土木工程材料與實(shí)訓(xùn)（第三版）課件 12-項(xiàng)目五：5、混凝土初步配合比設(shè)計(jì)

《土木工程材料與實(shí)訓(xùn)》配套課件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS目錄04混凝土外加劑03混凝士的技術(shù)性202混凝土的技術(shù)性101普通混凝土的組成材料06混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比05混凝土初步配合比設(shè)計(jì)項(xiàng)目五：混凝土課前回顧混凝土硬化后的技術(shù)性質(zhì)1、強(qiáng)度2、變形2、耐久性【職教云1】第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011目的：確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。2.混凝土配合比的表示方法（1）單位用量表示方法。以每1M3混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量表示。，如：水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）、1200kg；（2）相對(duì)含量表示方法。以各項(xiàng)材料的質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為1），如：水泥：砂：石子：水＝1：2.4：4：0.61.混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)包括選料和配料。一.混凝土配合比概述相關(guān)習(xí)題

某混凝土工程，所用配合比為水泥：砂：碎石=1：1.98：3.90，W/C=0.64。已知混凝土拌合物的表觀密度為2400kg/m3，1m3混凝土中含碎石（）kg。分析：mc+1.98mc+3.90mc+0.64mc=2400mc=319.15kg故，碎石mg=319.15x3.90=1244.68kg第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011一.混凝土配合比概述滿足混凝土施工——和易性；滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——強(qiáng)度等級(jí)；滿足工程所處環(huán)境——耐久性的要求；符合經(jīng)濟(jì)原則——盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，?jié)約水泥用量。第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011一.混凝土配合比概述3、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011二、混凝土配合比計(jì)算1.設(shè)計(jì)參數(shù)：水膠比（W/B）、用水量（mwO）和砂率（βs）是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)膠凝材料水砂石子膠凝材料漿體骨料混凝土單位用水量mw砂率βw水膠比W/B與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動(dòng)性有關(guān)和易性有關(guān)外加劑在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定混凝土的單位用水量；砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來確定砂率。

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011二、混凝土配合比計(jì)算2、確定三個(gè)參數(shù)的基本原則：第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011二、混凝土配合比計(jì)算3、配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011二、混凝土配合比計(jì)算3、配合比設(shè)計(jì)的步驟與方法步驟: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”再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試拌調(diào)整（混凝土拌合物的工作性）,得出“基準(zhǔn)配合比”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“試驗(yàn)室配合比”最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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”第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011二、混凝土配合比計(jì)算相關(guān)習(xí)題（）是既滿足強(qiáng)度要求又滿足工作性要求的配合比設(shè)計(jì)。A、初步配合比B、基準(zhǔn)配合比C、試驗(yàn)室配合比D、施工配合比【職教云2】計(jì)算步驟：第一步：確定配制混凝土強(qiáng)度第二步：確定水灰比第三步：確定用水量第四步：確定水泥用量第五步：確定砂率第六步：確定砂石用量第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比(1)確定配制強(qiáng)度(fcu,o)

當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：

舉例：C30

強(qiáng)度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；

某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。

fcu,o=30+1.645σ混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ的取值P89

fcu,o——混凝土配制強(qiáng)度（MPa）fcu.k——設(shè)計(jì)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比(1)確定配制強(qiáng)度(fcu,o)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

當(dāng)施工單位具有近1~3個(gè)月的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度資料，且試件組數(shù)不小于30時(shí)，依公式計(jì)算：(1)確定配制強(qiáng)度(fcu,o)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ的取值P89當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C30時(shí)，如果計(jì)算得到的σ小于3.0MPa,則取σ=3.0MPa;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C30且小于C60時(shí)，如果計(jì)算得到的σ小于4.0MPa，則取σ=4.0MPa。當(dāng)施工單位不具有近期的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度資料時(shí)，其混凝土強(qiáng)度標(biāo)差σ可按表5.24選用。(1)確定配制強(qiáng)度(fcu,o)(0.1)

當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比計(jì)算并提問

某混凝土預(yù)制構(gòu)件廠，生產(chǎn)鋼筋混凝土大量需用設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40的混凝土，若無歷史統(tǒng)計(jì)資料，則混凝土的配制強(qiáng)度為（）MPa。fcu,o=40+1.645σ=40+1.645×5.0=48.2計(jì)算砼的試配強(qiáng)度(2)確定水膠比(W/B)(0.01)

當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，水膠比按下式計(jì)算：第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13(2)確定水膠比(W/B)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

計(jì)算所得水膠比不能大于表5.29中的最大水膠比，否則以表中最大水膠比進(jìn)行設(shè)計(jì)。P84１２２３３表5.29兩者比較取小值。(3)選擇單位用水量(mW0)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

水膠比為0.40~0.80時(shí)，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表5.25選取。

(3)選擇單位用水量(mW0)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比若水灰比小于0.4，則應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定；若水灰比大于0.8：a、以表中坍落度90mm為基礎(chǔ)，每增20mm用水量，增加5Kg，得出未摻外加劑用水量；b、摻外加劑時(shí)的用水量按照公式計(jì)算：mwa—摻外加劑的用水量，Kgmwo—未摻外加劑的用水量，Kgβ—外加劑的減水率％(4)計(jì)算單位膠凝材料用量(mb0=mfo+mco)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比根據(jù)已選定的單位用水量(mW0)及初步確定的水膠比(W/B)，可計(jì)算出單位膠凝材料用量(mb0)：

為了保證混凝土的耐久性，所計(jì)算的膠凝材料用量同樣要滿足表5.30中規(guī)定的最小膠凝材料用量;否則，應(yīng)以表5.30規(guī)定的最小膠凝材料用量為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。P84P84兩者比較取大值。(5)選擇合理砂率值(βS)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

砂率值應(yīng)根據(jù)骨料的技術(shù)指標(biāo)、混凝士拌合物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定;如無歷史資料，可按下列規(guī)定執(zhí)行:①坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定;②坍落度為10~60mm的混凝土，其砂率可根據(jù)混凝土骨料品種、最大公稱粒徑及水膠比按表5.18選取;③坍落度大于60mm的混凝土,其砂率可經(jīng)試驗(yàn)確定,也可在表5.18的基礎(chǔ)上,按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以調(diào)整。(5)選擇合理砂率值(βS)

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比練習(xí)：根據(jù)題意，采用中砂、卵石（最大粒徑40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。(6)計(jì)算粗/細(xì)集料用量

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

質(zhì)量法：即假定混凝土拌合物在振搗密實(shí)狀態(tài)下每立方米的質(zhì)量mCP可根據(jù)積累的試驗(yàn)資料確定，在無資料時(shí)，其值可取2350~2450kg/m3。再根據(jù)已知砂率，列出關(guān)系式下式：

(6)計(jì)算粗/細(xì)集料用量

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

體積法：即將混凝土拌合物的體積，看成是各組成材料絕對(duì)體積，加上拌合物中所含空氣的體積。據(jù)此可列關(guān)系式：再根據(jù)已選取的砂率值列出關(guān)系式：

練習(xí)題：某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為35～50mm，使用環(huán)境為干燥的辦公樓。采用的原材料：水泥為42.5普通水泥（強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)為1.06），密度ρc＝3000kg/m3；砂為中砂，表觀密度ρos=2650kg/m3；石子為碎石，表觀密度ρog＝2700kg/m3，最大粒徑Dmax=40mm；水為飲用自來水。

試用體積法和質(zhì)量法計(jì)算該混凝土的初步配合比。第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比【解】：

1、初步計(jì)算配合比的計(jì)算⑴、確定配制強(qiáng)度（fcu,o）,C25

fcu,o＝fcu,k+1.645σ

＝25＋1.645×5.0＝33.2MPa⑵、確定水灰比（W/C）

fce=42.5×1.06=45.05MPa

碎石：αa

＝0.53,αb=0.20。

W/C=αafce/(fcu,o+αaαbfce)=0.53×45.05/(33.2+0.53×0.20×45.05)=0.63【解】：

1、初步計(jì)算配合比的計(jì)算采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13干燥環(huán)境，查表得（W/C）max=0.6，故可取w/c=0.601、初步計(jì)算配合比的計(jì)算⑶、確定單位用水量（Wo

）

查表，取Wo＝175kg

1、初步計(jì)算配合比的計(jì)算⑷、計(jì)算水泥用量（Co

）

Co＝Wo/(W/C)=175/0.60=292(kg)

查表得最小水泥用量為280kg，故可取Co＝292kg。

1、初步計(jì)算配合比的計(jì)算

⑸、確定合理砂率值（Sp

）根據(jù)骨料及水灰比情況，

查表取Sp＝33％⑹、計(jì)算粗、細(xì)骨料用量（Go）及（Go）A、用質(zhì)量法計(jì)算:

假定每立方米混凝土拌和物重mo=2400kg則

解得：Go＝1295kgSo=638kgB、

用體積法計(jì)算292/3.0+175/1+G0/2.65+S0/2.7+10=1000S0/(G0+S0)=33%解得：Go＝1290kgSo＝635kg兩種方法計(jì)算結(jié)果相近，取體積法計(jì)算結(jié)果。1M3砼各材料用料：水泥292kg；砂635kg；石子1290kg；水175kg；?；虮硎緸镃o：So：Go：Wo=1：2.17：4.41：0.60

課后練習(xí)：已知混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30。選擇的混凝土拌合物坍落度為30～50mm。使用環(huán)境為無凍害的室外使用。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，ρc＝3100㎏/m3，實(shí)測(cè)28d抗壓強(qiáng)度fce=41.69MPa;中砂：級(jí)配合格。表觀密度ρs＝2650㎏/m3;卵石：5～40mm連續(xù)級(jí)配。表觀密度ρg＝2700㎏/m3;水：自來水，密度ρw＝1000㎏/m3;。試用體積法和質(zhì)量法計(jì)算該混凝土的初步配合比。第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比提示：1，確定試配強(qiáng)度2，計(jì)算水膠比，并進(jìn)行校核解: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,k＝30.0MPa，查表取σ＝5.0MPa，則

fcu,0

＝fcu,k+1.645σ

＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.確定混凝土水膠比W/B

，并進(jìn)行校核按強(qiáng)度要求計(jì)算根據(jù)題意可得：fb＝41.69MPa，αa＝0.49，αb＝0.13，則

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011三、初步計(jì)算配合比提示：3，單位用水量4，水泥用量解:3.確定用水量mw0根據(jù)題意，坍落度為35～50mm，骨料為卵石，最大粒徑為40mm，查表取mw0＝160kg。4.計(jì)算膠凝材料用量mb0注意校核，表5.23是否符合最小水泥用量？

第五節(jié)

混凝土配合比設(shè)計(jì)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JG