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1、普通混凝土的 配合比设计,6.7 普通混凝土配合比设计 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。 混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即： （）满足结构设计的强度等级要求； （）满足混凝土施工所要求的和易性； （）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； （）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。,三个步骤,混凝土配合比设计基本流程,1.初步配合比设计 2.实验室配合比设计 3.施工配合比设计,6.7.1 混凝土配合比设计基本参数确定的原则 水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。 混凝土配合比设计中
2、确定三个参数的原则是： 在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比； 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单位用水量； 砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。 混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。,混凝土配合比设计基本参数,水灰比混凝土中水与水泥的比例称为水灰比砂率砂子占砂石总量的百分率称为砂率单位用水量用水量是指1m3混凝土拌和物中 水的用量（kg/m3）,6.7.2 普通混凝土配合比设计基本原理 （1）绝对体积法 绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料
3、的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。,（）质量法（假定表观密度法）。 如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。,6.7.3混凝土配合比设计的步骤 1、设计的基本资料 混凝土的强度等级、施工管理水平， 对混凝土耐久性要求， 原材料品种及其物理力学性质， 混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。 2初步配合比计算 （）确定试配强度（fcu,0）,（）计算水灰比 （W/C） 根据强度公式计算水灰比：式中fcu,0混凝土试配强度, a； fce水泥28d的实测强度,a； a,b回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过
4、试验求得。 普通混凝土配合比设计规程（JGJ552000）提供的a 、b 经验值为： 采用碎石：a=0.46 b0.07 采用卵石：a=0.48 b =0.33,（）选定单位用水量（w0）；,注：本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510，采用粗砂则可减少510。掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。,（）计算水泥用量（c0） 根据已确定的 W/C和w0，可求出m3混凝土中水泥用量c0： 为保证混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量还应大于下页表规定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于表48规定值，应取规定的最小水泥用量值。,（）选择合理的砂率值（s） 合
5、理砂率可通过试验、计算或查表求得。 试验是通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。 也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考下表选用。,（6）计算粗、细骨料用量 重量法（假定表观密度法）应按下式计算： c0g0s0w0 cp,当采用体积法（绝对体积法）时，应按下式计算：,通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即初步配合比计算完成。表示为：,3 配合比的调整与确定 通过计算求得的各项材料用量（初步配合比），必须进行试验加以检验并进行必要的调整。 混凝土实验室配合比设计包括配合比的试配、调整与确定。按初步配合比计算实际各项材料用量，进行试拌，过程如下：（1）检验
6、工作性，确定基准配合比（2）检验强度（3）复核密度，确定试验室配合比,（）调整和易性，确定基准配合比 按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。 如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆； 如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。 当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（c，t）。此满足和易性的配比为基准配合比。 表示为 mca：mwa：msa：mga。,（）检验强度和耐久性，确定试验室配合比 基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检
7、验。 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作两组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护28d天进行强度测定。,（3）配合比的确定 确定混凝土初步配合比 根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量： 用水量（）取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整； 水泥用量（）取
8、用水量乘以选定出的灰水比计算而得； 粗、细骨料用量（、）取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。 至此，得出混凝土初步配合比。, 确定混凝土正式配合比 在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度较正，其方法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值（c，c），即 c，c= 十十十 再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值（c，t），然后按下式得出校正系数，即 当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的时，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过时，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土
9、正式配合比设计值，通常也称实验室配合比。,6.75混凝土施工配合比换算 混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：,设施工配合比1 m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为C、；并设工地砂子含水率为a，石子含水率为b。则施工配合比1 m3混凝土中各材料用量为 mc=mc ms=ms (1+a%) mg=mg (1+b%) mw=mwmsa%mgb%,施工配合比为：,例6-2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 30，施工要求混凝土坍落度为，
10、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c =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；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。,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
11、(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4-8, 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）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）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。,（5）确定砂率（s）查表47，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（
12、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,（7）该混凝土计算配合比为：m3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 ：3.42，0.532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%=
13、154,复习,影响混凝土拌和物流动性的主要因素归根结底是总用水量的多少。因此，可采用多加水的办法调整和易性。 （ ） 混凝土中使用引气剂，可以提高混凝土的抗冻性。 （ ） 混凝土中的水泥用量越多对混凝土的强度及耐久性越有利。 （ ） 流动性大的混凝土比流动性小的混凝土强度低。 （） 在常用水灰比范围内，水灰比越小，混凝土强度越高，质量越好。 （ ） 混凝土制品采用蒸汽养护的目的，在于使其早期和后期强度都得到提高。 （ ） 在混凝土中加掺合料或引气剂可改善混凝土的粘聚性和保水性. （ ）,某高层建筑结构需用C30混凝土，要求坍落度为30mm50mm，已知材料情况为： 水泥：强度等级为42.5级，28d实测强度为43.8 MPa，密度为3.14 gcm-3 砂 ：中砂，表观密度为2.62 gcm-3 碎石：最大粒径31.5mm，表观密度为2.70 gcm-3 用质量法求初步配合比（假定混凝土表观密度为2380kgm-3 ）。 (注：=4.5MPa,aa=0.46, ab =0.07, w0=185kg,Sp=35%),
