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混凝土配合比设计例题 例题1 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35 50mm 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 8MPa 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35 50mm 卵石最大粒径为20mm 查表得每立方米混凝土用水量 mW0 180kg 4 计算水泥用量 mC0 mC0 mW0 C W 180 2 02 364 kg 查表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 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 599kgmGO 1273kg 按质量法 强度等级C20的混凝土 取混凝土拌合物计算表观密度m CP 2400kg m3 列方程组 解得mSO 594kmGO 1262kg 7 计算初步配合比 体积法 mC0 mS0 mG0 364 599 1273 1 1 65 3 50W C 0 49 质量法 mC0 mS0 mG0 364 594 1262 1 1 63 3 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364 15 1000 5 46kg 砂子599 15 1000 8 99kg 石子1273 15 1000 19 10kg 水180 15 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35 50mm 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 46 5 5 73kg 砂8 99kg 石19 10kg 水2 70 2 70 5 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 73 8 99 19 10 1 1 57 3 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 57 372 584kg mG 3 33 372 1239kg mW 0 49 372 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 mS a mG b 182 17 5 12 4 152kg 例题2 混凝土配舍比设计实剜某工程的钢筋混凝土梁 干燥环境 混凝土设计强度等级为C30 施工要求坍落度为30 50mm 混凝土由机械搅拌 机械振捣 施工单位无混凝土强度历史统计资料 材料 普通硅酸盐水泥 强度等级52 5号 实测28d强度58 0MPa 密度 c 3100kg m3 中砂 表观密度 s 2650kg m3 碎石 表观密度 g 2700kg m3 最大粒径20mm 自来水 施工现场砂的含水率为2 碎石含水率1 设计该混凝土的配合比 并换算为施工配合比 一 初步配合比计算1 确定配制强度fcu 0 fcu k 1 645 查表 当混凝土强度等级为C30时 取 5 0fcu 0 30 1 645 5 0 38 2MPa2 确定水灰比 查表 干燥环境最大允许水灰比为0 65 所以取优mw mc 0 533 确定单位用水量查表 取mwo 195kg 4 计算水泥用量 查表4 7 P52 最小水泥用量为260kg 所以应取mc0 368kg 5 确定砂率查表 s 33 6 计算砂石用量 1 质量法假定混凝土表观密度mcp 2400kg m3 mc0 ms0 mg0 mw0 mcp 混凝土计算配合比为 mc0 mw0 ms0 mgo 368 195 606 1217 1 O 53 1 65 3 31 2 体积法 解以上联立方程 得 ms0 599kg mg0 1223kg混凝土计算配合比为 mc0 mw0 ms0 mg0 368 195 599 1223 1 0 53 1 62 3 32两种方法计算结果比较接近 二 试配调整1 和易性调整以体积法计算所得配合比为例 试拌15L混凝土 其材料用量为 水泥 0 015 368 5 52kg水 0 015 195 2 93kg砂 0 015 599 8 99kg 石子 0 015 1223 18 35kg 按上述用量称量并搅拌均匀 做坍落度试验 测得坍落度为20mm 保持水灰比不变 增加用水量及水泥用量各4 即用水量增加到3 08kg 水泥用量增加到5 81kg 测得坍落度为30mm 粘聚性 保水性均良好 经调整后各种材料用量为 水泥5 81kg 水3 08kg 砂8 99kg 石子18 35kg 总用量为36 23kg 实测混凝土拌和物的表观密度为2415kg ms 混凝土的 基准配合比 各种材料用量为 水泥用量 用水量 砂用量 石子用量 2 强度复核 用图解法得 当立方体抗压强度为38 2MPa时 相应的灰水比mc mw 1 86 即水灰比mw mc 0 54 3 实验室配合比的计算 1 按强度检验结果修正配合比 用水量mw取基准配合比中的用水量 即 mw 197kg 水泥用量mcmc mw mw mc 197 0 54 365kg 砂 石子用量ms mg按基准配合比中的砂用量 即 ms 607kg mg 1238kg 2 按实测表观密度修正配合比根据符合强度要求的配合比试拌混凝土 测得混凝土拌和物的实测表观密度为 c t 2405kg m3混凝土拌和物表观密度的计算值为 Pc c mw mc ms mg 197 365 607 1238 2407kg m3由于混凝土拌和物表观密度的计算值与实测值之差的绝对值不超过计算值的2 故不必进行修正 混凝土试验室配合比见表4 23 表4 23混凝土的实验室配合比单位 kg 三 施工配合比水泥 m c 365kg砂 m s 607 607 0 02 619kg石子 m g 1238 1238 0 01 1250kg水 m w 197 607 O 02 1238 0 01 172kg混凝土施工配合比见表4 24 表4 24混凝土的施工配合比单位 kg 普通混凝土配合比设计实例 例题3 某办公楼工程 现浇钢筋混凝土梁 混凝土的设计强度等级为C20 施工要求坍落度为35 50mm 混凝土由机械搅拌 机械振捣 施工单位有历史统计资料 混凝土强度标准差为4 5MPa 采用的原材料 32 5复合水泥 实测28天强度35 6Mpa 密度 c 3000kg m3 中砂 表观密度 s 2660kg m3 碎石 表观密度 g 2700kg m3 最大粒径Dmax 19mm 自来水 要求 1 试设计混凝土配合比 按干燥材料计算 2 施工现场砂含水率4 碎石含水率1 求施工配合比 解 初步计算配合比的计算 确定配制强度 fcu o fcu o fcu k 1 645 20 1 645 4 5 27 4Mpa 确定水灰比 W C 采用碎石 a b 回归系数分别取0 46和0 07W C 0 46 35 6 27 4 0 46 0 07 35 6 0 57由于现浇钢筋混凝土梁处于干燥环境 查表 W C max 0 65 故可取w c 0 57 确定单位用水量 mwo 查表 取mwo 195kg 计算水泥用量 mco mco mwo W C 195 0 57 342 kg 查表 最小水泥用量为260kg故可取mco 342kg 确定合理砂率值 s 根据骨料及水灰比情况 查表 取 s 34 计算粗 细骨料用量 mgo 及 mso 用体积法计算 解得 mgo 1207kgmso 622kg 采用质量法计算 解得 mgo 1230kgmso 633kg 配合比的试配 调整 1 按初步计算配合比试拌15L 其材料用量为水泥0 015 342 5 13kg水0 015 195 2 93kg砂0 015 633 9 50kg石子0 015 1230 18 45kg搅拌均匀后做和易性试验 测得的坍落度为20mm 不符合要求 增加5 的水泥浆 即水泥用量增加到5 39kg 水用量增加到3 08kg 测得坍落度为38mm 粘聚性 保水性均良好 试拌调整后的材料用量为 水泥5 38kg 水3 08kg 砂9 50kg 石子18 45kg 总重量36 41kg 混凝土拌和物的实测表观密度为2465kg m3 则拌制1混凝土的材料用量 拌制1M3混凝土的材料用量 水泥 水 砂 石子 检验强度 在基准配合比的基础上 拌制三种不同水灰比的混凝土 并制作三组强度试件 其一是水灰比为0 57的基准配合比 另两种水灰比分别为0 52及0 62 经试拌检查和易性均满足要求 经标准养护28天后 进行强度试验 得出的强度值分别为 水灰比0 52 灰水比1 92 31 5MPa水灰比0 57 灰水比1 75 27 9MPa水灰比0 62 灰水比1 61 24 8MPa 确定设计配合比 根据上述三组灰水比与其相对应的强度关系 计算 或作图 出与混凝土配制强度 27 4MPa 对应的灰水比值 绘制强度与水灰比关系曲线 由图 可查出与配制强度fcu o 27 4MPa相对应的灰水比为1 72 水灰比为0 58 即可得出符合强度要求的配合比如下 用水量取基准配合比用水量值 即 208kg 水泥用量208 1 72 358kg 粗细骨料用量因水灰比值与基准配合比水灰比值相差不大 故可取基准配合比中的骨料用量 即砂643kg 石子1249kg 最后 按此配合比拌制混凝土拌合物 做和易性试验 测得坍落度为38mm 观察粘聚性 保水性均良好 满足要求 测出拌合物的表观密度为2460kg m3 并根据实测表观密度校正各材料用量 校正系数 等于混凝土表观密度实测值 c t与计算值 c c的比值 小于1 02 小于1 02 混凝土各材料用量不需修正 即可确定混凝土设计配合比为 水泥 砂 石 358 643 1249 1 1 72 3 49w c 0 58 现场施工配合比 将设计配合比换算成现场施工配合比 用水量应扣除砂 石所含水量 而砂 石则应增加砂 石的含水量 所以施工配合比 m c 358kgm s 643 1 4 669kgm g 1249 1 1 1261kgm w 208 643 4 1249 1 170kgw c 0 58掺减水剂时 用水量 m w 1 为外加剂减水率 例题4 某框架结构现浇梁 砼C30 截面300X450mm 钢筋最小净间距50mm 试进行配合比设计 解 1 确定原材料水泥 P S42 5 砂 中砂 级配合格 石 5 31 5 5 30mm碎石 级配合格 最小尺寸 截面 75mm钢筋最小净间距37 5mm 2 求砼初步配合比 计算配合比 1 确定砼配制强度fcu ofcu o fcu k 1 645 30 1 645x5 38 23MPa 2 求水灰比W C选W C 0 53 3 确定用水量 WO 坍落度30 50mmWO 185Kg 4 计算水泥用量 CO 5 确定砂率 SP SP 35 6 计算砂石用量 体积法 得 重量法 取新拌砼表观密度 得 185 356 644 1196 2381Kg 7 配合比砼表观密度校正差值不校核若该例初步配合比 砼 C349kg W185kg S644kg G1196kg以重量比表示 3 掺FDN 萘系减水剂 减水剂 0 8 减水15 减水泥5 即和易性有所改善 又节约水泥 1 C 349X 1 15 332kg 2 W 185X 1 15 157kg w c 0 47 w c由0 530 47 SP若不变 粘聚性较大 故SP降低 S 645kgG 1252kg 3 求S和G 4 减水剂FDN J 332X0 8 2 66kg 4 试验室配合比 1 基准配合比 检验和易性1 试拌试祥15L 或12L 砼拌合物 各材料用量C 349X0 015 5 24kgW 185X0 0