普通混凝土的配合比设计

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----水的密度,g/; ----混凝土含气量百分数(%),在不使用引气型外加剂时,可取为1; ----砂率,%。 由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。 2)假定表观密度法(质量法)根据经验,如果原材料情况比较稳定, 所配制的混凝土拌合物的表观密度将接近一个固定值,这就可先假设 (即估计)一个混凝土拌合物表观密度(kg/),因此可列出下式: 同样根据已知砂率可列出下式: 由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。 在上述关系式中,取2.9~3.1,;及应由试验测得,可根据累积的试验资 料确定,在无资料时可根据骨料的近似密度、粒径以及混凝土强度等 级,在2400~2450kg/范围每选取。 通过以上六个步骤便可将水、水泥、砂和石子的用量全部求出,得到初 步配合比,供试配用。 注:以上混凝土配合比计算公式和表格,均以干燥状态骨料为基准(干 燥状态骨料系指含水率小于0.5%的细骨料或含水率小于0.2%的粗骨 料),如需以饱和面干骨料为基准进行计算时,则应作相应的修改。 2、配合比的试配、调整与确定 (1)配合比的试配、调整 以上求出的各材料的用量,时借助于一些经验公式和数据计算出来的, 或是利用经验资料查的,因而不一定能够符合实际情况,在工程中,应 采用工程中实际使用的原材料。混凝土的搅拌、运输方法也应与生产时 适用的方法相同,通过试拌调整,直到混凝土拌合物的和易性符合要求 为止,然后提出供检验混凝土强度用的基准配合比。以下介绍和易性的 调整方法: 按初步配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后应测定坍落 度,并检查其粘聚性和保水性能的好坏。如坍落度不满足要求,或粘聚 性和保水性不好时,则应在保持水灰比不变的条件下相应调整用水量或 砂率。当坍落度低于设计要求,可保持水灰比不变,增加适量水泥浆。 如坍落度太大,可在保持砂率不变条件下增加骨料。如出现含砂率不 足,粘聚性和保水性不良时,可适当增大砂率;反之应减小砂率。每次 调整后再试拌,直到符合要求为止。当试拌调整工作完成后,应测出混 凝土拌合物的表观密度()。 经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比,其水灰比值不一定选用 恰当,其结果时强度不一定符合要求。所以应检验混凝土的强度。一般 采用三个不同的配合比,其中一个为基准配合比,另外两个配合比的水
系数 碎石
卵石
最大粒径(mm)
10 20 40 80 10 20 40 80
K 57.5 53.5 48.5 44.0 54.5 50.0 45.5 41.0
注:1、采用火山灰硅酸盐水泥时,可增加4.5~6.0。 2、采用细砂时,增加3.0。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 根据已选定的每1混凝土用水量()和得出的灰水比()值,可求出水 泥用量(): 为保证混凝土的耐久性,由上式计算得出的水泥用量还要满足表4-25中 规定的最小水泥用量的要求。如算得的水泥用量少于规定的最小水泥用 量,则应取规定的最小水泥用量值。 (5)选取合理的砂率值() 合理的砂率值主要应根据混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特 征来确定。一般应通过试验找出合理砂率。如无使用经验,则可按骨料 种类、规格及混凝土的水灰比,参考表4-22先用合理砂率。坍落度小于
粗、细骨料用量(G)及(S)----取基准配合比中的粗、细骨料用 量,并按定出的水灰比值作适当调整。 (3)混凝土表观密度的校正 配合比经试配、调整确定后,还需根据实测的混凝土表观密度()作必 要的校正,其步骤为: 计算出混凝土的计算表观密度值(): 将混凝土的实测表观密度值()除以得出校正系数,即: 当与之差的绝对值不超过的2%时,由以上定出的配合比,即为确定的 设计配合比;若二者之差超过2%时,则须将已定出的混凝土配合比中 每项材料用量均乘以校正系数,即为最终定出的设计配合比。 另外,通常简易的做法时通过试压,选出既满足混凝土强度要求,水泥 用量又较少的配合比为所需的配合比,再作混凝土表观密度的校正。 若对有特殊要求的混凝土,如抗渗等级不低于P6级的抗渗混凝土、抗冻 等级不低于F50级的抗冻混凝土、高强混凝土、大体积混凝土等,其混 凝土配合比设计应按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)有 关规定进行。 3、施工配合比 设计配合比,是以干燥材料为基准,而工地存放的砂、石材料都含有一 定的水分。所以现场材料的实际称量应按工地砂、石的含水情况进行修 正、修正后的配合比,叫做施工配合比。工地存放的砂、石的含水情况 常有变化,应按变化情况,随时加以修正。
指标 10 20 31.5 40 16 20 31.5 40
维勃
15~20 175 160
145 180 170
155
稠度
10~15 180 165
150 185 175
160
(s)
5~10 185 170
155 190 180
165
坍落
10~30 190 170 160 150 200 185 175 165
10~30
无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋
稀疏的结构
2 板、梁和大型及中型截面的柱子等
30~50
3 配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等) 50~70
4 配筋特密的结构
70~90
干硬性和塑性混凝土的用水量(kg/) 表4-21
拌合物 稠度
卵石最 大粒径(mm)
碎石最 大粒径(mm)
项目
环境条件 结构类别
最大水灰比
最小水泥用量 (kg)
素 钢 预 素钢预
混 筋 应 混筋应
凝 混 力 凝混力
土 凝 混 土凝混
土凝
土凝


1、干燥环 正常的居住或办公用房 不 0.65 0.60 200 260 300

屋内
做规Βιβλιοθήκη 定2、潮 无 高湿度的室内、室外部 湿环 冻 件、在非侵蚀性土和 境 害 (或)水中的部位
有 经常冻害的室外部件、 冻 在非侵蚀性土和(或) 害 水中经常受冻害的部件
3、有冻害 和除水剂 的潮湿环 境
经受冻害和除冰剂作用 的室内和室外部件
0.70 0.60 0.60 225 280 300 0.55 0.55 0.55 250 280 300 0.50 0.50 0.50 300 300 300
普通混凝土的配合比设计步骤 混凝土配合比设计包括初步配合比计算,试配和调整等步骤。
1、 初步配合比的计算 按选用的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步配合比的计算,以 便得出试配用的配合比。
(1) 配制强度()的确定 为了使混凝土强度具有要求的保证率,则必须使其配制强度高于所设计 的强度等级值。 因 令配制强度 或 试中----混凝土的配制强度,MPa ----设计的混凝土立方体抗压强度标准值,MPa ----混凝土强度标准差,MPa ----混凝土强度变异系数; t----概率度。 当设计要求的混凝土强度等级已知,混凝土的配制强度则可按下式确 定: 根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB5024-92)和《普通混凝 土配合比设计规程》(JGJ55-2000)的规定: 即混凝土强度的保证率为95%,对应。混凝土强度标准差应根据施工单 位统计资料,按下列规定确定: 当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度资料时,其混凝土强度标准 差应按下列公式计算: 式中----统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值,MPa; ----统计周期内同一品种混凝土n组强度的平均值,MPa; n----统计周期内同一品种混凝土试件的总组数, 当混凝土强度等级为C20、C20,其强度标准差计算值低于2.5MPa时, 计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa;当强度等级等于或大于 C30级,其强度标准差计算值低于3.0MPa时,计算配制强度用的标准差 应不小于3.0MPa。 注:“同一品种混凝土”系指混凝土强度等级相同且生产工艺和配合比基 本相同的混凝土。 当施工单位不具有近期的同一品种混凝土强度资料时,其混凝土强度标 准差可按表4-30取用。
表4-30
混凝土强度等级 低于C20 C20~C35 高于C35
4.0
5.0
6.0
遇有下列情况时应适当提高混凝土配制强度: 1) 现场条件与试验条件有显著差异时; 2) 重要工程和对混凝土有特殊要求时; 3) C30级及其以上强度等级的混凝土,工程验收可能采用非 统计方法评定时。
(2) 初步确定水灰比值() 根据已测定的水泥实际强度(或选用的水泥强度等级)、粗骨料种类级 所要求的混凝土配制强度(),按混凝土强度公式计算出所要求的水灰 比值(适用于混凝土强度等级小于C60): 式中A、B----回归系数,与骨料的品种等因素有关,其数值通过试验求 得。 《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)提供的A、B经验系数 值取用: 采用碎石:A=0.46、B=0.07 采用卵石:A=0.48、B=0.33 为保证混凝土必要的耐久性,水灰比还不得大于表4-25中规定的最大水 灰比比值,如计算所得的水灰比大于规定的最大水灰比值时,应取规定 的最大水灰比值。 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 表4-25
(3)选取每1混凝土的用水量() 用水量的多少,主要根据所要求的混凝土坍落度值及所用骨料的种类、 规格来选择。所以应先考虑工程种类与施工条件,按表4-19确定适宜的 坍落度值,再参考表4-21定出每1混凝土的用水量。 混凝土灌注时的坍落度 表4-19
项 结构种类 次
坍落度 (mm)
1 基础或地面等的垫层
10mm或大于60mm的混凝土砂率确定,见相关章节。 水灰比() 卵石最大粒径(mm) 卵石最大粒径(mm)
10 20 40 16 20 40
0.40
26~32 25~31 24~30 30~35 29~34 27~32
0.50
30~35 29~34 28~33 33~38 32~37 30~35
0.60
33~38 32~37 31~36 36~41 35~40 33~38
0.70
36~41 35~40 34~39 39~44 38~43 36~41