C30混凝土配合比设计方案书

土木工程材料课程设计题目C30混凝土配合比设计专业2011级材料物理班级01班姓名黄诗航学号6311010501242014年12月一、设计依据二、初步配合比的计算三、基准配合比的确定四、实验室配合比的确定五、混凝土拌合方法步骤六、坍落度实验步骤七、混凝土表观密度的测定实验八、混凝土立方体抗压强度试验一、设计依据设计要求：某工程现浇钢筋混凝土梁（不受雨雪影响），混凝土设计强度等级为C30，施工要求坍落度为35-50mm，施工单位的强度标准差为5.0MPa，参赛作品统一为150mm×150mm×150mm的三个立方体试块，施工单位无历史统计资料。所用原材料为：水泥：42.5级普通水泥，实测28d抗压强度cef＝48.0MPa，密度c＝3.103cmg；砂子：中砂，密度s＝2.603cmg；石子：碎石，密度g＝2.703cmg，最大粒径mD＝40mm；水：自来水。二、初步配合比的计算1.确定混凝土强度2.确定初步水灰比3.确定单位用水量4.计算单位水泥用量5.砂率的选定6.计算单位粗、细集料用量通过以上六个步骤计算，可将水泥粗集料、细基料的用量全部求出，得到初步配合比。最后确定初步配合比为：C0：S0：G0，W0/C0㈠确定混凝土试配强度0.cuf0.cuf=kcuf.+t=(30+1.645×5)MPa=38.23MPa式中：0.cuf——混凝土配置强度（MPa）；kcuf.——混凝土立方体抗压强度标准；——由施工单位质量管理水平确定的混凝土强度标准（MPa）；t——强度保证率系数，当强度保证率为95%时，取值为1.645。㈡确定初步水灰比W/C根据保罗米公式，按下列计算水灰比：)(0.BWCAffcecu回归系数A、B选用集料类别回归系数碎石卵石集料类别回归系数碎石卵石A0.460.48B0.070.33粗骨料为碎石故取：A=0.46;B=0.07;而MPafce0.4856.0)4807.046.023.38(4846.0)(0.cecuceABffAfCW式中：0.cuf——水泥混凝土配置强度（MPa）；A、B——回归系数；cef——水泥的实际强度。查表5.17，混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表5.17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0.650.60200260300②潮湿环境有冻害高温的室内部件、室外部件在非侵蚀性土或水中的部件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有冻害、除冰剂和潮湿环境经受冻害、除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300根据耐久性要求，最大水灰比为0.65，取CW=0.56㈢确定单位用水量0W,查表5.15混凝土用水量选用表（3mKg）表5.15所需坍落度/mm卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm10204016204010～3019017016020018516535～5020018017021019517555～7021019018022020518575～90215195185230215185因为施工要求坍落度为35～50mm，且碎石最大粒径为40mm，故取0W=1753mKg㈣计算水泥用量KgWCWC50.31256.017500查表5.17，最小水泥用量为260㎏，故取0C=312.50㎏㈤确定含砂率PS查表5.16混凝土砂率选用表表5.16水灰比（W/C）卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41考虑到集料的表面积的合理性，故取砂率S=32.5%㈥计算砂、石用量用绝对体积法：0000101000WCSGcSgS=)(000GSS式中：0C、0S、0G、0W——每立方米混凝土中水泥、细集料、粗集料和水的用量（Kg）；S——混凝土的砂率（%）；c——水泥密度（3mKg）；g，s——粗、细集料的表观密度（3mKg）；——混凝土的含气量百分数（%），在不使用引气型外加剂时，取值为1。代入数据得：17511010.350.312100060.270.200SG%5.32)(000GSS得KgS97.6180KgG55.12850因为31m混凝土材料用量为：0C=312.50Kg；0W=175Kg；0S=618.97Kg；0G=1285.55Kg0C：0S：0G=312.50:618.97:1285.550W/0C=0.56若以水泥质量为1，则初步配合比：0C：0S：0G=1:1.98:4.110W/0C=0.56三、基准配合比的确定根据骨料的最大粒径，配制15L混凝土拌合物，按绝对体积法的配比计算材料用量：水泥：KgCCb69.410001550.31210001500水：KgWWb36.210001517510001500砂子：KgSSb28.910001597.61810001500石子：KgGGb28.1910001555.128510001500将上述材料手工拌合均匀、调整，观察拌合物的黏聚性和保水性，测定坍落度值大小，计算出混凝土基准配合比。假若测得的坍落度值不符合设计要求时，调整方法：1、当测得拌合物的坍落度小于（35～50mm）施工要求，可保持水灰比不变，掺入5%或者10%的水和水泥进行调整；2、当坍落度过大时（＞50mm），可保持砂率不变，增加5%或者10砂和石子;3、若粘聚性或保水性不好，则需增加砂子，适当提高砂率，尽快搅拌均匀，重做坍落度测定直到和易性符合要求为止。最后确定基准配合比为：C1:S1:G1，W1/C1坍落度测定记录如表:混凝土拌合物和易性测定与调整表试件组别W/C日期顺序材料用量（㎏）测定结果C1S1G1W1坍落度（mm）粘聚性保水性是否符合要求调整前第一次调整后第二次调整后四、实验室配合比的确定①在水灰比为W1/C1的基础上，选用W1/C1，W1/C1+0.05，W1/C1－0.05三个水灰比。分别拌制1个试件，其中对水灰比为W1/C1+0.05和W1/C1－0.05的用水量应与基准配合比用水量相同，砂率可分别减少0.01和增加0.01②在制作每一个试件时，应检测混凝土拌合物的坍落度，黏聚性，保水性及拌合物表观密度③在14d时测定试件抗压强度，并将14d抗压强度换算成28d抗压强度④根据抗压强度与灰水比关系，绘制抗压强度与灰水比关系曲线⑤根据测定结果确定混凝土所需的抗压强度⑥根据实验结果和计算结果得最终实验设计配合：C:S:G，W/C公式如下：)(11111WGSCCC其试验结果如下：编号W/C0.cuf/MPaⅠ0.60Ⅱ0.65Ⅲ0.70五、混凝土拌合方法步骤㈠清点实验仪器设备。㈡称量:根据计算书按试拌用量称取各材料。水泥：KgCCb69.410001550.31210001500水：KgWWb36.210001517510001500砂子：KgSSb28.910001597.61810001500石子：KgGGb28.1910001555.128510001500㈢将拌板、拌铲、坍落度筒、捣棒等用湿布湿润，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，用铲自板一端翻拌至另一端，来回重复，直至充分混合，颜色均匀，再加上石子，翻拌至混和均匀为止。㈣将干混物堆成堆，在中间形成一凹槽，将与称量好的水倒约一半在凹槽中（勿使水流出），然后仔细翻拌，铲切，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌，铲切，每翻拌一次，用铲在拌合物上铲切一次，直到拌合物均匀为止。拌和时间从加水时算起，搅拌时间为4—5分钟。六、坍落度实验步骤1.准备好试验器具：坍落筒、捣棒、小铲、木尺、小钢尺、镘刀和钢平板等。2.试验钱将坍落筒内外洗干净，放在经水湿润过的平板上（平板吸水应垫以塑料布），踏实踏板。3.将拌好的水泥混凝土样品分三层装入筒内，每层装入高度稍大于筒高的1∕3，用捣棒每一层的横截面上均与插捣25次，插捣在全部面积上进行，沿螺旋线边缘至中心，插捣底层时插至底部，插捣其他两层时，应插透本层并插入下层20～30mm，插捣须垂直插下（边缘除外）不得冲击。插顶层时装入的混凝土应高出坍落筒，随插捣过程随时添加拌合物，插捣完毕，将捣棒用锯和滚清除多余的混凝土，用镘刀抹平筒口，刮净筒底周围的拌合物而后立即垂直提起坍落筒，提筒在5～10秒内完成，并使混凝土不受横向及担力作用，从开始装桶到提桶要在150s内完成。4.将坍落筒放在椎体混凝土试件一旁，筒顶平放木尺，用小钢尺量出木尺底面至试件顶面最高点距离，即为该混凝土拌合物坍落度，精确值1㎜。5.黏聚性判定：用捣棒在已坍落的混凝土锥体一侧轻打，如锥体在轻打后渐渐下沉，表示黏聚性良好；如锥体突然倒坍，、部分崩裂或发生石子离析现象，表示黏聚性不好。6.保水性判定指水分从拌合物中析出情况，有较多析出为“多量”，有少量水从底部析出为“少量”，无水析出为“无”黏聚性良好不好保水性析出水量多量少量无坍落度范围（R）R30㎜流动性较小30≤R≤50㎜流动性较好R50㎜流动性过大7.不良情况解决方案①若坍落度过大，流动性就过大，可在砂率不变条件下，适当增加砂石的用量;②若坍落度过小，在保持水灰比不变的情况下，适当增加水和水泥；3.若黏聚性和保水性不良时，实质上是混凝土拌合物中砂浆不足或砂浆过多，可适当增加砂率或降低砂率，各种材料在用量上调整应根据实际控制在（1％―5％）之间的增减量8.经调整和易性满足要求的配合比，即为可供混凝土强度试验用的基准配合比：C1:S1:G1，W1/C1七、混凝土表观密度的测定实验1、主要仪器设备①台秤称量100kg,感量50kg。②振动台频率（50±3）Hz，空载振幅（0.5±0.1）mm。③捣棒Φ16*600mm④小铲、抹刀、金属直尺等。2.试件制备从满足混凝土和易性要求的拌合物中取样，及时连续试验。3.测定步骤①用湿布将容器内外擦净，称其质量m1(kg)。②坍落度值超过70mm的拌合物，分三层装入容量筒，用捣棒人工捣实，每层插捣25次，并在筒外壁拍打10~15次，坍落度值在70mm以内的拌合物，可一次性装入容量筒，并稍高于筒口，再移至振动台上振实至拌合物表面出现水泥浆为止。③用金属直尺沿筒口将捣实后多余的拌合物刮去，仔细擦净筒外壁，再称出容量筒和筒内拌合物的总质量m2（kg）。4．测定结果混凝土拌合物的实测表观密度按下式计算（精确至10kg/㎥），即Vmm1000)(12式中：V—容量筒的体积，L。注：混凝土拌合物的表观密度（湿）一般允许利用制备混凝土抗压试件时，称量试模及称量试模连同拌合物的总质量，（精确至0.1kg）的方法来测定。以一组3个试件表观密度的平均值作为拌合物的表观密度。数据记录如表:混凝土表观密度记录表容量筒容积/L容量筒质量m1/㎏容量筒及砼拌合物总质量m2/㎏砼拌合物表观密度（㎏/m3）八、混凝土立方体抗压强度试验1.试验目的测定混凝土立方体抗压强度，作为确定混凝土强度等级和调整配合比的依据。2.主要仪器设备①压力试验机或万能试验机其测量精度为±1%，试验时由试件最大荷载选择压力机量程，使试验破坏时额荷载位于全程的20%～80%。②钢垫板平面尺寸不小于试件的承压面积，厚度应不小于25mm，承压面的平面度公差为0.04mm，表面硬度不小于55HRC，硬化层厚度为5mm。③试模由铸铁和钢制成的立方体，试件尺寸根据混凝土骨料最大粒径选用，本试验采用150mm*150mm*150mm④标准