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●对于C20、C25级混凝土,σ计算值<
2.5MPa时,计算配制强度时取σ≮2.5MPa;
对于C30级以上的混凝土,σ计算值<
3.0MPa时,计算配制强度时取σ≮3.0MPa;
幻灯片8
●当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时,σ值可按下表取值。
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-1992
幻灯片9
●(2)计算水灰比(W/C)
根据强度公式计算水灰比:
●式中fcu,0——混凝土试配强度,MPa;
fce——水泥28d的实测强度,MPa;
αa,αb—回归系数,与骨料品种、水泥品种有关,其数值可通过试验求得。
《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)提供的αa、αb经验值为:
采用碎石:
αa=0.46αb=0.07
采用卵石:
αa=0.48αb=0.33
幻灯片10
(3)选定单位用水量(mw0)
用水量根据施工要求的坍落度(参考表4-1)和骨料品种规格,参考表4.0.1-2选用。
注:
①本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度,采用人工捣实其值可适当增大;
②需配制泵送混凝土时,应掺外加剂,坍落度宜为120~180㎜。
幻灯片11
●注:
①本表用水量系采用中砂时的平均取值,采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏,采用粗砂则可减少5~10㎏。
②掺用各种外加剂或掺合料时,用水量应相应调整。
幻灯片12
(4)计算水泥用量(mc0)
根据已确定的W/C和mw0,可求出lm3混凝土中水泥用量mc0:
为保证混凝土的耐久性,由上式得出的水泥用量还应大于表4.0.4规定的最小水泥量。
如算得的水泥用量小于表4.0.4规定值,应取规定的最小水泥用量值。
幻灯片13
幻灯片14
(5)选择合理的砂率值(βs)
合理砂率可通过试验、计算或查表求得。
试验是通过变化砂率检测混合物坍落度,能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。
也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比,参考表4.0.2选用。
幻灯片15
(6)计算粗、细骨料用量
①重量法(假定表观密度法)应按下式计算:
mc0+mg0+ms0+mw0=mcp
幻灯片16
②当采用体积法(绝对体积法)时,应按下式计算:
幻灯片17
通过以上计算,得出每立方米混凝土各种材料用量,即初步配合比计算完成。
4.配合比的调整与确定
通过计算求得的各项材料用量(初步配合比),必须进行试验加以检验并进行必要的调整。
幻灯片18
(1)调整和易性,确定基准配合比
按初步计算配合比称取材料进行试拌。
混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度,并检查其粘聚性和保水性能的好坏。
如实测坍落度小于或大于设计要求,可保持水灰比不变,增加或减少适量水泥浆;
如出现粘聚性和保水性不良,可适当提高砂率;
每次调整后再试拌,直到符合要求为止。
当试拌工作完成后,记录好各种材料调整后用量,并测定混凝土拌合物的实际表观密度(ρc,t)。
此满足和易性的配比为基准配合比。
幻灯片19
(2)检验强度和耐久性,确定试验室配合比
基准配合比能否满足强度要求,需进行强度检验。
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灰比值,应较基准配合比分别增加及减少0.05,其用水量应该与基准配合比相同,但砂率值可做适当调整并测定表观密度。
各种配比制作两组强度试块,如有耐久性要求,应同时制作有关耐久性测试指标的试件,标准养护28d天进行强度测定。
幻灯片20
(3)配合比的确定
①确定混凝土初步配合比
根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系,用作图或计算法求出与混凝土配制强度(fcu,0)相对应的灰水比值,并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量:
用水量(W)——取基准配合比中的用水量,并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度,进行调整;
水泥用量(C)——取用水量乘以选定出的灰水比计算而得;
粗、细骨料用量(S、G)——取基准配合比中的粗、细骨料用量,并按定出的灰水比进行调整。
至此,得出混凝土初步配合比。
幻灯片21
●②确定混凝土正式配合比
在确定出初步配合比后,还应进行混凝土表观密度较正,其方法为:
首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值(ρc,c),即
●ρc,c=C十W十S十G
再用初步配合比进行试拌混凝土,测得其表观密度实测值(ρc,t),然后按下式得出校正系数δ,即
当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时,则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。
若二者之差超过2%时,则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值,即为最终定出的混凝土正式配合比设计值,通常也称实验室配合比。
幻灯片22
5.混凝土施工配合比换算
混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的,但实际工地使用的骨料常含有一定的水分,因此必须将实验室配合比进行换算,换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。
其换算方法如下:
设施工配合比1m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为C’、W’、S’、G’;
并设工地砂子含水率为a%,石子含水率为b%。
则施工配合比1m3混凝土中各材料用量为
C’=C
S’=S·
(1+a%)
G’=G·
(1+b%)
W’=W-S·
a%-G·
b%
幻灯片23
●例1.某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为C30,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=5MPa。
所用原材料情况如下:
●水泥:
42.5级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρc=3.10g/cm3,水泥强度等级标准值的富余系数为1.08;
●砂:
中砂,级配合格,砂子表观密度ρos=2.60g/cm3;
●石:
5~30mm碎石,级配合格,石子表观密度ρog=2.65g/cm3;
●试求:
1.混凝土计算配合比;
2.若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求,无需作调整。
又知现场砂子含水率为3%,石子含水率为1%,试计算混凝土施工配合比。
幻灯片24
●解
●1.求混凝土计算配合比
●
(1)确定混凝土配制强度(fcu,0)
●fcu,0=fcu,k+1.645σ=30+1.645×
5=38.2MPa
●
(2)确定水灰比(W/C)
fce=γc×
fce,k=1.08×
42.5=45.9MPa
由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.53。
●幻灯片25
●(3)确定用水量(mw0)
●查表4.0.1.2,对于最大粒径为30㎜的碎石混凝土,当所需坍落度为30~50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。
(4)计算水泥用量(mc0)
按表4.0.4,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260㎏,故可取mc0=349㎏/m3。
幻灯片26
●(5)确定砂率(βs)
●查表4.0.2,对于采用最大粒径为40㎜的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.53时,其砂率值可选取32%~37%,(采用插入法选定)现取βs=35%。
●(6)计算砂、石用量(ms0、mg0)
用体积法计算,将mc0=349㎏;
mw0=185㎏代入方程组
●解此联立方程,则得:
ms0=641㎏,
mg0=1192㎏
幻灯片27
●(7)该混凝土计算配合比为:
●lm3混凝土中各材料用量为:
水泥:
349㎏,水:
185㎏,砂:
641㎏,碎石:
1192㎏。
以质量比表示即为:
砂:
石=1:
1.84:
3.42,W/C=0.53
●2.确定施工配合比
●由现场砂子含水率为3%,石子含水率为1%,则施工配合比为:
●水泥mc施=mc0=349㎏
●砂子ms施=ms0×
(1+3%)=641×
(1+3%)=660㎏
●石子mg施=mg0×
(1+1%)=1192×
(1+1%)=1204㎏
●水mw施=mw0-ms0×
3%-mg0×
1%
=185-641×
3%-1192×
1%=154㎏
幻灯片28
●例2.某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为C20,施工要求混凝土坍落度为50-70㎜,施工单位无历史统计资料,所用原材料情况如下:
32.5级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρc=3.10g/cm3,
●砂:
中砂,Mx=2.70,级配合格,
卵石,Dmax=40mm,级配合格,
●试设计C20混凝土配合比。
●解:
●1.初步计算:
●幻灯片29
●
(1)确定混凝土配制强度(fcu,0),
●由表3.0,σ=5MPa
●fcu,0=fcu,k+1.645σ=20+1.645×
5=28.2MPa
●
(2)计算水灰比(W/C)
fce,k=1.0×
32.5=32.5MPa
●幻灯片30
●查表4.0.1.2,对于最大粒径为40㎜的卵石混凝土,当所需坍落度为50~70㎜时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。
按表4.0.4,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260㎏,故可取mc0=362㎏/m3。
幻灯片31
●查表4.0.2,对于采用最大粒径为40㎜的卵石配制的混凝土,当水灰比为0.47时,其砂率值可选取26.8%~32.1%,(采用插入法选定)现取βs=30%。
假定表观密度法计算,将mc0=362㎏;
mw0=170㎏代入方程组
幻灯片32
幻灯片33
●计算配比:
●C:
362kg,W:
170kg,S:
561kg,G:
1307Kg,W/C=0.47
●15升用量:
C:
4.34kg,W:
2.04kg,S:
6.73kg,G:
15.68kg
●第二组:
W/C=0.47+0.05=0.52:
W:
170kg
●mc0=170/0.52=327kg
●砂率:
31%,mg0=2.23ms0
●解得:
S=589kg,G=1314kg,W=170kg,C=327kg
●第三组:
W/C=0.47-0.05=0.42:
●mc0=170/0.42=405kg
28%,mg0=2.57ms0
S=511kg,G=1314kg,W=170kg,C=405kg
每种配比制作两组强度试块,标准养护28d进行强度测定。
幻灯片34
●掺减水剂混凝土配合比设计
●一、砂浆减水率试验
●1.基准砂浆流动度用水量测定(跳桌流动度140±
5mm)
●水泥:
300g,标准砂750g,基准砂浆流动度用水量M0
●2.掺入推荐掺量的外加剂,测定砂浆流动度为140±
5mm时的用水量M01。
●减水率β:
●二、混凝土减水率试验(混凝土外加剂GB8076-1997)
●1.基准混凝土单位用水量W0:
310kg,Sp=36~40%,塌落度:
80±
10mm
●2.掺外加剂混凝土单位用水量W1:
310kg,Sp=35~39%,塌落度:
10mm,外加剂采用推荐掺量
减水率WR:
●幻灯片35
●二、掺减水剂混凝土配合比设计
●1.首先按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比。
●2.在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上,进行减水和减水泥,算出减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量。
●3.重新计算砂、石用量。
计算每立方米混凝土中的减水剂用量。
4.试配和调整。
幻灯片36
●例3.某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为C30,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=5MPa。
●减水剂:
HSP高效减水剂,减水率:
20%
混凝土计算配合比
●解:
●fce=γc×
●幻灯片37
●由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.53。
●查表4.0.1.2,对于最大粒径为30㎜的碎石混凝土,当所需坍落度为30~50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。
●HSP减水率为20%
●用水量:
W=185×
(1-20%)=148kg
幻灯片38
●按表4.0.4,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260㎏,故可取mc0=279㎏/m3。
●用体积法计算,将mc0=279㎏;
mw0=148㎏代入方程组
ms0=696㎏,
mg0=1295㎏
幻灯片39
●(7)减水剂HSP:
J=279×
1.5%=4.19kg
●混凝土计算配比为:
279kg,S:
696kg,G:
1295kg,W:
148kg,
●HSP:
4.19kg
●(空白混凝土:
C:
349kg,S:
641kg,G:
1192kg,W:
185kg)
●
S:
G:
J=1:
2.49:
4.64:
0.015,W/C=0.53
幻灯片40
●膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计
●一、膨胀剂:
膨胀剂是与水泥、水拌和后,经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙,使混凝土产生膨胀的外加剂。
膨胀剂的限制膨胀率(%)要求为(混凝土膨胀剂JC476-1998)
膨胀剂的限制膨胀率用比长仪来测定。
●幻灯片41
●二、膨胀混凝土的配合比设计
●试配法:
●1.选用3~4个水灰比建立强度与水灰比关系曲线。
●2.单位用水量较普通混凝土增加10~15%。
按选定的水灰比计算水泥用量(不少于280kg/m3)。
●3.补偿收缩混凝土的膨胀剂标准掺量为12%
●(内掺法:
E/(C+E)=12%)
●4.砂率略低于普通混凝土。
●5.计算砂石用量。
●6.试拌调整(单位用水量需用塌落度核对)并制作强度与膨胀试件。
●7.根据强度与水灰比关系曲线,自由膨胀率与水灰比关系曲线综合判定设计膨胀混凝土的配合比。
●幻灯片42
●抗渗混凝土的配合比设计
●一、设计规程要求:
●1.抗渗混凝土最大水灰比:
满足表7.1.2
●2.水泥+掺合料≮320kg,砂率=35%~45%
表7.1.2
抗渗等级
最大水灰比
C20~C30
>
C30
P6
0.60
0.55
P8~P12
0.50
P12
0.45
●幻灯片1
●二、抗渗性能试验
进行抗渗混凝土配合比设计时尚应增加抗渗性能试验。
●1.采用水灰比最大的配合比作抗渗试验,试验结果应符合下式要求:
●式中Pt——6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力;
●P——设计抗渗等级值。
2.掺引气剂时含其量应控制在3~5%
●例.某水工结构工程现浇钢筋混凝土,混凝土设计强度等级为C30,抗渗等级P14,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=5MPa。
中砂,级配合格,砂子表观密度ρos=2.60g/cm
●幻灯片3
●
●对于水工结构混凝土,由表7.1.2,抗渗混凝土容许最大水灰比为0.50,故可确定水灰比应取0.50。
郁郁
●幻灯片4
●抗渗混凝土要求:
水泥+掺合料≮320kg
●故取水泥用量为:
370kg
●5)确定砂率(βs)
●查表4.0.2,对于采用最大粒径为40㎜的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.50时,其砂率值可选取30%~35%,抗渗混凝土要求砂率=35%~45%,现取βs=35%。
●用体积法计算,将mc0=370㎏;
ms0=635㎏,
mg0=1181㎏(W/C=0.50)
对于
●抗冻混凝土的配合比设计
●1.抗冻混凝土最大水灰比:
满足表7.2.2
●表7.2.2
●2.最小水泥用量应满足表4.0.4要求
3.进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性能试验。
抗冻等级
无引气剂时
掺引气剂时
F50
F100
-
F150及以上
粉煤灰混凝土的配合比设计(JGJ28-86)
一、设计方法:
1.按JGJ55-2000进行普通混凝土基准配合比设计;
2.按表4.2.1选择粉煤灰取代水泥率(c)
表4.2.1粉煤灰取代水泥率(c)
1.采用42.5水泥取上限,32.5水泥取下限
2.C20以上混凝土宜用I、II级粉煤灰,C15以下混凝土可用III级粉煤灰。
混凝土等级
普通硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥
C15
15~25
10~20
C20
10~15
10
C25~C30
15~20
3.按所选用的粉煤灰取代水泥率(c),求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);
mc=mc0(1-c)
mc0为每立方米基准混凝土的水泥用量
4.按表4.3.2选择粉煤灰超量系数(c)
表4.3.2粉煤灰超量系数(c)
5.按超量系数(c),求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量(mf);
mf=c(mc0-mc)
6.计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和细骨料的绝对体积,或采用重量法计算砂石重量。
粉煤灰级别
超量系数(c)
I
1.0~1.4
II
1.2~1.7
III
1.5~2.0
●7.按粉煤灰超出水泥的体积,扣除同体积的细骨料用量。
●8.粉煤灰混凝土的用水量,按基准配合比的用水量取用。
●9.试配调整,满足和易性及强度的要求。
●例.粉煤灰混凝土设计强度等级为C30,施工要求混凝土坍落度为180㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=3MPa。
32.5级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρc=3.10g/cm3,水泥强度等级标准值的富余系数为1.35;
●5~31.5mm卵石,级配合格,石子表观密度ρog=2.65g/cm3;
●HSP高效减水剂:
1%掺量,减水率:
20%,I级粉煤灰
粉煤灰混凝土计算配合比
3=34.9MPa
fce,k=1.35×
32.5=34.9MPa
●幻灯片10
●查用水量表4.0.1-2选用mw0=210kg
●高效减水剂减水率为20%
mw0=210×
(1-20%)=168kg
●水泥用量:
mc0=168/0.50=336kg
●查表4.2.1选用粉煤灰取代水泥率(c=20%),求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);
●mc=mc0(1-c)=336
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