第六节普通混凝土的配合比设计.pptx
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1、一、基本要求基本要求:满足混凝土结构设计强度要求。满足施工所要求的混凝土拌合物和易性要求。满足在使用条件下的耐久性要求节约水泥,节约能耗,降低成本。第1页/共60页二、配合比的三大参数 主要是反映水泥、水、砂、石四项基本材料的比例关系。W/C Sp WW/C Sp W第2页/共60页三、配合比设计的步骤1、初步配合比计算2、配合比的试配、调整与确定3、施工配合比第3页/共60页三、配合比设计的步骤例:某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C20,钢筋密度一般,混凝土的强度保证率95%,要求施工坍落度3 5 cm。原材料的情况如下:矿渣硅酸盐水泥,fce=44MPa,c=3.08Kg/m3 河砂,Mx=2
2、.1,s=2680Kg/m3,。s=1450Kg/m3 碎石,粒级5 20mm,g=2720Kg/m3,。g=1520Kg/m3 自来水第4页/共60页三、配合比设计的步骤(一)初步配合比计算(一)初步配合比计算1、计算设计强度 fcu=f=fcucuk k-t-t fcu=fcuk+1.645 =20+1.6455.0 =28.225 MPa第5页/共60页三、配合比设计的步骤2、确定W/C (1)满足强度的W/C fcu=A fce(C/W-B)28.225=0.48 44(C/W-0.52)W/C=0.54 (2)满足耐久性的要求 最大W/C=0.7,所以 W/C=0.54第6页/共60
3、页三、配合比设计的步骤3、1m3混凝土用水量(1)根据工程种类、施工条件选择坍落度T。(2)查表,得W。W。=195kg细砂增加510kg,所以W。=200kg第7页/共60页4、水泥用量C。C。=W C/W =200 1.85 =370 kg/m3查表得最小水泥用量为250 kg/m3,所以 C。=370 kg/m3第8页/共60页三、配合比设计的步骤5 5、砂率SpSp:应根据混凝土拌合物的和易性来确定。(1)查表法(2)实验法(3)公式法 查表得Sp=0.357因是细砂降低35%,所以 Sp=32%第9页/共60页Sp图水泥浆用量一定SpC图T相同第10页/共60页三、配合比设计的步骤6
4、、砂、石用量S S。G G。(1)绝对体积法 C。/c+S。/s+G。/g+W。/w+10=1000 S。/(S。+G。)=Sp(2)假定表观密度法 C。+S。+G。+W。=。h S。/(S。+G。)=Sp得:S。=584kg G。=1244kg第11页/共60页三、配合比设计的步骤7、混凝土配合比:(1)1m3混凝土用量:C。=370kg S。=584kg G。=1244kg W。=200kg(2)比例法 C:S:G=1:1.64:3.49 W/C=0.56第12页/共60页砼拌和物坍落度的测定第13页/共60页第14页/共60页第15页/共60页三、配合比设计的步骤(二二)配合比的试配、调
5、整与确定配合比的试配、调整与确定1、坍落度的调整(1)坍落度大,保持砂率不变,提高沙石的用量。(2)坍落度小,保持水灰比不变,提高水泥浆的用量。第16页/共60页三、配合比设计的步骤(二二)配合比的试配、调整与确定配合比的试配、调整与确定2、所作的配合比的强度不一定满足要求。应调整水灰比,采用三个配合比。其中一个是基准配合比,另外的两个配合比的水灰比分别增减0.05,用水量不变,砂率适当调整。当W/C0.05时,采用中砂时砂率23%,细砂时12%,特细砂时0.51%。三个配合比测28天抗压强度,选取一个最佳的,若三个均不满足,则使用作图法。第17页/共60页三、配合比设计的步骤(二二)配合比的
6、试配、调整与确定配合比的试配、调整与确定3、校正 。h实 =。h计 当。h实与。h计之差的绝对值不超过。h计的2%时,以上定的配合比即为确定的设计配合比;若二者之差超过2%时,则将以上混凝土配合比的各材料的用量均需乘以校正系数,从而定出设计配合比。第18页/共60页三、配合比设计的步骤(三)施工配合比(三)施工配合比 C=C。(kg)S=S。(1+Ws)(kg)G=G。(1+Wg)(kg)W=W。-S。Ws-G。Wg(kg)第19页/共60页第20页/共60页第21页/共60页第22页/共60页滑模混凝土滑模混凝土第23页/共60页第24页/共60页 某办公楼要求配制钢筋混凝土梁C30,钢筋密
7、度一般,混凝土的强度保证率95%,要求施工坍落度 3 5 cm。原材料的情况如下:425#矿渣硅酸盐水泥,c=3.08Kg/m3 河砂,Mx=1.7,s=2650Kg/m3,。s=1450Kg/m3 碎石,粒级5 31.5mm,g=2730Kg/m3,。g=1420Kg/m3 自来水试计算该混凝土的配合比.作 业第25页/共60页例1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 30,施工要求混凝土坍落度为3050,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差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=3.10/cm,水泥强度等级标准值的富余系数为1.08;
8、砂:中砂,级配合格,砂子表观密度os=2.60/cm;石:530mm碎石,级配合格,石子表观密度og=2.65/cm3;试求: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,石子含水率为1,试计算混凝土施工配合比。第26页/共60页解求混凝土计算配合比(1)确定混凝土配制强度(fcu,0)fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比(W/C)fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,由表干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.53。第27页
9、/共60页(3)确定用水量(mw0)查表,对于最大粒径为30的碎石混凝土,当所需坍落度为3050时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量(mc0)按表,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260,故可取 mc0 3493。第28页/共60页(5)确定砂率(s)查表,对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.53时,其砂率值可选取32%37%,(采用插入法选定)现取s=。()计算砂、石用量(s0、g0)用体积法计算,将mc0=349;mw0=185代入方程组|解此联立方程,则得:s0=641,|g0=1192第29页/共60页(7)该混凝土计算配合比为:m3
10、混凝土中各材料用量为:水泥:349,水:185,砂:641,碎石:1192。以质量比表示即为:水泥:砂:石=:1.84:3.42,0.53 2确定施工配合比由现场砂子含水率为,石子含水率为1,则施工配合比为:水泥 mc施=mc0=349砂子 s施=s0(1+3%)=641(1+3%)=660石子 g施=g0(1+1%)=1192(1+1%)=1204水 w施=mw0s03%g01%=1856413%11921%=154第30页/共60页例2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 20,施工要求混凝土坍落度为50-70,施工单位无历史统计资料,所用原材料情况如下:水泥:32.5级普
11、通硅酸盐水泥,水泥密度为=3.10/cm,砂:中砂,Mx=2.70,级配合格,石:卵石,Dmax=40mm,级配合格,试设计20混凝土配合比。解:1.初步计算:第31页/共60页(1)确定混凝土配制强度(fcu,0),由表3.0,5MPa fcu,0=fcu,k+1.645=20+1.6455=28.2 MPa(2)计算水灰比(W/C)fce=c fce,k=1.0 32.5=32.5MPa第32页/共60页(3)确定用水量(mw0)查表,对于最大粒径为40的卵石混凝土,当所需坍落度为5070时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。(4)计算水泥用量(mc0)按表,对于干燥环境的钢筋混凝土,
12、最小水泥用量为260,故可取 mc0 3623。第33页/共60页(5)确定砂率(s)查表,对于采用最大粒径为40的卵石配制的混凝土,当水灰比为0.47时,其砂率值可选取26.8%32.1%,(采用插入法选定)现取s=30。()计算砂、石用量(s0、g0)假定表观密度法计算,将mc0=362;mw0=170代入方程组第34页/共60页第35页/共60页计算配比:C:362kg,W:170kg,S:561kg,G:1307Kg,W/C=0.4715升用量:C:4.34kg,W:2.04kg,S:6.73kg,G:15.68kg第二组:W/C=0.47+0.05=0.52:W:170kgmc0=1
13、70/0.52=327kg砂率:31%,mg0=2.23ms0解得:S=589kg,G=1314kg,W=170kg,C=327kg第三组:W/C=0.470.05=0.42:W:170kgmc0=170/0.42=405kg砂率:28%,mg0=2.57ms0解得:S=511kg,G=1314kg,W=170kg,C=405kg每 种配比制作两组强度试块,标准养护28d进行强度测定。第36页/共60页掺减水剂混凝土配合比设计一、砂浆减水率试验1.基准砂浆流动度用水量测定(跳桌流动度140 5mm)水泥:300 g,标准砂750g,基准砂浆流动度用水量M02.掺入推荐掺量的外加剂,测定 砂浆流
14、动度为140 5mm时的用水量M01。减水率:二、混凝土减水率试验(混凝土外加剂GB8076-1997)1.基准混凝土单位用水量W0:C:310kg,Sp=3640%,塌落度:80 10mm2.掺外加剂混凝土单位用水量W1:C:310kg,Sp=3539%,塌落度:80 10mm,外加剂采用推荐掺量减水率WR:第37页/共60页二、掺减水剂混凝土配合比设计1.首先按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比。2.在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上,进行减水和减水泥,算出减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量。3.重新计算砂、石用量。计算每立方米混凝土中的减水剂用量。4
15、.试配和调整。第38页/共60页例3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 30,施工要求混凝土坍落度为,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差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=3.10/cm,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os=2.60/cm;石:530mm碎石,级配合格,石子表观密度og=2.65/cm3;减水剂:HSP高效减水剂,减水率:20%试求:混凝土计算配合比解:(1)确定混凝土配制强度(fcu,0)fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水
16、灰比(W/C)fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa第39页/共60页由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,由表干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.53。|(3)确定用水量(mw0)|查表,对于最大粒径为30的碎石混凝土,当所需坍落度为时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。|HSP 减水率为20%|用水量:W=185(1-20%)=148kg(4)计算水泥用量(mc0)第40页/共60页按表,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260,故可取 mc0 2793。(5)确定砂率(s)查表,对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.53时,其
17、砂率值可选取32%37%,(采用插入法选定)现取s=。()计算砂、石用量(s0、g0)用体积法计算,将mc0=279;mw0=148代入方程组解此联立方程,则得:s0=696,g0=1295第41页/共60页(7)减水剂HSP:J=2791.5%=4.19kg混凝土计算配比为:C:279kg,S:696kg,G:1295kg,W:148kg,HSP:4.19kg(空白混凝土:C:349kg,S:641kg,G:1192kg,W:185kg)C:S:G:J=1:2.49:4.64:0.015,W/C=0.53第42页/共60页膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计一、膨胀剂:膨胀剂是与水泥、水拌和后,经
18、水化反应生成钙矾石或氢氧化钙,使混凝土产生膨胀的外加剂。膨胀剂的限制膨胀率(%)要求为(混凝土膨胀剂JC476-1998)膨胀剂的限制膨胀率用比长仪来测定。第43页/共60页二、膨胀混凝土的配合比设计试配法:1.选用34个水灰比建立强度与水灰比关系曲线。2.单位用水量较普通混凝土增加1015%。按选定的水灰比计算水泥用量(不少于280kg/m3)。3.补偿收缩混凝土的膨胀剂标准掺量为12%(内掺法:E/(C+E)=12%)4.砂率略低于普通混凝土。5.计算砂石用量。6.试拌调整(单位用水量需用塌落度核对)并制作强度与膨胀试件。7.根据强度与水灰比关系曲线,自由膨胀率与水灰比关系曲线综合判定设计
19、膨胀混凝土的配合比。第44页/共60页抗渗混凝土的配合比设计一、设计规程要求:1.抗渗混凝土最大水灰比:满足表2.水泥+掺合料 320kg,砂率=35%45%表抗渗等级最大水灰比C20C30C30P60.600.55P8P120.550.50P120.500.45第45页/共60页二、抗渗性能试验进行抗渗混凝土配合比设计时尚应增加抗渗性能试验。1.采用水灰比最大的配合比作抗渗试验,试验结果应符合下式要求:式中 Pt6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力;P设计抗渗等级值。2.掺引气剂时含其量应控制在35%第46页/共60页例某水工结构工程现浇钢筋混凝土,混凝土设计强度等级为 30,抗渗等级P1
20、4,施工要求混凝土坍落度为,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差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=3.10/cm,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os=2.60/cm 石:530mm碎石,级配合格,石子表观密度og=2.65/cm3;试求:混凝土计算配合比解:(1)确定混凝土配制强度(fcu,0)fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比(W/C)fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa第47页/共60页对于水工结构混凝土,由表抗渗混凝土容许最大
21、水灰比为0.50,故可确定水灰比应取0.50。|(3)确定用水量(mw0)|查表,对于最大粒径为30的碎石混凝土,当所需坍落度为时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量(mc0)郁郁第48页/共60页对于抗渗混凝土要求:水泥+掺合料320kg故取水泥用量为:370kg5)确定砂率(s)查表,对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.50时,其砂率值可选取30%35%,抗渗混凝土要求砂率=35%45%,现取s=。()计算砂、石用量(s0、g0)用体积法计算,将mc0=370;mw0=185代入方程组解此联立方程,则得:s0=635,g0=1181 (W/C=0.
22、50)第49页/共60页抗冻混凝土的配合比设计一、设计规程要求:1.抗冻混凝土最大水灰比:满足表表2.最小水泥用量应满足表要求3.进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性能试验。抗冻等级无引气剂时掺引气剂时F500.550.60F100-0.55F150及以上-0.50第50页/共60页第51页/共60页粉煤灰混凝土的配合比设计(JGJ28-86)一、设计方法:1.按 JGJ55-2000进行普通混凝土基准配合比设计;2.按表选择粉煤灰取代水泥率(c)表粉煤灰取代水泥率(c)注:1.采用42.5水泥取上限,32.5水泥取下限2.C20 以上混凝土宜用I、II级粉煤灰,C15以下混凝土可用III
23、级粉煤灰。混凝土等级普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥C1515251020C20101510C25C3015201015第52页/共60页3.按所选用的粉煤灰取代水泥率(c),求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);mc=mc0(1 c)mc0为每立方米基准混凝土的水泥用量4.按表选择粉煤灰超量系数(c)表粉煤灰超量系数(c)5.按超量系数(c),求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量(mf);mf=c(mc0 mc)6.计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和细骨料的绝对体积,或采用重量法计算砂石重量。粉煤灰级别超量系数(c)I1.01.4II1.21.7III1.52.0第53页/共60页7.按
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