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1、第六节 普通混凝土的配合比设计,一、基本要求二、配合比的三大参数三、配合比设计的步骤,一、基本要求,任务：是根据原材料的技术性质及施工条件合理选择原材料，并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。,一、基本要求,基本要求：满足混凝土结构设计强度要求。满足施工所要求的混凝土拌合物和易性要求。满足在使用条件下的耐久性要求节约水泥，节约能耗，降低成本。,二、配合比的三大参数,主要是反映水泥、水、砂、石四项基本材料的比例关系。W/C Sp W,三、配合比设计的步骤,1、初步配合比计算2、配合比的试配、调整与确定3、施工配合比,三、配合比设计的步骤,例：某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C2
2、0，钢筋密度一般，混凝土的强度保证率95%，要求施工坍落度3 5 cm。原材料的情况如下：矿渣硅酸盐水泥，fce=44MPa，c=3.08Kg/m3 河砂，Mx=2.1,s=2680Kg/m3，。s=1450Kg/m3 碎石，粒级5 20mm，g=2720Kg/m3，。g=1520Kg/m3 自来水,三、配合比设计的步骤,（一）初步配合比计算1、计算设计强度 fcu=fcuk-t fcu=fcuk+1.645=20+1.6455.0=28.225 MPa,三、配合比设计的步骤,2、确定W/C（1）满足强度的W/C fcu=A fce（C/W-B）28.225=0.48 44(C/W-0.52)
3、W/C=0.54（2）满足耐久性的要求 最大W/C=0.7，所以 W/C=0.54,三、配合比设计的步骤,3、1m3混凝土用水量（1）根据工程种类、施工条件选择坍落度T。（2）查表，得W。,W。=195kg细砂增加510kg，所以W。=200kg,4、水泥用量C。C。=W C/W=200 1.85=370 kg/m3查表得最小水泥用量为250 kg/m3，所以 C。=370 kg/m3,三、配合比设计的步骤,5、砂率Sp：应根据混凝土拌合物的和易性来确定。（1）查表法（2）实验法（3）公式法,查表得Sp=0.357因是细砂降低35%，所以 Sp=32%,Sp图水泥浆用量一定,SpC图T相同,三
4、、配合比设计的步骤,6、砂、石用量S。G。（1）绝对体积法 C。/c+S。/s+G。/g+W。/w+10=1000 S。/（S。+G。）=Sp（2）假定表观密度法 C。+S。+G。+W。=。h S。/（S。+G。）=Sp,得：S。=584kg G。=1244kg,三、配合比设计的步骤,7、混凝土配合比：（1）1m3混凝土用量：C。=370kg S。=584kg G。=1244kg W。=200kg（2）比例法 C：S：G=1：1.64：3.49 W/C=0.56,砼拌和物坍落度的测定,三、配合比设计的步骤,(二)配合比的试配、调整与确定1、坍落度的调整（1）坍落度大，保持砂率不变，提高沙石的用
5、量。（2）坍落度小，保持水灰比不变，提高水泥浆的用量。,三、配合比设计的步骤,(二)配合比的试配、调整与确定2、所作的配合比的强度不一定满足要求。应调整水灰比，采用三个配合比。其中一个是基准配合比，另外的两个配合比的水灰比分别增减0.05，用水量不变，砂率适当调整。当W/C0.05时，采用中砂时砂率23%，细砂时12%，特细砂时0.51%。三个配合比测28天抗压强度，选取一个最佳的，若三个均不满足，则使用作图法。,三、配合比设计的步骤,(二)配合比的试配、调整与确定3、校正。h实=。h计 当。h实与。h计之差的绝对值不超过。h计的2%时，以上定的配合比即为确定的设计配合比；若二者之差超过2%时
6、，则将以上混凝土配合比的各材料的用量均需乘以校正系数，从而定出设计配合比。,三、配合比设计的步骤,（三）施工配合比 C=C。(kg)S=S。(1+Ws)（kg）G=G。(1+Wg)（kg）W=W。-S。Ws-G。Wg（kg）,滑模混凝土,某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C30，钢筋密度一般，混凝土的强度保证率95%，要求施工坍落度 3 5 cm。原材料的情况如下：425#矿渣硅酸盐水泥，c=3.08Kg/m3 河砂，Mx=1.7,s=2650Kg/m3，。s=1450Kg/m3 碎石，粒级5 31.5mm，g=2730Kg/m3，。g=1420Kg/m3 自来水试计算该混凝土的配合比.,作 业,例
7、1某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为3050，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm；石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；试求：混凝土计算配合比；2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为，石子含水率为1，试计算混凝土施工配合比。,解求混凝土计算配合比(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=
8、fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa,由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。,（3）确定用水量（mw0）查表，对于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为3050时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量（mc0）按表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 3493。,（5）确定砂率（s）查表，对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.53时，其砂率值可选取
9、32%37%，（采用插入法选定）现取s=。（）计算砂、石用量（s0、g0）用体积法计算，将mc0=349；mw0=185代入方程组,解此联立方程，则得：s0=641，g0=1192,（7）该混凝土计算配合比为：m3混凝土中各材料用量为：水泥：349，水：185，砂：641，碎石：1192。以质量比表示即为：水泥：砂：石=：1.84：3.42，0.53 2确定施工配合比由现场砂子含水率为，石子含水率为1，则施工配合比为：水泥 mc施=mc0=349砂子 s施=s0（1+3%）=641（1+3%）=660石子 g施=g0（1+1%）=1192（1+1%）=1204水 w施=mw0s03%g01%=
10、1856413%11921%=154,例2某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 20，施工要求混凝土坍落度为50-70，施工单位无历史统计资料，所用原材料情况如下：水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，砂：中砂，Mx=2.70,级配合格，石：卵石，Dmax=40mm,级配合格，试设计20混凝土配合比。解:1.初步计算：,(1)确定混凝土配制强度（fcu,0），由表3.0，5MPa fcu,0=fcu,k+1.645=20+1.6455=28.2 MPa(2)计算水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.0 32.5=32.5MPa,（3）确定用水量（mw
11、0）查表，对于最大粒径为40的卵石混凝土，当所需坍落度为5070时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。(4)计算水泥用量（mc0）按表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 3623。,（5）确定砂率（s）查表，对于采用最大粒径为40的卵石配制的混凝土，当水灰比为0.47时，其砂率值可选取26.8%32.1%，（采用插入法选定）现取s=30。（）计算砂、石用量（s0、g0）假定表观密度法计算，将mc0=362；mw0=170代入方程组,计算配比：C:362kg,W:170kg,S:561kg,G:1307Kg,W/C=0.4715升用量：C:4.34kg,W:2.
12、04kg,S:6.73kg,G:15.68kg第二组：W/C=0.47+0.05=0.52:W:170kgmc0=170/0.52=327kg砂率：31%，mg0=2.23ms0解得：S=589kg,G=1314kg,W=170kg,C=327kg第三组：W/C=0.470.05=0.42:W:170kgmc0=170/0.42=405kg砂率：28%，mg0=2.57ms0解得：S=511kg,G=1314kg,W=170kg,C=405kg每 种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。,掺减水剂混凝土配合比设计一、砂浆减水率试验1.基准砂浆流动度用水量测定（跳桌流动度140 5m
13、m)水泥：300 g，标准砂750g，基准砂浆流动度用水量M02.掺入推荐掺量的外加剂，测定 砂浆流动度为140 5mm时的用水量M01。减水率：二、混凝土减水率试验(混凝土外加剂GB8076-1997)1.基准混凝土单位用水量W0：C:310kg,Sp=3640%,塌落度：80 10mm2.掺外加剂混凝土单位用水量W1：C:310kg,Sp=3539%,塌落度：80 10mm，外加剂采用推荐掺量减水率WR:,二、掺减水剂混凝土配合比设计1.首先按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比。2.在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上，进行减水和减水泥，算出减水和减水泥后的每立方米混凝土
14、的实际用水量和水泥用量。3.重新计算砂、石用量。计算每立方米混凝土中的减水剂用量。4.试配和调整。,例3某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm；石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；减水剂：HSP高效减水剂，减水率：20%试求：混凝土计算配合比解：(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fc
15、u,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa,由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。（3）确定用水量（mw0）查表4.0.1.2，对于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。HSP 减水率为20%用水量：W=185(1-20%)=148kg(4)计算水泥用量（mc0）,按表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 2793。（5）确定砂率（s）查表，对于采用最大
16、粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.53时，其砂率值可选取32%37%，（采用插入法选定）现取s=。（）计算砂、石用量（s0、g0）用体积法计算，将mc0=279；mw0=148代入方程组解此联立方程，则得：s0=696，g0=1295,（7）减水剂HSP:J=2791.5%=4.19kg混凝土计算配比为：C:279kg,S:696kg,G:1295kg,W:148kg,HSP:4.19kg（空白混凝土：C:349kg,S:641kg,G:1192kg,W:185kg）C:S:G:J=1:2.49:4.64:0.015,W/C=0.53,膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计一、膨胀剂:膨胀剂
17、是与水泥、水拌和后，经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙，使混凝土产生膨胀的外加剂。膨胀剂的限制膨胀率（%）要求为（混凝土膨胀剂JC476-1998）膨胀剂的限制膨胀率用比长仪来测定。,二、膨胀混凝土的配合比设计试配法：1.选用34个水灰比建立强度与水灰比关系曲线。2.单位用水量较普通混凝土增加1015%。按选定的水灰比计算水泥用量（不少于280kg/m3)。3.补偿收缩混凝土的膨胀剂标准掺量为12%（内掺法：E/(C+E)=12%)4.砂率略低于普通混凝土。5.计算砂石用量。6.试拌调整（单位用水量需用塌落度核对）并制作强度与膨胀试件。7.根据强度与水灰比关系曲线，自由膨胀率与水灰比关系曲线综合判
18、定设计膨胀混凝土的配合比。,抗渗混凝土的配合比设计一、设计规程要求:1.抗渗混凝土最大水灰比：满足表2.水泥+掺合料 320kg,砂率=35%45%表,二、抗渗性能试验进行抗渗混凝土配合比设计时尚应增加抗渗性能试验。1.采用水灰比最大的配合比作抗渗试验，试验结果应符合下式要求：式中 Pt6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力；P设计抗渗等级值。2.掺引气剂时含其量应控制在35%,例某水工结构工程现浇钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为 30，抗渗等级P14,施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3
19、.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；试求：混凝土计算配合比解：(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa,对于水工结构混凝土，由表7.1.2,抗渗混凝土容许最大水灰比为0.50，故可确定水灰比应取0.50。（3）确定用水量（mw0）查表4.0.1.2，对于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为时,1m3混
20、凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量（mc0）,郁郁,对于,抗渗混凝土要求：水泥+掺合料320kg故取水泥用量为：370kg5）确定砂率（s）查表，对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.50时，其砂率值可选取30%35%，抗渗混凝土要求砂率=35%45%,现取s=。（）计算砂、石用量（s0、g0）用体积法计算，将mc0=370；mw0=185代入方程组解此联立方程，则得：s0=635，g0=1181(W/C=0.50),抗冻混凝土的配合比设计一、设计规程要求:1.抗冻混凝土最大水灰比：满足表表2.最小水泥用量应满足表要求3.进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性
21、能试验。,粉煤灰混凝土的配合比设计（JGJ28-86)一、设计方法:1.按 JGJ55-2000进行普通混凝土基准配合比设计；2.按表选择粉煤灰取代水泥率（c）表4.2.1 粉煤灰取代水泥率（c）注：1.采用42.5水泥取上限，32.5水泥取下限2.C20 以上混凝土宜用I、II级粉煤灰，C15以下混凝土可用III级粉煤灰。,3.按所选用的粉煤灰取代水泥率（c），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);mc=mc0(1 c)mc0为每立方米基准混凝土的水泥用量4.按表选择粉煤灰超量系数（c）表4.3.2 粉煤灰超量系数（c）5.按超量系数（c），求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量(mf);mf
22、=c(mc0 mc)6.计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和细骨料的绝对体积，或采用重量法计算砂石重量。,7.按粉煤灰超出水泥的体积，扣除同体积的细骨料用量。8.粉煤灰混凝土的用水量，按基准配合比的用水量取用。9.试配调整，满足和易性及强度的要求。例粉煤灰混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为180，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差3MPa。所用原材料情况如下：水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.35；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm531.5mm卵石，级配合格，石子表观密度og=2.65
23、/cm3；HSP高效减水剂：1%掺量，减水率：20%,I级粉煤灰试求：粉煤灰混凝土计算配合比解：(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6453=34.9 MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.35 32.5=34.9MPa,查用水量表选用mw0=210kg高效减水剂减水率为20%用水量：mw0=210(1-20%)=168kg水泥用量：mc0=168/0.50=336kg查表选用粉煤灰取代水泥率（c=20%），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);mc=mc0(1 c)=336(120%)=269kg由表4.3.2 对于
24、I级粉煤灰，选用粉煤灰超量系数c=1.2，求出每立方米粉煤灰混凝土的粉煤灰掺量(mf)mf=1.2(336269)=1.267=80kg;mc+mf=269+80=349300kg,由表，合格采用重量法计算砂石重量：设粉煤灰混凝土的=2450kg/m3,假定表观密度法计算，将mc=269；mf=80kg mw=168代入方程组ms=716kg,mg=1217kg,每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：mc=269；mf=80kg；mw=168，ms=716kg；mg=1217kg,因试配得粉煤灰混凝土的实测表观密度为2410kg/m3,故得校正系数：由此得每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：mc=265；mf=79kg；mw=165，ms=704kg；mg=1197kg高效减水剂：3.44kg,
