混凝土配比设计
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混凝土配合比设计混凝土配合比设计是指根据工程需要和混凝土材料的性能,确定混凝土中水泥、细集料、粗集料和掺合料等成分的比例关系。
合理的混凝土配合比设计可以提高混凝土的强度、耐久性和施工性能。
下面将从混凝土配合比设计的目标、步骤和注意事项等方面进行详细阐述。
一、混凝土配合比设计的目标二、混凝土配合比设计的步骤1.确定混凝土的强度等级和抗渗等级:根据工程的结构要求和使用环境,确定混凝土的强度等级和抗渗等级。
常用的强度等级有C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40等,常用的抗渗等级有M5、M7.5、M10、M15、M20等。
2.确定混凝土材料的性能:根据混凝土中水泥、细集料、粗集料和掺合料等材料的性能,确定各个材料的品种和性能参数。
水泥按照其标号和标准规定使用,细集料和粗集料按照其强度和级配要求使用,掺合料按照其含量和掺合效果使用。
3.确定混凝土的含水量:根据混凝土的强度等级和施工性能要求,确定混凝土的含水量。
一般情况下,混凝土的含水量控制在水泥含量的一定比例,通常为0.3~0.4,并根据施工方式和环境温度等因素进行适当调整。
4.确定混凝土的砂率和砂粒级配:根据混凝土的强度等级和施工性能要求,确定混凝土的砂率和砂粒级配。
砂率一般为2.6~3.2,根据细集料和粗集料的级配曲线确定砂粒级配。
5.确定混凝土的砂浆含量和砂浆强度:根据混凝土的强度等级和施工要求,确定混凝土的砂浆含量和砂浆强度。
一般情况下,砂浆含量为砂浆和水泥的质量比;砂浆强度根据抗压强度和抗折强度的要求确定。
6.确定混凝土的粉煤灰掺量和掺合料掺量:根据工程要求和使用性能要求,确定混凝土的粉煤灰掺量和其他掺合料的掺量。
粉煤灰掺量根据强度和耐久性的要求确定,掺合料掺量根据混凝土的耐久性和施工性能要求确定。
7.进行配合比的试验:根据以上确定的参数,进行混凝土配合比的试验。
根据试验结果,调整水泥的用量和细集料、粗集料和掺合料的配合比例,获得满足工程要求和使用性能的混凝土配合比。
混凝土配合比设计方法标准一、前言混凝土配合比设计是混凝土工程中的重要环节。
合理的配合比设计可以保证混凝土的强度、耐久性和工作性能等,从而保证混凝土的质量和可靠性。
本文将从混凝土配合比设计的基本原理、配合比设计方法、常见问题及解决方法等方面进行详细介绍。
二、混凝土配合比设计的基本原理混凝土配合比设计的基本原理是根据混凝土材料的特性、要求的混凝土性能和施工条件等因素,确定适当的水灰比、骨料用量和掺合料用量等,以达到设计要求。
混凝土的强度和工作性能等与水灰比、骨料用量和掺合料用量等因素密切相关,因此,混凝土配合比设计是混凝土工程中的重要环节。
三、混凝土配合比设计的方法混凝土配合比设计的方法分为试验法和经验法两种。
1. 试验法试验法是根据混凝土材料的特性,通过对试件进行试验,确定混凝土的强度、耐久性和工作性能等,然后根据试验结果进行配合比设计。
试验法的具体步骤如下:(1)确定试验类型:混凝土强度试验、混凝土耐久性试验、混凝土工作性能试验等。
(2)选择试验方法:包括试件类型、制作方法、养护方法等。
(3)测试试件:根据试验方法制作试件,进行试验。
(4)分析试验结果:根据试验结果确定混凝土的强度、耐久性和工作性能等。
(5)根据设计要求进行配合比设计。
2. 经验法经验法是根据历史施工经验和相关规范标准,确定混凝土配合比的方法。
经验法的具体步骤如下:(1)查阅相关规范标准:根据设计要求查阅相关规范标准,确定混凝土的等级和要求。
(2)确定水灰比:根据混凝土等级和要求,查阅相关规范标准,确定水灰比。
(3)确定骨料用量:根据水灰比和混凝土等级,查阅相关规范标准,确定骨料用量。
(4)确定掺合料用量:根据混凝土等级和要求,查阅相关规范标准,确定掺合料用量。
(5)根据确定的水灰比、骨料用量和掺合料用量等,计算混凝土配合比。
四、混凝土配合比设计中的常见问题及解决方法在混凝土配合比设计的过程中,会遇到一些常见问题,如混凝土强度不达标、混凝土裂缝、混凝土收缩等。
混凝土的配合比设计混凝土是一种常用的建筑材料,其制作过程中需要精确的配合比设计。
而配合比的设计则是根据工程所处地区的自然环境、施工要求以及混凝土所需的力学性能等多种因素综合考虑而来的,因此混凝土配合比的设计是非常重要的工作。
第一节:混凝土配合比的分类混凝土的配合比可以分为常规和特殊两种类型。
常规配合比设计是指按照一定的配合基数,控制水灰比,得到合适的强度和耐久性的配合比。
而特殊配合比设计是指针对特殊要求进行设计的配合比,例如高强混凝土、自流平混凝土等。
第二节:混凝土配合比的设计方法混凝土配合比的设计方法有多种,其中常见的方法有三种:1、极限状态法极限状态法是适用于混凝土力学性能综合指标的设计方法。
它的主要思想是,按照设计要求确定混凝土的最低强度要求,再根据混凝土的压缩强度、抗拉强度、弹性模量等力学性能指标,运用一定的公式进行计算和调整,最终得到合适的配合比。
2、材料消耗量法材料消耗量法的核心是以确定混凝土中水泥、砂子、石子等材料的消耗量为依据,通过确定控制水灰比来获得合适的配合比。
这种方法适用范围广泛,且简单易懂,是一种比较常用的配合比设计方法。
3、正比法正比法是一种根据混凝土配合比的性质和特征来确定混凝土配合比的方法。
这种方法需要深入研究混凝土的性能和配比基数的特点,以确保混凝土的性能达到设计要求。
第三节:混凝土配合比的确定过程混凝土配合比的确定过程,基本上包括以下几个步骤:1、确定混凝土强度等级根据工程设计要求和使用要求,确定混凝土的强度等级,这是配合比设计的第一步。
2、确认混凝土性能要求根据工程所处地区的自然环境和使用条件,确定混凝土的强度、耐久性、抗渗等性能要求。
3、选取材料根据工程要求和设计要求,在选择材料时,应考虑水泥、砂子、石子等材料的种类、质量、颗粒形状、含水率等因素。
4、控制水灰比控制水灰比是确定混凝土配合比的关键因素之一。
应根据混凝土强度等级、使用条件、材料种类等综合考虑,使其达到合理水平。
混凝土的配合比设计混凝土配合比设计的目的是确保混凝土的强度、耐久性和可施工性的最佳结合,从而确保工程建设的质量和安全。
配合比设计的核心是确定水泥用量、砂率、石料率、水灰比等关键指标。
一般来说,混凝土的配合比设计包括以下几个步骤:1.确定强度等级和耐久性要求:根据工程的要求,确定混凝土所需的强度等级和耐久性要求。
这将直接影响到配合比设计的具体参数。
2.选择水泥种类和品牌:根据工程的要求和当地的材料供应情况,选择合适的水泥种类和品牌。
不同品牌和种类的水泥具有不同的性能特点,需要根据具体情况进行选择。
3.确定砂、石料的种类和粒径:根据工程要求和当地的材料供应情况,选择合适的砂、石料的种类和粒径。
砂、石料的种类和粒径直接影响到混凝土的强度和可施工性。
4.确定水灰比:水灰比是混凝土配合比设计中一个非常重要的参数,直接关系到混凝土的强度和耐久性。
具体的水灰比应根据强度等级、材料性能和施工条件来确定。
5.确定掺合料的用量:根据工程要求,确定混凝土中添加掺合料的用量。
掺合料可以改善混凝土的强度和耐久性,减少对水泥的使用量。
6.计算材料用量:根据确定的配合比参数,计算出混凝土中水泥、砂、石料和水的用量。
这一步骤需要精确计算,以确保混凝土配合比的准确性和可施工性。
7.配比试验:根据计算出的配合比参数,进行配比试验。
通过试验可以评估混凝土的强度、耐久性和可施工性,并进行适当调整,直到满足工程要求为止。
8.结果分析和调整:根据配比试验的结果,进行数据分析和参数调整。
根据具体情况,可以选择调整水泥用量、砂率、石料率和水灰比等参数,以达到更好的配合效果。
总之,混凝土的配合比设计是一个复杂而精确的过程,需要考虑多种因素的综合作用。
只有通过合理的设计和严格的试验,才能获得符合工程要求的混凝土配合比。
混凝土配合比设计的标准一、概述混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其强度、耐久性等性能与配合比设计密切相关。
混凝土配合比设计是指根据混凝土所需的强度、流动性、耐久性等要求,按照一定的比例配合水泥、砂、石等材料,制作出符合要求的混凝土。
本文将详细介绍混凝土配合比设计的标准。
二、配合比设计原则混凝土配合比设计应遵循以下原则:1. 根据混凝土所需的强度等要求,选择合适的水泥品种和等级。
2. 根据混凝土所在环境的特殊要求,选择合适的砂、石等骨料。
3. 根据混凝土所需的流动性要求,调整混凝土配合比的水灰比。
4. 根据混凝土所需的耐久性要求,控制混凝土配合比的气孔率和含泥量。
5. 根据混凝土的施工要求,选择适当的混凝土配合比。
三、混凝土配合比设计标准1. 水泥混凝土配合比中水泥的配合量应根据环境、强度、流动性等要求确定。
一般情况下,水泥的配合量应在260-400kg/m³之间,其中,普通硅酸盐水泥的配合量应在300-360kg/m³之间,而高性能混凝土的水泥配合量可达到400kg/m³以上。
2. 砂、石骨料砂、石骨料的选用应根据混凝土的强度等要求确定。
一般情况下,砂、石骨料的粒径应符合国家标准规定,粗骨料的最大粒径不应超过混凝土构件的最小尺寸的三分之一,细骨料的最大粒径不应超过粗骨料的五分之一。
同时,砂、石骨料的含泥量应控制在一定范围内,一般不应超过2%。
3. 水灰比水灰比是混凝土配合比设计中十分重要的参数之一,其大小直接影响混凝土的强度和流动性。
一般情况下,水灰比的选择应根据混凝土所在环境的特殊要求和强度等级来确定。
一般而言,水灰比的范围为0.35-0.6,其中,普通混凝土的水灰比应在0.45-0.55之间,而高性能混凝土的水灰比可低至0.25。
4. 气孔率混凝土中的气孔率会影响混凝土的强度和耐久性。
一般情况下,气孔率的限制应根据混凝土所在环境的特殊要求和强度等级来确定。
一般而言,气孔率的限制范围为3-8%,其中,普通混凝土的气孔率应控制在5-8%之间。
混凝土配合比设计及其应用一、前言混凝土配合比设计是混凝土工程中的重要环节,其设计结果直接影响混凝土的性能和使用寿命。
本文将介绍混凝土配合比设计的基本原理、方法和应用。
二、混凝土配合比设计的基本原理和方法1. 基本原理混凝土配合比设计的基本原理是根据混凝土的强度和性能要求,确定混凝土配合比中各组成材料的比例,从而达到设计要求。
2. 设计方法混凝土配合比设计的方法包括试验法和经验法两种。
试验法是利用试验室进行混凝土配合比试验,根据试验结果确定配合比。
试验法的优点是准确可靠,缺点是费时费力。
经验法是根据以往的经验和实际工程情况,结合试验室试验结果,选取合适的配合比。
经验法的优点是简单快捷,缺点是精度较低。
三、混凝土配合比设计的应用混凝土配合比设计的应用包括以下几个方面:1. 混凝土强度等级的确定混凝土强度等级是指混凝土在28天龄期下所能承受的最大压应力。
根据工程要求和使用环境,确定混凝土强度等级,从而确定混凝土配合比。
2. 混凝土材料的选择根据设计要求和使用环境,选择适当的水泥、砂、石子和外加剂等材料,从而确定混凝土配合比。
3. 混凝土配合比的确定根据试验法或经验法,确定混凝土配合比。
试验法需要进行混凝土试验,经验法需要结合以往的经验和实际工程情况。
4. 混凝土的施工根据混凝土配合比进行施工,保证混凝土的强度和性能达到设计要求。
5. 混凝土的质量控制对混凝土进行质量控制,包括原材料的检验、混凝土配合比的检验、混凝土的施工和养护过程的检验等,保证混凝土的质量符合设计要求。
四、混凝土配合比设计的注意事项1. 混凝土配合比设计要根据具体工程要求和使用环境进行,不能盲目套用。
2. 混凝土配合比设计要根据试验结果和以往经验结合进行,综合考虑。
3. 混凝土配合比设计要注意水泥和外加剂的掺量,过多或过少都会影响混凝土的性能。
4. 混凝土配合比设计要注意混凝土的养护,养护不当会影响混凝土的强度和使用寿命。
5. 混凝土配合比设计要注意混凝土的施工工艺,施工不当会影响混凝土的强度和性能。
混凝土配合比设计混凝土配合比设计是指根据工程要求和现场条件,确定混凝土中水、水泥、砂、石料的比例,以及需要添加的其他掺合料或化学掺合料的种类和用量。
配合比设计的目的是保证混凝土在强度、耐久性和施工性能等方面满足设计要求。
混凝土的配合比设计包括以下几个步骤:1.确定混凝土强度等级:根据工程要求和设计标准,确定混凝土所需强度等级。
2.选择合适的骨料:根据现场条件和工程要求,选择合适的粗骨料和细骨料。
粗骨料一般采用碎石或破碎石料,细骨料一般采用天然砂或人工制砂。
3.计算水灰比:水灰比是指混凝土中水和水泥的比例。
根据强度等级和要求,计算出适宜的水灰比。
一般情况下,水灰比越小,混凝土的强度越高,但施工性能和耐久性可能会降低。
4.确定砂率和石料率:砂率是指混凝土中砂的比例,石料率是指混凝土中石料的比例。
根据设计要求和施工性能,确定适宜的砂率和石料率。
一般情况下,砂率和石料率要根据实际情况进行调整,以达到最佳的工作性和力学性能。
5.添加其他掺合料或化学掺合料:根据具体条件和要求,判断是否需要添加其他掺合料或化学掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等。
这些掺合料可以改善混凝土的工作性能、减少收缩和渗透性等。
6.进行配合比试验:根据确定的水灰比、砂率、石料率和添加物的种类和用量,进行配合比试验。
通过试验,确定最终的配合比。
7.编制混凝土配合比设计报告:根据配合比试验结果,编制混凝土配合比设计报告,包括配合比表、原材料用量表、掺合料用量表等。
需要注意的是,混凝土配合比设计是一个综合性的工作,需要考虑到多个因素,如强度要求、耐久性要求、施工性能、现场条件等。
不同的工程和不同的现场条件可能需要进行不同的配合比设计。
因此,在进行混凝土配合比设计时,需要充分考虑这些因素,并将其纳入设计中。
总之,混凝土配合比设计是保证混凝土工程质量的重要环节。
通过科学合理的设计,可以使混凝土在强度、耐久性和施工性能等方面满足设计要求,确保工程质量。
混凝土配合比设计混凝土是一种常用的建筑材料,具有强度高、耐久性好等特点,在建筑工程中扮演着重要的角色。
混凝土的配合比设计是保证混凝土性能和工程质量的关键一环。
本文将介绍混凝土配合比设计的基本原理和步骤,并讨论一些常见的配合比调整方法。
一、混凝土配合比设计的基本原理混凝土配合比设计的目标是根据预期的工程要求和材料性能,确定水泥、砂、石、水等各种配合材料的合理比例,以达到所需的工程强度和耐久性。
配合比设计应根据材料性能试验数据,综合考虑工程要求和材料的可获得性、经济性等因素。
二、混凝土配合比设计的步骤1. 确定工程要求:根据工程的用途和要求,确定混凝土的强度等级、耐久性要求等。
2. 选择材料:选择合适的水泥、砂、石等材料,并对其进行性能试验,确定其强度、密度、吸水性等参数。
3. 确定水灰比:根据混凝土强度要求和材料性能,确定合适的水灰比,以保证混凝土的流动性和强度。
4. 计算配合比:根据所选材料性能和水灰比,计算出适合的砂石配合比,并确定混凝土的总配合比。
5. 验证和调整:通过混凝土试块试验,验证所选配合比的强度和流动性,并根据试验结果,适当调整配合比。
三、混凝土配合比设计的常见调整方法1. 水灰比调整:增大水灰比可以提高混凝土的流动性,但会降低混凝土的强度。
根据工程要求和材料性能,可以适当调整水灰比,以平衡混凝土的流动性和强度。
2. 砂石配合比调整:根据砂石颗粒的粒径分布和形状,可以调整砂石的配合比,以改善混凝土的流动性和工作性能。
3. 掺合料调整:适量添加矿物掺合料(如粉煤灰、硅灰等)或化学掺合料(如水泥助磨剂、缓凝剂等),可以改善混凝土的强度、耐久性和工作性能。
四、混凝土配合比设计的注意事项1. 材料选择要合理:根据工程要求和施工条件,选择性能稳定、质量可靠的材料,并进行必要的性能试验。
2. 数据准确可靠:配合比设计应根据准确可靠的数据进行,避免推测和主观因素的干扰。
3. 实际调整要谨慎:在试验阶段进行配合比调整时,需要谨慎操作,逐步调整,以确保调整结果的准确性和可靠性。
第1篇一、实验目的1. 掌握混凝土配合比设计的基本原理和方法。
2. 通过实验,了解混凝土原材料性能对配合比的影响。
3. 学会根据工程要求,合理设计混凝土配合比,并确保混凝土的质量。
二、实验原理混凝土配合比设计是根据工程要求,合理选择水泥、砂、石子等原材料,并按一定比例进行混合,以达到既经济又满足工程要求的混凝土。
设计混凝土配合比的主要依据是混凝土的强度、耐久性、工作性等性能。
三、实验材料1. 水泥:北京水泥厂京都P.O 42.5,28天实际强度54.0MPa。
2. 砂:中砂,细度模数2.8。
3. 石子:碎石,粒径5-20mm。
4. 水:自来水。
5. 其他:减水剂、引气剂等。
四、实验仪器1. 混凝土搅拌机2. 天平3. 量筒4. 砼试模5. 压力试验机6. 拌铲、拌板等五、实验步骤1. 原材料性能测定测定水泥的强度、细度模数、安定性等性能;测定砂的细度模数、含泥量等性能;测定石子的粒径、表观密度、含泥量等性能。
2. 混凝土配合比设计(1)确定混凝土强度等级:根据工程要求,确定混凝土的强度等级,如C30、C40等。
(2)计算水灰比:根据混凝土强度等级和水泥强度等级,计算水灰比(W/C)。
(3)计算单位用水量:根据水灰比和水泥用量,计算单位用水量(mwo)。
(4)确定砂率:根据混凝土强度等级和砂的细度模数,确定砂率(s)。
(5)计算水泥用量:根据单位用水量和水灰比,计算水泥用量(mco)。
(6)计算砂、石用量:根据砂率、水泥用量和单位用水量,计算砂、石用量(mso、mgo)。
3. 混凝土拌合按照计算好的配合比,将水泥、砂、石子、水等原材料放入搅拌机中,进行搅拌。
4. 混凝土性能测试(1)坍落度测试:测定混凝土的坍落度,以判断混凝土的工作性。
(2)立方体抗压强度测试:制作混凝土立方体试件,在标准养护条件下养护,测定其抗压强度。
(3)抗渗性能测试:制作混凝土抗渗试件,在规定条件下进行抗渗试验。
(4)抗冻性能测试:制作混凝土抗冻试件,在规定条件下进行抗冻试验。
混凝土配合比——组成混凝土各种材料的用量比例。
混凝土配合比表示方法——(1)单位用量表示法——以每1m3混凝土中各种材料的用量(Kg)表示;(2)相对用量表示法——以水泥的质量为1,其它材料的用量与水泥相比较,并按“水泥:细集料:粗集料;水灰比”的顺序表示。
一、配合比设计的基本要求1、施工工作性的要求满足拌和、运输、浇筑、捣实等要求。
2、设计强度的要求应满足结构设计或施工进度所要求的强度和其它有关力学性能的要求。
3、耐久性的要求满足抗冻性、抗渗性等耐久性的要求。
4、经济性的要求在满足技术要求的前提下,节约水泥,合理利用原材料,降低混凝土的成本。
二、配合比设计方法及步骤1、三个参数及其确定原则①水灰比;②砂率;③单位用水量。
(1)原材料情况①水泥品种和实际强度、密度。
②砂、石特征。
品种、表观密度、堆积密度、含水率、级配;细度模数、最大粒径、压碎值。
③拌和水水质及水源。
④外加剂品种、名称、特性、适宜剂量。
(2)混凝土强度等级图5-31 混凝土配合比三个参数的确定原则(3)工程耐久性要求混凝土所处的环境条件、抗渗、抗冻、耐磨等性能。
(4)施工条件及工程性质包括搅拌和振捣方式、要求的坍落度、施工单位的施工及管理水平、构件形状及尺寸、钢筋的最小净距等。
三、配合比设计的方法与原理1、体积法的基本原理)(L m m m m gg ss ww cc 1000100=++++αρρρρ (5-21)2、质量法的基本原理cp w s g c m m m m m =+++0000四、混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计分四步进行,此过程共需确定四个配合比。
第一步:计算——确定初步配合比。
第二步:试配、试验、调整——确定基准配合比。
第三步:成型、养护、测定强度——确定实验室配合比。
第四步:换算——确定施工配合比。
(一)计算——确定初步配合比 1、确定混凝土的配制强度(o cu f ,)(1)计算配制强度o cu f ,≥k cu f ,+1.645σ (5—22)(2)混凝土强度标准差σ的确定 ①计算1122--=∑=n f n fni cuicu μσ, (5—23)②查表(1)按混凝土要求强度等级计算水灰比)(,b cea o cu WCf f αα-= (5—24)g ce c ce f f ,⋅=γ (5—25)ceb a o cu ce a f f f C W⋅⋅+⋅=ααα,(2)按混凝土要求的耐久性校核水灰比 3、选定单位用水量(wo m ) (1)水灰比在0.40~0.80范围时,3 (2)水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。
混凝土配合比设计混凝土配合比是指水、水泥、砂、石的比重比,应根据实际采用的原材料进行配合比设计并按普通混凝土拌合物性能试验方法等标准进行试验、试配,以满足混凝土强度、耐久性和工作性(坍落度等)的要求,不得采用经验配合比。
同时,应符合经济、合理的原则。
实际生产时,对首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定,并至少留置一组28d标准养护试件,以验证混凝土的实际质量与设计要求的一致性。
施工单位应注意积累相关资料,以利于提高配合比设计水平。
混凝土生产时,砂、石的实际含水率可能与配合比设计时存在差异,故应测定实际含水率并相应地调整材料用量。
一、配合比设计、方法和步骤1.设计要求混凝土成分配合比应根据工程的具体条件,通过一定的试验适当选择,但必须满足以下各项的基本要求:(1)应保证混凝土能达到结构设计中所规定的强度等级(设计强度)。
(2)符合施工上对和易性的要求。
(3)符合合理使用材料和节约水泥的经济原则。
(4)符合对混凝土的耐久性要求和设计规定的抗冻性、抗渗性等要求。
2.配合比设计方法(1)混凝土的配合比,应以质量比计,并应通过设计和试配选定。
试配时应使用施工实际采用的材料,配制的混凝土拌合物应满足和易性、凝结速度等施工技术条件,制成的混凝土应符合强度、耐久性(抗冻、抗渗、抗侵蚀)等质量要求。
(2)普通混凝土的配合比,可参照现行《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T 55),通过试配确定。
混凝土的试配强度,应根据设计强度等级,考虑施工条件的差异和变化以及材料质量可能的波动,经计算确定。
对于有特殊要求的混凝土的配合比设计(包括抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土),亦可参照上述规程,经过试配确定。
3.配合比设计步骤(1)计算混凝土配制强度,并求出相应的水灰比。
(2)选取每立方米混凝土的用水量,并计算出每立方米混凝土的水泥用量。
(3)选取砂率,计算粗骨料和细骨料的用量,并提出供试配用的计算配合比。
混凝土的配合比设计混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,其性能的优劣直接关系到建筑物的质量和耐久性。
而混凝土的配合比设计则是决定混凝土性能的关键环节。
简单来说,混凝土配合比设计就是根据工程要求和原材料的特性,确定混凝土中各种材料的比例,以达到预期的性能指标。
在进行混凝土配合比设计之前,我们首先要明确工程对混凝土的性能要求。
这包括混凝土的强度等级、工作性能(如坍落度、流动性等)、耐久性(如抗渗性、抗冻性等)以及特殊性能要求(如耐高温、耐酸蚀等)。
只有清楚了解这些要求,我们才能有针对性地进行配合比设计。
接下来,我们需要对原材料进行选择和检测。
水泥是混凝土中的胶凝材料,其品种和强度等级应根据工程要求和使用环境来选择。
常用的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。
骨料包括粗骨料(石子)和细骨料(砂),它们的级配、粒径、含泥量等指标都会影响混凝土的性能。
此外,还有水和外加剂。
水应符合国家标准,外加剂可以改善混凝土的性能,如减水剂可以提高混凝土的流动性,缓凝剂可以延长混凝土的凝结时间。
混凝土配合比设计的基本原则是在满足工程要求的前提下,尽量降低成本,同时保证混凝土的质量和施工性能。
其中,强度是混凝土最重要的性能指标之一。
根据工程要求确定的混凝土强度等级,我们可以通过公式计算出初步的配合比。
但这只是一个理论值,还需要通过试验进行调整和优化。
在试验过程中,我们按照初步配合比配制混凝土,并测试其坍落度、强度等性能指标。
如果坍落度不符合要求,我们可以通过调整用水量或外加剂的用量来改善;如果强度不满足要求,则需要调整水泥用量或水灰比。
经过多次试验和调整,最终确定出满足工程要求的配合比。
除了强度和工作性能,耐久性也是混凝土配合比设计中需要考虑的重要因素。
例如,对于处于潮湿环境或有抗渗要求的混凝土,我们需要控制水灰比和水泥用量,以提高混凝土的抗渗性;对于寒冷地区的混凝土,需要控制水灰比和加入适量的引气剂,以提高混凝土的抗冻性。
Proportioning Concrete mixes 混凝土配比設計Mix design :依據指定之強度、工作性及耐久性,對混凝土之成分進行適當的配比設計,已決定其使用量。
基本考慮: 1. 經濟材料費用 主要因素 cement 最貴 人工費 設備費理想情況: a 、使用最少之水泥,可減少shrinkage ,降低水化熱;b 、使用最大之骨材,c 、最佳之粗細骨材比。
缺點:水泥用量過少易減低早期強度。
2. workability (工作性):使用最少之workability 且可達澆置之目的。
3.Strength and durability :規範中規定最小之水泥量及允許之w/c 範圍,有時並不一定以D C f 28')(為設計標準。
durability : 考慮抗凍耐寒或化學侵蝕,可決定w/c 比值或添加劑之種類。
9.2 Fundamental of mix design含水量級配水灰比(w/c )1919,Duff Abrams 公式 w/c5.1B Ac =σ (9.1) c σ:在某固定材齡之混凝土強度A :經驗常數≈14,000 psiB :和水泥性質有關之常數≈4強度和w/c 成反比, w/c 增加,水泥漿之孔隙增加,故強度下降。
理想之級配:較密之級配,將產生較經濟及較強之混凝土(最少之孔隙,需最少量之cement 來填充)。
ACI 配比法配比設計之步驟:1. 材料基本性質:◎篩分析(粗骨材及細骨材)◎粗骨材單位重◎bulk specific gravity (BSG)◎骨材吸水率(absorption capacity )2. 決定坍度(slump ):和澆置方式及處理方式有關3. 最大骨材尺寸(a)對於RC ,51max ≤d 最小模板間距,或43max ≤d 鋼筋淨間距鋼筋束淨間距(b)slab 中之混凝土骨材的31max ≤d 版厚度。
在固定之w/c 之下max d 減少,則強度上升。
4. 估計用水量及空氣含量工作性決定於paste content of concrete (水泥漿含量)amount of entrained air骨材之最大尺寸、級配及形狀。
Table 9.2 Approximate Mixing Water and Air Content Requirements for DifferentSlumps(坍度)and Nominal Maximum Sizes of Aggregates.上表可決定含氣混凝土(air-entrained concrete )及不含氣混凝土(non air-entrained concrete )之用水量,由坍度及最大骨材尺寸可決定。
試拌時可採用最大之坍度及最大空氣含量模擬最糟之狀況。
5. Water/cement ratio (水灰比)考慮(a ) 強度:無強度及w/c 關係圖時,可查表 見表9-3。
注意9-3是基於D C f 28')(,亦可自行建立其他天數下之w/c 與'C f 關係圖。
Table 9-3 水灰比與抗壓強度建議值(b ) durability :若混凝土需暴露於惡劣天候之中,如凍害、霜害海水硫化之環境內需遵守嚴格之w/c 比例,見表9-4。
6. 計算水泥用量當w/c 決定後,每單位體積(公製 1 3m )內之水泥量即可算出,但為了工作性(workability )、完工後易於整修及防止工地加水過多,需滿足最小水泥量之要求,見表9.8表9.8 最大允許水量及最小水泥量7. 估計粗骨材使用量粗骨材之尺寸接近於指定級配中之骨材尺寸,則工作性增加,見表9.9粗骨材之重量= 體積×單位重8.估計細骨材含量兩種方法:質量法及體積法,僅介紹體積法體積法:需先知各成分(如水泥、水、空氣、粗骨材)之體積,將總體積減去上列各成分之體積,可得細骨材之體積。
細骨材體積×單位重=細骨材重量9.依據骨材含水量調整骨材及水之用量(a)若骨材為air dry(氣乾),骨材本身會吸收某些水分,降低w/c比值,減低工作性。
(b)若骨材太濕,其表面水分可增加w/c比值,提高工作性,但降低強度。
依據骨材之乾濕適當調整w/c 比值。
10. 試拌(trial batch )以最少之用水量,達指定之坍度,進行試拌。
試拌時檢驗:a 、坍度,b 、單位重,c 、yield (每公斤水泥可製造之混凝土體積kg m V Y /w 3cement=),d 、空氣含量,e 、觀察是否析離及完工後是否容易粉光,f 、'c f (28天)。
注意事項a 、 若坍度不正確,則每增加3.5kg/3m 之水,坍度可增加25mm (1 inch );但w/c 會改變,故水泥量亦需增加。
b 、若未達指定之含氣量,則需重新估計輸氣劑使用量,每增加 1%空氣含量,需減少2 kg/3m 之水。
c 、 若以質量法求細骨材使用量,當新拌混凝土之單位重不正確時,需改變配比重新計算。
若無相關之資料可用時,ACI 建議對於小工程可使用下列配比表9.11配比設計計算例欲設計外柱(exterior column ),比地面高,承受凍害及霜害,'c f =35 MPa ,坍度要求:25~50mm ;≤max d 20 mm (4"3)。
已知: cement Type I ,比重3.15粗骨材:bulk specific gravity (SSD) =2.70absorption capacity (吸水率)=1.0%Total moisture content=2.5% TM %100⨯-=OD ODWET W W WDry rodded unit weight = 1600 3/m kg細骨材:bulk specific gravity (SSD)=2.65absorption capacity (吸水率)=1.3%total moisture content =5.5% fine modulus (FM)=2.70步驟:1. 材料資訊(已知)2. 選擇坍度(見表9.1,20mm<slump<100mm ,OK )3. max d 20mm (可由詳細配筋圖求得)4. 估計用水量及空氣含量:因需抗凍故選擇輸氣混凝土,由表9.2,用水量w=1653/m kg ,air content for extreme exposure=6%5. 決定w/c 比值,表9.3得w/c=0.39,但表9.4 w/c<0.5,取w/c=0.406. 計算水泥量3/4134.0165/m kg c w w c ===7. 粗骨材量:由細骨材之fine modulus 及max d ,參考表9.9內插得FM=2.7時,粗骨材體積=0.63×混凝土體積33/m m粗骨材之OD 重=0.633m ×16003/m kg =1008 kg 粗骨材之SSD 重=1008×(1.01)=1018 kg 8. 估計細骨材量(體積法)水之體積 165 kg/ 1000 3/m kg =0.165 3m 水泥之體積 413 kg/ 3150 3/m kg =0.131 3m粗骨材之體積 1018 kg/ (1000*2.7 3/m kg )=0.377 3m 空氣 0.06 =0.06 3m________________總計:0.733 3m 細骨材體積 = 1-0.733 = 0.267 3m9. adjustment for moisture in the aggregate (調整用水量)現場骨材並非SSD 或OD ,其內含之水分會改變骨材之重量,又骨材之表面水會改變w/c 比值,但骨材內部之水不會改變拌合時之用水量。
假設在現場之骨材為wet (濕潤狀態),則骨材之重量調整為 粗骨材重(wet )=1018×(1.025-0.01)=10333/m kg 細骨材重(wet )= 708×(1.055-0.013)=7383/m kg 粗骨材對於表面水之貢獻為 2.5%-1.0%=1.5% 細骨材對於表面水之貢獻為 5.5%-1.3%=4.2%因此所需拌合水調整為 165-1018×0.015-708×0.042=1203/m kg整理 1 3m 之混凝土內各成分用量如下水(to be added ) = 120 kg 水泥(cement ) = 413 kg 粗骨材(濕) = 1033 kg 細骨材(濕)= 738 kg 總重(total ) =2304 kg10. 試拌若未達指定性質(如強度、坍度等),則需重新計算,並做調整,若調整幅度過大,需重新計算。
配比計算作業:試設計混凝土內柱,使用最大粗骨材粒徑max d =20mm ,28天設計強度'c f =40MPa ,已知:水泥比重 =3.15;w/c=0.43粗骨材:B.S.G .=2.80,AC(absorption capacity)=0.5%,E.A.=0.3%,dry rodded unit weight=16503/m kg ;細骨材:B.S.G .(SSD)=2.62,AC=1.2%,S. M.=2.6%,F. M.=2.9,試以體積法計算所需之W 、C 、fine aggregate 及coarse aggregate 之重量。
已知:坍度80~100mm ,使用non-air-entrained concrete ,請參考講義Table 9.2及Table9.9 。