第5章混凝土(二)

1、第五章 混凝土（二）第四節(jié) 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質(zhì)量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質(zhì)量比”表示?；貞浕炷恋慕M成材料有哪些？第四節(jié) 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各組成材料的實(shí)際用量表示。 例如水泥mc295kg，砂ms648kg，石子mg1330kg，水mw165kg。（2）以各組成材料用量之比表示。 例如上例也可表示為：mc：ms：mg1：2.20：4.51，mw/mc0.56。一、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求 滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求； 滿足混凝土施工所要求的和易性； 滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土

2、耐久性的要求； 符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本.二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備 了解工程設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、質(zhì)量穩(wěn)定性的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差； 了解工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求； 了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配置情況； 了解混凝土施工方法及管理水平； 掌握原材料(水泥、砂、石骨料、拌和用水的水質(zhì)、外加劑等)的性能指標(biāo)。三、配合比設(shè)計(jì)中三個(gè)基本參數(shù) 水灰比（ mw/mc ）、單位用水量（mw）和砂率（s）是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)。水泥水泥水水水泥漿水泥漿砂砂石子石子骨料骨料混凝土混凝土單位用水量單位用水量mw水灰比水灰比 mw/mc砂率砂率w與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動(dòng)性有關(guān)與粘聚性

3、、保水性有關(guān)四、配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法1、首先按照已選擇的原材料性能及對(duì)混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行初步計(jì)算,得出”初步計(jì)算配合比”；2、再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試拌調(diào)整,得出“基準(zhǔn)配合比”；3、然后經(jīng)過強(qiáng)度檢驗(yàn),定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)的“設(shè)計(jì)配合比”；4、最后根據(jù)現(xiàn)場砂、石的實(shí)際含水率,對(duì)實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行調(diào)整,求出“施工配合比”。（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比1.計(jì)算施工配制強(qiáng)度 fcu,0式中: fcu,0混凝土配制強(qiáng)度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強(qiáng)度 等級(jí)值，MPa； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。645. 10kcucuff，強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)C20C20C35C35標(biāo)

4、準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差，MPa4.05.06.0混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 例如：C30混凝土的fcu,k=30MPaP79表5.23，95%保證率的t值為1.645混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，參照P79式5.11或表5.22取值（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計(jì)資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定： 計(jì)算時(shí)，強(qiáng)度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組； 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20和C25級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值2.5MPa時(shí)，取2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于或大于C30級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值3.0MPa時(shí)，取3.0MPa； 當(dāng)無統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，其值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及

5、驗(yàn)收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。 計(jì)算公式為P79式5.112.確定水灰比W/C（1）滿足強(qiáng)度要求的水灰比：式中： A、B回歸系數(shù)；應(yīng)根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗(yàn)由建立的水灰比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式確定；當(dāng)不具備上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可取碎石混凝土 A0.46，B0.07；卵石混凝土 A0.48，B0.33。 fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值，MPa。ce0cucefBAffACW，（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比所要求的混凝土配制強(qiáng)度（2）滿足耐久性要求的水灰比： 根據(jù)表5.24、5.25分別查出滿足抗?jié)B性、抗凍性要求的水灰比值，與表5.20、5.21對(duì)比

6、，取最小者作為滿足耐久性要求的水灰比。 （一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比同時(shí)滿足強(qiáng)度、耐久性的水灰比，取以上兩者中的最小值。3.確定單位用水量mw（1）水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)102031.540162031.540坍落度，坍落度，mm103019017016015020018517516535502001801701602101951851755570210190180170220205195185

7、7590215195185175230215205195混凝土的單位用水量，混凝土的單位用水量，kg （一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比P80表5.26、5.27（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)102040162040維勃稠度，維勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165混凝土的單位用水量，kg（一）、確定混凝土初步

8、計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（3）摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量可按下式計(jì)算： mwamw0（1）式中： mwa摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg； mw0未摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg； 外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比4.計(jì)算水泥用量mc（1）計(jì)算（2）復(fù)核耐久性 將計(jì)算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計(jì)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(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。CWmm/w0c0（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比P77表5.21，規(guī)定了

9、最小水泥用量。5.確定砂率s （1）坍落度為1060mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按表5.28或5.29選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗(yàn)確定；也可在表5.28或5.29基礎(chǔ)上，坍落度每增大20mm，砂率增大1確定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比混凝土砂率，混凝土砂率， 水灰比水灰比mw/mc卵石最大粒徑，卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，碎石最大粒徑，mm1020401620400.402632253124303035293427320.50303529342833333

10、8323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比6.計(jì)算砂、石子用量ms0、mg0 （1）體積法 又稱絕對(duì)體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實(shí)后，混凝土的體積為1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比 解方程組，可得ms0、mg0 。式中： c、s、g、w分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。水泥

11、的密度可取29003100kg/m3； 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取1。101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm（2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp ，kg。（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比 解方程組可得ms0、mg0。 式中： mc0、ms0、mg0、mw0分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg。

12、可取23502450kg/m3。 s混凝土砂率。7.計(jì)算基準(zhǔn)配合比（1）以1m3混凝土中各組成材料的實(shí)際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0：mw0 =1： ms0 / mc0 ： mg0 / mc0 :w/c（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比（一）、確定混凝土初步計(jì)算配合比水泥（cement）砂子（sand）細(xì)骨料（fine aggregate）細(xì)（slender ）粗啞的（gruff）粗骨料(coarse aggregate)水（water）專業(yè)英語專業(yè)英語（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比1.試配 按基準(zhǔn)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

13、定其和易性、強(qiáng)度。（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比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(shí)測坍落度小于或大于設(shè)計(jì)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(shí)際體積密度（c,t）。（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（2）強(qiáng)度調(diào)整 一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05; 其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)

14、整并測定體積密度。 各種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比3.設(shè)計(jì)配合比的確定（1）根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）相對(duì)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(qiáng)度試件時(shí)測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)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(jì)算確定；粗集料和細(xì)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(jìn)行調(diào)整后確定。（二）、試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配

15、合比（2）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進(jìn)行校正：按上述方法確定的各組成材料用量按下式計(jì)算混凝土的體積密度計(jì)算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw應(yīng)按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中： c,t混凝土體積密度實(shí)測值，kg/m3； c,c混凝土體積密度計(jì)算值，kg/m3。當(dāng)體積密度實(shí)測值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2時(shí)，按（1）條確定的配合比即為設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)二者之差超過2時(shí)，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)，得到設(shè)計(jì)配合比。cctc，（三）、計(jì)算施工配合比 假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為： mc ms（1+a） m

16、g（1+b） mwmsamgb 施工配合比可表示為：?/1 wgsccmmyxmmm，：cmsmgmwm例題: 某工程現(xiàn)澆室內(nèi)鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30。施工采用機(jī)械拌合和振搗，選擇的混凝土拌合物坍落度為3050mm。施工單位無混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)資料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5MPa，實(shí)測28d抗壓強(qiáng)度48.0MPa，密度c3.1g/cm3;砂：中砂，級(jí)配2區(qū)合格。表觀密度s2.65g/cm3;石子：卵石，540mm。表觀密度g2.60g/cm3;水：自來水，密度w1.00g/cm3。試用體積法和質(zhì)量法計(jì)算該混凝土的基準(zhǔn)配合比。五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例

17、題解:1.計(jì)算混凝土的施工配制強(qiáng)度fcu,0：根據(jù)題意可得：fcu,k30.0MPa，查表3.24取5.0MPa，則 fcu,0 fcu,k + 1.645 30.0+1.6455.038.2MPa2.確定混凝土水灰比mw/mc （1）按強(qiáng)度要求計(jì)算根據(jù)題意可得：fce48.0MPa，a0.48，b0.33，則：（2）復(fù)核耐久性：經(jīng)復(fù)核，耐久性合格。ceba0cuceacwfffmm，50. 00 .4833. 048. 02 .380 .4848. 0五、配合比計(jì)算例題3.確定用水量mw0 根據(jù)題意，骨料為中砂，卵石，最大粒徑為40mm，查表取mw0160kg。4.計(jì)算水泥用量mc0（1）計(jì)

18、算： （2）復(fù)核耐久性 經(jīng)復(fù)核，耐久性合格。5.確定砂率s 根據(jù)題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表s2833，取s30。6.計(jì)算砂、石子用量ms0、mg0kg32050. 0160/cww0c0mmmm五、配合比計(jì)算例題（1）體積法將數(shù)據(jù)代入體積法的計(jì)算公式，取1，可得： 解方程組，可得ms0570kg、mg01330kg。（2）質(zhì)量法 假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp2400kg，將數(shù)據(jù)代入質(zhì)量法計(jì)算公式，得： ms0 + mg02400320160 解方程組，可得ms0576kg、mg01344kg。01. 010001603100320126002650g0s0

19、mm30100g0s0s0mmm 30100g0s0s0mmm6.計(jì)算基準(zhǔn)配合比（1）體積法 mc0:ms0:mg0320:570:13301:1.78:4.16， mw/mc 0.50；（2）質(zhì)量法 mc0:ms0:mg0320:576:13441:1.80:4.20， mw/mc 0.50。五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題某現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，施工要求坍落度為3550mm，使用環(huán)境為無凍害的室外使用。施工單位無該種混凝土的歷史統(tǒng)計(jì)資料，該混凝土采用統(tǒng)計(jì)法評(píng)定。所用的原材料情況如下：1.水泥：42.5級(jí)普通水泥，實(shí)測28d抗壓強(qiáng)

20、度為46.0MPa，密度c=3100kgm3；2.砂：級(jí)配合格，f=2.7的中砂，表觀密度s=2650kgm3；3.石子：520mm的碎石，表觀密度g=2720 kgm3。1.該混凝土的設(shè)計(jì)配合比(試驗(yàn)室配合比)。 2.施工現(xiàn)場砂的含水率為3，碎石的含水率為1時(shí)的施工配合比。五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題u一、計(jì)算配合比(初步配合比)1.配制強(qiáng)度（fcu,0）的確定查表415，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30時(shí)，取5.0Mpa，得：2.計(jì)算水灰比（/）對(duì)于碎石：a=0.46，b=0.07，且已知：fce=46.0 Mpa，則：查表6-25得最大水灰比為0.60，可取水灰比為0.53。3.確定單位

21、用水量（mw0）根據(jù)混凝土坍落度為3550mm，砂子為中砂，石子為520mm的碎石，查表626，可選取單位用水量mw0=195kg。MPaffkcucu2 .380 . 5645. 130645. 1,0 ,cebacuceafffCW0,53. 00 .4607. 046. 02 .380 .4646. 0五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題4.計(jì)算水泥用量（mc0）由表6-25查得最小水泥用量為280kg，可取水泥用量為368kg5.選取確定砂率（s）查表6-28，W/C=0.53和碎石最大粒徑為20mm時(shí)，可取s=36。6.計(jì)算粗、細(xì)骨料的用量（mg0,ms0）(1).質(zhì)量法求計(jì)算配合比

22、假定，1m3新拌混凝土的質(zhì)量為2400kg。則有：368+mg0+ms0195=2400，且砂率：求得：mg0661kg，ms0=1176kg。計(jì)算配合比： 1m3混凝土:水泥368kg，水195kg，砂661kg，碎石1176kg。 材料之間的比例：mc0: mw0 :ms0:mg0=1：0.53：1.80：3.20kgmmCWwoc36853.01950%100%36000gssmmm五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題(2).體積法求計(jì)算配合比求得：mg0658kg，ms0=1170kg。計(jì)算配合比： 1m3混凝土:水泥368kg，水195kg，砂658kg，碎石1170kg。 材料之間

23、的比例：mc0: mw0 :ms0:mg0=1：0.53：1.79：3.18101.0100019526502720310036800sgmm%36000gsssmmm=1五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題u二、配合比的試配、調(diào)整與確定（基準(zhǔn)配合比、設(shè)計(jì)配合比）（以體積法計(jì)算配合比為例）(一)配合比的試配按計(jì)算配合比試拌15L混凝土，各材料用量為： 水泥：0.015x368=5.52kg 水： 0.015x195=2.93kg 砂 ：0.015x658=9.87kg 碎石：0.015x1170=17.55kg拌合均勻后，測得坍落度為25mm，低于施工要求的坍落度(3550mm)，增加水泥漿量

24、5，測得坍落度為40mm，新拌混凝土的粘聚性和保水性良好。經(jīng)調(diào)整后各項(xiàng)材料用量為：水泥5.80kg，水3.08kg，砂9.87kg，碎石17.55kg，其總量為36.30kg。因此，基準(zhǔn)配合比為： mc0：mw0：ms0 ： mg0 =1 ：0.53：1.70 ：3.03五、配合比計(jì)算例題五、配合比計(jì)算例題 以基準(zhǔn)配合比為基礎(chǔ)，采用水灰比為0.48，0. 53和0.58的三個(gè)不同配合比，制作強(qiáng)度試驗(yàn)試件。其中，水灰比為0.48和0.58的配合比也應(yīng)經(jīng)和易性調(diào)整，保證滿足施工要求的和易性；同時(shí)，測得其表觀密度分別為2380kg/m3，2383 kg/m3和2372 kg/m3。如下表:基準(zhǔn)配合比為： mc0：mw0：ms0 ： mg0 =1 ：0.53：1.70 ：3.03 混凝土配合比的試配結(jié)果編號(hào)混凝土配合比混凝土實(shí)測性能水灰比水泥/kg水/kg砂/kg石/kg坍落度/mm表觀密度/(kg/m3)28d抗壓強(qiáng)度/MPa10.48425204611113545238047.820.53385204643114640238340.230.58350203654115