混凝土配合比设计

1、水泥混凝土配合比设 计 方 法*检测技术有限公司2013.52主要内容 一、关于混凝土的基础知识 二、配合比设计的基础知识三、配合比设计的基本要求四、配合比设计的准备工作五、配合比设计计算与试配六、实例 3一、混凝土基础知识一、混凝土基础知识1.1 水泥混凝土的定义水泥混凝土的定义 水泥混凝土是以水泥为胶结材料，与粗、细集料水泥混凝土是以水泥为胶结材料，与粗、细集料及水（有时还掺有其他物质）按适当比例配制，经及水（有时还掺有其他物质）按适当比例配制，经过一定时间硬化而形成的人造石材。过一定时间硬化而形成的人造石材。 砼，也是混凝土之意，意为人工石。砼，也是混凝土之意，意为人工石。1.2 混凝土

2、中各部分的作用混凝土中各部分的作用 水、水泥、集料、掺加料、外加剂等水、水泥、集料、掺加料、外加剂等 4一、混凝土基础知识 水泥：与水作用形成水泥浆，水泥浆包裹在粗、细集料的表面，待凝结后，就将集料胶结成为一个整体（即混凝土）。在流态时，使混凝土拌合物具有合适的工作性。 集料：集料起骨架与填充作用。集料之间有间隙，小石子填充大石子形成的空隙，细集料填充粗集料形成的空隙。 水：水与水泥作用，一方面形成水泥浆，使拌合物有流动性，水泥必须与水发生水化反应才会产生强度 外加剂与掺合料：可使混凝土性能得到某些方面的改善。 5一、混凝土的基础知识1.3 混凝土性能混凝土性能混凝土拌合物性能硬化混凝土性能工

3、作性(和易性)流动性粘聚性保水性力学性能耐久性抗压强度抗折强度抗拉强度最低强度等级、氯离子含量、碱含量、电通量、抗裂性、护筋性、抗碱骨料反应性、胶凝材料抗蚀系数、抗冻等级、气泡间距系数、耐磨性 凝结时间62.1材料对混凝土性能的影响2.1.1水泥： 影响强度：水泥强度高，混凝土强度也高。(现在的水泥由于C3A含量较高，混凝土强度在28d以后只有很少增长） 影响用水量：通常水泥标准稠度用水量大，混凝土用水量也大。细度越小，用水量也越大。 影响凝结时间：水泥凝结时间短，混凝土凝结时间也短。2.1.2粗集料 砼强度：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、岩石强度较高（岩石强度较低）、针片状颗粒含量低（

4、针片状颗粒含量高）、含泥量低（高）、软弱颗粒含量低（高），括号内因素为对砼强度不利的因素。 二、配合比设计的基础知识7 工作性：碎石（卵石）、表面粗糙（表面光滑）、针片状颗粒含量高（针片状颗粒含量低）、含泥量高（低）。括号内因素为对砼工作性不利的因素。2.1.3细集料 细集料对强度的影响不如粗集料大。主要影响工作性。 细度小，流动性变差（须增大用水量）。细度过大，混凝土易离析（要减少用水量）。 级配：级配好，工作性变好。 含泥量增大，和易性变差。2.1.4粉煤灰 是电厂燃烧煤粉后收集的灰粒 改善和易性：增加了浆体体积、减小摩擦 抑制泌水：降低用水量（粉煤灰质量要好）、增加了细料阻断水分泌水通道

5、 增加混凝土后期强度： 降低水化热：因为降低了水泥用量 二、配合比设计的基础知识二、配合比设计的基础知识82.1.52.1.5外加剂外加剂 混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。但外加剂的选用、添加方法及适应性严重影响其应用。 二、配合比设计的基础知识92.2配合比对混凝土性能的影响2.2.1用水量 指每立方混凝土中水的用量。 需水量定则：与混凝土工作性（稠度、坍落度）相关 的需水量，主要取决于集料的特性（粒径、种类）而不是水泥的特性。 就是说，当混凝土组成材料中的集料规格、品种一定时，在合理配合比下使混凝土达到一定流动性所需的用水量是基本不变的。 注意:不意味着水泥就没有影响

6、。水泥改变，用水量也可能变化。掺加外加剂后用水量也会变化。二、配合比设计的基础知识102.2配合比对混凝土性能的影响 用相同材料配制不同强度等级的混凝土，虽然水灰比、水泥用量变化很大，但用水量变化不大。 用水量增大，混凝土坍落度增大，稠度变小。2.2.2水灰比（W/C） 在材料一定时，水灰比是影响强度的主要因素。 灰水比公式：经验公式（灰水比-强度关系式） R28=A*Rc（C/W-B）式中，R28-混凝土28d强度，Rc水泥强度，C/W水灰比A、B经验值二、配合比设计的基础知识112.2配合比对混凝土性能的影响 灰水比越大（水灰比越小），强度越高 近似线性关系，范围越小，线性越好 灰水比越大

7、（水灰比越小）的区域，斜率越大。说明，在小水灰比区域，水灰比的较小变动，就可能引起强度的较大变动。2.2.3砂率 砂率：细集料质量占集料总质量的百分率，用SP 表示（%）； 砂率主要影响和易性 最优砂率： 砂率过小，混凝土填充不足，不易密实,且粗集料颗粒摩擦较大，混合料流动性差 砂率过大，砂浆稠度增加，用水量一定时，流动性降低。二、配合比设计的基础知识122.3其他因素对混凝土性能的影响 成型环境：注意试验环境的温度与温度。试验中应记录。 砂石温度：试验前应在预定的试验环境下保存一定时间 成型方法：室内有插扩式振捣棒法（适用于坍落度小于25mm）、标准振动台法（适用于坍落度25mm70mm）、

8、人工插捣法（适用于坍落度大于70mm） 养护方法：标准养护：温度202，湿度 95%。配合比设计通常采用标准养护。 其他：自然养护、同条件养护、蒸汽养护等。二、配合比设计的基础知识13三、配合比设计的基本要求1、满足强度（配制强度）及其他力学性能要求2、满足拌和物工作性能要求3、满足长期性能与耐久性能要求4、满足经济性要求14四、配合比设计的准备工作4.1资料准备1、了解工程设计要求的混凝土强度等级，以便确定配制强度2、了解工程所处环境，以便确定混凝土耐久性要求，进而确定最小胶凝材料用量与最大水灰比3、了解结构断面尺寸与配筋情况，以便确定粗集料允许的最大公称粒径4、了解施工方法与管理水平，以便

9、确定坍落度、强度标准差（进而确定配制强度）4.2原材料准备1、原材料质量与技术指标：水泥：品种、强度（如无法得到实测值，则需要了解其富余情况）、密度集料：各种、级配、最大粒径、表现密度等外加剂：品种、掺量、减小率等掺加料：密度、掺量规定，以及质量等级15四、配合比设计的准备工作 设计前应对原材料进行检测。2、材料处理：干燥状态，恒温处理4.3场地准备： 恒温、恒湿：标准状态为：温度202，湿度 50%4.4相关规范 普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）：配合比的计算方法，试配、拌和、选定方面的规定 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）：公路桥涵混凝土性能、原材料方面

10、的规定、配合比的界限等。 公路工程水泥和水泥混凝土试验规程(JTGE30-2005)； 普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T50080-2002）； 普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）； 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T50082-2009）；16五、配合比设计计算5.1三个参数：水灰比满足强度与耐久性。水灰比不能高于耐久性要求的最大水灰比。水泥用量不能小于符合耐久性要求的最小胶凝材料总量。用水量：要使混合料有好的工作性。砂率：符合工作性要求。水灰比：计算、试验确定用水量与砂率：查表、计算、试验确定17五、配合比设计计算5.1三个参数：18五

11、、配合比设计计算5.2步骤 计算试配强度计算基准水灰比选择用水量，掺减水剂时，考虑减水率再计算实际用水量计算各种胶凝材料与外加剂用量选择砂率假定一个表观密度计算集料用量（干燥状态）计算试拌材料用量试拌调整、测表密度，校正确定基准配比，成型试件在基准配比基础上增减水灰比，试拌，成型得出灰水比强度关系，确定设计配比19五、配合比设计计算645. 1,kcuocuff5.3试配强度的计算Fcu,0 Fcu,k+1.645混凝土强度标准差（MPa） Fcu,k混凝土强度标准值例：C30混凝土， Fcu,0 Fcu,k+1.645=30+1.645*5=38.220五、配合比设计计算645. 1,kcu

12、ocuff5.4 水胶比的计算依据水胶比公式：215.4水胶比的计算五、配合比设计计算225.4水胶比的计算五、配合比设计计算5.5用水量和外加剂用量确定用水量和外加剂用量确定 23五、配合比设计计算5.5用水量和外加剂用量确定用水量和外加剂用量确定 24五、配合比设计计算5.5用水量和外加剂用量确定用水量和外加剂用量确定 5.6胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量计算胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量计算 25五、配合比设计计算5.6胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量计算胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量计算 26五、配合比设计计算5.7砂率确定砂率确定27五、配合比设计计算5.7砂率确定砂率确定28五、配合

13、比设计计算5.8粗、细集料用量确定粗、细集料用量确定29五、配合比设计计算5.9混凝土配合比的试配、调整、确定混凝土配合比的试配、调整、确定 1、混凝土配合比试配时，每盘混凝土的最小搅拌量：骨料最大粒径31.5mm以下为20L，骨料最大粒径40mm为25L。2、按计算的配合比进行试配，检验拌合物和易性。当试拌出的拌合物坍落度不能满足要求时，或粘聚性与保水性不好时，宜在保证水胶比不变的前提下调整用水量或砂率，直至符合要求。根据需要，在和易性符合要求的前提下进行含气量、凝结时间等项目试验。 当混凝土坍落度过小时，可采用加大用水量（水胶比不变）、增加外加剂掺量、调整砂率等方法。用水量的增减可按每5公

14、斤用水影响20mm坍落度进行。 如何判断砂量是否合适？砂子如果过少（砂率低了），则混凝土表现出石子外露（水泥浆没有很好的包裹粗集料）、松散、水份外流、捣棒插捣时阻力较大，混凝土易产生粗细料分离的现象。坍落度试验时，插捣困难，且提起筒后，坍落度试堆易崩塌或剪切，而不是整体向下落，或者提起筒后试堆周围可见孔洞，或者成型的混凝土试件侧边可见孔洞，试件在振实时表现不易出浆。砂子如果过多，则坍落度会变小，混凝土显得干滞。拌合物只见细集料，粗集料隐于细集料中。插捣时无阻力或很小阻力。 砂率的高低与混凝土坍落度有关。如果设计的混凝土要求有比较大的坍落度，则砂率要求也较大。合适的配合比应该在较低用水量与水泥用

15、量下有合适砂率。在过高砂率下采用较大用水量下等到的坍落度是不合适的。30五、配合比设计计算5.9混凝土混凝土配合比的试配、调整、确定配合比的试配、调整、确定 3、当和易性、凝结时间、含气量等指标符合要求后，可成型试件进行抗压强度试验。通常可做2组试件，其中一组为3d或7d，另一组为28天。4、混凝土强度试验时采用三个不同的配合比：其中一个应为基准配合比，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，用水量与基准配合比相同，砂率分别增加和减少1%。 5、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。 制作混凝土强度试件时，根据需要按T052

16、1、T0522、T0526、T0527等试验拌合物的坍落度、粘聚性、保水性、质量密度、凝结时间、含气量等。 5.10 配合比的调整与确定配合比的调整与确定 1、 根据试验得出的混凝土强度与其相应的胶水比（C/W）关系，用作图法或计算法求出混凝土配制强度（）相对应的胶水比，或者确定略大于配制强度对应的胶水比为选定胶水比。然后按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量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进行调整确定。31五、配合比设计计算5.10配合比的调整与确定配合比的调整与确定 1、 根据试验得出的混凝土强度与其相应的胶水比（C/W）关系，用作图法或计算法求出混

17、凝土配制强度（）相对应的胶水比，确定略大于配制强度对应的胶水比为选定胶水比。然后按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量。2、用水量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进行调整确定。3、粗细骨料用量应在基准配合比的粗细骨料用量的基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。4、经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：32五、配合比设计计算：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%时按前述方法确定的配合比即为确定的计算配合比；当二者之差超过2%，应将配合比中每项材料用量乘以校正系数，即为确定的配合比。 计算实例：C30混凝土，粗集料5-31.5连续级配，中砂。普通硅酸盐42.5级水泥，水泥28d强度为45MPa。坍落度要求：10-14cm.用于桥梁。计算实例：试制强度:30+1.645*5.0=38.2计算水胶比：W/B=aa*fb/（ Fcu,0 +aaab*fb）=0.53*45/(38.2+0.53*0.2*45)=23.85/42.97=0.56,该水灰比已经超过桥规0.55限值.基