2016年普通混凝土配合比设计(公司培训)PPT

普通混凝土配合比设计主讲人：李斌普通混凝土是一般指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材，它们之间的数量关系直接影响着混凝土的拌合物的和易性、强度及耐久性。如何确定各材料间数量关系？引入1.定义：是指混凝土各组成材料之间的数量关系。2.表示方法：1)单位体积混凝土内各项材料的用量，如：mB=270.0㎏；ms=706.1kg；mg=1255.3㎏；mw=180㎏。2)单位体积内各项材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子=1：2.3：4.0，W/B=0.63一、普通混凝土配合比设计的表示方法基本要求和易性经济性强度耐久性二、配合比设计基本要求：（一）和易性（工作性）★混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。★和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流动性易达结构均匀易成型密实好好在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。保证混凝土硬化后的质量影响和易性的因素胶凝材料水①砂石子外加剂④浆体①骨料②混凝土拌合物bwmm水灰胶100%gsssmmm＋＝③砂率①浆体数量和单位用水量；②骨料的品种、级配和粗细程度；③砂率；④外加剂。1.组成材料及其用量之间的关系影响和易性的因素合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。T，mmβs合理砂率水泥浆数量一定坍落度、强度一定合理砂率mc，kgβs合理砂率的确定影响和易性的因素2.施工环境的温度、搅拌制度等。（二）强度满足混凝土工程结构设计或工程进度的强度要求强度混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度抗剪强度抗压强度握裹强度轴心抗压强度立方体抗压强度钢筋与混凝土的粘结强度（1）水泥的强度和水灰胶振动手工捣实充分密实的混凝土不完全密实的混凝土fcumw/mcfcumc/mw当混凝土水灰胶值在0.40～0.80之间时越大，则混凝土的强度越低；水泥强度越高，则混凝土强度越高。水灰比定律：在材料相同的条件下，砼强度值随水灰胶的增大而减小，其变化规律呈近似双曲线形状。影响混凝土强度的因素碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。影响混凝土强度的因素（2）粗集料的品种影响混凝土强度的因素（3）养护条件混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。•在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；在0-40℃范围内。•低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0℃以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在7～14d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。28lglg28nfnf＝n≥3影响混凝土强度的因素（4）龄期：龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。式中：fn、f28——分别为n、28天龄期的抗压强度影响混凝土强度的因素（5）外加剂•减水剂—减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度•早强剂—提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响•引气剂—减小抗压强度，但提供混凝土的抗折强度，当含气量为3％－5％时，抗折强度提高10％－20％（三）耐久性——保证混凝土在自然环境及使用条件下的耐久性要求耐久性的主要内容★抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力★抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质★抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性★抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化★碱集料反应碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。耐久性提高混凝土耐久性的措施（1）合理选择混凝土的组成材料根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；选择质量良好、技术要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密实度★严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。★选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。★掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。★严格按操作规程进行施工操作。提高混凝土耐久性的措施（3）改善混凝土的孔隙结构在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。提高混凝土耐久性的措施（四）经济性在保证混凝土工程质量的前提下，合理地使用材料，降低成本三、混凝土配合比设计的资料准备1.了解混凝土的设计强度等级fcu.k，坍落度要求2.了解耐久性要求；3.了解钢筋配筋间距和结构的断面尺寸，确定骨料的最大粒径Dmax4.了解施工管理水平、施工方法等，以便正确选择混凝土的各项参数；5.了解各项原材料的物理参数。①水泥的品种、标号、密度；②砂、石骨料的种类、表观密度、级配、石子、最大粒径；③拌和用水的水质情况；四、混凝土配合比设计的三参数胶凝材料、水、砂子、石子（1）水和胶凝材料的关系（水灰胶）（2）砂和石子的关系（砂率）（3）水泥浆与骨料的关系（浆骨比）四个基本变量：三个关系:胶凝材料水浆体砂石子骨料WβsW/B受最大水胶比限制(耐久性)决定了强度受粗骨料种类及规格的影响决定了工作性受w/B及粗骨料的种类规格影响决定了工作性与经济性初步配合比基准配合比实验配合比施工配合比五、混凝土配合比设计的步骤根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)所规定的步骤进行设计强度调整和易性调整含水率调整（1）．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：645.1,kcucuoff混凝土强度等级≤C20C25～C45C50～C55б值(N/㎜2)4.05.06.0（一）、确定初步配合比（2）．当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式计算（新增）cu,0cu,k1.15ff1．混凝土试配强度的确定：fb—胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂抗压强度（MPa），1．当胶凝材料28d胶砂抗压强度无实测值时，可按下式计算：f、s——粉煤灰(flyash)影响系数和粒化高炉矿渣粉(slag)影响系数，fce——水泥(cement)28d胶砂抗压强度（MPa）。①采用Ⅰ级粉煤灰宜取上限值。②采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。③当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。bfsceff2．当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时，公式（5.1.1-2）中的fce值可按下式计算：c——水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.1-2选用（增加）；fce,g——水泥强度等级值（MPa）。32.542.552.51.121.161.102.确定水灰比值(W/B)系数碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13bbaocubafffBw,)(,bbaocuWBff回归系数a和b宜按下列规定确定：（1）．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定；（2）．当不具备上述试验统计资料时，可按下表选用。•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，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。Nbvccm/GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范中有关胶凝材料用量条款3.确定用水量(mwo)（1)干硬性和塑性混凝土用水量①水灰比在0.40～0.80范围时，通过查表确定。拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102040162040维勃稠度(s)16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165干硬性混凝土塑性混凝土的用水量(kg/m3)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)10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195②水灰比小于0.4的混凝土及采用特殊工艺的混凝土，通过试验确定（2)流动性和大流动性混凝土用水量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)10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195①未掺外加剂时，以90mm为基础，每增大20mm，水量增加5kg②掺外加剂时，按下式计算：mwa=mw0(1-β)4.计算混凝土的单位水泥用量(mco)WBmmwc00复核耐久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。5.确定合理砂率()1)应根据混凝土的和易性要求试验取得。2)按坍落度、水灰比及骨料最大粒径查表选取。s混凝土的砂率(%)水灰比卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3539～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～416.确定1m3混凝土的砂石用量101.0wwoggossoccoffommmmm%100gosososmmm%100g0s0s0scp0s0w0c0mmmmmmmmmgfo质量法体积法假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。绝对体积法绝对体积法的基本原理是：101.00000wwssoggffccmmmmm式中ρc——水泥密度（kg/ｍ3），可取2900～3100kg/ｍ3。ρf——矿物掺合料密度，（kg/ｍ3）ρg——粗骨料的表观密度（kg/ｍ3）；ρs——细骨料的表观密度（kg/ｍ3）；ρw——水的密度（kg/ｍ3），可取1000kg/ｍ3；α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为１。如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。重量法（假定表观密度法）重量法的基本原理是：ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ｍcp式中ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；ｍw0——每立方米混凝土的用水量（kg）；ｍcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；其值可取2400～2450kg。1m3砼材料用量：水