试配(四)配合比的调整与确定,基本参数,1、水灰比w/c；2、每立方米砼用水量mw；3、每立方米砼水泥用量mC；4、砂率S：砂与骨料总量的重量比；5、每立方米砼砂用量mS；6、每立方米砼石用量mg。,理论配合比的设计与计算,1、混凝土配制强度的确定2、计算水灰比3、确定每立方米混凝土用水量4、计算每立方米混凝土水泥用量5、确定混凝土砂率6、计算粗骨料和细骨料用量,混凝土配制强度的确定,fcu.0fcu.k+1.64

5、5 fcu.k 混凝土立方体抗压强度标准值 1.645强度保证率为95%混凝土强度标准差,的取值,1、有统计资料(25组数据)时按统计数据 C25、C20 2.5MPa C30 3.0MPa2、无统计资料时,按GB50204结构验收规范 C35 4.0 MPa 5.0 MPa 6.0 MPa,计算水灰比w/c,w/c=（a fce）/（fcu.0 a b fce）,1、砼强度与灰水比成正比（fcu=Ac/wB），大等于C60时由于水泥的水化程度不同，强度与灰水比的关系不能再延伸,即线性关系较差，分散性较大，故该公式仅适用于强度等级小于C60的混凝土；2、fce=c fceg fce为28天抗压

6、强度实测值或富余系数乘以水泥抗压强度标准值。,3、回归系数a、b可通过试验建立水灰比与混凝土强度关系式确定，当无统计资料时可按下表取,水灰比限值,根据混凝土使用时所处的环境条件，考虑其满足耐久性要求所必要的水灰比，在进行混凝土配合比设计时混凝土的最大水灰比（或水胶比）应符合本标准中表的规定，C15及以下等级除外。,确定每立方米混凝土用水量mw0,1、根据砼的坍落度、粗骨料品种、粒径查本标准表4.0.1-1和；2、数值修正 1）根据砂的细度修正 细砂+（510kg）粗砂（510kg）,2）根据坍落度值修正以表中坍落度90mm的用水量为基础，坍落度每增加20mm，用水量增加5kg。95110mm+

7、5kg 115130mm+10kg 135150mm+15kg 155170mm+20kg,3）根据外加剂和掺和料修正 mwa=mw0（1）外加剂减水率应经试验确定,计算每立方米混凝土水泥用量mC0,mC0=mw0/（W/C）,水泥用量限值,根据混凝土使用时所处的环境条件，考虑满足耐久性要求所必要的最小水泥（或胶粉料）用量，在进行混凝土配合比设计时混凝土的最小水泥用量应符合本标准中表的规定，C15及其以下等级除外。,确定混凝土砂率S,1、以坍落度为1060mm的砼为基准,根据粗骨料品种、粒径、水灰比按本标准表4.0.2选取；2、数值修正1）坍落度大于60mm 时，坍落度每增加20mm，砂率增加

8、1%；,2）根据砂的细度修正 细砂：砂率减小 粗砂：砂率提高3）骨料级配较差时，砂率增大；4）薄壁构件，砂率取大值。,例 题,1、当配制水泥混凝土用砂由粗砂改为中砂时，其砂率（）。A应适当减小；B不变；C应适当增加；D无法判定答案：A,2、水泥混凝土配合比设计时，砂率是依据（）确定的。A粗骨料种类 B混凝土设计强度C粗骨料最大粒径 D混凝土水灰比答案：A、C、D,3、判断：砂率越大，拌合物流动性越好。答案：错误 当砂率过大时，骨料的总表面积和空隙率均增大，当混凝土中水泥浆量一定的情况下，骨料颗粒表面积将相对减薄，拌合物就显得干稠，流动性就变小。,计算粗骨料和细骨料用量,粗骨料用量：mg0 细骨

9、料用量：ms0 1、重量法假定容重法 2、体积法以1立方米混凝土计算,重 量 法,1、假定混凝土拌合物容重为23502450kg/m3 2、则mc0mg0ms0mw0=mcp s=ms0/(ms0mg0)100%,体 积 法,mc0/cmg0/gms0/smw0/w0.01=1 s=ms0/(ms0mg0)100%c：2900-3100kg/m3；g：按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；s：按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；w：1000kg/m3；：含气量百分数，使用非引气型外加剂时=1,试 配,1、试配时应采用与工程现场相同的原材料和搅拌方法，且每盘最小搅拌量不

10、少于搅拌机额定量的25%;2、按理论配合比试拌，并根据拌合物性能作出调整（保证水灰比不变，调整用水量或砂率），得出强度试验用的基准配合比；,、为找出灰水比与强度的关系式，采用三个水灰比进行试配，水灰比在基准水灰比基础上0.05，用水量相同，砂率可相应增减1%；试拌配合比(A)基准配合比(B)试拌配合比(C)w/c+0.05 w/c w/c-0.05 w w w s+1%s s-1%,、不同水灰比拌合物坍落度值超过允差时，可调整用水量；5、记录拌和物坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性与表观密度（容重）是否符合要求。6、每种配比至少制作一组试件，标养至28天抗压，或用早期强度推定。,拌合物性能影响因

11、素,混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，流动性就大。反之则小。在保持混凝土水泥用量不变得情况下，减少拌合用水量，水泥浆变稠，水泥浆的粘聚力增大，使粘聚性和保水性良好，而流动性变小。增加用水量则情况相反。,加水过多，水灰比过大，水泥浆过稀，这时拌合物虽流动性大，但将产生严重的分层离析和泌水现象，并且严重影响混凝土的强度和耐久性。当混凝土加水过少时，即水灰比过低，不仅流动性太小，粘聚性也因混凝土发涩而变差，在一定施工条件下难以成型密实。,例题1、试拌时，当发现砼拌合物坍落度或粘聚性、保水性不佳时，可通过下列哪一种手段调整配合比？()(A)保持水泥用量不变，增加用水量(B)保持用水

12、量不变，增加水泥用量(C)保持用水量不变，调整砂率(D)保持水灰比不变，调整砂率答案：D,2、判断：为了增加混凝土拌和物流动性，可直接加水。答案：错,配合比的调整与确定,1、确定灰水比2、确定每立方米混凝土的材料用量3、校正,确定灰水比,根据得出的各组砼强度与相对应的灰水比关系,用作图法或计算法,求出砼配制强度(fcu.0)相对应的灰水比数值。或者选三个（或多个）强度中的一个所对应的灰水比，该强度大等于配制强度。,灰水比与强度的直线关系式,确定每立方米混凝土的材料用量,1、用水量可在基准配合比用水量基础上，根据制作强度试件时坍落度进行微调整；2、水泥用量应以用水量乘以选定的灰水比；3、粗、细骨

13、料用量可在基准配合比基础上，按选定的水灰比进行微调整。,校 正,当容重实测值与计算值之差超过计算值2%时，应进行调整，各类材料用量应乘以校正系数。校正系数=c，t/c，c 即实测值/计算值,重新进行配合比设计的情况,下列情况应重新设计：1、砼性能指标有特殊要求2、水泥、外加剂、掺合料品种、质量有显著变化3、该配合比生产间断半年以上,有特殊要求的混凝土配合比设计,（一）抗渗混凝土（二）抗冻混凝土（三）高强混凝土（四）泵送混凝土（五）大体积混凝土,抗 渗 砼,一、对原材料的要求1、骨料含泥量和泥块含量给予限制；2、粗骨料宜连续级配，最大粒径不宜大于40mm；3、宜采用膨胀剂、防水剂、引气剂、减水剂

14、等，掺用矿物掺合料。,二、对配合比的要求1、水泥与矿物掺合料总量不小于320kg；2、砂率宜为35%-45%；3、最大水灰比要求4、宜采用最大水灰比的配合比作抗渗试验 PtP/10+0.2,高 强 砼,一、对原材料的要求1、水泥：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；2、粗骨料的粒径、针片状、含泥量、泥块含量，以及细集料的细度、含泥量、泥块含量等指标对高强砼各项性能有显著的影响，因此对骨料提出严格的指标要求；3、外加剂与矿物掺合料是配制高强砼必不可少的组成材料。,二、对配合比的要求1、水灰比、砂率、掺合料、外加剂应通过试验确定；2、用水量可同普通强度等级的配合比；3、水泥总量550kg/m3，胶凝材料总

15、量600kg/m3；4、强度试验用配合比除基准配合比外其余水灰比应分别增加和减少0.02-0.03。,配合比示例,华福商贸中心C60、C80泵送高强砼配合比使用的原材料：炼石水泥,中砂Mx=2.81,碎石0.53cm kg/m3 水 水泥 粉煤灰 磨细矿渣 砂 碎石 TW-7泵送剂 坍落度C60 165 480 120 0 623 1062 15 1820cmC80 165 420 0 180 623 1062 15 1820cmC60砼40组试件 mfcu=68.4MPa Sfcu=6.21MPa fcu.min=58.7MPa C80砼11组试件 mfcu=86.8MPa Sfcu=3.6

16、6MPa fcu.min=80.7MPa,泵送混凝土,一、对原材料的要求1、水泥不宜用火山灰质硅酸盐水泥；2、粗骨料宜连续级配，针片状不大于10%，最大粒径的要求；3、宜采用中砂，通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%。4、应掺用泵送剂或减水剂、以及粉煤灰或其它活性矿物掺合料。,二、对配合比的要求1、试配时应考虑坍落度损失 Tt=Tp+T；2、水胶比不大于0.603、胶凝材料300kg/m34、砂率3545%5、掺引气型外加剂时，含气量不宜大于4%。,大体积混凝土,一、对原材料的要求1、应选用低热水泥，采用硅酸盐水泥或普硅水泥时应掺缓凝剂；2、掺缓凝剂、减水剂或减少水化热的掺合料。,二

17、、对配合比的要求1、在保证坍落度和强度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，尽可能降低每立方米砼的水泥用量。2、要求进行水化热的验算和测定。,粉煤灰混凝土配合比设计,掺粉煤灰目的：节省水泥、改善混凝土性能（拌合物和易性、混凝土耐久性等）。粉煤灰混凝土应用技术规范 GBJ146-90,1、超量取代法：等强条件下，粉煤灰量超过取代的水泥量。一部分取代水泥，另一部分取代砂。2、等量取代法：粉煤灰量取代等量的水泥。调节超强砼的强度以节省水泥。3、外加法：额外加入混凝土中，仅为改善混凝土和易性。,超量取代法,1、根据砼种类和粉煤灰质量选取取代水泥率（f）和超量系数（k）。则 mf=mc0fk mc=m

18、c0（1f）,2、粉煤灰超量部分的体积Ve=mc0f（k1）/f 扣除等体积砂后ms=ms0Ves=ms0 mc0f（k1）s/f f：2200kg/m3,配合比计算实例,例题一某工程为七层框架结构，砼梁板设计强度等级为C25，使用的材料如下:(1)42.5普通硅酸盐水泥（富余系数1.13）(2)细度模数2.6的河砂(3)531.5mm的卵石施工坍落度要求为3050mm，根据经验可确定用水量为160kg/m3，砂率33%，请计算出每立方米砼各材料用量。,1、计算试配强度当无统计数据时，C25砼=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=25+1.6455.0=33.2MPa,2、计算水灰

19、比w/c=afce/（fcu.o+abfce）=0.481.1342.5/（33.2+0.330.481.1342.5）=0.56（满足干燥环境钢砼最大水灰比要求）,3、计算每立方米水泥用量mw0=160kg/m3mc0=mw0/(w/c)=160/0.56=286kg/m3（满足干燥环境钢砼最小水泥用量要求）,4、重量法计算各材料用量mc0+mw0+ms0+mg0=2400ms0/(ms0+mg0)=33%解得：mw0=160kg/m3 mc0=286kg/m3 ms0=622kg/m3 mg0=1262kg/m3mw0：mc0：ms0：mg0=0.56：1：2.17：4.41,例题二 某工

20、程欲配C35砼，坍落度为80mm，工程中使用炼石.42.5水泥（富余系数1.13）；闽江细砂，细度模数为2.2；河卵石，粒级531.5mm。查表后，经调整得出用水量为185kg/m3，砂率为32%，试计算配合比。,1、计算试配强度当无统计数据时，C35砼=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=35+1.6455.0=43.2MPa,2、计算水灰比w/c=afce/（fcu.o+abfce）=0.481.1342.5/(43.2+0.480.331.1342.5）=0.45,3、用水量mw0=185kg/m3。4、计算水泥用量 mc0=mw0/(w/c)=185/0.45=411kg/

21、m3（水灰比及水泥用量均符合标准要求）,5、按重量法计算基准配合比 2400=mc0+mw0+ms0+mg0 s=ms0/(ms0+mg0)=32%解得：ms0=577kg/m3 mg0=1227kg/m3,6、计算试拌配合比,7、计算每盘材料用量 每盘搅拌25L，则各材料用量为：,8、经试配后，A、B、C三组的7天砼强度分别为33.1MPa、30.7MPa、29.7MPa，7天强度推算28天强度的推算公式为f28=1.47f7,计算出C35砼的配合比。,9、作图求对应试配强度的c/w经作图得出试配强度为43.2MPa时c/w=2.14,10、计算配合比mw=185kg/m3 s=32%w/c

22、=1/2.14=0.47mc=mw/（w/c）=394kg/m3ms0=(2400394185)32%=583kg/m3mg0=1239kg/m3,例题三 某工程砼设计等级为C30，采用泵送施工，坍落度要求为160mm，使用的原材料如下：水泥为42.5级，富余系数1.13，碎石0.52cm，中砂、掺减水率为18%的高效减水剂（掺量0.5%），粉煤灰为II级灰（取代率为15%，超量系数1.4），试设计该工程的砼配合比。,一、计算基准配合比1、计算试配强度无统计数据时，C30砼=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=30+1.6455.0=38.2MPa,2、计算水灰比w/c=afce/

23、（fcu.o+abfce）=0.461.1342.5/（38.2+0.460.071.1342.5）=0.56 符合泵送混凝土水灰比限值要求。,3、查表，当坍落度为90mm时，mw0=215kg/m3 则坍落度为160mm时，mw0=215+20=235kg/m3 mwa=235(1)=193kg/m3 mc0=mwa/（w/c）=193/0.56=345kg/m3符合泵送混凝土最小水泥用量要求。,4、查表坍落度为60mm时砂率为38%（采用线性插入法），则坍落度为160mm时s=38%+5%=43%符合泵送混凝土砂率要求。,5、体积法计算基准配合比(mc0/c+mw0/w+mg0/g+ms0

24、/s)+0.01=1ms0/（ms0+mg0）=s（345/3100+193/1000+(ms0+mg0)/2650）+0.01 1=1ms0/（ms0+mg0）=43%得ms0=781kg/m3 mg0=1036kg/m3,6、超量取代法计算取代后水泥用量 mc=mc0（1f）=345（115%）=293kg/m3粉煤灰用量mf=mc0fk=34515%1.4=72kg/m3,7、取代后砂用量 粉煤灰超量部分的体积应在砂料中扣除同体积的砂重ms=ms0 mc0f(k1)/f s=7813450.15（1.41）/2200 2650=756kg/m3,8、外加剂掺量为（mc+mf）0.5%=1.82 kg/m39、砼配合比为：mw：mc：ms：mg：mf：ma=193：293：756：1036：72：1.82,