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1、莆田砼实验室培训课件之普通混凝土配合比设计、管理与应用 黄启龙 2016年8月,1,目录,目录概述 34设计要领 5设计流程 6设计参数及运算 727试配、调整及确定 2835配合比的管理 36,2,概述,3,普通混凝土的定义 目前我国普通混凝土的定义是按干静观密度范围确定的，即干表观密度为2000Kg/m32800Kg/m3的抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、泵送混凝土和大体积混凝土等均属于普通混凝土范畴。简称混凝土，是指水泥混凝土。设计原则 经济性、和易性、强度、耐久性设计依据 JGJ55-2011 普通混凝土配合比设计规程 华润混凝土管理手册之“配合比管理指引”,概述,4,设计原理 水
2、灰比（水胶比）定律：对于给定的材料，强度只取决于一个因素即水灰比（水胶比）设计公式 fcu，o=Afce（C/W-B）设计的工作内容 为什么称之为“配合比设计”而不叫“配合比计算”呢？这是因为混凝土是多材料组合，它要满足以下要求：1、保证混凝土硬化后的结构强度和所要求的其他性能和耐久性2、满足施工工艺易于操作而又不留隐患的工作性；3、符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料的用量；4、对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；5、在达到要求的同时，设法降低成本。,设计要领,5,四种基本材料 水、胶凝材料、砂子、石子三个比例 水胶比：水和胶凝材料之比 砂率：砂子和总骨料之比 胶骨
3、比：胶凝材料和骨料之比基本规律 1、决定混凝土强度的基本因素是水泥（胶凝材料）的强度和水胶比，胶凝材料确定之后，水胶比是决定因素；2、水胶比确定后，由用水量决定水泥（胶凝材料）的用量；3、砂子和石子是混凝土的骨架，是主体，其用量占混凝土用料量的三分之二以上。砂率由石子的空隙率和水胶比确定。,设计流程,6,第一阶段 根据设计图及施工单位的工艺条件，结合当地当时的具体条件，提出要求，为第二阶段作准备。第二阶段 选用材料、选用设计参数，这是整个设计的基础。材料和参数的选择，决定配合比设计是否合理。第三阶段 计算材料用量。可用重量法或体积法计算。第四阶段 对配合比设计的初步结果，进行试配、调整并加于确
4、定（生产前，应根据库存的砂石含水率作必要的调整，并根据搅拌机的规格确定每盘的投料量）。,设计参数及运算,7,各参数与混凝土性能的关系 三个基本参数：水胶比、用水量、砂率 三个主要性能：强度、耐久性、和易性 水胶比 强度 用水量 耐久性 砂率 和易性,注：粗实线表示直接关系，细实线表示主要关系，虚线表示次要关系。做配合比设计时要掌握主线照顾次线，做好选择。,设计参数及运算,8,强度标准差 1、近13个月强度资料，同一品种、同一强度等级、不小于30组 强度等级不大于C30时，标准差取计算值或3.0Mpa；强度等级大于C30且不小于C60时，标准差取计算值或4.0Mpa。2、当没有近期强度资料时，标
5、准差按下表取值：,设计参数及运算,9,配制强度 1、当设计强度等级小于C60时，配制强度按下式计算 例如：C30，配制强度30+1.6455=38.2Mpa 2、当设计强度等级不小于C60时，配制强度按下式计算 例如：C60，配制强度1.1560=69.0Mpa,设计参数及运算,10,水胶比 当混凝土强度等级小于C60时，水胶比按下式计算,设计参数及运算,11,回归系数的确定 1、通过试验建立强度与水胶比关系式确定；2、当不具备上述试验资料时，可按下表选用：,设计参数及运算,12,胶凝材料28天强度的确定 1、通过试验实测确定；2、当无实测值时，可按下式计算：,设计参数及运算,13,3、粉煤灰
6、和矿渣粉的影响系数：,设计参数及运算,14,例如：设计强度等级为C30；所用水泥为；粉煤灰为II级灰，掺量为20%；矿粉为S95级，掺量为20%；粗骨料为碎石。试计算水胶比参数。解：1、回归系数 分别为0.53和0.20；2、配制强度 为301.645538.2 Mpa；3、胶凝材料28天强度为 0.851.0（1.16 42.5）41.90（Mpa）注：粉煤灰和矿粉影响系数可以保守取值，如：0.80和0.95,设计参数及运算,15,4、水胶比为：（0.5341.90）/38.2+0.530.2041.9 22.21/42.64 0.52,设计参数及运算,16,水胶比的限制 同时应符合GB50
7、0102010混凝土结构设计规范要求,设计参数及运算,17,矿物掺合料最大掺量的限制,福建省地方标准预拌混凝土质量管理标准中的规定,设计参数及运算,18,用水量（未掺外加剂）,设计参数及运算,19,用水量（掺有外加剂）注：外加剂中水的成分须计算到用水量中用水量的限制：DBJ/T13-42:,设计参数及运算,20,胶凝材料用量胶凝材料用量的限制：见下页,设计参数及运算,21,胶凝材料用量的限制：最小：最大：,设计参数及运算,22,外加剂用量 概念：注意“外加剂用量”与“外加剂掺量”的区别，后面说到的矿物掺合料也一样。,设计参数及运算,23,矿物掺合料用量水泥用量,设计参数及运算,24,砂率 1、
8、根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考既有的历史资料确定 2、当无历史资料时，可按以下方式选取：,设计参数及运算,25,粗骨料和细骨料用量 粗骨料用量和细骨料用量的计算有“质量法”和“体积法”，大家明确一点的是：无论是质量法或体积法，均是在计算完以上材料用量之后再进行计算。质量法,设计参数及运算,26,体积法 下面看个体积法的例子,设计参数及运算,27,体积法例子（各材料的静观密度经实验确定）360/3100+80/2400+mg/2640+ms/2640+175/1000+0.01=1 ms/(ms+mg)=0.45 计算结果：水泥360；掺合料80；水175 砂792；石96
9、6 注：举例为了简化，掺合料未区分煤灰和矿粉，外加剂未计入，因为计算过程都是一样的。,试配、调整及确定,28,试配 混凝土配合比设计完成后必须进行试配，其作用是检验配合比是否与设计要求相符。如不相符，应进行调整。试配工作应注意以下几点：1、所用的设备及工艺方法应与生产时的条件相同；2、所使用的骨料应处于干燥状态（砂 0.5%，石 0.2%）；3、每盘的拌合量应搅拌机公称容量的1/4且不大于公称容量，最少不能小于20L；4、试验项目次序：稠度强度用料量，每个项目符合要求后方可安排下个项目的试配和调整。,试配、调整及确定,29,调整塌落度调整 如塌落度小，则一是可以维持原水胶比不变，略微增加用水量
10、（即水泥用量也相关增加）；二是略微提高砂率。如塌落度大，则调整方法与上述相反。粘聚性调整 粘聚性不好一般有两个原因，一是粗骨料过多，水泥砂浆不足；二是水泥砂浆过多（应该是说砂率过大）。应对原配合比仔细分析，针对原因采取调整方法。,试配、调整及确定,30,调整泌水性的调整 泌水性大，有可能会降低混凝土强度，调整措施是减少用水量，但不减水泥用量。注意调整幅度：调整时，每次调整幅度应以1%为限，一次未能解决的，则多次逐步调整，直到符合要求，且每次调整后应重新计算各材料用量。和易性调整合格后，即作为基准配合比，另在基准配合比的基础上以水胶比0.05再各拌制一组试件（砂率可视情况调整），该3组试件的强度
11、将作为后期确定最终水胶比的依据。,试配、调整及确定,31,配合比的确定水胶比的确定 根据上述制作的三组试件的28强度（也可按早期强度推定），绘制强度与胶水比关系图（也可用插值法计算），从而确定水胶比,试配、调整及确定,32,配合比的确定水胶比的确定结果为0.529，稍保守取0.52,38.2Mpa,胶水比1.89，即水胶比0.529,也可用这个公式计算，结果也是胶水比1.89，即水胶比0.529,试配、调整及确定,33,配合比的确定各材料用量的计算 根据以上确定的水胶比（即0.52），计算各原材料用量，并以本配合比拌制验证拌合物表观密度，如实测的表观密度与计算表观密度差值的绝对值不大于2%时，
12、则计算配合比不用调整，若大于2%，则需将各原材料用量再乘以校正系数进行调整。,试配、调整及确定,34,配合比的确定水溶性氯离子的测定 配合比调整后，应测定拌合物的水溶性氯离子含量，且其含量应符合下表要求：,试配、调整及确定,35,配合比的确定一些特殊要求 对于抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土，需注意规范中对诸如骨料含泥量等指标的特殊要求。,配合比的管理,36,日常管理规范要求 生产单位可根据常用原材料设计出常用的混凝土配合比备用，并在启用过程中予以验证和调整，当遇到下列情况之一时，应重新进行配合比设计：1、双混凝土性能有特殊要求时；2、水泥、外加剂或矿物掺合料等原材料品种、质量有显著变化时。注：福建省质量管理标准还要求，每半年进行不少于一次验证。管理手册要求 半年验证、标准差高时验证、平均值低时验证,谢谢大家！,37,
