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1、目录4.1 混凝土配合比设计（1）普通混凝土配合比设计（2）高强及高性能混凝土配合比设计第1页/共36页学习目的与要求掌握配合比设计的一般方法，树立混凝土质量管理的意识弄清混凝土生产各环节对混凝土质量的影响，掌握混凝土质量管理的具体方法。了解混凝土搅拌搂的结构及各部分的作用，以及常见的混凝土运输方法、设备及运输过程对混凝土质量的可能影响等。第2页/共36页4.1 混凝土配合比设计混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式、施工条件和采用的原材料，确定经济合理的混凝土组分，即粗细集料、水、水泥、掺合料和外加剂的比例。下面以普通混凝土为主，介绍配合比设计的力法，并讨论高强和高性能混凝土配合比设计的
2、特殊方面。第3页/共36页4.1.1 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计的一般步骤为：第一步：确定配制强度第二步：确定配合比设计中的基本参数第三步：计算配合比第四步：试配、调整与确定第五步：特殊性能校核第4页/共36页4.1.1.1 确定配制强度混凝土配制强度按下式计算：fcu,o 混凝土配制强度，MPa；fcu,k 混凝土立方体抗压强度标准值，Mpa；混凝土强度标准差，MPa。第5页/共36页混凝土强度标准差应根据同类混凝土统计资料计算确定，并应符合下列规定：(1)计算时，强度试件组数不应少于25组，(2)当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标淮差计算值小于2.5MPa时，计算配
3、制强度用的标准差取值不应小于2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差取值不应小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差取值应不小于3.0MPa。第6页/共36页(3)当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按现行国家标准混凝土结构工程施工及验 收 规 范 (GD50204)的 规 定 取 用。即C10C20混凝土，取4.0MPa；C25C40混凝土，取5.0MPa；C50C60混凝土，取6.0MPa。遇到下列情况时应提高混凝土配制强度：(1)现场条件与实验条件有显著差异时，(2)C30级及以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。第7页/共36页4.1.1.2 确定配
4、合比设计中的基本参数(1)每立方米混凝土用水量(单位用水量)对于干硬性和塑性混凝土，水灰比在0.400.80范围时，根据级集料品种、粒径及施工工艺所要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4.1和表4.2选取；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，其用水量成通过试验确定。第8页/共36页第9页/共36页对于流动性和大流动性混凝土的用水量按下列步骤计算：以表4.2中坍落度为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；掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算第10页/共36页(2)砂率当无历史资料可参考时，混凝土砂率的确定应符合下
5、列规定：坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗集料品种、粒径及水灰比按表4.3选取；坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在表4.3的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1的幅度调整；坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。第11页/共36页(3)外加剂和掺合料的掺量外外加加剂剂和和掺掺合合料料的的掺掺量量应应通通过过试试验验确确定定，并并应应符符合合国国家家现现行行标标准准混混凝凝土土外外加加剂剂应应用用技技术术规规范范(GBJ119)、粉粉煤煤灰灰在在混混凝凝土土和和砂砂浆浆中中应应用用技技术术规规程程(JGJ28)、粉粉煤煤灰灰混混凝凝土土应应用用技技术术规规
6、程程(GBJ146)、用用于于水水泥泥与与混混凝凝土土中中粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣粉粉(GB/T18046)等等的规定。的规定。(4)最大水灰比和最小水泥用量当进行混凝土配合比设计时，混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，应符合表4.4中的规定(80页)。第12页/共36页(5)引气剂掺量长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂或引气减水剂。引气剂的掺入量应根据混凝土的含气量并经试验确定，混凝土的最小含气量应符合表4.5的规定，混凝土的含气量亦不宜超过7。混凝土中的粗集料和细集料应作坚固性试验。第13页/共36页4.1.1.3 计算配合比进行混凝土配合比计算时，计算公式和有关参数表格中的数值
7、均系以干燥状态集料为基难。当以饱和面干集料为基准进行计算时，则应作相应的修正。干燥状态集料系指含水率小于0.5的细集料或含水率小于0.2的粗集料。前面已经确定了配制强度、单位用水量和砂率，下面主要计算水灰比、单位水泥用量和砂石用量第14页/共36页混凝土强度等级小于C60级时，混凝土水灰比按下式计算：式中a、b回归系数；fce水泥28d抗压强度实测值，MPa。当无水泥28d抗压强度实测值时，公式(4.3)中的fce值按下式确定式中c水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；fce,g水泥强度等级值，Mpa。第15页/共36页每立方米混凝土的水泥用量(mc0)可按下式计算：粗集料和细集料用
8、量的确定，应符合下列规定：当采用质量法时，应按下列公式计算：第16页/共36页当采用体积法时，应按下列公式计算：粗集料和细集料的表观密度应该按现行行业标准规定的方法测定。第17页/共36页4.1.1.4 试配、调整与确定(1)试配进行混凝土配合比试配时应采用工程中实际使用的原材料。混凝土的搅拌方法，也与生产时使用的方法相同。试配时，每盘混凝土的最小搅拌量应符合表4.7的规定；当采用机械搅拌时，搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。第18页/共36页按计算的配合比试配时，先进行试拌，以检查拌合物的性能。当试拌的拌合物坍落度或维勃调度不能满足要求，或粘聚性和保水性不好时，应在水灰比不变的条件下凋
9、整用水量或砂率，直到符合要求为止。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。第19页/共36页混凝土强度试验至少采用三个不同的配合比，其一为上述确定的基准配合比；另两个配合比的水灰比，较基准配合比分别增加和减少0.05，用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。第20页/共36页制作混凝土强度试验试件时，应检验混凝土拌合物的坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组(三块)试件，标准养护到28d时试
10、压。第21页/共36页需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用。但应以标准养护28d强度或按现行国家标淮粉煤灰混凝土应用技术规程(GBJ146)、现行行业标准粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程(JGJ28)等规定的龄期强度的检验结果为依据调整配合比。第22页/共36页(2)调整与确定由试验得出的混凝土强度与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度(fcu,0)相对应的灰水比，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：用水量(mw)应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(
11、mc)以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；粗集料和细集料用量(mg和ms)在基准配合比的粗集料和细集料用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。第23页/共36页经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：混凝土的表观密度计算值c,c：混凝土配合比校正系数：第24页/共36页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，上述配合比即可确定为设计配合比。当二者之差超过2时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，来确定设计配合比。根据本单位常用的材料，可设计出常用的混凝土配合比备用。在使用过程中，根据原材料情况及混凝土质量检验的结果调整。遇有下列情况之一时，应重新进行配合比设计：对
12、混凝土性能指标有特殊要求时；水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时；该配合比的混凝土生产间断半年以上时。第25页/共36页4.1.1.5 特殊性能校核(1)有抗渗要求的抗渗混凝土原材料应符合下列规定：粗 集 料 采 用 连 续 级 配，最 大 粒 径 不 大 于40mm，含泥量不得大于1.0，泥块含量不得大于0.5；细集料的含泥量不得大于3.0，泥块含量不得大于1.0；外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂或引气减水剂；抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料。第26页/共36页抗渗混凝土配合比应符合下列规定：每立方米混凝土中的水泥和矿物掺合料总量不小于320kg；砂率为3540%；供试配用的最
13、大水灰比符合表4.8的规定。第27页/共36页掺用引气剂的抗渗混凝土，还应进行含气量试验，其含气量宜控制在35。进行抗渗混凝土配合比设计时，还应增加抗渗性能试验，并应符合下列规定：试配要求的抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa；试配时，宜采用水灰比最大的配合比作抗渗试验，其试验结果应符合下列要求：第28页/共36页(2)有抗冻要求的抗冻混凝土抗冻混凝土所有原材料应符合下列规定：应选用硅酸盐水泥或普通砖酸盐水泥，不宜使用火山灰质硅酸盐水泥；宜选用连续级配的粗集料，其含泥量不得大于1.0，泥块含量不得大于0.5；细集料含泥量不得大于3.0，泥块含量不得大于1.0；第29页/共36页抗冻等级100及
14、以上混凝土所用的粗集料和细集料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法(JGJ53)及普通混凝土用砂质量标准及检验方法(JGJ52)的规定；抗冻混凝土宜采用减水剂，对抗冻等级F100及以上的混凝土应掺引气剂，掺用后混凝土的含气量应控制在35。第30页/共36页抗冻混凝土供试配用的最大水灰比应符合表4.9的规定。进行抗冻混凝土配合比设计时，应增加抗冻融性能试验。第31页/共36页第32页/共36页泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15；应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定
15、。泵送混凝土试配时要求的坍落度值应校下式计算：第33页/共36页泵送混凝土配合比应符合下列规定：用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60；水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg/m3；砂率宜为3545；掺用引气外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4。(4)大体积混凝土(祥见第8章)第34页/共36页4.1.2 高强及高性能混凝土配合比设计高强及高性能混凝土配合比设计4.1.2.1 高强混凝土配合比设计高强混凝土配合比设计注意事项，注意事项，四个方面四个方面,p.85原料应符合的哪些规定？原料应符合的哪些规定？计算方法和步骤除应按普通混凝土的规定进行外，还应符合哪些规定？计算方法和步骤除应按普通混凝土的规定进行外，还应符合哪些规定？三个不同的配合比实验三个不同的配合比实验试验次数试验次数4.1.2.2 高性能混凝土配合比设计高性能混凝土配合比设计“五项法则”,p.86第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页