混凝土配合比设计.ppt

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1、主要内容,建筑材料-混凝土,一、混凝土的质量控制与评定 二、 普通混凝土的配合比设计概述 (一)配合比的表示方法 (二) 配合比的基本要求 (三）配合比设计需具备的基本资料： (四)混凝土配合比设计基本参数的确定,主要内容,建筑材料-混凝土,三、普通混凝土配合比设计方法与步骤（按抗压强度） （一）确定初步配合比：初步计算或是直接选取 （二）确定基准配合比：试拌检验与调整和易性 （三）确定实验室配合比：复核强度、耐久性且经济 （四）确定施工配合比：换算 四、路面混凝土配合比设计方法与步骤（按抗压拉强度）,一、混凝土的质量控制与评定,（一）混凝土质量的波动 影响混凝土性质的三大要素,建筑材料-混凝

2、土,原材料（品种、规格、质量） 配合比 施工(方法、质量、控制),由于混凝土的抗压强度与混凝土其他性能有着紧密的相关性，能较好地反映混凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土抗压强度作为重要的质量控制指标，并以此作为评定混凝土生产质量水平的依据。若为路面混凝土,则以抗拉强度评定.,（二）混凝土强度的波动规律与正态分布曲线 1.混凝土质量评定的数理统计方法 (1)强度平均值(2)强度标准差,建筑材料-混凝土,表示强度波动程度,混凝土质量波动的主要原因,建筑材料-混凝土,原材料质量的波动 组成材料计量误差 施工质量控制、养护条件波动 试验条件变化,为减小混凝土质量的波动程度，即将其控制在小范围内波动，

3、应采取必要的措施。,建筑材料-混凝土,图2离散程度不同的强度曲线,CV表示强度相对波动程度,v值愈小，则表示混凝土质量愈稳定； v值愈大，则表示混凝土质量稳定性差。,2.混凝土强度的波动规律与正态分布曲线在正常生产条件下，混凝土的强度受许多随机因素的作用，即混凝土的强度也是随机变 化的，因此可以采用数理统计的方法来进行分析、处理和评定。大量实验证明，混凝土的抗压强度频率曲线均接近于正态分布曲线，即混凝土的强度服从正态分布。离强度平均值越近，出现的概率越大。正态分布曲线高而窄时，说明混凝土强度的波动较小，即 混凝土的施工质量控制较好。当正态分布曲线矮而宽时，说明混凝土强度的波动 较大，即混凝土的

4、施工质量制较差。,建筑材料-混凝土,3.混凝土强度保证率与质量评定,建筑材料-混凝土,(三)混凝土的配制强度1.确定配制抗压强度 如果所配制混凝土的强度平均值（ ）等于设计强度（fd），这时混凝土强度保证率只有50。因此，为了保证工程混凝土具有设计所要求的95强度保证率，在进行混凝土配合比设计时，必须使混凝土的配制强度（fcu,0 ）大于设计强度（fcu,k ）,建筑材料-混凝土,fcu,0 fcu,k + 1.645 ,强度标准差可由本单位的统计值获得, =,i=1,(fi,_,)2,n,n-1,建筑材料-混凝土,1.计算时，强度试件组数不应少于25组； 2.当混凝土强度等级C20和C25级

5、，其强度标准差计算值不于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa； 3.当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa。,建筑材料-混凝土,如施工单位没有同一品种混凝土强度资料时,则可查表确定,注:采用本表时,施工单位可根据实际情况对作适当调整,2.确定配制抗弯拉强度 按下式计算,建筑材料-混凝土,式中：fc混凝土配制28d抗弯拉强度的均值(MPa)；fr混凝土设计抗弯拉强度(MPa)；S抗弯拉强度试验样本的标准差(MPa)；t保证率系数;C v抗弯拉强度变异系数.,建筑材料-混凝土,二、 普通混凝土的

6、配合比设计 （一） 配合比的表示方法：1 以1m3混凝土中各种材料的具体用量表示：水泥：300Kg; 砂：600Kg;石：1200Kg; 水：180Kg; 外加剂：0.25%2 以水泥质量为1，其余用质量比表示水泥：砂：石：水= 1：2：4：0.6掺外加剂或掺合料时，其用量以水泥用量或胶凝材料总量的质量百分比来表示,建筑材料-混凝土,（二） 配合比的基本要求：1、满足施工要求的和易性；2、满足设计要求的强度3、满足工程要求的耐久性；4、满足经济性,节约水泥,建筑材料-混凝土,（三）配合比设计需具备的基本资料：1、混凝土设计任务书：设计要求 和易 性强度等级耐久性2、原材料情况：水泥品种、标号；

7、粗、细骨料的品种、质量、粗细程度、最大粒径、颗粒级 配等3、施工水平：施工条件、施工方法、养护方法及施工控制水平等。各种资料与数据齐备后，才可进行配合比设计，其基 本方法与步骤如下：,（工程要求）,建筑材料-混凝土,在混凝土配合比设计过程中，为求得适当的各材料用量，通常先确定四种基本原材料用量之间的3个比例关系：用水与水泥之间的比例关系，即水灰比；砂与石子之间的比例关系，即砂率；混凝土中的液体材料与固体材料之间的比例关系，可以单位用水量(1m7昆凝土中的用水量)来间接表示。因此，水灰比、砂率、单位用水量是混凝土配合比设计的3个重要参数，它们的大小将会直接影响混凝土的技术性能和经济效益。因此，混

8、凝土配合比设计的关键就是正确地确定这3个参数，以确保其满足各项基本要求。,建筑材料-混凝土,（四）混凝土配合比设计基本参数的确定： w/c、 w 、S,砂子,石子,水,水泥,水泥浆,集料,W/C,S,建筑材料-混凝土,（四）混凝土配合比设计基本参数的确定：w/c、 w 、 Sp,砂子,石子,水,水泥,水泥浆,集料,W,W/C,Sp,受集料品种、 规格的影响,决定和易性,受(W/C)max限制（耐久性）,决定强度,受W/C、 集料品种、 规格的影响、,决定和易性经济性,（四）混凝土配合比设计基本参数的确定 1.确定水灰比w/C ：依据强度和耐久性 (1)可凭经验直接选取 (2)计算(强度等级C6

9、0时,宜按下式计算),建筑材料-混凝土,W/C (W/C)max,同时,满足强度和耐久性的要求，并尽可能选用 较大的水灰比，以便使混凝土更经济。,W/Cafce/fcu,oabfce,建筑材料-混凝土,建筑材料-混凝土,W/Cafce/（fcu,oabfce ）,1.a，b-回归系数,与集料和水泥品种及工艺条件有关,应通过试验确定； 无统计资料时，对于碎石a0.46、b0.07；对于卵石a0.48、b0.33 2.fce-水泥28d抗压强度实测值(MPa). 当无实测值时，可按下式确定：fcecfce,g c-水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；fce,g-水泥强度等级值(MPa)

10、。 fce值也可用7d强度或快测强度推定28d强度关系式推定得出。,建筑材料-混凝土,混凝土强度与水灰比的关系,混凝土强度与灰水比的关系,决定混凝土强度的因素水泥强度与水灰比(W/C),fce水泥实际强度,fcu, afce(C/W-b),2.确定用水量W：,建筑材料-混凝土,单位用水量是影响新拌混凝土流动性的主要因素。当水灰比确定之后，单位用水量取值越大，水泥浆数量就越多，新拌混凝土的流动性就越大；但若取值过大不仅会增加水泥用量，提高混凝土成本，同时还会使混凝土的教聚性与保水性变差，并影响硬化混凝土的性能。因此，单位用水量的确定应在满足流动性要求的前提下，尽量选用较小值.,（1）可凭经验直接

11、选取 （2）根据骨料的品种与规格及要求的流动性查表确定。 用水量的多少，是控制混凝土拌合物流动 性大小的重要参数。 确定单位用水量 的原则是；以拌合物达到 要求的流动性为准。,建筑材料-混凝土,建筑材料-混凝土,具体确定方法因新拌混凝土的性能要求不同而异。(1)干硬性或塑性混凝土 当水灰比在0.400.80范围内时，应根据骨料的品种、规格及施工所要求的新拌混凝土的稠度值(维勃稠度或坍落度)，参考表选取单位用水量；对于水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土，其单位用水量应通过试验来确定。,建筑材料-混凝土,用水量表,注：1本表用水量采用中砂时的平均取值。采用细砂时，每立方米混凝土

12、用水量可增加510kg；采用粗砂时，则 可减少510kg；2掺用外加剂或掺和料时，用水量应相应调整。,以塑性混凝土为例:,建筑材料-混凝土,(2)流动性和大流动性混凝土(坍落度大于90mm) 若不掺外加剂时，混凝土的单位用水量应以坍落度90mm的用水量为基础，按每增加20mm坍落度时需增加5kg用水量来计算。若掺外加剂时，混凝土的单位用水量可按下式计算： m wamwo(1-) mws掺外加剂混凝土的单位用水量(kg/m3)； mwo未掺外加剂混凝土的单位用水量（kg/m3)； 外加剂计量的实测减水率（%）,建筑材料-混凝土,3.确定砂率S 砂率：砂率(S)是指砂用量(S)与砂、石(G)总用量

13、的质量百分比,合理砂率：砂子体积填满石子的空隙后且略有富余的砂率。合理砂率意义； （1）在用水量及水泥用量一定的情况下，使混凝土拌合物获得最大的流动性及良好的粘聚性与保水性时的砂率值； （2）在保证混凝土拌合物具有所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性条件下，使水泥用量最少的砂率值。,建筑材料-混凝土,砂率的大小不仅影响新拌混凝土的流动性，而且影响其熟聚性和保水性。因此，砂率的确定在保证饱凝土教聚性与保水性的前提下，尽量选用较小砂率，以求减少水泥用量. （1）试验法.工程量较大或工程质量要求较高时，应通过试验来确定砂率. （2）查表法.可根 据集料的品种、规格与所采用的水灰比W/C查表确定. (

14、3) 计算法.当混凝土各项组成材料的质量相对稳定(其物理性能指标基本正常)时，混凝土秒率应根据以细集料体积填充粗集料空隙后稍有富余为原则，以便保证足量的砂浆使新拌混凝土获得必要的和易性。,建筑材料-混凝土,建筑材料-混凝土,砂率选取表,建筑材料-混凝土,注： 1本表数值系采用中砂时选用的砂率，对细砂或粗砂，可相应地减小或增大砂率； 2本表适用于坍落度为1060mm的混凝土，对于坍落度大于60mm的混凝土，可在查表的基础上度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以调整；3坍落度小于10 mm以及掺有外加剂或掺和料的混凝土，其砂率应经试验确定；,砂率反映了砂与石的配合关系，由于砂的颗粒小，具有较大的比

15、表面积，因此砂率的 改变不仅影响拌合物的流动性，而且对粘聚性和保水性也有很大的影响。所以，在配合比 设计中确定砂率的原则是：必须选定合理砂率，才能获得需要的流动性且节约水泥。,建筑材料-混凝土,在未经试验的情况下选定砂率时，可以直接从表中给出的砂率范围，按下面情 况适当选取； (1)当石子最大粒径较大、级配较好、表面较光滑时，由于粗骨料的空隙率较小，滑 动阻力也较小，因此可采用较小的砂率。 (2)砂的细度模数较小时，由于砂中细颗粒较多，拌合物的粘聚性和保水性容易得到 保证，而且砂在粗骨料中间的拨开距离较小，故可采用较小的砂率。 (3)水灰比较小，水泥浆稠度较大，由于拌合物的粘男性和保水性容易得到保证，故 可采用较小的砂率 (4)施工要求的流动性较大，因拌合物易出现离析现象，为了保证拌合物的粘聚性应 采用较大的砂率。 (5)当掺用引气剂或塑化剂等外加剂时，可适当减少砂率。,建筑材料-混凝土,三、配合比设计方法与步骤混凝土配合比设计的方法与步骤 :混凝土配合比设计是通过“计算试验法”实现的。即先根据各种原始资料、经验进行初步计 算、估算得出“初步计算配合比”，然后经试配调整得出和易性满足要求的“基准配合比”，最后 再经强度、耐久性复核定出满足设计要求与施工要求，且较为经济合理的“试验室配合比”即最终 的混凝土配合比,