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1、混凝土拌合物的 配合比设计,一 配合比设计的任务,确定各组分材料之间的比例： 水灰比 单位用水量 砂率 化学外加剂用量 目的使混凝土满足下列要求： 拌合物的和易性 硬化后在规定龄期的强度 耐久性 尽可能地经济和环保,混凝土拌合物的配合比设计,1. 配合比设计的基本内容,得出生产每立方米混凝土所需要的各组分材料用量 配合比表示方法： 1立方米混凝土中各种材料的质量(kg/m3) 例如：水泥(? )kg/m3 、水(? )kg/m3 、砂(? ) kg/m3 、石子(?) kg/m3 。 各种组成材料的质量比，取水泥为1，其它材料除以水泥用量，就得出比例关系 例如：水泥:水:砂:石1: (?):
2、(?): (?) 在现场施工时，可根据搅拌机的实际容积，以每次实际投料量表示。,2. 配合比设计的依据,满足施工条件的拌合物的和易性 满足工程设计要求的技术性能 配制强度 耐久性 施工企业的生产管理水平材料的变异性,1)拌合物的和易性,2)配制强度,fcu.0 fcu.k + t 式中：fcu.0 混凝土配制强度； fcu.k 设计混凝土立方体抗压强度标准值； t 保证率系数； 混凝土强度标准差(MPa),取决于强度保证率，查规范,取决于施工企业的生产管理水平和设计的混凝土强度等级！,3) 耐久性,耐久性要求所依据的条件： 服役环境等级：干燥、潮湿、温度变化范围、海洋、化学介质的种类与浓度、室
3、内、室外等； 结构物类型：素混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土等。 满足耐久性需要控制的设计参数： 最大水灰比； 最小胶凝材料用量(水泥矿物外加剂)； 骨料的种类与组成。,二配合比设计的原理,控制参数： 拌合物的用水量与水泥用量之比水灰比 1立方米混凝土拌和物中的用水量用水量 砂用量/砂石骨料总用量之比砂率,配合比设计的原理,原理一：用鲍罗米公式确定水灰比 原理二：细骨料体积略大于粗骨料的堆积孔隙以 利于流动，确定合理砂率； 原理三：用恒定用水量法则，确定单位用水量； 原理四：1立方米混凝土的质量或体积是各组分材 料的质量或体积之和。,根据这四个原理，建立四元一次方程组，计算求出1立方米混凝
4、土所需各组分材料的用量,(三)配合比设计步骤,步骤一：根据工程所用施工工艺、配筋密集程度和捣实条件，选择坍落度或VB稠度，再由坍落度或VB稠度和石子最大粒径、粒形和级配，确定单位用水量（查表）,步骤二：根据下列因素，选择石子最大粒径 Dmax 构件最小断面尺寸(小于1/4)； 钢筋最小间距(不大于3/4)； （泵管直径、路面平整度；抗冲击、疲劳强度、经济）,步骤三：根据设计强度值，用鲍罗米公式，计算出水灰比，再根据满足耐久性要求的最大水灰比，取二者的最小值，确定水灰比。,(三)配合比设计步骤,步骤四：根据单位用水量和水灰比，计算胶凝材料和水的用量,步骤四：根据粗骨料品种、最大粒径、砂的细度模数
5、及水灰比，选择合理砂率,步骤五：根据胶凝材料与水的用量、砂率和含气量，计算粗细骨料用量,步骤六：根据骨料含水率和试拌情况，对配合比进行调整。,混凝土配合比设计的几个基本概念,初步配合比 由理论计算得出的配合比 基准配合比 根据初步配合比，用实际原材料，经实验室试配、调整得出的配合比 施工配合比 根据基准配合比和现场骨料的含水状态，进行校正得出的可供生产、施工的配合比。,1.基准配合比的调整,1)检验试配混凝土的和易性，进行配合比调整 A. 如果坍落度太小，则应保持水灰比不变，适当增加水泥浆的量(C+W)； B. 如果坍落度太大、或粘聚性不好、或泌水性太大，则适当增加砂率(S)； C. 如果坍落
6、度过大，适量增加砂石用量(S+G)。 在根据实测的混凝土的表观密度，对假定表观密度和材料用量进行调整，由此得出混凝土的基准配合比。,2)检验试配混凝土的强度，对水灰比进行校核： A. 检验混凝土强度时，至少选择三个水灰比，即基准水灰比0.05，砂率0.01，但单位用水量不变，分别计算材料用量，拌制混凝土，分别检验拌合物的和易性和表观密度，并制作试块，标准养护28d后，测试试块的强度。 B.用作图法或计算法求出与试配强度相对应的水灰比。,2.基准配合比的确定,1)根据上述试配混凝土的和易性和强度测量结果，确定出配合比。 A.用水量 W，取基准配合比中的用水量，在根据制作强度试件时，测得的混凝土坍
7、落度调整； B.水泥用量C，由用水量乘以达到试配强度的灰水比； C.砂、石用量S和G，取基准配合比中的砂石用量，并按水灰比值调整。,2)根据测得的表观密度，进行调整: A.算出混凝土的计算表观密度，计 = C+S+G+W ; B.由实测的表观密度与计算表观密度，求出修正系数 =计/实 如果 2%，则以上定出的配合比中各种材料用量，即得确定配合比； 如果2%，则以上定出的配合比就是确定配合比。,3.施工配合比的确定,计算配合比是以干燥状态的骨料为基准的，指细骨料的含水率小于0.5%，粗骨料的含水率小于0.2%，如果粗、细骨料的含水率大于此值，则应进行调整。若砂的实际含水率为a%,，石的实际含水率
8、为b%, 则：砂的实际用量 S = S(1+a%) 石的实际用量 G= G(1+b%) 水的石即用量 W= WSa%Gb% 由此得到的即为混凝土施工的实际配合比：C、W、S、G。,1)由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份，而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著；后者则在许多场合下掺量很大，甚至超过水泥，因此其品质在胶凝材料中起主导作用； 2)复杂多变的环境和工程需要多组分复合：多级配的骨料，不同类型的外加剂、矿物掺合料、纤维等。如丹麦的跨海桥梁与隧道工程用混凝土中，胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅粉，外加剂34种，加上骨料组分共十余种。,现行配合比设计方法的局限性,思考题,1. 计算水灰比公式中，混凝土强度和水泥标号成正比，有人用425#和525#水泥，还有人用525#和625#水泥，分别以相同的低水灰比配制高强混凝土，结果都发现用两种标号的水泥配制的混凝土强度很接近，试分析其中的原因。 2. 你根据本节所述步骤进行配合比设计和混凝土试验后，有什么体会和建议？,
