普通混凝土配合比设计实例

普通混凝土配合比设计实例•已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为35～50mm，使用环境为无冻害的室外使用。施工单位无该种混凝土的历史统计资料，该混凝土采用统计法评定。所用的原材料情况如下：1.水泥：42.5级普通水泥，实测28d抗压强度为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3；2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；3.石子：5～20mm的碎石，表观密度ρg=2720kg／m3。•试求：1.该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。2.施工现场砂的含水率为3％，碎石的含水率为1％时的施工配合比。一、计算配合比(初步配合比)1.配制强度（fcu,0）的确定•查表4－15，当混凝土强度等级为C30时，取σ＝5.0Mpa，得：2.计算水灰比（Ｗ/Ｃ）•对于碎石：αa=0.46，αb=0.07，且已知：fce=46.0Mpa，则：•查表6-25得最大水灰比为0.60，可取水灰比为0.53。3.确定单位用水量（mw0）•根据混凝土坍落度为35～50mm，砂子为中砂，石子为5～20mm的碎石，查表6－26，可选取单位用水量mw0=195kg。645.1,0,kcucuffMPaffkcucu2.380.5645.130645.1,0,cebacuceafffCW0,53.00.4607.046.02.380.4646.04.计算水泥用量（mc0）•由表6-25查得最小水泥用量为280kg，可取水泥用量为368kg5.选取确定砂率（βs）•查表6-28，W/C=0.53和碎石最大粒径为20mm时，可取βs=36％。6.计算粗、细骨料的用量（mg0,ms0）(1).质量法求计算配合比•假定，1m3新拌混凝土的质量为2400kg。则有：•368+mg0+ms0＋195=2400，且砂率：•求得：mg0＝1176kg，ms0=661kg。•计算配合比：1m3混凝土:水泥368kg，水195kg，砂661kg，碎石1176kg。材料之间的比例：mc0:mw0:ms0:mg0=1：0.53：1.80：3.20kgmmCWwoc36853.01950%100%36000gssmmm(2).体积法求计算配合比•求得：mg0＝658kg，ms0=1170kg。•计算配合比：1m3混凝土:水泥368kg，水195kg，砂658kg，碎石1170kg。材料之间的比例：mc0:mw0:ms0:mg0=1：0.53：1.79：3.18101.0100019526502720310036800sgmm%36000gsssmmmα=1二、配合比的试配、调整与确定（基准配合比、设计配合比）（以体积法计算配合比为例）(一)配合比的试配•按计算配合比试拌15L混凝土，各材料用量为：水泥：0.015x368=5.52kg水：0.015x195=2.93kg砂：0.015x658=9.87kg碎石：0.015x1170=17.55kg•拌合均匀后，测得坍落度为25mm，低于施工要求的坍落度(35～50mm)，增加水泥浆量5％，测得坍落度为40mm，新拌混凝土的粘聚性和保水性良好。经调整后各项材料用量为：•水泥5.80kg，水3.08kg，砂9.87kg，碎石17.55kg，其总量为36.30kg。因此，基准配合比为：mc0：mw0：ms0：mg0=1：0.53：1.70：3.03•以基准配合比为基础，采用水灰比为0.48，0.53和0.58的三个不同配合比，制作强度试验试件。其中，水灰比为0.48和0.58的配合比也应经和易性调整，保证满足施工要求的和易性；同时，测得其表观密度分别为2380kg/m3，2383kg/m3和2372kg/m3。如下表:基准配合比为：mc0：mw0：ms0：mg0=1：0.53：1.70：3.03混凝土配合比的试配结果编号混凝土配合比混凝土实测性能水灰比水泥/kg水/kg砂/kg石/kg坍落度/mm表观密度/(kg/m3)28d抗压强度/MPa10.48425204611113545238047.820.53385204643114640238340.230.58350203654115740237234.0•三种不同水灰比混凝土的配合比、实测坍落度、表观密度和28d强度如表所列。由表的结果并经计算可得与fcu,0=38.2MPa对应的W/C为0.54（内插法）。因此，取水灰比为0.54，用水量为204kg，砂率保持不变。调整后的配合比为：水泥378kg，水204kg，砂646kg，石子1150kg，表观密度2378kg。•由以上定出的配合比，还需根据混凝土的实测表观密度ρc,t和计算表观密度ρc,c进行校正。按调整后的配合比实测的表观密度为2395kg，计算表观密度为2378kg；由于ρc,t－ρc,c＝2395-2378=17，该差值小于ρc,t的2%，可以不调整。混凝土配合比的试配结果编号混凝土配合比混凝土实测性能水灰比水泥/kg水/kg砂/kg石/kg坍落度/mm表观密度/(kg/m3)28d抗压强度/MPa10.48425204611113545238047.820.53385204643114640238340.230.58350203654115740237234.0(二)设计（基准）配合比的调整与确定(二)设计（基准）配合比的调整与确定设计配合比：1m3混凝土的材料用量：水泥378kg；水204kg；砂646kg；碎石1150kg。各材料之间的比例：mc0：mw0：ms0：mg0=1：0.54：1.71：3.04•三种不同水灰比混凝土的配合比、实测坍落度、表观密度和28d强度如表所列。由表的结果并经计算可得与fcu,0=38.2MPa对应的W/C为0.54（内插法）。因此，取水灰比为0.54，用水量为204kg，砂率保持不变。调整后的配合比为：水泥378kg，水204kg，砂646kg，石子1150kg，表观密度2378kg。•由以上定出的配合比，还需根据混凝土的实测表观密度ρc,t和计算表观密度ρc,c进行校正。按调整后的配合比实测的表观密度为2395kg，计算表观密度为2378kg；由于ρc,t－ρc,c＝2395-2378=17，该差值小于ρc,t的2%，可以不调整。三、现场施工配合比•将设计配合比，换算成施工配合比时，用水量应扣除砂、石所含水量，砂、石用量则应增加砂、石所含水量。因此，施工配合比为：kgWmmSss665)03.01(646)1(kgWmmggg1162)01.01(1150)1(kgWmWmmmggSsww17301.0115003.0646204kgmmcc378施工配合比：mc′：mw′：mg′：ms′=1：0.48：1.76：3.07