水泥配合比设计[知识相关]

1、道路混凝土配合比设计的任务：将组成混凝土的原材料， 即粗，细集料，水和水泥的用量，加以合理的配合，使所 配制的混凝土能满足强度、耐久性及和易性等技术要求， 并尽可能的节约水泥，以获得最大的经济效益。 水泥混凝土路面用混凝土设计方法，按我国现行国际公 路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG-2003）的规定， 采用抗弯拉或抗压强度为指标的方法。本节介绍规范推荐 的以抗弯拉强度为指标的经验公式法。 道路水泥混凝土的配合比设计 1高教 A.A.计算初步配合比 确定道路混凝土的配制抗折强度 道路混凝土的配制强度可按下式计算： 式中：fc - 配制28d弯拉强度的均值。MPa; fr - 设计弯拉强度标准

2、值，MPa； s - 弯拉强度试验样本的标准差，MPa； t - 保证率系数； Cv - 弯拉强度变异系数； 11.04 r c v f fts C 2高教 保证率系数 t 公路技术等级公路技术等级 辨别辨别 概率概率p 样本数样本数n（组）（组） 3691520 高速公路0.051.360.790.610.450.39 一级公路0.100.950.590.460.350.30 二级公路0.150.720.460.370.280.24 三、四级公路0.200.560.370.290.220.19 3高教 各级公路混凝土弯拉强度变异系数Cv 公路技术等级公路技术等级 高速公高速公 路路 一级公路

3、一级公路二级公路二级公路三、四级公路三、四级公路 混凝土弯拉强度变异水 平等级 低低中中中高 弯拉强度变异系数Cv允 许变化范围 0.05- 0.10 0.05- 0.10 0.10- 0.15 0.10-0.15 0.10- 0.15 0.10- 0.20 4高教 计算水灰比 道路混凝土拌合物的水灰比根据已知的混凝土配制抗折强度fc 和水泥的 实际抗折强度fs由下式确定。 碎石或碎卵石混凝土 卵石混凝土 式中 W/C - 水灰比 fs - 水泥实测28d抗折强度，MPa 计算的水灰比不应超过由耐久性决定的最大水灰比值 sc0.3595f-1.0097f 1.5684 W/C sc0.4709

4、f-1.5492f 1.2618 W/C 5高教 混凝土满足耐久性要求的最大水灰（胶）比 公路技术等级公路技术等级高速、一级公路高速、一级公路二级公路二级公路三、四级公路三、四级公路 最大水灰（胶）比0.440.460.48 抗冰冻要求最大水灰（胶）比0.420.440.46 抗盐冻要求最大水灰（胶）比 0.400.420.44 6高教 计算用水量 混凝土拌合物每立方米用水量mwo可按以下两式计算 碎石混凝土 mwo =104.97+3.09H+11.27C/W+0.61S 卵石混凝土 mwo =86.89+3.70H+11.24C/W+1.00S 式中； H - 新拌混凝土坍落度； S -

5、砂率，参照下表 7高教 砂的细度模数与最优砂率关系 砂的细度模数砂的细度模数2.2-2.52.5-2.82.8-3.13.1-3.43.4-3.7 砂率（） 碎石30-3432-3634-3836-4038-42 卵石28-3230-3432-3634-3836-40 8高教 计算水泥用量 每立方米混凝土拌合物水泥用量按下式计算： mco = mwo C/W 为保证 混凝土路面的耐久性，上式计算的水泥用量不得小于 300Kg/ 。但对道路混凝土而言，水泥用量也不宜太多，用量多不仅 不经济，而且容易产生塑性裂缝、温度裂缝，路面的耐磨性也会降低， 所以在达到质量要求的范围内，水泥用量一般也不宜大于

6、360 Kg/。 9高教 计算砂石材料用量 砂石材料用量可用绝对体积法按下式计算 以上5个步骤可将1立方米道路水泥混凝土中水泥、水、砂、石子用量全 部求出，从而得到道路混凝土初步配合比。 s Goso so w wo G Go s so c co mm m mmmm 100 1000 10高教 B.B.配合比调整 试拌调整 按初步配合比试拌（约30L），测定其工作性（坍落度或维勃稠度试 验）。如果工作性不符合设计要求，应对配合比进行调整：流动性不满 足要求，应在水灰比不变的情况下，增减水泥浆用量；如果粘聚性或保 水性不符合要求，则调整砂率的大小。 实测拌合物相对密度 由于在计算砂、石用量时未考

7、虑含气量，故应实测混凝土拌合物捣实后 的相对密度，并对各组成材料的用量进行最后调整，以确定基准配合比。 强度复核 按试拌调整后的道路混凝土配合比，同时配制和易性满足设计要求的、 较计算配合比水灰比增大0.03与减少0.03共三组混凝土试件，经标准养护 28d，测其抗折强度，选定既满足设计要求又节约水泥的配合比为实验室 配合比。 11高教 施工配合比的换算 实验室配合比是集料处于标准含水状态（全干或饱和面状态）下计算 出来的，施工现场所堆放的材料含水量经常变化，因此，应根据拌制时集 料的实际含水量对实验室的配合比进行调整。 水泥用量不变，为mc 砂的用量 = ms（1+a） 石子的用量 = mG

8、（1+b） 水的用量 = mw - msa - mGb 如果实验室配合比是采用干燥材料为基准的，则上式中a、b分别 为施工现场砂、石子的实测含水量。 12高教 C.C.实例设计计算 陕西某重交通量二级公路路面用水泥混凝土配合比。采用滑模摊铺机 施工，施工单位弯拉强度样本标准差s为0.4MPa（样本数n=9） .原材料各项指标如下 水泥：52.5R普通硅酸盐水泥，密度c = 3.1g/c，实测28d胶砂抗折强 度fs = 8.7MPa；碎石：石灰石，最大粒径40mm，级配合格，表观密度 G=2.78g/c，实测含水率为2.0；砂：渭河中砂，细度模量2.4， s=2.73g/c，实测含水量5.0:

9、；水：自来水；外加剂：FDN高效减 水剂，减水率15. .设计要求 混凝土抗折强度等级为5MPa，混凝土拌合物的坍落度为10-30mm。 13高教 交通等级与混凝土抗折强度（抗压强度）之间的关系 交通等级 抗折强度 抗压强度 特重交通 5.0MPa （5.5） C40 重交通 5.0MPa C35 中等交通 4.5MPa C30 轻交通 4.0MPa C25 14高教 .配合比计算 确定混凝土的试配抗折强度fc 计算水灰比W/C 由前述碎石公式可得 解得W/C为0.42,查前表可知耐久性允许最大水灰比0.5，故取水灰比为 0.42 MPafc9 . 54 . 037. 0 125. 004.

10、11 5 42. 0 7 . 83595. 00097. 19 . 5 5684. 1 C W 15高教 计算用水量 细度模量为2.4，查表得砂率s=33（） 代入前式中为 另外，由于使用了高效减水剂，减水率15 故计算用水量为 3 /1583361. 0 42. 0 1 27.11209. 397.104mkgmwo 3 /134%)151(158mkgwom 16高教 计算水泥用量 计算砂、石子用量 解得 mso = 703 kg/ mGo = 1406 kg/ 3 /319 42. 0 1 134mkgmco %33 1000 78. 273. 21 . 3 319 1 134 Goso

11、 so Goso mm m mm 17高教 试拌调整 按上面初步定出的配合比 mwo = 134 kg/ mco = 319 kg/ mso = 703 kg/ mGo = 1406 kg/ 计算试拌30L混凝土拌合料，测得 坍落度为20mm，流动性符合要求，观察粘聚性和保水性都满足技术要求。 由于设计中未考虑含气量，实测新拌混凝土混合料的密度为h = 2495 kg/。因此，需要对混凝土各组成材料用量调整。 调整系数为 973. 0 1406703319134 2495 k 18高教 故混凝土的基准配合比为 强度复核 同时拌制W/C=0.39,0.42,0.45三组水泥混凝土，每组做3个小梁，试件标 准养护28d，测得各自的抗折强度为W/C=0.39时，fcf=6.41MPa； W/C=0.42时，fcf=5.93MPa；W/C=0.45时，fcf=5.58MPa； 综合考虑选定W/C=0.42时为实验室配合比。 3 3 3 3 /1368973. 01406 /684973. 0703 /130973. 0134 /310973. 0319 mkgm mkgm mkgm mkgm Go so wo co 19高教 施工配合比换算 由于实验室采用的砂、石材