普通混凝土计算配合比的确定全解课件

第6模块第1讲模块模块6 6 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计1第第1 1讲讲 普通混凝土计算配合比的确定普通混凝土计算配合比的确定模块6普通混凝土配合比设计1第1讲普通混凝土计算配合比的第6模块第1讲 混凝土的配配合合比比是指混凝土中各组成材料用量之间的比例关系。确定这种数量关系的工作，就是混凝土的配配合合比比设设计计。混凝土配合比设计包括配合比的计计算算、试试配配和调整调整。1 1 混凝土配合比的表示法混凝土配合比的表示法 一一种种是用1m3混凝土中胶胶凝凝材材料料、水水、砂砂、石石的实实际际用用量量表示，如胶凝材料300kg、水180kg、砂660kg、石子1200kg；另另一一种种是以各组成材料的质质量量比比来表示(以以胶凝材料质量为胶凝材料质量为1 1)，如将上述质量换算成质量比则为：胶凝材料胶凝材料 砂砂 石石 水水1 2.20 4.00 0.602混凝土的配合比是指混凝土中各组成材料用量之间的比例第6模块第1讲2 2 混凝土配合比设计的基本要求混凝土配合比设计的基本要求 配配合合比比设设计计的的任任务务是根据施施工工条条件件和原原材材料料技技术术性性能能，确定能满足以下四个基基本本要要求求的各各项项组组成成材材料料的的用用量：量：（1）达到设计要求的强度等级强度等级；（2）达到施工要求的和易性和易性；（3）满足与使用条件相适应的耐久性耐久性；（4）保证质量前提下，尽量节省水泥节省水泥，降低成本。32混凝土配合比设计的基本要求配合比设计第6模块第1讲3 3 混凝土配合比设计的方法与步骤混凝土配合比设计的方法与步骤3.1 3.1 混凝土配合比设计的方法混凝土配合比设计的方法先根据配合比设计基本要求基本要求和原材料技术条件原材料技术条件，利用混凝土强度经验公式经验公式和图表图表进行计算，得出计算配合比计算配合比再通过试拌试拌、检测检测，进行和易性调整和易性调整，得出满足施工要求的试拌配合比试拌配合比(基准配合比）基准配合比）再通过对水胶比微量调整水胶比微量调整，得出既满足设计强度满足设计强度又比较经比较经济合理济合理的设计配合比设计配合比（实验室配合比）（实验室配合比）根据现场砂、石的实际含水率含水率，对设计配合比进行修正修正，得出施工配合比施工配合比43混凝土配合比设计的方法与步骤先根据配合比设计基本要求和原第6模块第1讲3.2 3.2 混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计的步骤 (1)(1)通过计算，确定计算配合比通过计算，确定计算配合比 计算配合比：计算配合比：是指按原材料性能、混凝土技术要求和施工条件，利用混凝土强度经验公式和图表进行初步计算得到的配合比。确定配制强度确定配制强度()cu,0f 为使混凝土强度保证率达到9595%的要求，配合比设计中必须使混凝土配配制制强强度度（）高于设设计计强强度度（）。国标规定，普通混凝土配配制制强强度度（）按下式计算：cu,kfcu,0fcu,0f 第一，第一，混凝土设计强度混凝土设计强度等级等级C60C60时时，配制强度配制强度：混凝土配制强度(MPa)；：混凝土设计强度等级值(MPa)；：强度保证率为95%时的系数；：混凝土强度标准差(MPa)cu,0fcu,kf1.645s s53.2混凝土配合比设计的步骤计算配合比：是第6模块第1讲混凝土强度标准差强度标准差s s 的确定方法如下：（a）当具有近13个月同一品种、同一强度等级同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，按下式算出：式中 试件组数（30）；第i组试件的抗压强度（MPa）；n组试件抗压强度的算术平均值（MPa）。ncu,ifcuf6混凝土强度标准差s的确定方法如下：（a）第6模块第1讲 对于强度等级强度等级C30C30 的混凝土：当计算值3.0 3.0 MPaMPa时，应按计算结果取值按计算结果取值；当计算值3.0 MPa3.0 MPa时，取=3.0 MPa=3.0 MPa。对于强度等级强度等级C30 C30 且C60 C60 的混凝土：当计算值4.0 MPa4.0 MPa时，应按计算结果取值；当计算值4.0 MPa4.0 MPa时，取=4.0 MPa=4.0 MPa。7对于强度等级C30的混凝土：当计算值3.0第6模块第1讲 （b）当无无近期同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，s s 按表6-1取用：表表6-1 6-1 混凝土混凝土 取值取值（JGJ55-2011）s ss s混凝土混凝土强度度等等级C20C20C25C25C45C45C50C50C55C55 /MPa/MPa4.04.05.05.06.06.08（b）当无近期同一品种、同一强度等级混凝土的强度第6模块第1讲 第二，第二，当混凝土的设计强度等级C60时，配制强度按下式计算：cu,01.15 fcu,kf 确定水胶比（确定水胶比（W/B）普通混凝土配合比设计规程（JGJ552011）规定，水胶比（W/B）按下列方式来确定：第一，第一，对于强度等级为C60 C60 的高强混凝土，应通过试验确定配合比。在缺乏试验依据的情况下，其水胶水胶比、胶凝材料用量比、胶凝材料用量和砂率砂率等参数，宜按普通混凝土配合比设计规程（JGJ552011）要求选取。9第二，当混凝土的设计强度等级C60时，配制强度按下第6模块第1讲 第二，第二，对于强度等级为C60 C60 的混凝土，其水胶比(W/B)宜根据强度公式 按下式计算：B（）Wa ab bfbfcu,0=a aa a-W=Bf+cu,0a aaa abfba aafb：混凝土28d龄期的配制 强度（MPa）；cu,0fB：1m3砼中胶凝材料用量(kg)；W：1m3混凝土的用水量(kg)；aa、ab：回归系数，应根据工程所用原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定。不具备试验统计资料时，可按普通混凝土配合比设计规程(JGJ552011)提供的 aa、ab系数系数取用，即碎石：碎石：aa=0.53，ab=0.20；卵石：卵石：aa=0.49，ab=0.13。10第二，对于强度等级为C60的混凝土，其水胶比(W第6模块第1讲 第二，第二，对于强度等级为C60 C60 的混凝土，其水胶比(W/B)宜根据强度公式 计算，即：B（）Wa ab bfbfcu,0=a aa a-W=Bf+cu,0a aaa abfba aafbfce,g ：水泥强度等级值（MPa）；g gc：水泥强度等级值的富余系数，按表6-2选取。fb =g gf g gs fceg gf 、g gs：粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣影响系数，按普通混 凝土配合比设计规程(JGJ552011)选用；未添加时均取1.0。fce：水泥28d胶砂抗压强度，无实测值时，可按下式计算：f b：胶凝材料(水泥水泥和矿物掺合矿物掺合 料料按使用比例混合)28d胶 砂抗压强度实测值(MPa)无实测值时，按下式确定：fce =g gc fce,g11第二，对于强度等级为C60的混凝土，其水胶比(W第6模块第1讲表6-2 水泥强度等级值的富余系数（JGJ552011）1.101.101.161.161.121.12富余系数富余系数/(g gc)52.552.542.542.532.5水泥强度等级值水泥强度等级值/MPa为保证混凝土的耐久性，上述计算所得水胶比不得超过不得超过表6-3中规定的水胶比最大值水胶比最大值，否则，应取规定的水胶比最大值作为混凝土的水胶比。12表6-2水泥强度等级值的富余系数（JGJ552011）1第6模块第1讲表6-3混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ552000)13表6-3混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ55第6模块第1讲 确定用水量（确定用水量（mw0w0）普通混凝土配合比设计规程（JGJ552011）规定，用水量 mw0w0 应按下列方式确定：第一第一，每立方米塑性塑性或干硬性干硬性混凝土的用水量 mw0w0 应符合下列规定：a.a.混凝土水胶比在混凝土水胶比在 0.400.400.800.80 时时，可按表6-4选取(见下页)。b.b.混凝土水胶比小于混凝土水胶比小于0.400.40时时，应通过试验确定用水量mw0。14确定用水量（mw0）第一，每立方米塑性或干第6模块第1讲表表6-4 塑性和干硬性混凝土的塑性和干硬性混凝土的单位用水量单位用水量（JGJ 552011）kg 拌和物稠度拌和物稠度卵石卵石最大粒径最大粒径/mm/mm碎石碎石最大粒径最大粒径/mm/mm项 目目指指 标1010202031.531.540401616202031.531.54040坍落度坍落度/mm/mm10103030190190170170160160150150200200185185175175165165353550502002001801801701701601602102101951951851851751755555707021021019019018018017017022022020520519519518518575759090215215195195185185175175230230215215205205195195维勃稠勃稠度度/s/s16162020175175160160145145180180170170155155111115151801801651651501501851851751751601605 51010185185170170155155190190180180165165 注注：本本表表用用水水量量采采用用中中砂砂的的平平均均取取值值。用用细细砂砂时时，每每m混混凝凝土土用用水水量量可可增增加加5 51010 kgkg；用用粗粗砂砂时时，可可减减少少510 kg；掺用掺用外加剂或掺合料外加剂或掺合料时，用水量应相应时，用水量应相应调整调整。15表6-4塑性和干硬性混凝土的单位用水量（JGJ552第6模块第1讲 第二，第二，掺外加剂时,每立方米流动性流动性或大流动性大流动性混凝土的用水量（mw0）可按下式确定：mw0 =mw0，(1)式中 mw0 计算配合比每m混凝土的用水量（kg）；mw0，未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg），以表6-4中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm相应增加5kg用水量来计算，当坍落度增大到180mm以上时，用水量随坍落度增加的幅度可减少；外加剂的减水率（%），应试验确定。16第二，掺外加剂时,每立方米流动性或大流动性混凝土的用第6模块第1讲确定胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量确定胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量 第一，第一，每m混凝土胶凝材料用量(mb0b0)按下式计算：mb0=mW0WBmb01m3混凝土中胶凝材料用量胶凝材料用量(kg)；mw01m3混凝土的用水量用水量(kg)；W/B混凝土水胶比水胶比。第二，第二，每m混凝土矿物掺合料用量(mf0f0)按下式计算：mf0=mb0fmf01m3混凝土矿物掺合料用量矿物掺合料用量(kg)；f矿物掺合料掺量(%)，按普通混凝土配合比设计规程(JGJ552011)选用。17确定胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量第一，每m混凝第6模块第1讲 第三，第三，每m混凝土水泥用量(mc0)按下式计算：mc0=mb0mf0mc01m3混凝土中水泥用量水泥用量(kg)。为保证混凝土的耐久性，计算的胶凝材料用量应不不低于低于表6-3中规定的最小胶凝材料用量。否则，应取表中规定的最小胶凝材料用量值。确定砂率（确定砂率（s s）砂率 s s 应根据集料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考砂率的已有历史资料确定。当缺乏缺乏历史资料历史资料时，应符合下列规定：18第三，每m混凝土水泥用量(mc0)按下式计算：第6模块第1讲 第一，第一，坍落度10mm10mm的混凝土砂率，应试验确定试验确定。第二，第二，坍落度为101060mm60mm的混凝土砂率，可根据粗集料种类、最大公称粒径及水胶比按表按表6-56-5选取选取。第三，第三，坍落度60mm60mm的混凝土砂率，可可试验确定，也也可可在表6-5的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。表表6-5 6-5 混凝土的砂率（混凝土的砂率（JGJ552011JGJ552011）%注：注：本表数值是中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增加本表数值是中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增加砂率；砂率；采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；只用一个单粒级只用一个单粒级粗集料配制混凝土时，砂率应适当增大。粗集料配制混凝土时，砂率应适当增大。393944443434393935354040363641410.700.70363641413131363632323737333338380.600.60333338382828333329293434303035350.500.50303035352424303025253131262632320.400.40404020201010404020201010碎石最大粒径碎石最大粒径/mm/mm卵石最大粒径卵石最大粒径/mm/mm水胶比水胶比（W W/B B）272732322929343432323737303035353535404033333838383843433636414119第一，坍落度10mm的混凝土砂率，应试验确定。表6第6模块第1讲 补充：补充：内插法内插法确定砂率取值范围确定砂率取值范围 例如：用最大粒径为20mm的卵石，要求W/B=0.46(表表6-56-5无无此水胶比，无法直接查找对应砂率此水胶比，无法直接查找对应砂率)，则砂率s的确定方法为：查表6-5知：W/B=0.40W/B=0.40时，时，s s=25=25 3131；W/B=0.50W/B=0.50时，时，s s=29=29 3434。即水胶比从0.40到0.50增加了0.10，将其分成10份，每份为0.01；而水胶比从0.40到0.46增加了0.06，占6 6份。s s下下 =25+=25+（29-2529-25）.（6/106/10）=27.4=27.4 s s上上=31+=31+（34-3134-31）.（6/106/10）=32.8=32.8 或：水胶比从或：水胶比从0.500.50到到0.400.40减少了减少了0.100.10，将其分成，将其分成1010份，每份，每份为份为0.010.01；而水胶比从；而水胶比从0.500.50到到0.460.46减少了减少了0.040.04，占，占4 4份。份。s s下下 =29-=29-（29-2529-25）.(.(4/104/10)=27.4=27.4 s s上上=34-=34-（34-3134-31）.(.(4/104/10)=32.8=32.8 故：W/B=0.46时，砂率s s的取值范围应在的取值范围应在27.4%27.4%32.8%32.8%20补充：内插法确定砂率取值范围20第6模块第1讲确定粗、细集料用量（确定粗、细集料用量（mg0、ms0）有 质量法质量法 和 体积法体积法 两种方法：质量法：质量法：当原材料情况比较稳定时，所配混凝土拌合物的体积密度将接近一个固定值，这样可先假定一个混凝土拌合物的质量m mcpcp，则有：mms0+mg0s s=s0mcomgomfomcp+=+mso+mwo 联立两式解出mg0、ms0。mg0、ms01m3混凝土中粗、细集料的用量（kg）；mcP1m3混凝土拌合物的假定质量，可取23502450kg/m3。21确定粗、细集料用量（mg0、ms0）质量法：当原材第6模块第1讲 第第二二，体体积积法法：假定混混凝凝土土拌拌和和物物的的体体积积等于各组组成成材材料料绝绝对对体体积积与混凝土拌和物所含空空气气体体积积之总和。则1 m3混凝土中粗、细集料的用量为：r rc c、r rf f、r rw w 水泥、矿物掺合料和水的密度(kg/m3)，水的密度可取1000kg/m3；=s sc cm mc0c0+f fm mf0f0+g gm mg0g0+s sm ms0s0+w wm mw0w0+0.01=1m ms0s0m ms0s0+m mg0g0 r rg g、r rs s 粗、细集料的表观密度(kg/m3)；n a a 混凝土拌合物的含气百分数(%)，不使用引气型外n加剂时，可取a a=1。联立两式解出mg0、ms0。22第二，体积法：假定混凝土拌和物的体积等于各组第6模块第1讲 通过上述六个步骤，可将胶凝材料、水胶凝材料、水和粗细集料粗细集料的用量全部求出，得到计算配合比：计算配合比：mc0：mf0：ms0：mg0：mw0=1：mf0mc0：ms0mc0：mg0mc0：mw0mc023通过上述六个步骤，可将胶凝材料、水和粗细集料的用量全第6模块第1讲习题习题一、名词解释一、名词解释 混凝土配合比 二、简答题二、简答题 1.混凝土配合比设计有哪些基本要求？2.混凝土配合比设计的方法或步骤如何？24习题24