普通混凝土配合比设计

试验员培训班普通混凝土配合比设计普通(水泥)混凝土配合比设计一、混凝土配合比的基本概念二、混凝土配制强度的确定三、混凝土配合比设计中的参数四、混凝土配合比的计算五、混凝土配合比的试配、调整与确定六、普通砼配合比设计实例一、混凝土配合比的基本概念1.砼是由胶凝材料、水、粗细骨料、外加剂、外掺料按一定比例配合，经拌合、成型、养护硬化而成的人造石材。2.混凝土配合比设计，就是根据原材料的技术性能及施工要求，确定出能满足工程要求组成材料用量。3.尽管混凝土原材料性能和施工的要求不同，但就配合比设计而言，共同的实质问题是确定四项原材料用量之间的三个对比关系——即水与水泥（水灰比）、砂与石（砂率）、水泥浆与骨料之间的对比关系。四项原材料用量之间的三个比例关系1.水与水泥2.砂与石3.水泥浆与骨料CWSGGSwcscw4.混凝土标号是指混凝土按标准方法成型，标准立方体试件（200mm×200mm×200m）在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度大于90%）养护28d所得的抗压强度值，单位为kgf/cm2（以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，三个测值中的最小值与较大值之差超过较大值20%时，舍去最小值，以剩余的两个测值的平均值作为该组试件的抗压强度值）。5.混凝土强度等级是指混凝土按标准方法成型、标准立方体试件（150mm×150mm×150mm）在标准养护条件下（温度20±2℃，相对湿度95%以上）养护28d所得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，以C与立方体抗压强度标准值MPa（N/mm2）表示。如：混凝土立方体抗压强度标准值ｆｃｕ，ｋ＝20MPa，其强度等级表示为C20。（混凝土立方体抗压强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值中的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值做为该组试件的抗压强度测定值，当最大值或最小值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的抗压强度测定值无效。）6.混凝土强度等级与混凝土标号的换算。混凝土强度等级≈混凝土标号÷10-27.混凝土强度与齡期的关系龄期—是指混凝土强度增长所需的时间。强度与龄期的关系：使用硅、普硅水泥，在标准养护条件下：R3→40%R28R7→60～70%R28R28达到设计强度。8.砂率砂率是指混凝土中砂在骨料（砂+石子）总量中所占的质量百分率。影响砂率的一般因素为：⑴砂率随粗骨料的粒径增大而减小；随粒径减小砂率应增大。⑵细砂时砂率小，粗砂时砂率应增大。⑶卵石时砂率小，碎石时砂率应加大。⑷水灰比小时砂率小，水灰比增大时砂率应增大。⑸水泥用量大时砂率小，水泥用量小时则砂率应增大(6)用一个单粒级粗骨料时：适当增大(7)对薄壁构件：取偏大值8.水灰比/水胶比：○系混凝土拌合用水质量与混凝土中胶结料总质量之比○水泥混凝土中影响强度和耐久性的主要因素○合理的水灰比既能保证强度和耐久性的要求，又能满足施工和降造要求9.相关概念强度平均值：可反映混凝土总体强度的平均水平，但不能反映混凝土强度的波动情况。标准差：是衡量混凝土强度波动性(离散性)大小的指标，此值愈大，说明强度的离散程度愈大，混凝土质量愈不均匀。变异系数Cv：也是用来评定混凝土质量均匀性的指标，Cv愈小说明混凝土质量愈均匀。强度——概率的分布规律混凝土在正常施工的情况下，许多影响质量的因素都是随机的，因此混凝土强度也应是随机变化的。对某种混凝土经随机取样测定其强度，其数据经整理绘成强度一概率分布曲线，一般均接近正态分布曲线曲线高峰为混凝土平均强度的概率。以平均强度为对称轴，左右两边曲线是对称的，表明对称轴两边出现的概率大致相等。强度测定值愈接近平均强度，其出现的概率愈大；离对称轴愈远，即强度测定值愈高或愈低，其出现的概率愈小，并逐渐趋近于零。曲线与横坐标间的面积为概率的总和，等于100％。曲线上的拐点与强度平均值的距离为强度的标准差，也称均方差。愈大，强度分布曲线又矮又宽，说明强度离散程度大，即混凝土质量不稳定。5．强度保证率强度保证率是指混凝土强度总体中，大于和等于设计要求的强度等级标准值的概率P。在正μfcu态分布曲线上以阴影面积表示，如图所示。低于强度等级值所出现的概率即为不合格率(Q)。如设计要求的强度等级标准值为，实际测出的混凝土强度平均值为μfcu，则可通过下式求出概率参数(或保证率系数)t，再由表查出混凝土强度保证率。也可以根据保证率系数和标准正态分布曲线方程式，求出强度保证率P(％)。Cvufcuufcukfcuufcukfcut,,)(ufcuCvdtfpt2121强度正态分布曲线混凝土配制强度9.混凝土配合比应满足的四个条件：●强度(设计要求)●耐久性(混凝土的耐久性一般包括混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反应性等。混凝土耐久性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级等确定。)●拌合物工作性(混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性满足混凝土拌合物搅拌、运输、泵送、捣实等要求)●经济合理10.混凝土配合比设计确定过程术语：1、普通混凝土：干密度为2000～2800kg／m3的水泥混凝土。2、干硬性混凝土：拌合物的坍落度小于l0mm，且须用维勃稠度(s)表示其稠度的混凝土。3、塑性混凝土：拌合物坍落度为10～90ram的混凝土。4、流动性混凝土：拌合物坍落度为100～150mm的混凝土。5、大流动性混凝土：拌合物坍落度等于或大于160mm的混凝土。6、抗渗混凝土：抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。7、抗冻混凝土：抗冻等级等于或大于F50级的混凝土。8、高强混凝土：强度等级为C60及其以上的混凝土。9、泵送混凝土：拌合物的坍落度不低于l00mm，并用泵送施工的混凝土。10、大体积混凝土：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于lm，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。二、混凝土配制强度的确定为使砼强度保证率不小于95%，必须使砼的配制强度高于设计强度等级。1.混凝土配制强度计算：645.1,kcufkcuf,—混凝土配制强度(MPa)—混凝土强度标准差(MPa)。2.提高混凝土配制强度的条件：(1)现场条件与试验室条件有显著差异时；(2)C30级及以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。3.混凝土强度标准差，宜根据同类混凝土统计资料计算确定，并应符合下列规定：(1)计算标准差时，强度试件组数不应少于25组；(2)当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值小于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa；(3)当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204)的规定取用。混凝土强度等级＜C20C20~C35＞C35(MPa)4.05.06.0三、混凝土配合比设计中的基本参数1、用水量2、砂率(％)3、最大水灰比、最小水泥用量(耐久性要求)4、外加剂、外掺量使用5、砼最小含气量(耐久性要求）三、混凝土配合比设计中的基本参数1、每立方米混凝土用水量的确定：(1)干硬性和塑性混凝土用水量的确定：A.水灰比在0.40～0.80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，其用水量可按干硬性和塑性混凝土用水量表选取。▲中砂时:取平均值细砂时:增加5～10kg(kg／m3)粗砂时减少5～10kg(kg／m3)▲掺用各种外加剂或掺合料时，作相应调整。三、混凝土配合比设计中的基本参数拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.540坍落度(mm)10～3019017016015020018571516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的用水量(kg／m3)表B.水灰比小于0.40及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。(2).流动性和大流动性混凝土的用水量按下列计算：A.表中坍落度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；三、混凝土配合比设计中的基本参数B.掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：式中：--掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg)—未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg)--外加剂的减水率(％)。(3).外加剂的减水率应经试验确定。)1(wowammwam-wom三、混凝土配合比设计中的基本参数2.混凝土砂率的确定无历史资料可参考时，应符合下列规定：(1)坍落度为10～60mm凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按混凝土的砂率(％)表选取(2)坍落度大于60mm凝土砂率，可经试验确定，也可在砂率(％)表的基础上，按坍落度每增大20mm率增大1％的幅度予以调整。(3)坍落度小于10mm凝土，其砂率应经试验确定。三、混凝土配合比设计中的基本参数水灰比(w／C)卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径1020401620400.4026--3225--3124--3030--3529--3427--320.5030--3529--3428--3333--3832--3730--350.6033--3832--3731--3636--4135--4033--380.7036--4135--4034--3939--4438--4336--41混凝土的砂率(％)表三、混凝土配合比设计中的基本参数《砂率表》选用要点：▲①中砂：用表中值±细砂：相应地减少－粗砂：相应地增大＋▲②用一个单粒级粗骨料时：适当增大＋▲③对薄壁构件：取偏大值＋三、混凝土配合比设计中的基本参数3.混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(耐久性要求)当进行混凝土配合比设计时，混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，应符合表中的规定。▲用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。▲C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。混凝土的最大水灰比和最小水泥用量限制表环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量(kg)素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件不作规定0.65O．602002603002.湿环境无冻害·高湿度的室内部件·室外部件·在非侵蚀性土和(或)水中的部件0.700.600.60225280300有冻害·经受冻害的室外部件·在非侵蚀性土和(或)水中且经受冻害的部件·高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.冻害和除冰剂的潮湿环境·经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300三、混凝土配合比设计中的基本参数4.外加剂和掺合料的掺量确定通过试验确定。应符合混凝土外加剂应用技术规范(GBJll9)、粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程(JGJ28)、粉煤灰混凝土应用技术规程(GBJl46)、用于水泥与混凝土中粒化高炉矿渣粉》(GB／T8046)等的规定。三、混凝土配合比设计中的基本参数5.砼最小含气量(耐久性要求)的确定长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂或引气减水剂。引气剂的掺入量应根据混凝土的含气量并经试验确定，混凝土的最小含气量应符合表的规定；混凝土的含气量亦不宜超过7％。混凝土中的粗骨料和细骨料应作坚固性试验。三、混凝土配合比设计中的基本参数粗骨料最大粒径(nm)最小含气量(％)4025204.55.05.5长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的最小含气量表含气量的百分比为体积比)四、混凝土配合比的计算混凝土配合比的计算步骤：1.计算配制强度并求出相应的水灰比；2.选取每立方米混凝土的用水量，并