混凝土-配合比设计例题

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1、混凝土配合比设计例题,【例题 1】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁，混凝土设计强度等级为C20，施工要求坍落度为3550mm，采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。 采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为34.8 MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1450kg/m3；卵石，最大粒径20mm，表观密度为2.73g/cm3，堆积密度为1500kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合比。,【解】 (1) 确定配制强度。 (2) 确定水灰比(W/C) (3) 确定用水量(mW

2、0) (4) 计算水泥用量(mC0） (5) 确定砂率 (6) 计算砂、石用量mS0、mG0 (7) 计算初步配合比 (8) 配合比调整 (9) 试验室配合比 (10) 施工配合比,(1)确定配制强度。 该施工单位无历史统计资料，查表5.21取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C) 利用强度经验公式计算水灰比： 复核耐久性 查表规定最大水灰比为0.65，因此W/C=0.49满足耐久性要求。,(3)确定用水量(mW0) 此题要求施工坍落度为3550mm，卵石最大粒径为20mm，查表得每立方米混凝土用水量： mW0=1

3、80kg (4)计算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg) 查表规定最小水泥用量为260kg，故满足耐久性要求。 (5)确定砂率 根据上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒径20mm，查表，选砂率S=32%。,(6)计算砂、石用量mS0、mG0 按体积法列方程组 解得 mSO=599kg mGO=1273kg,按质量法：强度等级C20的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度mCP=2400kg/m3，列方程组 解得 mSO=594k mGO=1262kg,(7)计算初步配合比 体积法 mC0mS0mG0=3645991273=11.653.50 W/C=0.49 质

4、量法 mC0mS0mG0=3645941262=11.633.47 W/C=0.49 两种方法计算结果相近。,(8)配合比调整 按初步配合比称取15L混凝土拌合物的材料： 水泥 36415/1000=5.46kg 砂子 59915/1000=8.99kg 石子 127315/1000=19.10kg 水 18015/1000=2.70kg 和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为25mm，小于施工要求的3550mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为45mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。,此时各材料实际用量为： 水泥 5.46+5.4

5、65%=5.73kg 砂 8.99kg 石 19.10kg 水 2.70+2.705%=2.84kg 并测得每立方米拌合物质量为 mCP=2380kg/m3 强度调整 方法如前所述，此题假定W/C=0.49时，强度符合设计要求，故不需调整。,(9)试验室配合比 上述基准配合比为： 水泥砂石=5.738.9919.10=11.573.33 W/C=0.49 则调整后1m3混凝土拌合物的各种材料用量为： mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kg mS=1.57372=584kg mG=3.33372=1239kg mW=0.49372=182kg,试验室配合

6、比见下表：,(10)施工配合比 1m3拌合物的实际材料用量(kg)： mC=mC=375kg mS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kg mG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kg mW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg,【例题 2】混凝土配舍比设计实剜 某工程的钢筋混凝土梁(干燥环境)，混凝土设计强度等级为C30，施工要求坍落度为3050 mm(混凝土由机械搅拌，机械振捣)，施工单位无混凝土强度历史统计资料。 材料：普通硅酸盐水泥，强度等级525号(实测28 d强度580 MPa)，密度c=3 100 kgm3； 中砂，表观密度s=

7、2 650 kgm3； 碎石，表观密度g=2 700kgm3，最大粒径20 mm； 自来水。 施工现场砂的含水率为2，碎石含水率1。 设计该混凝土的配合比，并换算为施工配合比。,(一)初步配合比计算 1确定配制强度 fcu.0=fcu.k+1645 查表，当混凝土强度等级为C30时，取=50 fcu.0=30+164550=382 MPa 2确定水灰比,查表，干燥环境最大允许水灰比为065。 所以取优mwmc=053 3确定单位用水量 查表，取mwo=195 kg。 4计算水泥用量,查表47(P52)，最小水泥用量为260 kg，所以应取mc0=368kg。 5确定砂率 查表，s=33。 6计

8、算砂石用量 (1)质量法 假定混凝土表观密度mcp=2 400 kgm3， mc0+ms0+mg0+mw0=mcp,混凝土计算配合比为： mc0:mw0:ms0:mgo=368：195：606：1 217 =1：O53：165：331 (2)体积法,解以上联立方程，得： ms0=599 kg，mg0=1 223 kg 混凝土计算配合比为： mc0:mw0:ms0:mg0=368：195：599：1 223 =1：053：162：332 两种方法计算结果比较接近。 ,(二)试配调整 1和易性调整 以体积法计算所得配合比为例。试拌15 L混凝土，其材料用量为： 水泥：0015368=552 kg

9、水：0.015195=293 kg 砂：0.015599=899 kg,石子：00151 223=1835 kg 按上述用量称量并搅拌均匀，做坍落度试验，测得坍落度为20 mm。 保持水灰比不变，增加用水量及水泥用量各4，即用水量增加到308 kg，水泥用量增加到581 kg，测得坍落度为30 mm，粘聚性、保水性均良好。 经调整后各种材料用量为：水泥581 kg，水308 kg，砂899 kg，石子1835 kg，总用量为3623 kg，实测混凝土拌和物的表观密度为2 415 kgms。混凝土的“基准配合比”各种材料用量为：,水泥用量： 用水量： 砂用量： 石子用量：,2强度复核,用图解法得

10、，当立方体抗压强度为382 MPa时，相应的灰水比mcmw=186，即水灰比mwmc=054。 3实验室配合比的计算 (1)按强度检验结果修正配合比 用水量mw 取基准配合比中的用水量，即：mw=197 kg 水泥用量mc mc=mw/(mw/mc)=197/0.54=365kg,砂、石子用量ms，mg 按基准配合比中的砂用量，即： ms=607 kg； mg=1 238 kg (2)按实测表观密度修正配合比 根据符合强度要求的配合比试拌混凝土，测得混凝土拌和物的实测表观密度为： c,t=2 405 kgm3 混凝土拌和物表观密度的计算值为： Pc,c=mw+mc+ms+mg=197+365+

11、607+1 238 =2 407 kgm3 由于混凝土拌和物表观密度的计算值与实测值之差的绝对值不超过计算值的2，故不必进行修正。 混凝土试验室配合比见表423。,表423混凝土的实验室配合比 单位：kg,(三)施工配合比 水泥：mc=365 kg 砂：ms=607+607002=619 kg 石子：mg=1 238+1 238001=1 250 kg 水：mw=197-607O021238001=172 kg 混凝土施工配合比见表424。,表424混凝土的施工配合比 单位kg,普通混凝土配合比设计实例,【例题3】某办公楼工程，现浇钢筋混凝土梁，混凝土的设计强度等级为C20，施工要求坍落度为3

12、550mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣），施工单位有历史统计资料，混凝土强度标准差为4.5MPa. 采用的原材料：32.5复合水泥（实测28天强度35.6Mpa）， 密度c3000kg/m3；中砂，表观密度s=2660 kg/m3；碎石， 表观密度g2700 kg/m3，最大粒径Dmax=19mm；自来水。 要求： 1、试设计混凝土配合比（按干燥材料计算）。 2、施工现场砂含水率4，碎石含水率1，求施工配合比。,【解】：初步计算配合比的计算, 确定配制强度（fcu,o） fcu,o fcu,k+1.645201.6454.5=27.4 Mpa 确定水灰比（W/C） 采用碎石： a,b回归系数分

13、别取0.46和0.07 W/C=0.4635.6/(27.4+0.460.0735.6)=0.57 由于现浇钢筋混凝土梁处于干燥环境，查表， （W/C）max0.65，故可取w/c=0.57。, 确定单位用水量（mwo） 查表，取mwo195 kg 计算水泥用量（mco） mcomwo/(W/C)=195/0.57=342(kg) 查表，最小水泥用量为260 kg 故可取mco342 kg 确定合理砂率值（s） 根据骨料及水灰比情况，查表，取s34,计算粗、细骨料用量（mgo）及（mso） 用体积法计算:,解得：mgo1207 kg mso=622 kg,采用质量法计算：,解得：mgo1230

14、 kg mso=633 kg,配合比的试配、调整,1、按初步计算配合比试拌15 L，其材料用量为 水泥 0.015342=5.13 kg 水 0.015195=2.93 kg 砂 0.015633=9.50 kg 石子 0.0151230=18.45 kg 搅拌均匀后做和易性试验，测得的坍落度为20mm，不符合要求。增加5的水泥浆，即水泥用量增加到5.39 kg，水用量增加到3.08 kg，测得坍落度为38mm，粘聚性、保水性均良好。 试拌调整后的材料用量为：水泥5.38 kg，水3.08 kg，砂9.50 kg，石子18.45 kg，总重量36.41 kg。混凝土拌和物的实测表观密度为246

15、5 kg/m3，则拌制1 混凝土的材料用量,拌制1M3 混凝土的材料用量：,水泥： 水： 砂： 石子：,检验强度,在基准配合比的基础上，拌制三种不同水灰比的混凝土，并制作三组强度试件。其一是水灰比为0.57的基准配合比，另两种水灰比分别为0.52及0.62，经试拌检查和易性均满足要求。 经标准养护28天后，进行强度试验，得出的强度值分别为： 水灰比0.52（灰水比1.92）31.5 MPa 水灰比0.57（灰水比1.75）27.9MPa 水灰比0.62（灰水比1.61） 24.8MPa,确定设计配合比,根据上述三组灰水比与其相对应的强度关系，计算（或作图）出与混凝土配制强度（27.4 MPa）对应的灰水比值。,绘制强度与水灰比关系曲线，由图，可查出与配制强度fcu,o=27.4MPa相对应的灰 水比为1.72(水灰比为0.58)，即可得出符合强度要求的配合比如下： 用水量取基准配合比用水量值，即：208kg； 水泥用量2081.72358kg； 粗细骨料用量因水灰比值与基准配合比水灰比值相差不大，故可