第三章物料平衡计算

1、物料平衡计算的作用： v1 1计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。的依据。 v2 2计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据。面积的依据。v3 3计算水、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃计算水、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本料等的单位消耗指标，作为公用设

2、计和计算产品成本等的依据。等的依据。 二、物料平衡计算的基础资料混凝土制品厂物料平衡混凝土制品厂物料平衡计算的基础资料：计算的基础资料： v 工厂规模，工厂规模， 混凝土构件产品方案；混凝土构件产品方案；v每种构件混凝土或者钢筋工程数量每种构件混凝土或者钢筋工程数量 ；v混凝土各种类型配比；混凝土各种类型配比；v车间工作制度车间工作制度生产周制度生产周制度 ，生产班制度，生产班制度 。混凝土配合比计算混凝土配合比计算2混凝土配合比实例混凝土配合比实例3配合比设计和物料平衡表配合比设计和物料平衡表4产品大纲产品大纲1产品大纲产品名称产品名称产品规格产品规格(mm)每个管桩体积每个管桩体积(m3)

3、年产量年产量(根根)C70预应力混凝土管桩预应力混凝土管桩500100001.25645000预应力混凝土管桩制厂产品方案预应力混凝土管桩制厂产品方案 产品大纲产品名称产品名称年产量年产量(块块)混凝土混凝土型号型号CRTSCRTS型无砟轨道板型无砟轨道板 5600C55C55无砟轨道板厂产品方案无砟轨道板厂产品方案 长（长（mm）宽（宽（mm）厚（厚（mm）每块板重每块板重（t）横向配置横向配置10预应力预应力钢筋（根）钢筋（根）纵向配置纵向配置20精轧螺精轧螺纹钢筋（根）纹钢筋（根）每块板混每块板混凝土用量凝土用量（m）645025502008.66063.45二、混凝土配合比计算二、混凝

4、土配合比计算v配合比四项要求配合比四项要求 确满足结构设计的强度等级要求；确满足结构设计的强度等级要求； 满足混凝土施工所要求的和易性；满足混凝土施工所要求的和易性； 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； 符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。v配合比步骤配合比步骤 确定混凝土基准配合比确定混凝土基准配合比 确定试配、调整，确定设计配合比确定试配、调整，确定设计配合比 计算施工配合比计算施工配合比（一）确定混凝土基准配合比 1. 计算施工配制强度 fcu,0式中式中: fcu,0混凝土配制强度，混凝土配制强度，

5、MPa； fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，MPa； 混凝土强度标准差，混凝土强度标准差，MPa。 混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：计算时，强度试件组数不应少于计算时，强度试件组数不应少于25组；组；当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C20和和C25级，其强度标准差计算值级，其强度标准差计算值2.5MPa时，时，取取2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算级，其强度标准差计

6、算值值3.0MPa时，取时，取3.0MPa； 当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准混凝土混凝土结构工程施工及验收规范结构工程施工及验收规范（GB50204）的规定取用。）的规定取用。 645. 10kcucuff，强度等级C20C20C35C35标准差，MPa4.05.06.0 2. 确定水灰比确定水灰比 (1) 按混凝土强度要求确定水灰比按混凝土强度要求确定水灰比 或或 式中：式中： a、b回归系数；当不具备试验统计资料时，可取回归系数；当不具备试验统计资料时，可取碎石混碎石混凝土凝土 a0.46，b0.07；卵石混凝土

7、；卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥水泥28d抗压强度实测值，抗压强度实测值，MPa 当无水泥当无水泥28d抗压强度实测值时，其值可按下式确定：抗压强度实测值时，其值可按下式确定： fce,g水泥强度等级值，水泥强度等级值，MPa(2) 复核耐久性复核耐久性 为使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值为使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超不得超过规定的最大水灰比值过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。大水灰比值作为混凝土的水灰比值。ceba0cuceacwfffm

8、m，ce0cucefBAffACW，gcecceff,3. 确定用水量确定用水量(1) 水灰比在水灰比在0.400.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。工要求的坍落度，按下表选取。干硬性混凝土的单位用水量，干硬性混凝土的单位用水量，kg 拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102040162040维勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165塑性混凝土的单位用水量，塑性混凝土的单位用水量，kgkg （2）水灰比小于

9、）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单位的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。用水量应通过试验确定。（3）流动性和大流动性混凝土：）流动性和大流动性混凝土：不掺外加剂时，以坍落度不掺外加剂时，以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大的用水量为基础，按坍落度每增大20mm，用水量增加，用水量增加5kg计算；计算；掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算： mwamw0（1）拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102031.540162031.540坍落度mm103019017016015

10、02001851751653550200180170160210195185175557021019018017022020519518575902151951851752302152051954.计算水泥用量mc（1）计算（2）复核耐久性 将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。cww0c0/mmmm 5.确定砂率确定砂率s （1）坍落度为）坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。粒径及水灰比按下表选取。（2）坍落度大于）

11、坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大下表基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大，砂率增大1确定。确定。（3）坍落度小于）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。的混凝土，其砂率应经试验确定。混凝土砂率，混凝土砂率， 水灰比mw/mc卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641计

12、算法计算法：根据砂填充石子空隙，并稍有富余，以拨开石子的原则来确定。根据砂填充石子空隙，并稍有富余，以拨开石子的原则来确定。00PVVgs000000000000000000gssgggsgsggssssgsssPPVPVPVVVVmmm式中：式中：s砂率，砂率，%； ms0、mg0分别为每立方米混凝土中砂子及石子用量，分别为每立方米混凝土中砂子及石子用量，kg； 、 分别为每立方米混凝土中砂及石子松散体积，分别为每立方米混凝土中砂及石子松散体积，m2； 、 分别为砂和石子的堆积密度，分别为砂和石子的堆积密度，kg/m3。 P石子空隙率，石子空隙率，%； 砂浆剩余系数，一般取砂浆剩余系数，一般

13、取1.11.4。0sV0gV0s0g%100100P6.计算砂、石子用量计算砂、石子用量ms0、mg0 （1）体积法）体积法 又称绝对体积法。又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成材料混凝土中的组成材料水泥、砂、石子、水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即：，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm 解方程组，可得解方程组，可得ms0、mg0 。式中：式中： c 、s 、g 、w分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表分别为水泥的密度、砂

14、的表观密度、石子的表观密度、水的密度，观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取。水泥的密度可取29003100kg/m3； 混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取1。（2）质量法）质量法 质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为质量为mcp ，kg。cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm 解方程组可得解方程组可得ms0、mg0。式中：式中： mc0、ms0、mg0、mw0分别为分别为1m3混凝土中水泥、混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，砂、石子、水的用

15、量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定质量，混凝土拌合物的假定质量，kg。可取。可取23502450kg/m3。 s混凝土砂率。混凝土砂率。7.计算基准配合比计算基准配合比（1）以）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。混凝土中各组成材料的实际用量表示。（2）以组成材料用量之比表示：）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？(二) 试配调整，确定设计配合比1.试配试配 按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或或25L混凝土，混凝土，分别测定其和易性、强度。分别测定其和易性、强度。2.调整调整（）调整和易性

16、，确定基准配合比（）调整和易性，确定基准配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能：测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能：如实测坍落度小于设计要求，可保持水灰比不变，提高水泥浆用量；如实测坍落度小于设计要求，可保持水灰比不变，提高水泥浆用量；如实测坍落度大于设计要求，可保持砂率不变，提高骨料用量；如实测坍落度大于设计要求，可保持砂率不变，提高骨料用量；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率。如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率。每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积

17、密度（并测定混凝土拌合物的实际体积密度（c,t）。）。（2）强度调整）强度调整 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其，其用水用水量应该与基准配合比相同量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作两组强度试块，标准养护各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定进行强度测定3.设计配合比的确定设计配合比的确定(1) 根据试验得出的混凝土强度与其相

18、应的灰水比（根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（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，）相对应的灰水比，确定确定1m3混凝土中的组成材料用量：混凝土中的组成材料用量：单位用水量（单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强）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；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（水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；）应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（粗集料和

19、细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。按选定的灰水比进行调整后确定。（2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值计算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw应按下式计算混凝土配合比校正系数应按下式计算混凝土配合比校正系数： 式中：式中： c,t混凝土体积密度实测值，混凝土体积密度实测值，kg/m3； c,c混凝土体积密度计算值，混凝土体积密度计算值，kg/m3

20、。当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2时，时，按按条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2时，应将时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数配合比中各组成材料用量均乘以校正系数，得到设计配合比。，得到设计配合比。cctc，通常简易的做法是：通过试压，选出既满足混凝土强度要求，水泥用通常简易的做法是：通过试压，选出既满足混凝土强度要求，水泥用量又较少的配合比为所需配合比，再做表观密度的校正。量又较少的配合比为所需配合比，再做表观密度的校正。(三) 计算施工配合比 假定现场砂、石子

21、的含水率分别为假定现场砂、石子的含水率分别为a和和b%，则施工配，则施工配合比中合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：混凝土的各组成材料用量分别为：?/1 wgsccmmyxmmm，：cmsmgmwmmcms（1+a）mg（1+b）mwmsamgb 施工配合比可表示为：施工配合比可表示为：配合比设计实例 该搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主该搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主要用在正常的居住或办公房屋内部件。要用在正常的居住或办公房屋内部件。 混凝土设计强度等级为混凝土设计强度等级为C40C40，要求强度保证率，要求强度保证率95%95%。要求。要求混凝土拌和物的坍

22、落度为混凝土拌和物的坍落度为353550mm50mm，施工单位为历史统，施工单位为历史统计资料。计资料。设计条件水泥水泥砂砂石石减水剂减水剂P.O 42.5级级,水泥强度等水泥强度等级值的富余级值的富余系数为系数为1.10-1.13(取取1.13),密度为密度为3.11g/cm3中砂中砂表观密度表观密度2.64g/cm32.64g/cm3堆堆积密度积密度1.50g/cm31.50g/cm3碎石碎石表观密度表观密度2.70 g/cm3堆积密度堆积密度1.55 g/cm3石子最大粒石子最大粒径径20mmTMS TMS 减水率减水率 18%18%掺入量掺入量1.0%1.2%1.0%1.2%( (取取1.0%)1.0%)混凝土配合比计算v 确定配置强度确定配置强度 根据课本知识得，混凝土配制强度为：根据课本知识得，混凝土配制强度为： 则本设计混凝土实设强度为则本设计混凝土实设强度为49.87MPav 确定水灰比确定水灰比 根据图纸和技术规范得根据图纸和技术规范得 得得 wc=0.43 本设计的水灰比为本设计的水灰比为0.43，查下表，查下表混凝土最大水灰比和最混凝土最大水灰比和最小水泥用量小水泥用量得水灰比符合要求得水灰比符合要求,1.64540 1.645 649.87cu ocu kffacecuoab c