土木工程材料与实训（第三版）课件 12-项目五：5、混凝土初步配合比设计

《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS目录04混凝土外加剂03混凝士的技术性202混凝土的技术性101普通混凝土的组成材料06混凝土实验室配合比05混凝土初步配合比设计项目五：混凝土课前回顾混凝土硬化后的技术性质1、强度2、变形2、耐久性【职教云1】第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011目的：确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。2.混凝土配合比的表示方法（1）单位用量表示方法。以每1M3混凝土中各项材料的质量表示。，如：水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）、1200kg；（2）相对含量表示方法。以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为1），如：水泥：砂：石子：水＝1：2.4：4：0.61.混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。混凝土配合比设计包括选料和配料。一.混凝土配合比概述相关习题

某混凝土工程，所用配合比为水泥：砂：碎石=1：1.98：3.90，W/C=0.64。已知混凝土拌合物的表观密度为2400kg/m3，1m3混凝土中含碎石（）kg。分析：mc+1.98mc+3.90mc+0.64mc=2400mc=319.15kg故，碎石mg=319.15x3.90=1244.68kg第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011一.混凝土配合比概述满足混凝土施工——和易性；满足混凝土结构设计——强度等级；满足工程所处环境——耐久性的要求；符合经济原则——尽可能采用当地材料，节约水泥用量。第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011一.混凝土配合比概述3、混凝土配合比设计的基本要求第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011二、混凝土配合比计算1.设计参数：水胶比（W/B）、用水量（mwO）和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参数胶凝材料水砂石子胶凝材料浆体骨料混凝土单位用水量mw砂率βw水胶比W/B与强度、耐久性有关与流动性有关和易性有关外加剂在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量；砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定砂率。

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011二、混凝土配合比计算2、确定三个参数的基本原则：第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011二、混凝土配合比计算3、配合比设计的步骤与方法第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011二、混凝土配合比计算3、配合比设计的步骤与方法步骤:首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算,得出“初步计算配合比”再经过实验室试拌调整（混凝土拌合物的工作性）,得出“基准配合比”然后经过强度检验,定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”最后根据现场砂.石的实际含水率,对实验室配合比进行调整,求出“施工配合比”第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011二、混凝土配合比计算相关习题（）是既满足强度要求又满足工作性要求的配合比设计。A、初步配合比B、基准配合比C、试验室配合比D、施工配合比【职教云2】计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比第三步：确定用水量第四步：确定水泥用量第五步：确定砂率第六步：确定砂石用量第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比(1)确定配制强度(fcu,o)

当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度按下式计算：

举例：C30

强度的范围：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；

某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保证率为95%。

fcu,o=30+1.645σ混凝土强度标准差σ的取值P89

fcu,o——混凝土配制强度（MPa）fcu.k——设计的混凝土立方体抗压强度标准值σ——混凝土强度标准差（MPa）。第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比(1)确定配制强度(fcu,o)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

当施工单位具有近1~3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料，且试件组数不小于30时，依公式计算：(1)确定配制强度(fcu,o)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

混凝土强度标准差σ的取值P89当混凝土强度等级不大于C30时，如果计算得到的σ小于3.0MPa,则取σ=3.0MPa;当混凝土强度等级大于C30且小于C60时，如果计算得到的σ小于4.0MPa，则取σ=4.0MPa。当施工单位不具有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其混凝土强度标差σ可按表5.24选用。(1)确定配制强度(fcu,o)(0.1)

当混凝土的设计强度等级不小于C60时，配制强度按下式计算：第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比计算并提问

某混凝土预制构件厂，生产钢筋混凝土大量需用设计强度为C40的混凝土，若无历史统计资料，则混凝土的配制强度为（）MPa。fcu,o=40+1.645σ=40+1.645×5.0=48.2计算砼的试配强度(2)确定水胶比(W/B)(0.01)

当混凝土的强度等级小于C60时，水胶比按下式计算：第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13(2)确定水胶比(W/B)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

计算所得水胶比不能大于表5.29中的最大水胶比，否则以表中最大水胶比进行设计。P84１２２３３表5.29两者比较取小值。(3)选择单位用水量(mW0)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

水胶比为0.40~0.80时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表5.25选取。

(3)选择单位用水量(mW0)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比若水灰比小于0.4，则应通过实验确定；若水灰比大于0.8：a、以表中坍落度90mm为基础，每增20mm用水量，增加5Kg，得出未掺外加剂用水量；b、掺外加剂时的用水量按照公式计算：mwa—掺外加剂的用水量，Kgmwo—未掺外加剂的用水量，Kgβ—外加剂的减水率％(4)计算单位胶凝材料用量(mb0=mfo+mco)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水胶比(W/B)，可计算出单位胶凝材料用量(mb0)：

为了保证混凝土的耐久性，所计算的胶凝材料用量同样要满足表5.30中规定的最小胶凝材料用量;否则，应以表5.30规定的最小胶凝材料用量为依据进行设计。P84P84两者比较取大值。(5)选择合理砂率值(βS)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

砂率值应根据骨料的技术指标、混凝士拌合物性能和施工要求，参考既有历史资料确定;如无历史资料，可按下列规定执行:①坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定;②坍落度为10~60mm的混凝土，其砂率可根据混凝土骨料品种、最大公称粒径及水胶比按表5.18选取;③坍落度大于60mm的混凝土,其砂率可经试验确定,也可在表5.18的基础上,按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以调整。(5)选择合理砂率值(βS)

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比练习：根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。(6)计算粗/细集料用量

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

质量法：即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米的质量mCP可根据积累的试验资料确定，在无资料时，其值可取2350~2450kg/m3。再根据已知砂率，列出关系式下式：

(6)计算粗/细集料用量

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

体积法：即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。据此可列关系式：再根据已选取的砂率值列出关系式：

练习题：某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土的设计强度等级为C25，施工要求坍落度为35～50mm，使用环境为干燥的办公楼。采用的原材料：水泥为42.5普通水泥（强度等级富余系数为1.06），密度ρc＝3000kg/m3；砂为中砂，表观密度ρos=2650kg/m3；石子为碎石，表观密度ρog＝2700kg/m3，最大粒径Dmax=40mm；水为饮用自来水。

试用体积法和质量法计算该混凝土的初步配合比。第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比【解】：

1、初步计算配合比的计算⑴、确定配制强度（fcu,o）,C25

fcu,o＝fcu,k+1.645σ

＝25＋1.645×5.0＝33.2MPa⑵、确定水灰比（W/C）

fce=42.5×1.06=45.05MPa

碎石：αa

＝0.53,αb=0.20。

W/C=αafce/(fcu,o+αaαbfce)=0.53×45.05/(33.2+0.53×0.20×45.05)=0.63【解】：

1、初步计算配合比的计算采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13干燥环境，查表得（W/C）max=0.6，故可取w/c=0.601、初步计算配合比的计算⑶、确定单位用水量（Wo

）

查表，取Wo＝175kg

1、初步计算配合比的计算⑷、计算水泥用量（Co

）

Co＝Wo/(W/C)=175/0.60=292(kg)

查表得最小水泥用量为280kg，故可取Co＝292kg。

1、初步计算配合比的计算

⑸、确定合理砂率值（Sp

）根据骨料及水灰比情况，

查表取Sp＝33％⑹、计算粗、细骨料用量（Go）及（Go）A、用质量法计算:

假定每立方米混凝土拌和物重mo=2400kg则

解得：Go＝1295kgSo=638kgB、

用体积法计算292/3.0+175/1+G0/2.65+S0/2.7+10=1000S0/(G0+S0)=33%解得：Go＝1290kgSo＝635kg两种方法计算结果相近，取体积法计算结果。1M3砼各材料用料：水泥292kg；砂635kg；石子1290kg；水175kg；。或表示为Co：So：Go：Wo=1：2.17：4.41：0.60

课后练习：已知混凝土设计强度等级为C30。选择的混凝土拌合物坍落度为30～50mm。使用环境为无冻害的室外使用。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下：水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，ρc＝3100㎏/m3，实测28d抗压强度fce=41.69MPa;中砂：级配合格。表观密度ρs＝2650㎏/m3;卵石：5～40mm连续级配。表观密度ρg＝2700㎏/m3;水：自来水，密度ρw＝1000㎏/m3;。试用体积法和质量法计算该混凝土的初步配合比。第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比提示：1，确定试配强度2，计算水胶比，并进行校核解:1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0：根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表取σ＝5.0MPa，则

fcu,0

＝fcu,k+1.645σ

＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa2.确定混凝土水胶比W/B

，并进行校核按强度要求计算根据题意可得：fb＝41.69MPa，αa＝0.49，αb＝0.13，则

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、初步计算配合比提示：3，单位用水量4，水泥用量解:3.确定用水量mw0根据题意，坍落度为35～50mm，骨料为卵石，最大粒径为40mm，查表取mw0＝160kg。4.计算胶凝材料用量mb0注意校核，表5.23是否符合最小水泥用量？

第五节

混凝土配合比设计《普通混凝土配合比设计规程》JG