2016年普通混凝土配合比設(shè)計(jì)(公司培訓(xùn))ppt

1、普通混凝土配合比設(shè)計(jì),主講人：李斌,普通混凝土是一般指以水泥為主要膠凝材料，與水、砂、石子，必要時(shí)摻入化學(xué)外加劑和礦物摻合料，按適當(dāng)比例配合，經(jīng)過(guò)均勻攪拌、密實(shí)成型及養(yǎng)護(hù)硬化而成的人造石材，它們之間的數(shù)量關(guān)系直接影響著混凝土的拌合物的和易 性、強(qiáng)度及耐久性。,如何確定各材料間數(shù)量關(guān)系？,引入,1.定義：是指混凝土各組成材料之間的數(shù)量關(guān)系。2.表示方法：1)單位體積混凝土內(nèi)各項(xiàng)材料的用量，如：mB=270.0㎏； ms=706.1

2、kg； mg=1255.3㎏；mw=180㎏。2)單位體積內(nèi)各項(xiàng)材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子=1：2.3：4.0，W/B=0.63,一、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的表示方法,二、配合比設(shè)計(jì)基本要求：,（一）和易性（工作性）,★混凝土拌合物便于施工操作，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、 成型密實(shí)的性能。★和易性主要包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性：,,和易性,粘聚性,保水性,流動(dòng)性,易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻,易成型密實(shí),好,好,在本身自重或施工機(jī)械振搗作用

3、下，能產(chǎn)生流動(dòng)并且均勻密實(shí)地填滿模板的性能。,各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。,具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過(guò)程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。,,保證混凝土硬化后的質(zhì)量,影響和易性的因素,,膠凝材料,水①,砂,石子,外加劑④,漿體①,骨料②,混凝土拌合物,①漿體數(shù)量和單位用水量；②骨料的品種、級(jí)配和粗細(xì)程度；③砂率 ；④外加劑 。,1.組成材料及其用量之間的關(guān)系,影響和易性的因素

4、,合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌合物的流動(dòng)性（坍落度T）達(dá)到最大，且粘聚性和保水性良好時(shí)的砂率；或者是在流動(dòng)性（坍落度T）、強(qiáng)度一定，粘聚性良好時(shí)，水泥用量最小的砂率。,,合理砂率的確定,影響和易性的因素,2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。,（二）強(qiáng)度,滿足混凝土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或工程進(jìn)度的強(qiáng)度要求,強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度的種類(lèi),混凝土強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度,抗剪強(qiáng)度,抗壓強(qiáng)度,握裹強(qiáng)度,軸心抗壓強(qiáng)度,立方體抗壓強(qiáng)度,鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度,

5、（1）水泥的強(qiáng)度和水灰膠,,,,,當(dāng)混凝土水灰膠值在0.40～0.80之間時(shí)越大，則混凝土的強(qiáng)度越低；水泥強(qiáng)度越高，則混凝土強(qiáng)度越高。水灰比定律：在材料相同的條件下，砼強(qiáng)度值隨水灰膠的增大而減小， 其變化規(guī)律呈近似雙曲線形狀。,影響混凝土強(qiáng)度的因素,碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較低。在水泥石強(qiáng)度及其

6、它條件相同時(shí)，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。,影響混凝土強(qiáng)度的因素,（2）粗集料的品種,,影響混凝土強(qiáng)度的因素,（3）養(yǎng)護(hù)條件,混凝土澆筑完畢后，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng) 的溫度和濕度，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。,在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化 速度越快，早期強(qiáng)度越高；在0-40 ℃范圍內(nèi)。,低溫時(shí)水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0℃ 以下時(shí)，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)。,在正常的養(yǎng)護(hù)條件下

7、，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在7～14d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強(qiáng)度發(fā)展更慢。當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度與其齡期的對(duì)數(shù)成正比。,,n≥3,影響混凝土強(qiáng)度的因素,（4）齡期：齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng) 歷的時(shí)間。,式中： fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強(qiáng)度,影響混凝土強(qiáng)度的因素,（5）外加劑,減水劑—減少

8、混凝土拌合物的用水量，提高混凝 土的強(qiáng)度早強(qiáng)劑—提高混凝土早期強(qiáng)度，對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)明 顯影響引氣劑—減小抗壓強(qiáng)度，但提供混凝土的抗折強(qiáng) 度，當(dāng)含氣量為3％－5％時(shí)，抗折強(qiáng)度 提高10％－20％,（三）耐久性——保證混凝土在自然環(huán)境及 使用條件下的耐久性要求,,耐久性的主要內(nèi)容,★抗

9、滲性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力 水滲透的能力,★抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水 狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞， 強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì),★抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵 蝕性,★抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化,★堿集料反應(yīng) 堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成 物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕 環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開(kāi)

10、裂破壞的膨 脹反應(yīng)。,耐久性,,提高混凝土耐久性的措施,（1）合理選擇混凝土的組成材料 根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)或所處環(huán)境條 件，選擇水泥品種；選擇質(zhì)量良好、 技術(shù)要求合格的骨料。,（2）提高混凝土制品的密實(shí)度 ★嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量。 ★選擇級(jí)配良好的骨料及合理砂率，保證 混凝土的密實(shí)度。 ★摻入適量減水劑，提

11、高混凝土的密實(shí)度。 ★嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工操作。,提高混凝土耐久性的措施,（3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu) 在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善 混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存 在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍 性及抗侵蝕性。,提高混凝土耐久性的措施,（四）經(jīng)濟(jì)性,在保證混凝土工程質(zhì)量的前提下，合理地使用材料，降低成本,三、混凝土配合比設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備,1.了解混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)

12、fcu.k，坍落 度要求2.了解耐久性要求；3.了解鋼筋配筋間距和結(jié)構(gòu)的斷面尺寸， 確定骨料的最大粒徑Dmax,,4.了解施工管理水平、施工方法等，以便正確 選擇混凝土的各項(xiàng)參數(shù)；,5.了解各項(xiàng)原材料的物理參數(shù)。,①水泥的品種、標(biāo)號(hào)、密度； ②砂、石骨料的種類(lèi)、表觀密度、級(jí)配、 石子、最大粒徑； ③拌和用水的水質(zhì)情況；,四、混凝土配合比設(shè)計(jì)的三參數(shù),,,膠凝材料、水、砂子、石子,（1）水和膠凝材料

13、的關(guān)系（水灰膠）      （2）砂和石子的關(guān)系（砂率） （3）水泥漿與骨料的關(guān)系（漿骨比）,四個(gè)基本變量：,三個(gè)關(guān)系:,五、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟,根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2011)所規(guī)定的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì),強(qiáng)度調(diào)整,和易性調(diào)整,含水率調(diào)整,（1）．當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按

14、下式計(jì)算：,,（一）、確定初步配合比,（2）．當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算（新增）,1．混凝土試配強(qiáng)度的確定：,fb—膠凝材料（水泥與礦物摻合料按使用比例混合）28d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa），,1．當(dāng)膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算： ?f、?s ——粉煤灰(fly ash)影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉(slag)影響系數(shù)， fce ——水泥(cement)2

15、8d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa）。① 采用Ⅰ級(jí)粉煤灰宜取上限值。② 采用S75級(jí)?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用S95級(jí)?；郀t礦渣粉宜取上限值，采用S105級(jí)?；郀t礦渣粉可取上限值加0.05。③ 當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。,2．當(dāng)水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，公式（5.1.1-2）中的fce值可按下式計(jì)算：?c——水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)，可按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定；當(dāng)缺乏實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，也可按

16、表5.1.1-2選用（增加）； fce,g——水泥強(qiáng)度等級(jí)值（MPa）。 32.5 42.5 52.5 1.12 1.16 1.10,2.確定水灰比值(W/B),,,回歸系數(shù)?a和?b宜按下列規(guī)定確定：（1）．根據(jù)工程所使用的原材料，通過(guò)試驗(yàn)建立的水膠比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式來(lái)確定；（2）．當(dāng)不具備上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可按下表選用。,復(fù)核耐久性

17、 為了使混凝土耐久性符合要求，按強(qiáng)度 要求計(jì)算的水灰比值不得超過(guò)規(guī)定的最 大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格， 此時(shí)取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土 的水灰比值。,N b vccm /,,GB/T50476-2008 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)膠凝材料用量條款,3.確定用水量(mwo),,（1)干硬性和塑性混凝土用

18、水量,①水灰比在0.40～0.80范圍時(shí)，通過(guò)查表確定。,干硬性混凝土,,塑性混凝土的用水量(kg/m3),② 水灰比小于0.4的混凝土及采用特殊工藝的混凝土，通過(guò)試驗(yàn)確定,（2)流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土用水量,①未摻外加劑時(shí)，以90mm為基礎(chǔ)，每增大20mm，水量增加5kg,②摻外加劑時(shí)，按下式計(jì)算：,mwa=mw0(1-β),4.計(jì)算混凝土的單位水泥用量(mco),,復(fù)核耐久性將計(jì)算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計(jì)算水泥

19、用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。,5.確定合理砂率( ) 1)應(yīng)根據(jù)混凝土的和易性要求試驗(yàn)取得。 2)按坍落度、水灰比及骨料最大粒徑查表選取。,混凝土的砂率(%),6.確定1m3混凝土的砂石用量,,質(zhì)量法,體積法,假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材料的絕對(duì)體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和。,絕對(duì)體積法,絕對(duì)體積法的基本原理是：,如果原材料比

20、較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。,重量法（假定表觀密度法）,重量法的基本原理是：,1m3砼材料用量：水泥：砂：石：水=1：x : y : z,7.得出初步配合比,（二）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,1.試配 按初步計(jì)算配合比稱(chēng)取一定質(zhì)量的組成材 料，拌制15L或25L混凝土，分別測(cè)定其和 易性、強(qiáng)度。2.調(diào)整 調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比測(cè)拌合物

21、坍 落度，并檢查其粘聚性和保水性能如實(shí)測(cè) 坍落 度小于或大于設(shè)計(jì)要求，可保持水 灰比不變，增加或減少適量水泥漿,如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測(cè)定混凝土拌合物的實(shí)際體積密度（ρo,h）。計(jì)算調(diào)整后混凝土試樣總質(zhì)量（ mcb+msb+mgb+mwb=mQb)由此得出基準(zhǔn)配合比（調(diào)整后1m3混凝土中各材

22、料用量）,（二）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,（三）確定實(shí)驗(yàn)室配合比,（1）強(qiáng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)：基準(zhǔn)配合比工作性 已滿足，還需以強(qiáng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)。,（2）比（mB/mw）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算 法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0） 相對(duì)應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中 的組成材料用量：,①單位用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；②膠凝材料用量（mB）應(yīng)以用

23、水量乘以選定出來(lái)的灰水比計(jì)算確定；③粗集料和細(xì)集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。,（3）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進(jìn)行校正：①按上述方法確定的各組成材料用量按下式計(jì)算混凝土的體積密度計(jì)算值ρc,c： ρc,c＝mc+ mf +ms+mg+mw,（二）確定實(shí)驗(yàn)室配合比,②應(yīng)按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)δ： 式中： ρc,t——混凝土體積密度

24、實(shí)測(cè)值，kg/m3； ρc,c——混凝土體積密度計(jì)算值，kg/m3。③當(dāng)體積密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2％時(shí)，按（1）條確定的配合比即為設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)二者之差超過(guò)2％時(shí)，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)δ，得到實(shí)驗(yàn)室配合比。,,（三）計(jì)算施工配合比,假定現(xiàn)場(chǎng)砂、石子的含水率分別為a％和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為：,,施工配合比可表示為：,=mc,=ms（1+a％）,