砼及砂浆--3n

§4－4普通混凝土配合比设计一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。质量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝1330kg，水mw＝165kg。（2）以各组成材料用量之比表示。例如上例也可表示为：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51，mw/mc＝0.56。二、配合比设计的要求满足结构设计的强度等级要求；满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。三、配合比设计基本参数水灰比（mw/mc）、单位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc与强度、耐久性有关与流动性有关与粘聚性、保水性有关四、配合比设计的步骤与方法Ⅰ初步计算配合比Ⅲ实验室配合比Ⅱ基准配合比Ⅳ施工配合比调整坍落度校核强度、耐久性扣减工地砂石含水量例题（一）初步配合比的计算1.计算施工配制强度fcu,0式中:fcu,0——混凝土配制强度，MPa；fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，MPa；σ——混凝土强度标准差，（p133，表4-30）645.10kcucuff，，混凝土强度标准差强度等级＜C20C20～C35≥C35标准差σ，MPa4.05.06.02.确定水灰比mw/mc（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：αa、αb——回归系数可取碎石混凝土αa＝0.46，αb＝0.07；卵石混凝土αa＝0.48，αb＝0.33。fce——水泥28d抗压强度实测值，MPa。fce=1.13xfc（2）复核耐久性为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值(p126表4-25)，若大于规定值，取规定值。ceba0cuceacwfffmm，＝（一）初步配合比的计算（一）初步配合比的计算3.确定单位用水量mw0先根据粗集料的品种、粒径及施工要求（p102表4-19）的坍落度，再按表4-21（p104）选取用水量。也可按此估算：mw0=10(T+K)/3（K值见表4-31）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：mwa＝mw0（1－β）式中：mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；mw0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；β——外加剂的减水率，应经试验确定。（一）初步配合比的计算4.计算单位水泥用量mc0（1）计算（2）复核耐久性计算出的水泥用量要满足表4-25（p126）规定的最小水泥用量,如计算值低于规定值时，则应取规定值。5.确定砂率βs（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可据表4-22（p105）选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在表4-22基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。cww0c0/mmmm＝（一）初步配合比的计算6.计算砂、石子用量ms0、mg0（1）体积法：Vc+Vs+Vg+Vw+Va＝1101.0ww0gg0ss0cc0＝mmmm％＝100g0s0s0smmm（2）质量法cpw0g0s0c0mmmmm＝％＝100g0s0s0smmmmcp—1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取2350～2450kg/m3。α—混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。（一）初步配合比的计算7.计算初步配合比（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。（2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y，mw/mc＝？。返回（二）基准配合比——和易性的调整返回初步计算配合比评定_工作性调整_工作性(保持w/c不变)不合格基准配合比合格每m3砼材料用量总拌合用量单个材料拌合用量实测砼表观密度（三）实验室（设计）配合比——强度校验基准配合比弃0,conf实验室配合比Min(C)&0,confW0，(w/c)0＋0.05，砂率＋1％W0，(w/c)0－0.05，砂率－1％强度复核（三）实验室（设计）配合比——强度校验设计配合比的确定（1）确定1m3混凝土中的组成材料用量：①单位用水量（mw）---在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；②水泥用量（mc）---以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；③粗集料和细集料用量（ms、mg）---在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。（三）实验室（设计）配合比——强度校验（2）经试配确定配合比后，进行校正：①计算混凝土的体积密度计算值ρc,c(按上述方法确定的各材料用量):ρc,c＝mc+ms+mg+mw②校正系数δ：③当|ρc,c-ρc,t|/ρc,c≤2％时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配合比。cctc，，＝返回（四）计算施工配合比——现场砂石含水量的扣减假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：＝mc＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示为：?/1wgsccmmyxmmm，：：＝：：cmsmgmwm返回五、配合比计算例题例题某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物坍落度为30～50mm。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，实测28d抗压强度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3;砂：中砂，级配2区合格。表观密度ρs＝2.65g/cm3;石子：卵石，5～40mm。表观密度ρg＝2.60g/cm3;水：自来水，密度ρw＝1.00g/cm3。试用体积法和质量法计算该混凝土的初步配合比。五、配合比计算例题解:1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0：根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表4-30取σ＝5.0MPa，则fcu,0＝fcu,k+1.645σ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.确定混凝土水灰比mw/mc（1）按强度要求计算根据题意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，则：（2）复核耐久性：查表4-25复核，耐久性合格。ceba0cuceacwfffmm，＝50.00.4833.048.02.380.4848.0＝＝五、配合比计算例题3.确定用水量mw0根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为40mm，查表4-21取mw0＝160kg。4.计算水泥用量mc0（1）计算：（2）复核耐久性经复核，耐久性合格。5.确定砂率βs根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、水灰比0.50，查表4-22，βs＝28％～33％，取βs＝30％。kg32050.0160/cww0c0＝＝＝mmmm五、配合比计算例题假定混凝土拌合物的质量为mcp＝2400kg，将数据代入质量法计算公式，得：ms0+mg0＝2400－320－160解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。％％＝30100g0s0s0mmm7.计算初步配合比mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20，mw/mc＝0.50。6.计算砂、石子用量ms0、mg01)由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份，而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著；后者则在许多场合下掺量很大，甚至超过水泥，因此其品质在胶凝材料中起主导作用；2)复杂多变的环境和工程需要多组分复合：多级配的骨料，不同类型的外加剂、矿物掺合料、纤维等。如丹麦的跨海桥梁与隧道工程用混凝土中，胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅粉，外加剂3~4种，加上骨料组分共十余种。现行配合比设计方法的局限性