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第三讲 普通混凝土配合比设计,3.1混凝土配置强度的确定 3.2混凝土配合比设计的基本要求 3.3混凝土配合比设计的主要参数 3.4混凝土配合比设计的方法、步骤及实例,普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）,混凝土配合比设计，是根据材料的技术性能、工程要求、结构形式和施工条件，来确定混凝土各组成材料之间的配合比例。 通常有两种表示方式：一种是以每立方米混凝土中各种材料的用量来表示。另一种是以各种材料相互间质量比来表示(以水泥质量为1)。,3.1混凝土配置强度的确定,(1)满足设计要求的强度； (2)满足施工要求的和易性； (3)满足与环境相适应的耐久性； (4)在保证质量的前提下，应尽量节约水泥，降低成本。,3.2 混凝土配合比设计的基本要求,在混凝土配合比中，水灰比、单位用水量及砂率值直接影响混凝土的技术性质和经济效益，是混凝土配合比的3个重要参数。 混凝土配合比设计就是要正确地确定这3个参数。,3.3 混凝土配合比设计的主要参数,小例题,3.1、某材料试验室有一张混凝土用量配方，数字清晰为1：0.61：2.50：4.45，而文字模糊，下列哪种经验描述是正确的（ ）。 A.水：水泥：砂：石 B. 水泥：水：砂：石 C.砂：水泥：水：石 D. 水泥：砂：水：石 3.2试配混凝土，经计算砂石总重量是1880kg，选用砂率30%，则石子用量为（1316） kg。 P59 3.3、某混凝土工程，所用配合比为水泥：砂：碎石=1：1.98：3.90，W/C=0.64。已知混凝土拌合物的体积密度为2400 kg/m3，1立方米混凝土中含石（）kg 。,小例题,按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。,3.4 混凝土配合比设计的方法、步骤及实例,(1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： 采用卵石时：,3.4.1 计算初步配合比,小例题,3.3（ ）是既满足强度要求又满足工作性要求的配合比设计。 A、初步配合比 B、基本配合比 C、试验室配合比 D、工地配合比 3.4如果测得混凝土标准试件28天的抗压强度 标准值为23MPa，其强度等级为 最可能是C20。 3.5、某混凝土预制构件厂，生产钢筋混凝土大量需用设计强度为C30的混凝土，已知混凝土强度标准差为4.0 MPa，则混凝土的配制强度为 （ ）MPa 。P59 3.6某工程的混凝土变异系数为15%，平均强度为23MPa，设计强度等级C20，该工程混凝土的标准差为（ ）MPa。P65,(3)选择单位用水量(mW0) 干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.400.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表3.1选取。 b. 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。,流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表3.1中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：,(4)计算单位水泥用量(mC0) 根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水灰比(W/C)，可计算出单位水泥用量(mC0)： (5)选取合理砂率值(S) 一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比，参考表3.3选取。,(6)计算砂、石用量(mS0、mG0) 体积法 即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。据此可列关系式： 再根据已选取的砂率值列出关系式：,质量法 即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米的质量mCP为一固定值，再根据已知砂率，列出关系式下式：,表3.1 塑性和干硬性混凝土的单位用水量(JGJ 552000),调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度及耐久性要求。 (1)和易性调整 按初步配合比称取表3.2规定的体积时各组成材料的用量，搅拌均匀后测定其坍落度，同时 观察其粘聚性和保水性。,3.4.2 确定试验室配合比,当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)，并按下式重新计算每立方米混凝土的各项材料用量：,表3.2 混凝土试配时最小拌和量,表3.3 混凝土砂率(%),(2)强度复核 方法是采用调整后的配合比制成3组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配合比，另外两组配合比的水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。 分别将3组试件标准养护28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量.,用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定； 水泥用量(mC) 以用水量乘选定的灰水比计算确定； 粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比调整后确定。 由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(c,t)和混凝土拌合物表观密度计算值(c,c)进行校正。校正系数为：,假定工地上测出砂的含水率为a%、石子含水率为b%，则将上述试验室配合比换算为施工配合比，其材料称量为： 水泥 砂子 石子 水,3.3.3 计算施工配合比,【例题】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁，混凝土设计强度等级为C20，施工要求坍落度为3550mm，采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。 采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为34.8 MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1450kg/m3；卵石，最大粒径20mm，表观密度为2.73g/cm3，堆积密度为1500kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合比。,【解】 (1) 确定配制强度。 (2) 确定水灰比(W/C) (3) 确定用水量(mW0) (4) 计算水泥用量(mC0） (5) 确定砂率 (6) 计算砂、石用量mS0、mG0 (7) 计算初步配合比 (8) 配合比调整 (9) 试验室配合比 (10) 施工配合比,(1)确定配制强度。 该施工单位无历史统计资料，查表5.21取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C) 利用强度经验公式计算水灰比： 复核耐久性 查表3-1规定最大水灰比为0.65，因此W/C=0.49满足耐久性要求。,(3)确定用水量(mW0) 此题要求施工坍落度为3550mm，卵石最大粒径为20mm，查表3.3得每立方米混凝土用水量： mW0=180kg (4)计算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg) 查表5.20规定最小水泥用量为260kg，故满足耐久性要求。 (5)确定砂率 根据上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒径20mm，查表3.3，选砂率S=32%。,(6)计算砂、石用量mS0、mG0 按体积法列方程组 解得 mSO=599kg mGO=1273kg,按质量法：强度等级C20的混凝土拌合物计算表观密度mCP=2400kg/m3，列方程组 解得 mSO=594kg mGO=1262kg,(7)计算初步配合比 体积法 mC0mS0mG0=3645991273=11.653.50 W/C=0.49 质量法 mC0mS0mG0=3645941262=11.633.47 W/C=0.49 两种方法计算结果相近。,(8)配合比调整 按初步配合比称取15L混凝土拌合物的材料： 水泥 36415/1000=5.46kg 砂子 59915/1000=8.99kg 石子 127315/1000=19.10kg 水 18015/1000=2.70kg 和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为25mm，小于施工要求的3550mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为45mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。,此时各材料实际用量为： 水泥 5.46+5.465%=5.73kg 砂 8.99kg 石 19.10kg 水 2.70+2.705%=2.84kg 并测得每立方米拌合物质量为mCP=2380kg/m3 强度调整 方法如前所述，此题假定W/C=0.49时，强度符合设计要求，故不需调整。,(9)试验室配合比 上述基准配合比为： 水泥砂石=5.738.9919.10=11.573.33 W/C=0.49 则调整后1m3混凝土拌合物的各种材料用量为： mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kg mS=1.57372=584kg mG=3.33372=1239kg mW=0.49372=182kg,试验室配合比见下表：,(10)施工配合比 1m3拌合物的实际材料用量(kg)： mC=mC=375kg mS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kg mG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kg mW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg,
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