4.3普通水泥混凝土配合比设计

第三节普通水泥混凝土配合比设计教学目标学习水泥混凝的配合比组成设计方法；会计算初步配合比；能够在试验室进行配合比调整；提出基准配合比和确定试验室配合比；根据初步配合比换算基准配合比。教学重点初步配合比设计。教学难点根据初步配合比换算基准配合比；确定试验室配合比和计算施工配合比。普通水泥混凝土的配合比设计配合比设计要求满足结构设计的强度要求；具有适合施工条件的流动性和良好的工作性能；正确选用原材料和各项参数，满足耐久性要求；节约水泥降低混凝土成本。配合比设计方法计算初步配合比提出基准配合比确定试验室配合比计算工地配合比初步配合比计算步骤确定混凝土的试配强度(fcu,o)计算水灰比(w/c)选择单位用水量(mwo)计算单位水泥用量(mco)选择砂率(βs)计算粗、细集料的单位用量(mG0、mso)计算初步配合比确定混凝土的试配强度(fcu,o)645.1kcu,cu,0ff按标准差法计算混凝土配制强度按本单位以往同类工程施工取样试块实测数据统计确定强度标准差(σ)查表确定强度标准差(σ)查表确定混凝土的配制强度(fcu,o)混凝土强度标准差参考值混凝土强度等级C10~C20C20~C35C35σ(MPa)4.05.06.0保证率与保证系数的关系保证率P(％)保证率系数t保证率P(％)保证率系数t500.00800.84550.13851.04600.25901.28700.52951.64750.67982.05混凝土施工配制强度(MPa)强度标准差(MPa)强度等级2.02.53.04.05.06.0C7.5C10C15C2010.813.318.324.111.614.119.124.112.414.919.924.914.116.621.626.615.718.223.228.217.419.924.929.9C25C30C35C4029.134.939.944.929.134.939.944.929.934.939.944.931.636.641.646.633.238.243.248.234.939.944.949.9C45C50C55C6049.954.959.964.949.954.959.964.949.954.959.964.951.656.661.666.653.258.263.268.254.959.964.969.9计算水灰比(w/c)回归系数碎石A=0.46B=0.07；卵石A=0.48B=0.33按强度要求计算水泥的实际强度(fce)的确定按耐久性要求校核按强度要求计算出的水灰比，应当与技术规范所规定的最大水灰比值进行比较，选取较小值使用。ceocu,ceABffAfCW水泥的实际强度(fce)的确定无法取得水泥实际强度值时计算公式计算时应注意的几个问题公式适用于新出厂或出厂不久的水泥；出厂1～3个月的水泥强度仍按商品强度使用；因存放条件不良或出厂超过3个月的水泥应重新鉴定强度。fce=γc·fce,k其中：γc=1.13混凝土最大水灰比和最小水泥用量环境条件结构物类型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干燥环境正常居住或办公用房屋内部件－0.650.60200260300潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土或水中部件0.70.600.60225280300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经受冻害的室内部件0.550.550.55250280300有冻害和除冻剂的潮湿环境经受冻害和除冻剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300选择单位用水量(mwo)影响混凝土拌和用水量的因素集料的品种；集料的最大粒径；施工要求的坍落度或维勃稠度。混凝土单位用水量(mwo)根据本单位经验选用单位用水量(mwo)选用参考表塑性混凝土单位用水量(mwo)选用参考表拌和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)10~3019017016015020018517516535~5020018017016021019518517555~7021019018017022020519518575~90215195185175230215205195干硬性混凝土单位用水量(mwo)选用参考表拌和物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102040152040维勃稠度(s)16~2017516014518017015511~151801651501851751605~10185170155190180165计算单位水泥用量（mco）按强度要求计算按耐久性要求校核按强度要求计算出的水泥用量，应当与技术规范所规定的最小水泥用量进行比较，选取较大值使用。cwwocomm选择砂率(βs)混凝土砂率参考表水灰比w／c卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)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根据所用材料的试验数据计算砂率按集料品种、规格及混凝土的水灰比选用观看动画计算粗、细集料的单位用量(mG0、mso)体积法SGSSWWGGSSCCmmmmmmm1001000100000000假定表观密度法SGSSCPWGSCmmmmmmm1000000000混凝土强度等级与表观密度关系混凝土强度等级与表观密度关系混凝土强度等级C7.5~C10C15~C30C40~C60C60表观密度(kg/m3)2360240024502480计算初步配合比各组成材料用量除以水泥用量得到初步配合比0000000000:::1::::::CWCGCSWGSCmmmmmmmmmm水石砂水泥试拌调整提出基准配合比按初步配合比试拌检定混凝土拌合物的性能搅拌方法应与生产时的方法相同；试配时每盘混凝土的规定数量。工作性调整方法坍落度偏小，保证水灰比不变增加水泥浆用量；坍落度偏大，保证砂率不变增加砂石用量；调整少量材料的重复试验时间不得超过20min；测定混凝土拌合物的实际表观密度ρCP。试拌调整提出基准配合比工作性调整后1m3砼中各种材料的用量计算CPWGSCCCammmmmm拌拌拌拌拌CPWGSCSSammmmmm拌拌拌拌拌CPWGSCGGammmmmm拌拌拌拌拌CPWGSCwWammmmmm拌拌拌拌拌供检验混凝土强度的基准配合比计算CaWaCaGaCaSaWaGaSaCammmmmmmmmm:::1:::检验强度确定实验室配合比检验强度的试件制作配制三组配合比的新拌混凝土；三组试件的水灰比：确定试验室配合比经检验三组试件的工作性合格;经标准条件养护测定28d抗压强度;选择满足配制强度要求的水灰比作为试验室配合比。05.0cw;cw;05.0cw观看动画检验强度确定实验室配合比按强度检验结果修正试验室配合比根据强度检验时的工作性经适当调整确定用水量(mwb)；以调整后的用水量(mwb)确定水泥用量(mcb)；按确定的水灰比确定粗、细集料用量(msb、mGb)。根据实测拌和物湿表观密度修正试验室配合比计算混凝土的“计算湿表观密度”(ρ΄cp);计算校正系数(δ);确定试验室配合比。计算工地配合比水泥：mc=m΄cb砂：ms=m΄sb×(1＋a％)石：mG=m΄Gb×(1＋b％)水：mw=m΄wb－(m΄sb×a％)－(m΄Gb×b％)施工配合比计算测定施工现场砂石材料的含水量；将试验室配合比换算成施工配合比：计算工地配合比计算搅拌机每次拌合材料的用量GGSSCCKmmmC1000制成系数计算每罐一次搅拌所需材料数量计算水泥=mc×搅拌机容积×Ck砂=ms×搅拌机容积×Ck石=mG×搅拌机容积×Ck水=mW×搅拌机容积×Ck用软件计算混凝土配合比普通混凝土配合比设计例题某潮湿环境有冻害现浇混凝土T梁，肋板部分最小断面16cm，钢筋最小净矩7cm，混凝土设计强度等级为C25，采用机械搅拌，插入式振动棒浇捣，施工要求的混凝土坍落度为50~70mm。施工单位的强度标准差为4.0MPa。所用材料：42.5MPa普通硅酸盐水泥，实测28d强度为48MPa，ρC=3.15g／cm3，ρ΄C=1.3g／cm3；中砂，符合Ⅱ区级配，ρs=2.6g／cm3，ρ΄s=1.49g／cm3；碎石，粒级5~40mm，ρg=2.65g／cm3，ρ΄g=1.5g／cm3；自来水，ρw=1.0g／cm3；工地实测砂含水量为1％，石含水量为2％，混凝土搅拌机容积400L。普通混凝土配合比设计例题计算混凝土的试配强度根据设计强度和标准差计算fcu,o=25+1.645×4.0=31.6MPa67.04807.046.06.314846.00,cecuceABffAfcw水灰比计算将按强度要求计算出的水灰比，与耐久性要求所规定的最大水灰比值进行比较，计算结果不满足耐久性要求。取规定数值W／C=0.55。确定单位用水量碎石最大粒径40mm，中砂及混凝土坍落度为50~70mm的要求，由表查得用水量mwo=185kg。普通混凝土配合比设计例题计算水泥用量kgCWmmwc33655.018500按强度要求计算按耐久性要求校核将按强度要求计算出的水泥用量，与耐久性要求所规定的最小水泥用量比较，计算结果满足耐久性要求。取mc0=336kg。确定砂率根据水灰比、碎石最大粒径、中砂及施工时混凝土的坍落度，查表选用βs=30％。普通混凝土配合比设计例题计算砂、石用量00000003010010001100.118565.260.215.3336GSSGsmmmmm用体积法计算联立方程解得mso=553kg，mG0=1288kg初步配合比为mco:mso:mG0:mW0＝336:553:1288:185＝1：1.65：3.83：0.55普通混凝土配合比设计例题计算砂、石用量0000000301002400185336GSSGSmmmmm用假定表观密度法计算假定混凝土的表观密度ρCP=2400kg／cm3联立方程解得mso=564kg，mG0=1315kg初步配合比为mco:mso:mG0:mW0=336:564:1315:185=1:1.68:3.91:0.55普通混凝土配合比设计例题基准配合比经实际测得坍落度值为83mm，大于50~70mm的设计要求，故需进行坍落度调整。根据集料最大粒径，取30L混凝土拌合物，按照体积法的配比计算材料用量水泥=336×0.03=10.08kg砂=553×0.03=16.59kg石=1288×0.03=38.64kg水=185×0.03=5.55kg普通混凝土配合比设计例题kgmsa567241555.503.3976.1608.1076.16kgmca341241555.503.3976.1608.1008.10kgmGa1320241555.503.3976.1608.1003.39kgmwa188241555.503.3976.1608.1055.5调整后的混凝土基准配合比341:567:1320:188=1:1.66:3.87:0.55基准配合比调整在拌合物中加入1％的砂石用量，加入砂0.17kg，石0.39kg后，测得坍落度为68mm，其它性能均良好，满足要求，此时混凝土拌合物的实测密度ρCP=2415kg／cm31m3混凝土中各种材料的用量普通混凝土配合比设计例题用图解法，确定试配强度fcu,0所对应的水灰比为0.552。试验室混凝土配合比：水泥:砂