普通混凝土计算配合比的确定.

第6模块第1讲模块6普通混凝土配合比设计1第1讲普通混凝土计算配合比的确定第6模块第1讲混凝土的配合比是指混凝土中各组成材料用量之间的比例关系。确定这种数量关系的工作，就是混凝土的配合比设计。混凝土配合比设计包括配合比的计算、试配和调整。1混凝土配合比的表示法一种是用1m3混凝土中胶凝材料、水、砂、石的实际用量表示，如胶凝材料300kg、水180kg、砂660kg、石子1200kg；另一种是以各组成材料的质量比来表示(以胶凝材料质量为1)，如将上述质量换算成质量比则为：胶凝材料∶砂∶石∶水＝1∶2.20∶4.00∶0.602第6模块第1讲2混凝土配合比设计的基本要求配合比设计的任务是根据施工条件和原材料技术性能，确定能满足以下四个基本要求的各项组成材料的用量：（1）达到设计要求的强度等级；（2）达到施工要求的和易性；（3）满足与使用条件相适应的耐久性；（4）保证质量前提下，尽量节省水泥，降低成本。3第6模块第1讲3混凝土配合比设计的方法与步骤3.1混凝土配合比设计的方法先根据配合比设计基本要求和原材料技术条件，利用混凝土强度经验公式和图表进行计算，得出计算配合比再通过试拌、检测，进行和易性调整，得出满足施工要求的试拌配合比(基准配合比）再通过对水胶比微量调整，得出既满足设计强度又比较经济合理的设计配合比（实验室配合比）根据现场砂、石的实际含水率，对设计配合比进行修正，得出施工配合比4第6模块第1讲3.2混凝土配合比设计的步骤(1)通过计算，确定计算配合比计算配合比：是指按原材料性能、混凝土技术要求和施工条件，利用混凝土强度经验公式和图表进行初步计算得到的配合比。①确定配制强度()cu,0f为使混凝土强度保证率达到95%的要求，配合比设计中必须使混凝土配制强度（）高于设计强度（）。国标规定，普通混凝土配制强度（）按下式计算：cu,kfcu,0fcu,0f第一，混凝土设计强度等级＜C60时，配制强度：：混凝土配制强度(MPa)；：混凝土设计强度等级值(MPa)；：强度保证率为95%时的系数；：混凝土强度标准差(MPa)cu,0fcu,kf1.645scu,0cu,k1.645ffs≥5第6模块第1讲混凝土强度标准差s的确定方法如下：（a）当具有近1～3个月同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，按下式算出：22cu,icu11nifnfns式中——试件组数（≥30）；——第i组试件的抗压强度（MPa）；——n组试件抗压强度的算术平均值（MPa）。ncu,ifcuf6第6模块第1讲对于强度等级≯C30的混凝土：当σ计算值≮3.0MPa时，应按计算结果取值；当σ计算值＜3.0MPa时，取σ=3.0MPa。对于强度等级＞C30且＜C60的混凝土：当σ计算值≮4.0MPa时，应按计算结果取值；当σ计算值＜4.0MPa时，取σ=4.0MPa。7第6模块第1讲（b）当无近期同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，s按表6-1取用：表6-1混凝土取值（JGJ55-2011）ss混凝土强度等级＜C20C25～C45C50～C55/MPa4.05.06.08第6模块第1讲第二，当混凝土的设计强度等级≮C60时，配制强度按下式计算：cu,01.15f≥cu,kf②确定水胶比（W/B）《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）规定，水胶比（W/B）按下列方式来确定：第一，对于强度等级为＞C60的高强混凝土，应通过试验确定配合比。在缺乏试验依据的情况下，其水胶比、胶凝材料用量和砂率等参数，宜按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）要求选取。9第6模块第1讲第二，对于强度等级为≯C60的混凝土，其水胶比(W/B)宜根据强度公式按下式计算：B（）Wabfbfcu,0aaWBfcu,0aaabfbaafb：混凝土28d龄期的配制强度（MPa）；cu,0fB：1m3砼中胶凝材料用量(kg)；W：1m3混凝土的用水量(kg)；aa、ab：回归系数，应根据工程所用原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定。不具备试验统计资料时，可按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)提供的aa、ab系数取用，即碎石：aa=0.53，ab=0.20；卵石：aa=0.49，ab=0.13。10第6模块第1讲第二，对于强度等级为≯C60的混凝土，其水胶比(W/B)宜根据强度公式计算，即：B（）Wabfbfcu,0aaWBfcu,0aaabfbaafbfce,g：水泥强度等级值（MPa）；gc：水泥强度等级值的富余系数，按表6-2选取。fbgfgsfcegf、gs：粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣影响系数，按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)选用；未添加时均取1.0。fce：水泥28d胶砂抗压强度，无实测值时，可按下式计算：fb：胶凝材料(水泥和矿物掺合料按使用比例混合)28d胶砂抗压强度实测值(MPa)无实测值时，按下式确定：fcegcfce,g11第6模块第1讲表6-2水泥强度等级值的富余系数（JGJ55—2011）1.101.161.12富余系数/(gc)52.542.532.5水泥强度等级值/MPa●为保证混凝土的耐久性，上述计算所得水胶比不得超过表6-3中规定的水胶比最大值，否则，应取规定的水胶比最大值作为混凝土的水胶比。12第6模块第1讲表6-3混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ55—2000)13第6模块第1讲③确定用水量（mw0）《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）规定，用水量mw0应按下列方式确定：第一，每立方米塑性或干硬性混凝土的用水量mw0应符合下列规定：a.混凝土水胶比在0.40～0.80时，可按表6-4选取(见下页)。b.混凝土水胶比小于0.40时，应通过试验确定用水量mw0。14第6模块第1讲表6-4塑性和干硬性混凝土的单位用水量（JGJ55—2011）kg拌和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/mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195维勃稠度/s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165注：①本表用水量采用中砂的平均取值。用细砂时，每m³混凝土用水量可增加5～10kg；用粗砂时，可减少5～10kg；②掺用外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。15第6模块第1讲第二，掺外加剂时,每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（mw0）可按下式确定：mw0=mw0，(1—β)式中mw0—计算配合比每m³混凝土的用水量（kg）；mw0，—未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg），以表6-4中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm相应增加5kg用水量来计算，当坍落度增大到180mm以上时，用水量随坍落度增加的幅度可减少；β—外加剂的减水率（%），应试验确定。16第6模块第1讲④确定胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量第一，每m³混凝土胶凝材料用量(mb0)按下式计算：mb0mW0WBmb0—1m3混凝土中胶凝材料用量(kg)；mw0—1m3混凝土的用水量(kg)；W/B—混凝土水胶比。第二，每m³混凝土矿物掺合料用量(mf0)按下式计算：mf0mb0βfmf0—1m3混凝土矿物掺合料用量(kg)；Βf—矿物掺合料掺量(%)，按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)选用。17第6模块第1讲第三，每m³混凝土水泥用量(mc0)按下式计算：mc0mb0－mf0mc0—1m3混凝土中水泥用量(kg)。●为保证混凝土的耐久性，计算的胶凝材料用量应不低于表6-3中规定的最小胶凝材料用量。否则，应取表中规定的最小胶凝材料用量值。⑤确定砂率（βs）砂率βs应根据集料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考砂率的已有历史资料确定。当缺乏历史资料时，应符合下列规定：18第6模块第1讲第一，坍落度＜10mm的混凝土砂率，应试验确定。第二，坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗集料种类、最大公称粒径及水胶比按表6-5选取。第三，坍落度＞60mm的混凝土砂率，可试验确定，也可在表6-5的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。表6-5混凝土的砂率（JGJ55—2011）%注：①本表数值是中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增加砂率；②采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；③只用一个单粒级粗集料配制混凝土时，砂率应适当增大。39～4434～3935～4036～410.7036～4131～3632～3733～380.6033～3828～3329～3430～350.5030～3524～3025～3126～320.40402010402010碎石最大粒径/mm卵石最大粒径/mm水胶比（W/B）27～3229～3432～3730～3535～4033～3838～4336～4119第6模块第1讲补充：内插法确定砂率取值范围例如：用最大粒径为20mm的卵石，要求W/B=0.46(表6-5无此水胶比，无法直接查找对应砂率)，则砂率βs的确定方法为：∵查表6-5知：W/B=0.40时，βs=25~31；W/B=0.50时，βs=29~34。即水胶比从0.40到0.50增加了0.10，将其分成10份，每份为0.01；而水胶比从0.40到0.46增加了0.06，占6份。∴βs下=25+（29-25）.（6/10）=27.4βs上=31+（34-31）.（6/10）=32.8[或：水胶比从0.50到0.40减少了0.10，将其分成10份，每份为0.01；而水胶比从0.50到0.46减少了0.04，占4份。βs下=29-（29-25）.(4/10)=27.4βs上=34-（34-31）.(4/10)=32.8]故：W/B=0.46时，砂率βs的取值范围应在27.4%~32.8%20第6模块第1讲⑥确定粗、细集料用量（mg0、ms0）有质量法和体积法两种方法：质量法：当原材料情况比较稳定时，所配混凝土拌合物的体积密度将接近一个固定值，这样可先假定一个混凝土拌合物的质量mcp，则有：mms0+mg0βss0mcomgomfomcp+=++mso+mwo联立两式解出mg0、ms0。mg0、ms0—1m3混凝土中粗、细集料的用量（kg）；mcP—1m3混凝土拌合物的假定质量，可取2350～2450kg/m3。21第6模块第1讲第二，体积法：假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积与混凝土拌和物所含空气体积之总和。则1m3混凝土中粗、细集料的用量为：rc、rf、rw—水泥、矿物掺合料和水的密度(kg/m3)，水的密度可取1000kg/m3；=βsρcmc0+ρfmf0+ρgmg0+ρsms0+ρwmw0+0.01α=1ms0ms0+mg0rg、rs—粗、细集料的表观密度(kg/m3)；a—混凝土拌合物的含气百分数(%)，不使用引气型外加剂时，可取a=1。联立两式解出mg0、ms0。22第6模块第1讲通过上述六个步骤，可将胶凝材料、水和粗细集料的用量全部求出，得到计算配合比：mc0：mf0：ms0：mg0：mw0=1：mf0mc0：ms0mc0：mg0mc0：mw0mc023第6模块第1讲习题一、名词解释混凝土配合比二、简答题1.混凝土配合比设计有哪些基本要求？2.混凝土配合比设计的方法或步骤如何？24