混凝土配合比設計

1、水泥混凝土配合比設 計 方 法*檢測技術有限公司2013.52主要內容 一、關于混凝土的基礎知識 二、配合比設計的基礎知識三、配合比設計的基本要求四、配合比設計的準備工作五、配合比設計計算與試配六、實例 3一、混凝土基礎知識一、混凝土基礎知識1.1 水泥混凝土的定義水泥混凝土的定義 水泥混凝土是以水泥為膠結材料，與粗、細集料水泥混凝土是以水泥為膠結材料，與粗、細集料及水（有時還摻有其他物質）按適當比例配制，經及水（有時還摻有其他物質）按適當比例配制，經過一定時間硬化而形成的人造石材。過一定時間硬化而形成的人造石材。 砼，也是混凝土之意，意為人工石。砼，也是混凝土之意，意為人工石。1.2 混凝土

2、中各部分的作用混凝土中各部分的作用 水、水泥、集料、摻加料、外加劑等水、水泥、集料、摻加料、外加劑等 4一、混凝土基礎知識 水泥：與水作用形成水泥漿，水泥漿包裹在粗、細集料的表面，待凝結后，就將集料膠結成為一個整體（即混凝土）。在流態(tài)時，使混凝土拌合物具有合適的工作性。 集料：集料起骨架與填充作用。集料之間有間隙，小石子填充大石子形成的空隙，細集料填充粗集料形成的空隙。 水：水與水泥作用，一方面形成水泥漿，使拌合物有流動性，水泥必須與水發(fā)生水化反應才會產生強度 外加劑與摻合料：可使混凝土性能得到某些方面的改善。 5一、混凝土的基礎知識1.3 混凝土性能混凝土性能混凝土拌合物性能硬化混凝土性能工

3、作性(和易性)流動性粘聚性保水性力學性能耐久性抗壓強度抗折強度抗拉強度最低強度等級、氯離子含量、堿含量、電通量、抗裂性、護筋性、抗堿骨料反應性、膠凝材料抗蝕系數(shù)、抗凍等級、氣泡間距系數(shù)、耐磨性 凝結時間62.1材料對混凝土性能的影響2.1.1水泥： 影響強度：水泥強度高，混凝土強度也高。(現(xiàn)在的水泥由于C3A含量較高，混凝土強度在28d以后只有很少增長） 影響用水量：通常水泥標準稠度用水量大，混凝土用水量也大。細度越小，用水量也越大。 影響凝結時間：水泥凝結時間短，混凝土凝結時間也短。2.1.2粗集料 砼強度：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、巖石強度較高（巖石強度較低）、針片狀顆粒含量低（

4、針片狀顆粒含量高）、含泥量低（高）、軟弱顆粒含量低（高），括號內因素為對砼強度不利的因素。 二、配合比設計的基礎知識7 工作性：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、針片狀顆粒含量高（針片狀顆粒含量低）、含泥量高（低）。括號內因素為對砼工作性不利的因素。2.1.3細集料 細集料對強度的影響不如粗集料大。主要影響工作性。 細度小，流動性變差（須增大用水量）。細度過大，混凝土易離析（要減少用水量）。 級配：級配好，工作性變好。 含泥量增大，和易性變差。2.1.4粉煤灰 是電廠燃燒煤粉后收集的灰粒 改善和易性：增加了漿體體積、減小摩擦 抑制泌水：降低用水量（粉煤灰質量要好）、增加了細料阻斷水分泌水通道

5、 增加混凝土后期強度： 降低水化熱：因為降低了水泥用量 二、配合比設計的基礎知識二、配合比設計的基礎知識82.1.52.1.5外加劑外加劑 混凝土外加劑是指為改善和調節(jié)混凝土的性能而摻加的物質。但外加劑的選用、添加方法及適應性嚴重影響其應用。 二、配合比設計的基礎知識92.2配合比對混凝土性能的影響2.2.1用水量 指每立方混凝土中水的用量。 需水量定則：與混凝土工作性（稠度、坍落度）相關 的需水量，主要取決于集料的特性（粒徑、種類）而不是水泥的特性。 就是說，當混凝土組成材料中的集料規(guī)格、品種一定時，在合理配合比下使混凝土達到一定流動性所需的用水量是基本不變的。 注意:不意味著水泥就沒有影響

6、。水泥改變，用水量也可能變化。摻加外加劑后用水量也會變化。二、配合比設計的基礎知識102.2配合比對混凝土性能的影響 用相同材料配制不同強度等級的混凝土，雖然水灰比、水泥用量變化很大，但用水量變化不大。 用水量增大，混凝土坍落度增大，稠度變小。2.2.2水灰比（W/C） 在材料一定時，水灰比是影響強度的主要因素。 灰水比公式：經驗公式（灰水比-強度關系式） R28=A*Rc（C/W-B）式中，R28-混凝土28d強度，Rc水泥強度，C/W水灰比A、B經驗值二、配合比設計的基礎知識112.2配合比對混凝土性能的影響 灰水比越大（水灰比越?。?，強度越高 近似線性關系，范圍越小，線性越好 灰水比越大

7、（水灰比越?。┑膮^(qū)域，斜率越大。說明，在小水灰比區(qū)域，水灰比的較小變動，就可能引起強度的較大變動。2.2.3砂率 砂率：細集料質量占集料總質量的百分率，用SP 表示（%）； 砂率主要影響和易性 最優(yōu)砂率： 砂率過小，混凝土填充不足，不易密實,且粗集料顆粒摩擦較大，混合料流動性差 砂率過大，砂漿稠度增加，用水量一定時，流動性降低。二、配合比設計的基礎知識122.3其他因素對混凝土性能的影響 成型環(huán)境：注意試驗環(huán)境的溫度與溫度。試驗中應記錄。 砂石溫度：試驗前應在預定的試驗環(huán)境下保存一定時間 成型方法：室內有插擴式振搗棒法（適用于坍落度小于25mm）、標準振動臺法（適用于坍落度25mm70mm）、

8、人工插搗法（適用于坍落度大于70mm） 養(yǎng)護方法：標準養(yǎng)護：溫度202，濕度 95%。配合比設計通常采用標準養(yǎng)護。 其他：自然養(yǎng)護、同條件養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護等。二、配合比設計的基礎知識13三、配合比設計的基本要求1、滿足強度（配制強度）及其他力學性能要求2、滿足拌和物工作性能要求3、滿足長期性能與耐久性能要求4、滿足經濟性要求14四、配合比設計的準備工作4.1資料準備1、了解工程設計要求的混凝土強度等級，以便確定配制強度2、了解工程所處環(huán)境，以便確定混凝土耐久性要求，進而確定最小膠凝材料用量與最大水灰比3、了解結構斷面尺寸與配筋情況，以便確定粗集料允許的最大公稱粒徑4、了解施工方法與管理水平，以便

9、確定坍落度、強度標準差（進而確定配制強度）4.2原材料準備1、原材料質量與技術指標：水泥：品種、強度（如無法得到實測值，則需要了解其富余情況）、密度集料：各種、級配、最大粒徑、表現(xiàn)密度等外加劑：品種、摻量、減小率等摻加料：密度、摻量規(guī)定，以及質量等級15四、配合比設計的準備工作 設計前應對原材料進行檢測。2、材料處理：干燥狀態(tài)，恒溫處理4.3場地準備： 恒溫、恒濕：標準狀態(tài)為：溫度202，濕度 50%4.4相關規(guī)范 普通混凝土配合比設計規(guī)程（JGJ55-2011）：配合比的計算方法，試配、拌和、選定方面的規(guī)定 公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG/T F50-2011）：公路橋涵混凝土性能、原材料方面

10、的規(guī)定、配合比的界限等。 公路工程水泥和水泥混凝土試驗規(guī)程(JTGE30-2005)； 普通混凝土拌合物性能試驗方法標準（GB/T50080-2002）； 普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T50081-2002）； 普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準（GB/T50082-2009）；16五、配合比設計計算5.1三個參數(shù)：水灰比滿足強度與耐久性。水灰比不能高于耐久性要求的最大水灰比。水泥用量不能小于符合耐久性要求的最小膠凝材料總量。用水量：要使混合料有好的工作性。砂率：符合工作性要求。水灰比：計算、試驗確定用水量與砂率：查表、計算、試驗確定17五、配合比設計計算5.1三個參數(shù)：18五

11、、配合比設計計算5.2步驟 計算試配強度計算基準水灰比選擇用水量，摻減水劑時，考慮減水率再計算實際用水量計算各種膠凝材料與外加劑用量選擇砂率假定一個表觀密度計算集料用量（干燥狀態(tài)）計算試拌材料用量試拌調整、測表密度，校正確定基準配比，成型試件在基準配比基礎上增減水灰比，試拌，成型得出灰水比強度關系，確定設計配比19五、配合比設計計算645. 1,kcuocuff5.3試配強度的計算Fcu,0 Fcu,k+1.645混凝土強度標準差（MPa） Fcu,k混凝土強度標準值例：C30混凝土， Fcu,0 Fcu,k+1.645=30+1.645*5=38.220五、配合比設計計算645. 1,kcu

12、ocuff5.4 水膠比的計算依據水膠比公式：215.4水膠比的計算五、配合比設計計算225.4水膠比的計算五、配合比設計計算5.5用水量和外加劑用量確定用水量和外加劑用量確定 23五、配合比設計計算5.5用水量和外加劑用量確定用水量和外加劑用量確定 24五、配合比設計計算5.5用水量和外加劑用量確定用水量和外加劑用量確定 5.6膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算 25五、配合比設計計算5.6膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量計算 26五、配合比設計計算5.7砂率確定砂率確定27五、配合比設計計算5.7砂率確定砂率確定28五、配合

13、比設計計算5.8粗、細集料用量確定粗、細集料用量確定29五、配合比設計計算5.9混凝土配合比的試配、調整、確定混凝土配合比的試配、調整、確定 1、混凝土配合比試配時，每盤混凝土的最小攪拌量：骨料最大粒徑31.5mm以下為20L，骨料最大粒徑40mm為25L。2、按計算的配合比進行試配，檢驗拌合物和易性。當試拌出的拌合物坍落度不能滿足要求時，或粘聚性與保水性不好時，宜在保證水膠比不變的前提下調整用水量或砂率，直至符合要求。根據需要，在和易性符合要求的前提下進行含氣量、凝結時間等項目試驗。 當混凝土坍落度過小時，可采用加大用水量（水膠比不變）、增加外加劑摻量、調整砂率等方法。用水量的增減可按每5公

14、斤用水影響20mm坍落度進行。 如何判斷砂量是否合適？砂子如果過少（砂率低了），則混凝土表現(xiàn)出石子外露（水泥漿沒有很好的包裹粗集料）、松散、水份外流、搗棒插搗時阻力較大，混凝土易產生粗細料分離的現(xiàn)象。坍落度試驗時，插搗困難，且提起筒后，坍落度試堆易崩塌或剪切，而不是整體向下落，或者提起筒后試堆周圍可見孔洞，或者成型的混凝土試件側邊可見孔洞，試件在振實時表現(xiàn)不易出漿。砂子如果過多，則坍落度會變小，混凝土顯得干滯。拌合物只見細集料，粗集料隱于細集料中。插搗時無阻力或很小阻力。 砂率的高低與混凝土坍落度有關。如果設計的混凝土要求有比較大的坍落度，則砂率要求也較大。合適的配合比應該在較低用水量與水泥用

15、量下有合適砂率。在過高砂率下采用較大用水量下等到的坍落度是不合適的。30五、配合比設計計算5.9混凝土混凝土配合比的試配、調整、確定配合比的試配、調整、確定 3、當和易性、凝結時間、含氣量等指標符合要求后，可成型試件進行抗壓強度試驗。通常可做2組試件，其中一組為3d或7d，另一組為28天。4、混凝土強度試驗時采用三個不同的配合比：其中一個應為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增加和減少0.05，用水量與基準配合比相同，砂率分別增加和減少1%。 5、當不同水灰比的混凝土拌合物坍落度與要求值的差超過允許偏差時，可通過增減用水量進行調整。 制作混凝土強度試件時，根據需要按T052

16、1、T0522、T0526、T0527等試驗拌合物的坍落度、粘聚性、保水性、質量密度、凝結時間、含氣量等。 5.10 配合比的調整與確定配合比的調整與確定 1、 根據試驗得出的混凝土強度與其相應的膠水比（C/W）關系，用作圖法或計算法求出混凝土配制強度（）相對應的膠水比，或者確定略大于配制強度對應的膠水比為選定膠水比。然后按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量應在基準配合比用水量的基礎上，根據制作強度試件時測得的坍落度進行調整確定。31五、配合比設計計算5.10配合比的調整與確定配合比的調整與確定 1、 根據試驗得出的混凝土強度與其相應的膠水比（C/W）關系，用作圖法或計算法求出混

17、凝土配制強度（）相對應的膠水比，確定略大于配制強度對應的膠水比為選定膠水比。然后按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量應在基準配合比用水量的基礎上，根據制作強度試件時測得的坍落度進行調整確定。3、粗細骨料用量應在基準配合比的粗細骨料用量的基礎上，按選定的灰水比進行調整后確定。4、經試配確定配合比后，尚應按下列步驟進行校正：32五、配合比設計計算：當混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時按前述方法確定的配合比即為確定的計算配合比；當二者之差超過2%，應將配合比中每項材料用量乘以校正系數(shù)，即為確定的配合比。 計算實例：C30混凝土，粗集料5-31.5連續(xù)級配，中砂。普通硅酸鹽42.5級水泥，水泥28d強度為45MPa。坍落度要求：10-14cm.用于橋梁。計算實例：試制強度:30+1.645*5.0=38.2計算水膠比：W/B=aa*fb/（ Fcu,0 +aaab*fb）=0.53*45/(38.2+0.53*0.2*45)=23.85/42.97=0.56,該水灰比已經超過橋規(guī)0.55限值.基