配合比設(shè)計(講課用的)

1、 普通混凝土是由水泥、砂、石和水組成，它們之 間的數(shù)量關(guān)系直接影響著混凝土的拌合物的和易 性、強度及耐久性。如何確定各材料間數(shù)量關(guān)系？引入引入1.定義：是指混凝土各組成材料之間的數(shù)量關(guān)系。2.表示方法：1)單位體積混凝土內(nèi)各項材料的用量，如：mc=270.0； ms=706.1kg； mg=1255.3；mw=180。2)單位體積內(nèi)各項材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子=1：2.3：4.0，W/C=0.63一、普通混凝土配合比設(shè)計的表示方法基本要求和易性經(jīng)濟性強度耐久性二、配合比設(shè)計基本要求：二、配合比設(shè)計基本要求：（一）和易性（工作性）混凝土拌合物便于施工操作，能夠達到結(jié)構(gòu)均勻、 成型密實

2、的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性： 和易性粘聚性保水性流動性易達結(jié)構(gòu)均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量影響和易性的因素水泥水砂石子外加劑水泥漿骨料混凝土拌合物cwmm 水灰比100%gsssmmm 砂率水泥漿數(shù)量和單位用水量；骨料的品種、級配和粗細程度；砂率 ；外加劑 。1.組成材料及其用量之間的關(guān)系影響和易性的因素 合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌

3、合物的流動性（坍落度T）達到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。 T，mms合理砂率水泥漿數(shù)量一定坍落度、強度一定合理砂率mc，kgs合理砂率的確定影響和易性的因素2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。（二）強度滿足混凝土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計或工程進度的強度要求強度o混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度（1）水泥的強度和水灰比 振動手工搗實充分密實的混凝土不完全密實的混凝土fcumw/mcfcumc/mwn當(dāng)混凝土水灰比值在0.400.80之間時越大，則混凝土的強度越

4、低；n水泥強度越高，則混凝土強度越高。n水灰比定律：在材料相同的條件下，砼強度值隨水灰比的增大而減小， 其變化規(guī)律呈近似雙曲線形狀。影響混凝土強度的因素o碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強度較高；o卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強度較低。o在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。 影響混凝土強度的因素（2）粗集料的品種 影響混凝土強度的因素（3）養(yǎng)護條件 混凝土澆筑完畢后，必須加強養(yǎng)護，保持適當(dāng) 的溫度和濕度，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化 速度越快，早期強度越高；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，

5、當(dāng)溫度低至0 以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。o在正常的養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在714d內(nèi)強度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發(fā)展更慢。o當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。 28lglg28nfnfn3影響混凝土強度的因素（4）齡期：齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng) 歷的時間。 式中： fn、f28分別為n、28天齡期的抗壓強度影響混凝土強度的因素（5）外加劑 減水劑減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝 土的強度早強劑提高混凝土早期強度，對后期強度無明 顯影響引氣劑減小抗壓強度，但提

6、供混凝土的抗折強 度，當(dāng)含氣量為35時，抗折強度 提高1020 （三）耐久性保證混凝土在自然環(huán)境及 使用條件下的耐久性要求耐久性的主要內(nèi)容抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力 水滲透的能力抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水 狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞， 強度也不顯著降低的性質(zhì)抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵 蝕性抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化堿集料反應(yīng) 堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成 物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕 環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨 脹反應(yīng)。 耐久性提高混凝土耐久性的措施（1）合理選擇混凝土的組成材料 根據(jù)混凝土

7、工程特點或所處環(huán)境條 件，選擇水泥品種；選擇質(zhì)量良好、 技術(shù)要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實度 嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量。 選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證 混凝土的密實度。 摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。 嚴(yán)格按操作規(guī)程進行施工操作。提高混凝土耐久性的措施（3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu) 在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善 混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存 在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍 性及抗侵蝕性。 提高混凝土耐久性的措施（四）經(jīng)濟性在保證混凝土工程質(zhì)量的前提下，合理地使用材料，降低成本三、混凝土配合比設(shè)計的資料準(zhǔn)備1.了解混凝土的設(shè)計強度等級fcu.k，坍落 度要求

8、2.了解耐久性要求；3.了解鋼筋配筋間距和結(jié)構(gòu)的斷面尺寸， 確定骨料的最大粒徑Dmax4.了解施工管理水平、施工方法等，以便正確 選擇混凝土的各項參數(shù)；5.了解各項原材料的物理參數(shù)。水泥的品種、標(biāo)號、密度； 砂、石骨料的種類、表觀密度、級配、 石子、最大粒徑； 拌和用水的水質(zhì)情況；四、混凝土配合比設(shè)計的三參數(shù) 水泥、水、砂子、石子 （1）水和水泥的關(guān)系（水灰比） （2）砂和石子的關(guān)系（砂率） （3）水泥漿與骨料的關(guān)系（單位用水量）四個基本變量：三個關(guān)系:水 泥 水水 泥 漿砂石 子 骨 料W WssW/CW/C受 最 大 水 灰比限制(耐久性)決定了強度受 粗 骨 料種 類 及 規(guī)格的影響決

9、定 了工作性受w/c及粗骨料 的 種 類 規(guī)格影響決定了工作性與經(jīng)濟性初步配合比基準(zhǔn)配合比實驗配合比施工配合比五、混凝土配合比設(shè)計的步驟根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程(JGJ55-2000)所規(guī)定的步驟進行設(shè)計強度調(diào)整和易性調(diào)整含水率調(diào)整1.1.確定配制強度(fcu,o)645.1,kcucuoff混凝土強度等級C20C20C35C35值( N/2 )4.05.06.0（一）、確定初步配合比（一）、確定初步配合比2.確定水灰比值(W/C) )系數(shù)碎石卵石a0.460.48b0.070.33cebaocuceafffcw,)(,bceaocuWCff 復(fù)核耐久性 為了使混凝土耐久性符合要求，按強度

10、 要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最 大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格， 此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土 的水灰比值。環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比值最小水泥用量干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內(nèi)素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土鋼筋混凝預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土不作規(guī)定0.650.60200260300潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內(nèi)、室外部件在非侵蝕性和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經(jīng)受凍害；室外部件在非侵蝕性土和（或）水中經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害中的室內(nèi)部件0.550.550.55250280300有凍害和除凍劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部

11、件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量 3.確定用水量(mwo)（1)干硬性和塑性混凝土用水量水灰比在0.400.80范圍時，通過查表確定。拌合物稠度卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)項目指標(biāo)102040162040維勃稠度(s)16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土塑性混凝土的用水量(kg/m3)拌合物稠度卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)項目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度(mm)103019017016015020018

12、5175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195 水灰比小于0.4的混凝土及采用特殊工藝的混凝土，通過試驗確定（2)流動性和大流動性混凝土用水量拌合物稠度卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)項目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度(mm)103019017016015020018517516535502001801701602101951851755570210190180170220205195185759021519518517523021

13、5205195未摻外加劑時，以90mm為基礎(chǔ)，每增大20mm，水量增加5kg摻外加劑時，按下式計算：mwa=mw0(1-)4.4.計算混凝土的單位水泥用量(mco)WCmmwc00復(fù)核耐久性將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。5.確定合理砂率( ) 1)應(yīng)根據(jù)混凝土的和易性要求試驗取得。 2)按坍落度、水灰比及骨料最大粒徑查表選取。s混凝土的砂率(%)水灰比卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)1020401620400.402632253124303035293427320.5030

14、35393428333338323730350.603338323731363641354033380.703641354034393944384336416.確定1m3混凝土的砂石用量101.0wwoggossoccommmm%100gosososmmm%100g0s0s0scp0s0w0c0mmmmmmmmg質(zhì)量法體積法假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材料的絕對體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和。絕對體積法絕對體積法的基本原理是：如果原材料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。 重量法（假定表觀密度法）重量法的

15、基本原理是：1m3砼材料用量：水泥：砂：石：水=1：x : y : z 7.得出初步配合比 （二）確定混凝土基準(zhǔn)配合比1.試配 按初步計算配合比稱取一定質(zhì)量的組成材 料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和 易性、強度。2.調(diào)整 調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比測拌合物坍 落度，并檢查其粘聚性和保水性能如實測 坍落 度小于或大于設(shè)計要求，可保持水 灰比不變，增加或減少適量水泥漿如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積密度（o,h）。計算調(diào)整后混凝土試樣總質(zhì)量（ mcb+msb+mgb+mwb=mQb)由此得

16、出基準(zhǔn)配合比（調(diào)整后1m3混凝土中各材料用量） （二）確定混凝土基準(zhǔn)配合比（三）確定實驗室配合比（1）強度試驗檢驗：基準(zhǔn)配合比工作性 已滿足，還需以強度試驗檢驗。（2）比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計算 法求出與混凝土配制強度（fcu,0） 相對應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中 的組成材料用量：單位用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定；水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；粗集料和細集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進行調(diào)整后確定。（3）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進行校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw（二）確定實驗室配合比應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中