普通混凝土配合比设计步骤 - 水泥砂浆|混凝土试验 - 监理检测网论坛监理检测网论坛,检测网论坛,检测论坛,试验检测论坛,监理检测论坛,试验检测网,工程检测论坛,监理论坛,监理网,检测网,试验检测考试论坛,检测师考试论坛,助理试验检测师考试,试验检测师考试,试验检测考试报名,试验检测考试现场审核

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发表于 2009-06-27 15:22 |显示全部

（一）基本要求：
1.拌制成的混凝土要有良好的合易性；
2.满足强度要求；
3.混凝土要有良好的耐久性；
4.施工上经济合理。
（二）基本参数（已知条件）
1.混凝土设计强度的等级；
2.混凝土拌合料的坍落度;
3.水泥品种、等级强度、质量水平;
4.粗、细集料品种（最大粒径、砂的细度模数、级配范围等）;
5.外加剂，掺合料品种质量;
6.对混凝土的特殊要求（如抗冻、抗渗等要求）.
（三）设计步骤：
1.计算配合比：
（1）混凝土配制强度的确定：按公式fcu,0≥fcu,k+1.645Ó
其中fcu,0——混凝土配制强度（Mpa）;
fcu,k ——混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）
Ó——混凝土强度标准差（Mpa）
当无统计资料时，查下表Ó值（N/mm2）

混凝土强度 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	<C20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	C20- C35 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	> C35 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
Ó U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	4.0 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	5.0 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	6.0 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

（2）求水灰比（<C60等级以下时）按下面公式计算：
W/C=αa
fce÷fcu,0+αaαb fce
①其中αaαb——回归系数，当无统计资料时，查下表：

	碎石 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	卵石 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
αa U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	0.46 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	0.48 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
αb U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	0.07 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	0.33 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

②fce——水泥28天强度实测值(Mpa),当无水泥28天强度实测值时，可按公式确定：

fce=γc 。fce,g ；

公式中γc——水泥强度等级值的富余系数，一般取1.13，也可按实际统计资料确定；
fce,g
— 一般取水泥强度等级值（Mpa）；也可按3天强度值或快测强度推定28天强度关系式推定得出。
（3）用水量
①当水灰比在0.4-0.8之间查下表：
干硬性混凝土的用水量（kg/m3）

拌合物稠度 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»		卵石最大粒径mm U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»			碎石最大粒径mm U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
项目 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	指标 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	10 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	16 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
维勃 Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A» 稠度 Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A» （s） U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	16-20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	175 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	160 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	145 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	180 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	170 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	155 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
	11-15 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	180 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	165 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	150 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	185 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	175 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	160 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
	5-10 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	185 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	170 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	155 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	190 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	180 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	165 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

注：a、本表用水量系采用中砂的平均值。采用细砂时每立方米混凝土用水量增加5-10kg; 采用粗砂时每立方米混凝土用水量减少5-10kg;
b、掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。
②水灰比小于0.4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。
流动性和大流动性的用水量宜按下列步骤计算：

塑性混凝土的用水量（kg/m3） U*ã|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

A.以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度20mm用水量增加5kg。

B.实际水量mwo=y+[(x-90)÷20]×5
（ x为已知坍落度
y为增加水量）
(碎石mm-y=16mm-230、20mm-215、31.5mm-205、40mm-195) ；
（卵石mm-y=10mm-215、20mm-195、31.5mm-185、40mm-175）
C.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：
mwa = mwo(1-β)
mwa -----掺外加混凝每立方米混凝土的用水量（kg）
mwo------未掺外加混凝每立方米混凝土的用水量（kg）
β---外加剂的减水率（%）
（4）水泥用量

co=mwo/(w/c)
（5）砂率
无历史统计资料可参考时，混凝土砂率确定应符合下列规定：
①坍落度为10-60mm的混凝土砂率，可查下表:

混凝土的砂率（%） U*ã|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

水灰比 Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A» （W/C） Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	卵石最大粒径mm U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»			碎石最大粒径mm U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
水灰比 Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A» （W/C） Uã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	10 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	16 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
0.40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	26-32 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	25-31 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	24-30 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	30-35 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	29-34 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	27-32 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
0.50 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	30-35 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	29-34 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	28-33 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	33-38 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	32-37 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	30-35 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
0.60 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	33-38 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	32-37 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	31-36 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	36-41 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	35-40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	33-38 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
0.70 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	36-41 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	35-40 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	34-39 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	39-44 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	38-43 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	36-41 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

注：此表为中砂的选用砂率（砂与骨料总量的重量比），细砂减少、粗砂增加。
只用一个单粒级粗骨料配制混凝土使，砂率增大。
对簿壁构件，砂率取偏大值。
②坍落度大于60mm的混凝土砂率，坍落度增大20mm，砂率增大1%的调整，
③坍落度小于10mm的混凝土按经验确定。
混凝土浇筑入模时的坍落度表

结构类别 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	坍落度（mm）(振动器振动) U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
小预制块及便于浇筑振动的结构 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	0-20 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
桥涵基础、墩台等无筋或少筋的结构 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	10-30 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
普通配筋率的钢筋混凝土结构 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	30-50 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
配筋较密、断面较小的钢筋混凝土结构 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	50-70 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»
配筋较密、断面高而窄的钢筋混凝土结构 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»	70-90 U*ã\|§ªbbs.3c3t.com!ùß!A»

5.每立方米混凝土的水泥用量（mc0）。
按公式计算：mc0= mw0/(w/c)
6.粗、细骨料用量的确定，建议采用重量法。
按下式计算：
mc0+ mg0+ ms0+ mw0= mcp
(mcp=2350-2450kg)
.…..(1)
βs= ms0/（mg0+ ms0）×100%
……(2)
注：mc0—水泥、 mg0—粗骨料、 ms0—细骨料、mw0—用水量、βs—砂率（%）
由（1）、（2）解出各值。必须依据下表，检查混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。
（四）混凝土配合比的试配：
1.采用工程中实际使用的原材料，搅拌方法与实际生产相同。
2.每罐砼的最小搅拌量为15L(或25L)
3.试件，检查拌合物和易性，调整用水量、砂率，提供混凝土强度试验用基准配合比。
4.采用三个不同水灰比作强度试件，其中一个基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率分别增加和减少1%。
5.相应检验混凝土的坍落度（维勃稠度）粘聚性、保水性、表观密度。
6.进行试验时，每种配合比试块的数量不少应作一组（三块）。
（五）混凝土配合比的调整与确定
1.绘制水灰比曲线，注意直线不得外延，选定C/W≥C/W’
2.确定每立方米材料用量：mw/mc/ms/mg （kg）
3.材料用量校正
（1）计算表观密度PC,C= mw+mc+ms+mg
（2）计算砼配合比校正系数δ
δ=PC,T/PC,C(PC,T—实测值PC,C—计算值)
（3）PC,T与PC,C之差绝对值≤PC,C的2%时，配合比调整后的材料用量即为设计值配合比（ PC,T-PC,C）/ PC,C≤2%；如超过2%,可得到的每项材料均乘以校正系数后确定为设计配合比。
（六）施工配合比调整：
调整砂质量，要求不含水，提出每盘料所需材料用量。遇以下情况之一者，应重新进行配合比设计：
1.对混凝土性能指标有特殊要求时；
2.水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时；
3.该配合比的混凝土生产间断半年以上时。
（七）混凝土配合比设计例题：
已知：原材料42.5Mpa强度等级的普通规酸盐水泥，其富余系数为1.1,中砂，卵石、Dmax=20,外加剂掺量占水泥的1.5%，减水率20%，要求配制T=190mm（坍落度）C30普通砼，无统计标准值。
解：(1)求配制强度
fcu,0≥ fcu,k+1.645δ (选δ=5.0)
fcu,0≥30+1.645x5.0≥38.2Mpa
fcu,0=39.0 Mpa
(2)求水灰比
W/C=αa
fce÷fcu,0+αaαb fce
fce=γc 。fce,g ；

w/c=(0.48x1.1x42.5)/(39.0+0.48x0.33x1.1x42.5)=0.48
当γc=1.0则W/C=0.45
(3)用水量，查表
mw0=195+[(190-90)/20]x5=220(kg)
由于加入外加剂，mwa = mwo(1-β)
mwa=220x(1-20%)=176（kg）
(4)水泥用量mco=mwo/(w/c)=176/0.48=367(kg/m3)
(5)砂率：βs=30+(190-60)/20x1%=36.5%

选βs=37%

(6)计算砂、石量
假定砼干表观密度mcp=2400
mc0+ mg0+ ms0+ mw0= mcp

(1) βs= ms0/（mg0+ ms0）×100%
(2) 解：mg0=1170（kg）
ms0=687（kg）
(7)外加剂量
ma0= mc0x1.5%=367x1.5%=5.5（kg）
经试拌，如强度符合设计要求，该计算配合比即为基准配合比，选取w/c以及w/c±0.05三个配合比作强度试件，测表观密度，耐久性。若28d强度正是所要求得配制强度，则需进行制成量校正。
该实测表观密度为2320 kg/m3 PC,t
∣（ PC,t-PC,C）/ PC,C∣=(2400-2320)/2400=3.3%>2%
需调整：δ校正系数= PC,t/ PC,C=2320/2400=0.97
配合比为：
mc0=367x0.97=356kg/m3
mg0=176x0.97=171kg/m3
ms0=687x0.97=666kg/m3
mw0=1170x0.97=1135kg/m3
ma=5.5x0.97=5.34kg/m3
施工配合比计算：如砂含水量3%,石含水1%；
ms`= ms（1+0.03）=686kg/m3
mg`= mg（1+0.01）=1146kg/m3
mw`=171-（686-666）-（1146-1135）=140kg/m3
施工配合比：
每立方米混凝土材料用量为：水泥356kg、水140 kg、砂686kg、石1146kg、外加剂5.34kg
水泥：砂：石：水=1：1.93：3.22：0.39
二、沥青混凝土配合比设计
（一）基本要求：
1.选择合格的材料
2.确定各种粒径矿料和沥青的配比
（二）矿料的最大粒径：
1.沥青砼中的最大粒径D同路面结构最小厚度h的关系有规定：D=0.5h
h/D 比值越大,疲劳耐久性提高，车辙量增大
2.国产沥青混合料
D=30-35mm粗粒式砼中h=4-7cm;
D=20-25mm中粒式砼中h=4-5cm
D=15mm细粒式砼中h=3cm
D=35-40mm沥青碎石中h=7-8cm
（三）矿料配合比设计
1.确定矿料筛分级配曲线：级配取线可采用下表所列级配中值。
（1）对粗集料、细集料、填料进行筛分，得出各种矿料的筛分曲线。
（2）测定粗集料、填料及沥青的相对密度（25/25℃）。
2.计算各种矿料的配合比：
（1）由各种矿料的筛分曲线计算矿料的配合比，使合成的混合料矿料级配符合表一的级配范围。
（2）矿料的配合可用计算机进行试配，直至满足规定级配要求。或用图解法确定各组成矿料的配合比。
3.确定沥青最佳用量
（1）根据经验或表以所列的沥青用量范围估计一个沥青用量（或油石比）。
（2）以估计的沥青用量为中值，按1.5%间隔变化取5个不同的油石比（或按0.5%变化沥青用量），制备马歇尔试件。按规定测定试件的密度，并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标。
（3）进行马歇尔试验，测定沥青混合料马歇尔稳定度、流值。
（4）以沥青用量为横坐标，各项测定指标为纵坐标，分别绘制：密度—沥青用量；空隙率—沥青用量；沥青饱和度—沥青用量；稳定度—沥青用量；流值—沥青用量相关图。
（5）从图中求取相应于密度最大值的沥青用量a1，相应于稳定度最大值的沥青用量a2，及相应于规定空隙率范围中值的沥青用量a3，求取三者的平均值作为沥青用量得初始值。OAC1=（a1+a2+a3）/3。
（6）由沥青混合料马歇尔试验技术标准的沥青用量范围的OACmin最小值和OACmax最大值，求取二者平均值为OAC2。
（7）由OAC1和OAC2综合决定最佳用量，要求根据实践经验和公路等级、气候条件按下列步骤进行：
a.一般可取二者的中值为最佳用量；
b.对热区公路，预计用较大车辙情况时，可在OAC2与下限OACmin范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5%。
对寒区公路，最佳沥青用量可在OAC2与上限OACmax范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%。

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监理最后编辑于 2009-06-27 15:28:43

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