混凝土配合比设计学习课件

普通混凝土配合比设计学习交流课件------钱宝军2018年4月一、混凝土配合比设计概念◇混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。1、混凝土配合比设计的任务：满足和易性要求（工作性）；满足设计强度等级要求（设计要求）；满足混凝土耐久性或设计的其他性能要求；在满足性能要求的前提下，尽可能节约材料，降低成本。一、混凝土配合比设计2、配合比的表示方法：一、混凝土配合比设计概念以每1m3混凝土中各组成材料的质量（kg/m3)表示:材料名称水泥掺合料砂石外加剂水Kg/m330010072011208.0170以单位质量水泥（1.00）与各种材料之间的比例水灰比表示:材料名称水泥掺合料砂石外加剂水比例1.000.332.403.730.0270.57以每搅拌一盘砼的各种材料用量表示，便于施工管理和质量控制。二、配合比设计前所需基本资料第二节混凝土配合比设计二、配合比设计基本要求☆各种原材料的技术要求应符合规范的要求。☆尽可能地选择与混凝土强度等级相匹配的水泥。1、配置高强度砼时，应采用高强度水泥；配置低强度砼时，宜采用低强度等级水泥。2、用高强度等级水泥配制低强度等级砼时，会使每立方米砼的水泥用量偏少，影响砼的和易性及密实性。3、用低强度等级的水泥配制高强度等级的砼时，会使每立方米砼的水泥用量过多，影响到砼的可操作性和耐久性能。三、混凝土配合比设计步骤第二节混凝土配合比设计1、混凝土配合比设计中的三个基本参数：水胶比：水与胶凝材料之间的比例关系。砂率：砂与石子之间的比例关系。单位体积用水量：水泥浆与骨料之间的比例关系：。确定强度获得流动性调整和易性2、三个参数的确定基本原则：在满足混凝土设计强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水胶比—鲍罗米公式；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位体积用水量—需水量定则；砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定砂率。三、混凝土配合比设计步骤3、混凝土配合比设计的步骤Ⅰ、初步计算配合比Ⅲ、理论配合比Ⅱ、基准配合比Ⅳ、生产配合比校核强度、和易性、耐久性扣减砂、石含水量三、混凝土配合比设计步骤4、初步计算配合比计算步骤：第一步：确定混凝土配制强度(fcu,0)第二步：确定水胶比(w/B)第三步：确定用水量W0第四步：确定胶凝材料用量B0第五步：确定水泥用量C0和掺和料用量F0第六步：确定砂率βs第七步：确定砂石用量S0，G0（质量法、体积法）三、混凝土配合比设计步骤第一步：混凝土配制强度的确定满足混凝土强度保证率达到95％的原则：fcu.0＝fcu.k+1.645σσ的确定：施工单位有强度历史资料时，统计法确定；施工单位无强度历史资料时，查表确定：4、初步计算配合比第二步、初步确定水灰比（W/B）依据鲍罗米公式公式：W/B=αafce/(fcu,o+αa.αbfce)式中fcu.o——混凝土试配强度；fce——水泥28d的实测强度；αa、αb—回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。规范JGJ55-2011中已给出了经验值：4、初步计算配合比第三步：单位体积用水量（mwo)确定—需水量定则1、需水量定则：当粗骨料（石子）最大粒径一定时，混凝土坍落度主要取决于单方混凝土用水量。2、坍落度≤90mm时：根据所用粗骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，查表选取1m3混凝土的用水量。3、坍落度90mm时：先确定坍落度90mm时的用水量，然后每增加20mm坍落度，增加5kg/m3水。4、塑性混凝土的用水量选取表（kg/m3）：4、初步计算配合比项目指标卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）102031.540162031.540坍落度mm10－3019017016015020018517516535－5020018018016021019518517555－7021019018017022020519518575－90215195185175230215205195第四步胶凝材料用量（mbo）的确定根据确定的水胶比（W/B）和选取的单位体积用水量（mwo），可计算出胶凝材料用量：第五步：确定水泥用量mC0和掺和料用量mF0：根据掺和料的掺量βf，确定掺和料用量mF0：确定水泥用量mc0：4、初步计算配合比第六步砂率值（βs）的确定Ⅰ、通过试验确定：根据混凝土拌和物和易性要求，通过试验，以流动度最大，或相同流动度下，水泥用量最少确定合理砂率；Ⅱ、通过查表确定：根据粗细骨料特性、规格，水胶比大小，通过查表确定砂率；Ⅲ、通过计算确定：根据骨料合理级配原则，即砂子填充石子空隙，并稍有富余（拨开）系数原则，通过计算确定。4、初步计算配合比%100gosososmmm试验法确定砂率：需要比较准确地确定合理砂率的范围或需要了解砂率变化对混凝土拌和物性能的影响时，应经试验来确定合理砂率，其步骤如下：1、拌制五组不同砂率的砼拌和物，它们的用水量及胶凝材料用量均相同，保持混凝土每方的容重不变，砂率值以每组2%～3%的变动，测定每组拌和物的坍落度和工作性。2、用坐标纸作出坍落度-砂率关系图，如图中有极大值，则极大值所对应的砂率即为该拌和物的合理砂率值。如果因粘聚性能不好而得不出极大值，则合理砂率值应为粘聚性及保水性能保持良好而混凝土坍落度最大时的砂率值。混凝土砂率选用表（%）卵石最大粒径(㎜)碎石最大粒径(㎜)水灰比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查表法确定砂率：砂率的计算公式：.4.12.12.11.1%/g/g%33～采用人工捣实时为；～捣时为拨开系数，采用机械振）石子的空隙率（）石子的表观密度（）砂的表观密度（）砂率（式中：ggssggsgsspmKmKpp计算法确定砂率：砂率的采用原则：1、粗骨料的粒径增大砂率应减小，粗骨料粒径减小砂率应增大。2、采用细砂时的砂率比中砂小，采用粗砂时砂率比中砂大。3、采用卵石时砂率比采用碎石时小。4、水胶比小时砂率减小，水胶比增大时砂率应增大。5、胶凝材料用量大时砂率应减小，胶凝材料用量少时砂率应增大第六步砂、石用量（mso）及（mgo）确定1、体积法：假定混凝土拌和物体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和为1。4、初步计算配合比101.0000wwssoggccmmmm式中ρc——水泥密度（kg/ｍ3），可取2900～3100ρg——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1000；βs——砂率（％）；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。%10000gssosmmm•2、质量法：假定混凝土拌合物的表观密度mcp(kg/m3)接近一个固定值。••即ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ｍcp%10000sgsosmmm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）；βs——砂率（％）；ｍcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；其值可取2400～2450kg。基准配合比的确定：目的：初步计算配合比求出的各材料用量，是借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查得的，因而不一定能够完全符合设计要求的混凝土拌合物的和易性。因此，必须通过试拌对初步计算配合比进行调整，直到混凝土拌合物的和易性符合要求为止，然后提出供检验强度用的基准配合比。三、混凝土配合比设计步骤原则：在初步计算配合比的基础上，假定水胶比不变，通过试拌、调整，以使拌合物满足设计的和易性要求。调整方法：按初步计算配合比配制约20L拌合物当坍落度低于设计要求时，保持水胶比不变，适当增加胶凝材料浆用量；当坍落度高于设计要求时，保持砂率不变，适当增大骨料用量；当粘聚性和保水性不良时，应在保持水胶比不变的情况下适当调整砂率，直到符合要求为止。然后提出供检验强度用的基准配合比。三、混凝土配合比设计步骤试验室配合比的确定：目的：通过调整的基准配合比，和易性已满足设计要求，但w/B不一定满足强度设计要求。因此，需要通过调整w/B，使配合比满足强度设计要求。三、混凝土配合比设计步骤试验室配合比的确定：确定方法：采用3个不同的配合比，其一为基准配合比，另外两个配合比的W/B较基准配合比分别增加或减少0.05；水用量与基准相同，砂率分别增加或减少1％，得到3个配合比。每种配合比至少制作一组（三块）试件，标准养护到28d时进行强度测试。作3个配合比的28d强度与B/W直线，由作图法得到与设计强度相对应的B/W，即W/B。以得到的满足设计强度要求的W/B为基础，并取mw=mw基、ms=ms基、mg=mg基，求出1m3混凝土的各组成材料用量mc、mf、ms、mg、mw，试拌后实测拌合物表观密度（ρc.t），与设计计算的表观密度（ρc.c）进行校正。三、混凝土配合比设计步骤试验室配合比确定：配合比校正：校正系数：试验室配合比：cctc,,wwggsscmmmmmmm试试试试试＝＝ffcmmm三、混凝土配合比设计步骤确定施工配合比：设计配合比是以干燥材料为基准的，而工地存放的砂、石的水分随着气候而变化。所以现场材料的实际称量应按砂、石的实际含水情况进行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比。假定工地存放砂的含水率为a%，石子的含水率为b％，则将试验室配合比换算为施工配合比，其材料用量为：mc施=mc试（kg/m3）mf施=mf试（kg/m3）ms施=ms试(1+a%)（kg/m3）mg施=mg试(1+b%)（kg/m3）mw施=mw试-a%ms-b%mg（kg/m3）三、混凝土配合比设计步骤例:某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为30～50㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm３，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρos=2.60ｇ/cm３；石：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρog=2.65ｇ/cm3；试求：１．混凝土计算配合比；2．若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为３％，石子含水率为1％，试计算混凝土施工配合比.。应用实例混凝土配合比设计的过程是一个理论、经验和试验相结合的过程。除非采用正确地浇筑、抹面和养护，否则，即使是一个“完善的”配合比，也不能正确的实现。配合比设计时应充分考虑到现场施工时的不利因素以及试验室与工地（拌合场地）的环境差异。小结：学习完毕，谢谢大家！