Excel表格在混凝土配合比設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.doc

Excel表格在混凝土配合比設(shè)計(jì)中的應(yīng)用混凝土配合比設(shè)計(jì)是預(yù)拌混凝土公司一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。對(duì)配合比設(shè)計(jì)各家公司都有自己獨(dú)到的見(jiàn)解和設(shè)計(jì)方法。在這里談?wù)剛€(gè)人的做法，目的是拋磚引玉，更好地向內(nèi)行們學(xué)習(xí)。本人是用Excel表格進(jìn)行設(shè)計(jì)的。依據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）。首先將所有的原材料檢驗(yàn)數(shù)據(jù)及有關(guān)參數(shù)填在Excel表格中。如：一、原材料及參數(shù)設(shè)定海螺42.5級(jí)摻量64%水泥活性48.2視比重3.04品種PO粉煤灰級(jí)摻量9.6%膠料超量系數(shù)1.000 視比重2.114礦粉S95摻量26.4%視比重2.89213.18 石子一5-25.0摻量80%視比重2.74max26.5石子二5-16摻量20%視比重2.71實(shí)際水灰比0.904 石子三5-16摻量視比重2.71實(shí)際水膠比0.578 黃砂區(qū)中砂細(xì)度模數(shù)2.5 砂率43.3% 視比重2.65實(shí)際砂率43.2% 外加劑型號(hào)減水率19.1%摻量1.4%視比重1.195外加劑摻量（kg）4.3砼強(qiáng)度等級(jí)( C )25坍落度(mm)15030150混凝土假定密度2387.3漿料體積285.6 5飲用水表中水泥摻量64%是指水泥占膠凝材料的比例。粉煤灰摻量9.6%=64%15%，是為了不超過(guò)安徽省住宅工程質(zhì)量通病防治技術(shù)措施的有關(guān)規(guī)定。礦粉摻量26.4%=100%-64%-9.6%系計(jì)算得出。石子一摻量80%，石子二摻量20%是指粗骨料合成級(jí)配的比例，根據(jù)兩種石子的篩分結(jié)果按混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程（JGJ/T10-95）附錄A粗細(xì)骨料最佳級(jí)配圖的要求粗略分配而來(lái)。外加劑的減水率、摻量等是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先估計(jì)的。因?yàn)樵谟?jì)算用水量和膠凝材料用量時(shí)，要考慮外加劑中的含水量。實(shí)際摻量以計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)?；炷良俣芏?387.3（kg）是暫定的，最終要以體積復(fù)核符合要求才能確定。為了便于對(duì)砂、石級(jí)配進(jìn)行復(fù)核，采用劉數(shù)華博士、李家正博士翻譯意大利Mario Collepardi Silvia Collepardi Roberto Troli三人合著的CONCRETE MIX DESIGN（混凝土配合比設(shè)計(jì)以下稱意-配合比設(shè)計(jì)）（中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，2009年6月第一版第一次印刷）中的有關(guān)內(nèi)容，=14就是根據(jù)混凝土和易性和骨料類(lèi)型選用的常數(shù)。（通常在814之間，在這里泵送混凝土選用=14，非泵送混凝土選用=10。）隨AB值的增大混凝土的砂率將相對(duì)增大。CB是混凝土中膠凝材料的體積占全部固體材料（膠凝材料、砂、石）體積的百分比。CB=13.18由輸入的公式自動(dòng)算出。隨CB值的增大混凝土的砂率將相對(duì)減小。max是指骨料最大粒徑。隨max值的增大混凝土的砂率將相對(duì)減小。漿料體積（L）是指混凝土中水、膠凝材料、外加劑體積之和。也由輸入的公式自動(dòng)算出。一般混凝土的漿料體積不宜大于350L，高強(qiáng)度和高性能混凝土也不宜大于380L。因?yàn)殡S漿料體積的增大，混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大。實(shí)際水灰比、實(shí)際水膠比、實(shí)際砂率均在配合比設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束后由輸入的公式自動(dòng)算出。也是為了方便分析混凝土耐久性能而設(shè)的。實(shí)際水灰比是指單純水泥用量與用水量（包括外加劑中的含水量）的比值。以上各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置也要根據(jù)委托方的要求或者根據(jù)具體工程特點(diǎn)對(duì)混凝土耐久性的不同要求作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或增加參數(shù)設(shè)置。如改變粉煤灰、礦粉的摻量等。參數(shù)設(shè)置好后，就可以進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)計(jì)算，如下面表格所示：二、配合比計(jì)算砼試配強(qiáng)度(MPa)B12+1.645B1333.23 推定fb值yfysfce40.97 水膠比0.53F16/(F15+0.53*0.20F16)0.578 確定用水量(kg)(205+（E12-90)*5/20)*(1-D11)-0.7J11174.97 實(shí)際取值175總膠量（H18+0.7J11）/F17307.98 實(shí)際取值308 水泥用量F19*D4197.11 實(shí)際取值197粉煤灰用量F19*D529.57 實(shí)際取值29礦粉用量F19*D681.31 實(shí)際取值82外加劑用量H19*F114.31 實(shí)際取值4.3砂石用量H12-H18-H19-H231900.0 實(shí)際取值1900砂用量F24*F10821.9 實(shí)際取值822石子一用量（F24-H25）*D7862.4實(shí)際取值862石子二用量F24-H25-H26216.0 實(shí)際取值216混凝土配合比水泥水粉煤灰礦粉砂石子一石子二外加劑總量kg/m3197 175 29 82 822 862 216 4.3 2387.3 體積復(fù)核B29/H4+C29+D29/H5+E29/H6+F29/H10+G29/H7+H29/H8+I29/H11990.1 1、砼試配強(qiáng)度(MPa)：計(jì)算式：B12+1.645B13中B12、B13是單元格的編號(hào)，B是指Excel表格中列的編號(hào)，12、13是指Excel表格中行的編號(hào)。單元格B12即指混凝土強(qiáng)度等級(jí)，B13即指混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，1.645是系數(shù)。（以下公式均同此。）33.23是計(jì)算結(jié)果?；炷翉?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)采用自己的統(tǒng)計(jì)計(jì)算值，這里采用的是普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）表4.0.2中的數(shù)值。2、推定fb值(MPa)：膠凝材料28天膠砂強(qiáng)度的測(cè)定并不難，可由于對(duì)膠凝材料各組分的比例是多少才能取得較好的疊加效應(yīng)，目前尚沒(méi)有試驗(yàn)結(jié)果。因此在這里采用推定的方法。系數(shù)yf、ys按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）表5.1.3選用，水泥活性（水泥28天膠砂強(qiáng)度）fce見(jiàn)單元格F4。3、水膠比：水膠比計(jì)算式0.53F16/(F15+0.53*0.20F16)即普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）公式5.1.1-1：W/B=a fb/（fcu，0+ab fb），a=0.53，b=0.20。4、確定用水量(kg)：確定用水量計(jì)算式(205+（E12-90)*5/20)*(1-D11)-0.7J11中90、205選自普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）表5.2.1-2。當(dāng)坍落度為90mm時(shí)，用水量為205kg。（妥否？）單元格E12指設(shè)計(jì)坍落度為150mm，單元格D11是外加劑的減水率19.1%，單元格J11是外加劑用量4.3kg。經(jīng)測(cè)試外加劑的含固量為0.3，故須減去0.7的外加劑含水量。經(jīng)計(jì)算用水量為174.97kg/m3，實(shí)際取值175kg/m3。（數(shù)字175要手工輸入單元格H18中）5、總膠量(kg)：計(jì)算式（H18+0.7J11）/F17小括號(hào)內(nèi)是實(shí)際上混凝土的總用水量，即實(shí)際取175再加上外加劑含水量。單元格F17是水膠比。經(jīng)計(jì)算為307.98kg/m3，實(shí)際取值待水泥、粉煤灰、礦粉計(jì)算好后自動(dòng)累計(jì)得出。6、水泥用量、粉煤灰用量、礦粉用量(kg)：水泥用量、粉煤灰用量、礦粉用量就是用單元格F19（注意不是單元格H19）中的總膠量307.98kg/m3，乘以各自的摻量系數(shù)64%、9.6%、26.4%計(jì)算得197.11、29.57、81.31，加權(quán)取值為197、29、82（kg/m3）。當(dāng)設(shè)計(jì)C10、C15、C20泵送混凝土?xí)r，為符合“泵送混凝土的膠凝材料用量不宜小于300 kg/m3?！钡囊?guī)定，可適當(dāng)增加粉煤灰的用量。當(dāng)將水泥用量、粉煤灰用量、礦粉實(shí)際取值輸入后，單元格H19自動(dòng)算出總膠量實(shí)際取值為308 kg/m3。7、外加劑用量(kg)：計(jì)算式H19*F11是先確定了外加劑摻量百分比后，再計(jì)算外加劑用量。也可以先確定外加劑用量，用公式H23/H19反算外加劑摻量百分比。根據(jù)試配結(jié)果坍落度實(shí)測(cè)值用水量等，也可以用計(jì)算式：減水率=1-(H18+0.7*J11)/(205+(E12-90)*5/20)來(lái)反算值。8、砂石用量(kg)：因?yàn)楸颈砀竦挠?jì)算式是采用質(zhì)量法，單元格H12中混凝土假定密度不一定合適，就要參照單元格J30所算得的體積（L）進(jìn)行調(diào)整。單元格J30所算得的體積不包括混凝土含氣量，它是依本表格29行的配合比數(shù)值計(jì)算的。單元格H24中的數(shù)值是單元格H25、H26、H27的代數(shù)和。它并一定等于單元格F24。它隨下一步砂、石子用量計(jì)算的變化而變化，所以用體積復(fù)核混凝土假定密度要經(jīng)過(guò)幾個(gè)來(lái)回才能調(diào)整好?；炷梁瑲饬靠砂创止橇献畲罅竭x用，一般取1%，即單元格J30所算得的體積（L）大約990L。細(xì)石混凝土取1.5%2%，即980985L。（用有引氣作用的外加劑應(yīng)根據(jù)混凝土含氣量考慮。）也可以將實(shí)際試配測(cè)得的混凝土表觀密度輸入到單元格H12中。9、砂用量(kg)：砂用量依選定砂率計(jì)算。砂率合適與否，應(yīng)以試配為主。也可以參照本表格的第三部分砂石級(jí)配復(fù)核結(jié)果，經(jīng)調(diào)整后再做試配。建議砂石的篩分試驗(yàn)要及時(shí)準(zhǔn)確，砂的篩分各級(jí)累計(jì)篩余中要包括9.5mm粒徑的分計(jì)篩余。將各級(jí)的累計(jì)篩余輸入到表格的37行中（如此記錄、計(jì)算并不會(huì)改變砂的細(xì)度模數(shù)），將石子一與石子二各級(jí)的累計(jì)篩余輸入到表格的38、39行中。理論計(jì)算的砂率附在單元格K25中供參考。隨著坍落度增大，實(shí)際砂率可大一些。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，砂率誤差在2%之內(nèi)也可以不作調(diào)整?？傊栽嚺浣Y(jié)果并方便施工為主。因理論計(jì)算的砂率依據(jù)砂的篩分結(jié)果并隨石子一與石子二用量比例的不同而變化，所以應(yīng)先確定石子一與石子二用量比例后，再調(diào)整砂率。備注：砂率公式的設(shè)計(jì)是依據(jù)意-配合比設(shè)計(jì)中的有關(guān)內(nèi)容。意-配合比設(shè)計(jì)中提到Bolomey等式是最有名的理想顆粒粒徑分布計(jì)算理論之一：式中：Psd固體顆粒（水泥和骨料）通過(guò)篩孔d的百分比； 僅涉及骨料時(shí)，則Bolomey等式變?yōu)椋和ㄟ^(guò)以上公式，可以將所有固體顆粒過(guò)篩百分比（Psd）轉(zhuǎn)換為僅涉及骨料顆粒的過(guò)篩百分比（Pd）。本表格理論砂率是選用骨料最佳曲線上篩孔尺寸為4.75mm的累計(jì)篩余值作為計(jì)算依據(jù)，是否合理尚有待商榷。因?yàn)楫?dāng)一定時(shí)，粗細(xì)骨料中的石子（粒徑大于4.75mm）占固體材料（膠凝材料、骨料）的比例是不變的。即石子總量并不隨著膠凝材料的增加而減少。若砂中含石少于石中含砂，那么隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高，石子用量卻逐漸增加，讓人看起來(lái)有點(diǎn)怪怪的。10、粗骨料級(jí)配合成：粗骨料級(jí)配合成也就是表格中石子一與石子二的用量計(jì)算。本表格的第三部分骨料合成曲線圖中附有按混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程（JGJ/T10-95）圖A-3粗骨料5-31.5mm最佳級(jí)配圖。（繪制的不是很準(zhǔn)確）它包括有粗骨料合成級(jí)配累計(jì)篩余最大值、最小值、最佳值三條曲線。粗骨料合成曲線依據(jù)粗骨料篩分結(jié)果隨石子一與石子二用量比例的不同而變化。只要粗骨料合成曲線落在粗骨料合成級(jí)配累計(jì)篩余最大值、最小值之間，那么配制的混凝土應(yīng)能