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1、混凝土配合比设计的基本原则1. 1 坚固性坚固性是指混凝土的强度指标,因为混凝土的质量在目前是以抗压强度指标 为主要依据的。影响混凝土抗压强度的因素很多,主要有水泥强度等级及水灰比、 骨料种类及级配、施工条件等。1) 水泥强度等级:水泥强度等级大致代表了水泥的活性,即在相同配合比的 情况下,水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。在混凝土配合比设计中, 主要从经济合理的角度来选择水泥强度等级,如果对水泥强度等级和品种没有选 择的余地,那只能靠在配合比设计中调整比例,掺加外加剂等综合性措施加以解 决。2) 水灰比:混凝土单位体积中所用水的重量和水泥的重量比被称为水灰比。 水灰比越大,混凝土的强
2、度越低,为此,在满足和易性的前提下,混凝土用水量越 少越好,这是混凝土配合比设计中的一条基本原则。3) 骨料的种类及级配:砂子、石子在混凝土中起骨架作用,因此统称骨料。 砂石由石材的品种、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质等指标来表示它的质 量。砂石质量越好,配制的混凝土质量越好。当骨料级配良好,砂率适中时,由于 组成了密实骨架,可使混凝土获得较高的强度。4) 施工条件:如果施工条件较好,并有一定的管理措施时,可适当降低混凝 土的坍落度;反之,如现场施工条件较差时,应适当提高混凝土的坍落度。1. 2 和易性混凝土的和易性是指在一定施工条件下,确保混凝土拌合物成分均匀,在成 型过程中满足振动密实
3、的混凝土性能。常用坍落度和维勃稠度来表示。不同类型的构件,对和易性的要求在施工验收规范中已有规定,但还要结合 施工现场的设备条件和管理水平来确定。影响混凝土和易性的因素很多,但主要 一条就是用水量。增加用水量,混凝土的坍落度是增加了,但是混凝土的强度也下 降了。因此,采用使用减水剂的方法成了改善混凝土和易性最经济合理和最有效 的方法。1. 3 耐久性混凝土的耐久性是它抵抗外来及内部被侵蚀破坏的能力,新疆(北疆) 地处 严寒地带,夏季炎热干燥,冬季严寒多雪,混凝土受大气的侵蚀很严重,所以,施工 验收规范对最大水灰比和最小泥用量都作了规定,但是仅仅执行这些规定还不能 完全满足耐久性的要求。为了提高
4、混凝土的耐久性,就必须在配合比设计中考虑 采取相应的措施,如水泥品种和强度等级的选择,砂石级配和砂率的调整,但最主 要的是用混凝土外加剂和掺合料来提高混凝土的耐久性。1. 4 经济性混凝土配合比的设计应在保证质量的前提下,省工省料才是最经济的。水泥 是混凝土中价值最高的材料,节约水泥用量是混凝土配合比设计中的一个主要目 标,但必须是采用合理的措施达到综合性的经济指标才是行之有效的。首先,使用 混凝土外加剂和掺合料,使用减水剂既可以改善混凝土的和易性,也可以达到节 约水泥的目的,掺加粉煤灰可以代替部分水泥,并改善混凝土的性能。其次,加强 技术管理,提高混凝土的匀质性。最后,根据当地的砂石质量情况
5、采用合理砂率和 骨料级配。2 混凝土配合比设计的步骤2. 1 熟悉现行的规范和技术标准普通混凝土配合比设计的方法和步骤,应该遵守国家建设部发布的行业标准 J GJ 5522000 普混凝土配合比设计规程。该标准规定了配合比设计应分三个步 骤。1) 配合比的设计计算;2) 试配;3) 配合比的调整与确定。该标准给出了许 多全国性统一用的技术参数,如混凝土试配强度计算公式、混凝土用水量选用表、 混凝土砂率选用表等。此外，配合比设计还必须掌握GB 5020422002混凝土结构 工程施工及验收规范和GB J107287混凝土强度检验评定标准。2.2 原材料的准备和检验混凝土由四种材料组成:水泥、砂子
6、、石子和水。目 前又增加了第五种材料(外加剂和掺合料) 。这些材料都有质量检验标准,通过检 验对照标准,就可以知道材料的性能了。1)水泥:水泥使用前,除了应持有生产厂家的合格证外,还应作强度、凝结时 间、安全性等常规检验,检验合格方可使用。2) 砂石为粗细骨料,主要检验含泥量、颗粒级配等指标。3) 水:拌制混凝土宜采用饮用水,当采用其他水源时,水质应符合 J GJ 63 混凝土拌合用水标准的规定。4) 外加剂:由于混凝土外加剂用量较小,能够明显改善混凝土的性能,并节 约水泥,提高工效,所以使用较普遍。使用外加剂应注意不仅要遵守 GB J119 混 凝土外加剂应用技术规范的规定,还应通过试验确定
7、外加剂混凝土的专用施工配5) 为调节混凝土强度等级,节约水泥,改善混凝土拌合物的性能,须在混凝 土中掺入粉煤灰等掺合料,其质量应符合GB 1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰 的规定。2. 3 配合比的设计计算按照工程项目提出的混凝土强度等级和技术要求,根据原材料的检验结果和 施工条件,并以实践工作中总结出来的技术参数(没有时可参考标准或其他资料) 进行配合比的计算工作。具体方法有两种,即绝对体积法和假定容重法。现在重 点介绍假定容重法,是指计算砂石用量时是以假设每 m3 混凝土的重量为依据的 由于新疆地区混凝土主要是使用卵石,故计算中以卵石为准,混凝土试验和配合 比中的骨料均以干燥状态为准。首
8、先根据混凝土设计强度等级f cu , k和标准差。(混凝土强度等级不大 于C25时不小于2. 5 MPa ,混凝土强度等级不小于C30时不小于3. 0 MPa ;无 统计资料时按国标混凝土结构工程施工及验收规范的规定取用) 计算混凝土 的配制强度f cu , o三f cu , k +1. 645。；然后根据混凝土的配制强度cu , o和水泥的实际强度等级f ce及回归系数aa ,ab计算水灰比：W/ C =aaf ce/ ( f cu , o +aaabf ce)=0. 48 f ce/ ( f cu , o + 0. 48 X0. 33 f ce)= 0. 48 f ce/ ( f cu ,
9、 o + 0. 158 f ce) 。计算水灰比如小于J GJ 552000普通混凝土配合比设计规程规定的最大值, 则可以采用。知道了水泥灰就可以根据普通混凝土配合比设计规程给出的用 水量参考数据或自己的经验数据计算出水泥用量。砂率是砂子的用量和砂石总重量之比,当无使用经验时可参考普通混凝土 配合比设计规程给出的参考值。最后按假定容重法计算砂石的重量,假定容重的计算依据是以混凝土的容重 为单位体积中的水、水泥、砂子、石子重量的总和,无经验数据时,可取2 400 kg/ m32 480 kg/ m3，如加引气剂或粉煤灰容重有所下降。2. 4 试配由于混凝土是多种材料组成的非匀质材料，加上水泥是一
10、种活性胶凝材料， 所以计算出来的配合比是依据过去的经验参数计算出来的理论数值，它与现场生 产条件之间有较大的偏差，所以必须用生产中使用的各种原材料，通过混凝土的 试配来检验计算出来的配合比性能是否能够达到设计要求。进行试配，首先应进行试拌以检查拌合物的性能。当试拌得出的拌合物坍落 度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的情况下，调整 用水量和砂率直到符合要求。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。混凝土强度试验时至少应采用三个不同配合比，一个是基准配合比，另外两 个配合比的水灰比比基准配合比分别增加和减少 0. 05 ;用水量不变，砂率分别 增加和减少1%。当不同水灰比的混
11、凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏 差时，可通过增、减用水量进行调整。混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作 一组试件标养到28 d 时试压。2. 5 配合比的调整与确定通过前面的试配工作，要对基准混凝土配合比作二次修正（强度修正和容重 修正） ，才能最终确定实际使用的施工配合比。根据试验得出的混凝土 28 d强度与其对应的灰水比（C/ W）关系，用作图法 或计算法求出与配制强度相对应的灰水比，用此灰水比的倒数（水灰比） 重新计 算出来的配合比就是经过强度修正的配合比。先计算根据试配结果对应水灰比的 实测容重与假定容重的比值K,再将每种材料用量均乘以修正系数K,即得出最 终的施工配合比。3 混凝土配合比设计中应注意的问题1）计算混凝土容重时不考虑外加剂的质量。2） 混凝土试配时尽量采用人工搅拌,这样可避免因机械搅拌粘浆所产生的误差 ,振捣采用 振动台比较可靠。3） 当混凝土实测容重与假定容重之差不超过假定容重值的2 %时可不进行容重修正。
