混凝土配合比設(shè)計例題

1、第一頁，共55頁。 【例題 1】某工程制作室內(nèi)用的鋼筋混凝土大梁，混凝土設(shè)計強度等級為C20，施工要求坍落度為3550mm，采用機械振搗。該施工單位無歷史統(tǒng)計資料。 采用材料：普通水泥，32.5級，實測強度為34.8MPa，密度為3100kg/m3；中砂，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1450kg/m3；卵石，最大粒徑20mm，表觀密度為2.73g/cm3，堆積密度為1500kg/m3；自來水。試設(shè)計混凝土的配合比(按干燥材料計算)。若施工現(xiàn)場中砂含水率為3%，卵石含水率為1%，求施工配合比。 第二頁，共55頁。【解】 (1) 確定配制強度。 (2) 確定水灰比(W/C) (3) 確

2、定用水量(mW0) (4) 計算水泥用量(mC0） (5) 確定砂率 (6) 計算砂、石用量mS0、mG0 (7) 計算初步配合比 (8) 配合比調(diào)整 (9) 試驗室配合比 (10) 施工配合比第三頁，共55頁。 (1)確定配制強度。 該施工單位無歷史統(tǒng)計資料，查表5.21取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa) (2)確定水灰比(W/C) 利用強度經(jīng)驗公式計算水灰比： 復核耐久性 查表規(guī)定最大水灰比為0.65，因此W/C=0.49滿足耐久性要求。 ,0.48(0.33)cu vceCffW0.49WC第四頁，共55頁。(3)確定用水量(mW

3、0) 此題要求施工坍落度為3550mm，卵石最大粒徑為20mm，查表得每立方米混凝土用水量：mW0=180kg(4)計算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg)查表規(guī)定最小水泥用量為260kg，故滿足耐久性要求。(5)確定砂率根據(jù)上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒徑20mm，查表，選砂率S=32%。 第五頁，共55頁。(6)計算砂、石用量mS0、mG0按體積法列方程組 解得 mSO=599kg mGO=1273kg101000coGoSoWocoGoSWmmmmSoSSoGommm第六頁，共55頁。 按質(zhì)量法：強度等級C20的混凝土，取混凝土拌合物計算表觀密度

4、mCP=2400kg/m3，列方程組解得 mSO=594k mGO=1262kgcoGoSoWoCPmmmmmSoSSoGommm第七頁，共55頁。(7)計算初步配合比體積法 mC0 mS0 mG0=364 599 1273=1 1.65 3.50 W/C=0.49質(zhì)量法 mC0 mS0 mG0=364 594 1262=1 1.63 3.47 W/C=0.49兩種方法計算結(jié)果相近。 第八頁，共55頁。(8)配合比調(diào)整按初步配合比稱取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 1801

5、5/1000=2.70kg和易性調(diào)整 將稱好的材料均勻拌和后，進行坍落度試驗。假設(shè)測得坍落度為25mm，小于施工要求的3550mm，應(yīng)保持原水灰比不變，增加5%水泥漿。再經(jīng)拌和后，坍落度為45mm，粘聚性、保水性均良好，已滿足施工要求。 第九頁，共55頁。此時各材料實際用量為：水泥5.46+5.465%=5.73kg砂8.99kg石19.10kg水2.70+2.705%=2.84kg并測得每立方米拌合物質(zhì)量為 mCP=2380kg/m3強度調(diào)整方法如前所述，此題假定W/C=0.49時，強度符合設(shè)計要求，故不需調(diào)整。 第十頁，共55頁。(9)試驗室配合比上述基準配合比為：水泥 砂 石=5.73

6、8.99 19.10=1 1.57 3.33W/C=0.49則調(diào)整后1m3混凝土拌合物的各種材料用量為：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kgmS=1.57372=584kgmG=3.33372=1239kgmW=0.49372=182kg第十一頁，共55頁。試驗室配合比見下表： 材料名稱水泥砂卵石水1m3混凝土拌合物各材料用量(kg) 3725841239182質(zhì)量配合比 11.573.330.49第十二頁，共55頁。(10)施工配合比1m3拌合物的實際材料用量(kg)：mC=mC=375kgmS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kgmG

7、=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kgmW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg 第十三頁，共55頁。n【例題 2】混凝土配舍比設(shè)計實剜 n某工程的鋼筋混凝土梁(干燥環(huán)境)，混凝土設(shè)計強度等級為C30，施工要求坍落度為3050 mm(混凝土由機械攪拌，機械振搗)，施工單位無混凝土強度歷史統(tǒng)計資料。 n材料：普通硅酸鹽水泥，強度等級525號(實測28 d強度580 MPa)，密度c=3 100 kgm3；n中砂，表觀密度s=2 650 kgm3；n碎石，表觀密度g=2 700kgm3，最大粒徑20 mm；n自來水。 n施工現(xiàn)場砂的含水率為2，碎石含水率

8、1。 n設(shè)計該混凝土的配合比，并換算為施工配合比。第十四頁，共55頁。(一一)初步配合比計算初步配合比計算 1確定配制強度確定配制強度 fcu.0=fcu.k+1645 查表，當混凝土強度等級為查表，當混凝土強度等級為C30時，取時，取=50 fcu.0=30+164550=382 MPa 2確定水灰比確定水灰比第十五頁，共55頁。n查表，干燥環(huán)境最大允許水灰比為065。n所以取優(yōu)mwmc=053n3確定單位用水量n查表，取mwo=195 kg。n4計算水泥用量第十六頁，共55頁。n查表47(P52)，最小水泥用量為260 kg，所以應(yīng)取mc0=368kg。n5確定砂率n查表，s=33。n6計

9、算砂石用量n(1)質(zhì)量法n假定混凝土表觀密度mcp=2 400 kgm3， mc0+ms0+mg0+mw0=mcp第十七頁，共55頁。混凝土計算配合比為： mc0:mw0:ms0:mgo=368：195：606：1 217 =1：O53：165：331(2)體積法第十八頁，共55頁。n解以上聯(lián)立方程，得： ms0=599 kg，mg0=1 223 kg 混凝土計算配合比為： mc0:mw0:ms0:mg0=368：195：599：1 223 =1：053：162：332 n兩種方法計算結(jié)果比較接近。n第十九頁，共55頁。n(二)試配調(diào)整 n1和易性調(diào)整 n以體積法計算所得配合比為例。試拌15

10、L混凝土，其材料用量為： n水泥：0015368=552 kg n水：0.015195=293 kg n砂：0.015599=899 kg第二十頁，共55頁。n石子：00151 223=1835 kg n按上述用量稱量并攪拌均勻，做坍落度試驗，測得坍落度為20 mm。n保持水灰比不變，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，測得坍落度為30 mm，粘聚性、保水性均良好。n經(jīng)調(diào)整后各種材料用量為：水泥581 kg，水308 kg，砂899 kg，石子1835 kg，總用量為3623 kg，實測混凝土拌和物的表觀密度為2 415 kgms。混凝土的“基準配

11、合比”各種材料用量為：第二十一頁，共55頁。n水泥用量：n用水量：n砂用量：n石子用量：第二十二頁，共55頁。n2強度復核 采用048、053、058三個不同的水灰比計算配合比，試拌測定坍落度均符合要求，標準養(yǎng)護28 d后，測得的抗壓強度見表422。 表422不同水灰比的混凝土立方體抗壓強度 水灰比mwmc 灰水比mcmw 混凝土立方體抗壓強度fcu(MPa) 0.48 0.53 058 2.08 1.89 1.72 39.3 38.4 37.7第二十三頁，共55頁。n 用圖解法得，當立方體抗壓強度為382 MPa時，相應(yīng)的灰水比mcmw=186，即水灰比mwmc=054。 n3實驗室配合比的

12、計算 n(1)按強度檢驗結(jié)果修正配合比 n用水量mw n取基準配合比中的用水量，即：mw=197 kg n水泥用量mcnmc=mw/(mw/mc)=197/0.54=365kg第二十四頁，共55頁。n 砂、石子用量ms，mgn按基準配合比中的砂用量，即：nms=607 kg； mg=1 238 kg n(2)按實測表觀密度修正配合比 n根據(jù)符合強度要求的配合比試拌混凝土，測得混凝土拌和物的實測表觀密度為： n c,t=2 405 kgm3n 混凝土拌和物表觀密度的計算值為： nPc,c=mw+mc+ms+mg=197+365+607+1 238n=2 407 kgm3 n由于混凝土拌和物表觀密

13、度的計算值與實測值之差的絕對值不超過計算值的2，故不必進行修正。 n 混凝土試驗室配合比見表423。第二十五頁，共55頁。 材料名稱 水 泥 水 砂 石 子 每立方米混凝土的用量 365 197 607 1 238表423混凝土的實驗室配合比 單位：kg第二十六頁，共55頁。n(三)施工配合比 n 水泥：mc=365 kg n 砂：ms=607+607002=619 kg 石子：mg=1 238+1 238001=1 250 kg n水：mw=197-607O021238001=172 kg n混凝土施工配合比見表424。第二十七頁，共55頁。表表424混凝土的施工配合比混凝土的施工配合比 單

14、位單位kg 材料名稱 水 泥 水 砂 石 子 每立方米混凝土的用量 365 172 619 1 250第二十八頁，共55頁。普通混凝土配合比設(shè)計實例普通混凝土配合比設(shè)計實例【例題3】某辦公樓工程，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設(shè)計強度等級為C20，施工要求坍落度為3550mm（混凝土由機械攪拌，機械振搗），施工單位有歷史統(tǒng)計資料，混凝土強度標準差為4.5MPa. 采用的原材料：32.5復合水泥（實測28天強度35.6Mpa）， 密度c3000kg/m3；中砂，表觀密度s=2660 kg/m3；碎石， 表觀密度g2700 kg/m3，最大粒徑Dmax=19mm；自來水。要求： 1、試設(shè)計混凝土配合比

15、（按干燥材料計算）。 2、施工現(xiàn)場砂含水率4，碎石含水率1，求施工配合比。第二十九頁，共55頁。【解解】：初步計算配合比的計算初步計算配合比的計算 確定配制強度（fcu,o） fcu,o fcu,k+1.645201.6454.5=27.4 Mpa確定水灰比（W/C） 采用碎石： a,b回歸系數(shù)分別取0.46和0.07 W/C=0.4635.6/(27.4+0.460.0735.6)=0.57 由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁處于干燥環(huán)境，查表，（W/C）max試拌試祥15L(或12L)砼拌合物,各材料用量C=349X0.015=5.24kgW=185X0.015=2.78kgS=644X0.015=9.

16、66kgG=1196X0.015=17.94kg2調(diào)整和易性要求坍落30-50mm,實測20mm.增加W/C=0.52的水泥漿0.41kg,再攪拌后測坍落度為30mm,滿足要求.目測粘聚性和保水性合格.W/（W+C）=0.53/(0.53+1)=0.35第四十八頁，共55頁。各材料 實際用量:水泥5.24+0.41X65%=5.51kg水 2.78+0.41X35%=2.92kg砂 9.66kg石 17.94kg 3各材料體積水泥水砂石拌和物總體積=1.87+2.92+3.65+6.64=15.08LLLLL64. 665. 392. 287. 170. 294.1765. 266. 9192. 200. 351. 5第四十九頁，共55頁。4基準配合比 材料用量:水泥水砂石3m1kgkgkgkg118964119437208.15100094.1708.15100066.908.15100092.208.15100051.5第五十頁，共55頁。(2)試驗室配合比-檢驗強度第五十一頁，共55頁。