第7章 混凝土配合比設計

1、混凝土材料學河南理工大學材料科學與工程學院第七章第七章 混凝土配合比設計混凝土配合比設計l第一節(jié)第一節(jié) 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計l第二節(jié)第二節(jié) 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計l第三節(jié)第三節(jié) 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計 p7.1.1 7.1.1 設計要領設計要領 四種基本材料四種基本材料三個比例三個比例水水膠凝材料膠凝材料砂子砂子石子石子水灰比水灰比砂率砂率膠骨比膠骨比集料集料7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.2 7.1.2 設計流程設計流程 強度標準差強度標準差設計強度設計強

2、度是否大體積是否大體積耐久性要求耐久性要求石子品種石子品種水泥用量水泥用量水灰比水灰比石子粒徑石子粒徑稠度稠度水泥品種及強度水泥品種及強度配制強度配制強度每每m3總用量總用量鋼筋疏密鋼筋疏密構件最小邊長構件最小邊長澆筑方法澆筑方法砂率砂率砂石總砂石總用量用量用水量用水量水泥用量水泥用量砂用量砂用量石子用量石子用量水用量水用量初步配合比初步配合比試配試配稠度調(diào)整稠度調(diào)整強度調(diào)整強度調(diào)整表觀密度調(diào)整表觀密度調(diào)整確定配合比確定配合比發(fā)出配合比通知發(fā)出配合比通知第一階段第一階段了解原始條件了解原始條件第二階段第二階段決定主要參數(shù)決定主要參數(shù)第三階段第三階段用重量法或體積法計算用重量法或體積法計算第四階

3、段第四階段確定配合比確定配合比7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.3 7.1.3 設計參數(shù)及運算設計參數(shù)及運算水灰比水灰比強度強度用水量用水量耐久性耐久性砂率砂率和易性和易性p混凝土初步配合比設計步驟混凝土初步配合比設計步驟645. 1,kcucuoff7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計1122,NNfNifcuicu7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p混凝土初步配合比設計步驟混凝土初步配合比設計步驟 式中：式中：a a、b b回歸系數(shù)；碎石混凝土回歸系數(shù)；碎石混凝土 a a 0.460.46，b b0.070.07；卵石混凝土；卵石混凝土a

4、a0.480.48，b b0.330.33。 根據(jù)粗骨料的品種、粒徑、和施工對混凝土的坍落度根據(jù)粗骨料的品種、粒徑、和施工對混凝土的坍落度的要求選用。的要求選用。cebaocuceafffCW,7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p 混凝土初步配合比設計步驟混凝土初步配合比設計步驟CWmmwc00 根據(jù)確定的水灰比（根據(jù)確定的水灰比（W/CW/C）和選用的單位用水量）和選用的單位用水量(m(mwowo) )，可計算出，可計算出水泥用量水泥用量(m(mcoco) )。 砂率是指砂在集料總量中的百分率。其理論值為砂率是指砂在集料總量中的百分率。其理論值為 ：ggsgssPP7.1 普通

5、混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p混凝土初步配合比設計步驟混凝土初步配合比設計步驟重量法重量法體積法體積法cpwsgcmmmmm0000砂的用量砂的用量石的用量石的用量)(000gsssmmm0000)(sgsgmmmm依據(jù)依據(jù)砂的用量砂的用量石的用量石的用量101.00000ammmmwwssggcc3101. 0mVVVVwsgc)(gsssVVVssggVVVV)( 某多層鋼筋混凝土框架結構房屋，柱、梁、板混凝土某多層鋼筋混凝土框架結構房屋，柱、梁、板混凝土設計的結構強度為設計的結構強度為C25C25級，級，( (其配制強度為其配制強度為31.00Mpa)31.00Mpa)。設。設計

6、圖梁柱的最小截面為計圖梁柱的最小截面為240mm240mm，鋼筋最小間距為，鋼筋最小間距為39mm39mm，樓，樓板厚度為板厚度為90mm90mm。用輕型振動器振搗，要求用普通硅酸鹽水。用輕型振動器振搗，要求用普通硅酸鹽水泥、中砂和碎石。請用重量法及體積法分別設計混凝土配泥、中砂和碎石。請用重量法及體積法分別設計混凝土配合比。合比。7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 46.0aa水泥：水泥：選用選用fceg=32.5MPa級普通硅酸鹽水泥。其富余系

7、數(shù)可達級普通硅酸鹽水泥。其富余系數(shù)可達1.08，要求按實際強度，要求按實際強度fce=35.1Mpa使用。使用。碎石：碎石：碎石可選用連續(xù)級配為碎石可選用連續(xù)級配為531.5mm的、密度不小于的、密度不小于2.6103kg/m3的合格碎石。的合格碎石。砂：砂：其細度模數(shù)為其細度模數(shù)為2.72.73.43.4的中粗砂的中粗砂水：水：自來水自來水坍落度：坍落度：選用坍落度為選用坍落度為353550mm 50mm 回歸系數(shù)：回歸系數(shù)：碎石碎石07. 0ba7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 計算配制強度計算水灰比計算強度標準差確定用水量計算水泥

8、用量確定砂率分別用重量法和體積法運算0.4635.1310.032235.1WC5.01850cmmw=185kg7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 每立方米混凝土的骨料總用量：每立方米混凝土的骨料總用量：m mg0g0+m+ms0s0=2400=2400185185370=1845kg370=1845kg每立方米混凝土砂用量：每立方米混凝土砂用量：m ms0s0=0.335=0.3351845=618kg1845=618kg每立方米混凝土石子用量：每立方米混凝土石子用量：m mg0g0=1845=1845618=1227kg618=12

9、27kg綜合配比為：綜合配比為：m mw0w0:m:mc0c0:m:ms0s0:m:mg0g0=185:370:618:1227=0.5:1:1.67:3.316=185:370:618:1227=0.5:1:1.67:3.3167.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 材料密度：材料密度：1m1m3 3混凝土中：混凝土中：33/101.3mkgc33/100.1mkgw33/1065.2mkgs33/1067.2mkgg水的用量水的用量=18510-3m3水泥用量水泥用量=119.3510-3m3設含氣量設含氣量=1010-3m37.1 普通

10、混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.4 7.1.4 綜合例題綜合例題 每立方米混凝土的骨料總用量：每立方米混凝土的骨料總用量：(Vs+vg)=118510-3 119.3510-31010-3=685.6510-3m3每立方米混凝土砂用量：每立方米混凝土砂用量：ms0=0.335685.6510-32.65103=609kg每立方米混凝土石子用量：每立方米混凝土石子用量：mg0=(685.65229.7) 10-3 2.67 103=1218kg綜合配比為：綜合配比為：mw0:mc0:ms0:mg0=185:370:609:1218=0.5:1:1.65:3.292 檢驗配合比是否與

11、設計要求相符。檢驗配合比是否與設計要求相符。7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.5 7.1.5 試配、調(diào)整及確定試配、調(diào)整及確定 調(diào)整幅度調(diào)整幅度泌水性泌水性粘聚性粘聚性坍落度坍落度檢測檢測調(diào)整調(diào)整7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.5 7.1.5 試配、調(diào)整及確定試配、調(diào)整及確定 (a)(b)(d)(c)坍落度的形狀圖坍落度的形狀圖7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.5 7.1.5 試配、調(diào)整及確定試配、調(diào)整及確定 gscwccmmmm,cpwsgcmmmmm0000材料計算可以用表材料計算可以用表觀密度計算值表示觀密度計算值

12、表示,1ctcc修正修正 2時，不進行時，不進行調(diào)整；調(diào)整； 2時，則應進時，則應進行調(diào)整。行調(diào)整。 當表觀密度實測值當表觀密度實測值與計算值可能不一致與計算值可能不一致 C20C20級混凝土配合比，經(jīng)稠度及強度試驗后，確定配合比如下級混凝土配合比，經(jīng)稠度及強度試驗后，確定配合比如下（每立方米混凝土中各成分的用量）：（每立方米混凝土中各成分的用量）：m mw w=170kg=170kg、 m mc c=293kg=293kg、 m ms s=678kg=678kg、m mg g=1259kg=1259kg，總用量為，總用量為2400kg2400kg。按照試件實測其表觀密度。按照試件實測其表觀密

13、度為為2460kg/m2460kg/m3 3。請計算其校正系數(shù)及確定其調(diào)整后的配合比。請計算其校正系數(shù)及確定其調(diào)整后的配合比。 解：校正系數(shù)解：校正系數(shù)2，應再作調(diào)整。，應再作調(diào)整。 調(diào)整后每立方米混凝土中各成分的用量：調(diào)整后每立方米混凝土中各成分的用量： 其原來配合比為其原來配合比為0.58 : 1 : 2.314 : 4.297，不變，不變 7.1 普通混凝土配合比設計普通混凝土配合比設計p7.1.5 7.1.5 試配、調(diào)整及確定試配、調(diào)整及確定 kgmw3.174025.1170kgmc3.300025.1293kgms0.695025.1678kgmg4.1290025.112597.

14、2 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計 p高性能混凝土初步配合比設計步驟高性能混凝土初步配合比設計步驟水泥水泥 宜用宜用52.552.5級或更高強度的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水級或更高強度的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥用量取泥，水泥用量取400400550kg/m550kg/m3 3。水灰比水灰比 水灰比一般小于水灰比一般小于0.40.4，同時加入高效減水劑。，同時加入高效減水劑。645. 1,0,kcucuff7.2 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計 p高性能混凝土初步配合比設計步驟高性能混凝土初步配合比設計步驟強度等級 C50 C60 C70 C80 C90 C10

15、0 水灰比 0.370.33 0.340.30 0.310.27 0.280.24 0.250.21 0.230.19 高性能混凝土水灰比推薦選用表高性能混凝土水灰比推薦選用表砂率砂率膠凝材料總量（kg/m3） 400450 450500 500550 550600 砂率（%） 40 38 36 34 高性能混凝土砂率選用表高性能混凝土砂率選用表7.2 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計 p高性能混凝土初步配合比設計步驟高性能混凝土初步配合比設計步驟高效減水劑高效減水劑 不同的減水劑其摻量有所不同，用量一般為膠凝不同的減水劑其摻量有所不同，用量一般為膠凝材料的材料的0.5%0.5%1

16、.8%1.8%。超細粉狀礦物活性材料超細粉狀礦物活性材料 高性能混凝土配合比計算步驟高性能混凝土配合比計算步驟 同普通混凝土。同普通混凝土。7.2 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計p綜合例題綜合例題25000000wsgcmmmm%36%100gososommm30/639mkgms 珠江牌珠江牌52.552.5級硅酸鹽水泥，粗集料為石灰?guī)r碎石，粒徑為級硅酸鹽水泥，粗集料為石灰?guī)r碎石，粒徑為5 520mm20mm，表觀密度，表觀密度2.62g/cm2.62g/cm3 3，砂為中粗砂，細度模數(shù)，砂為中粗砂，細度模數(shù)2.82.8，表現(xiàn)密，表現(xiàn)密度度2.62g/cm2.62g/cm3 3

17、，摻加高效減水劑，要求配制坍落度，摻加高效減水劑，要求配制坍落度200mm200mm，強度等，強度等級為級為C60C60的高性能混凝土。的高性能混凝土。 解：用表觀密度法（解：用表觀密度法（2500kg/m2500kg/m3 3）計算：）計算：取水泥用量為取水泥用量為550 kg/m550 kg/m3 3，水灰比為，水灰比為0.320.32，用水量為，用水量為175 kg/m175 kg/m3 3，砂率為砂率為36%36%。按表觀密度法和砂率得以下方程按表觀密度法和砂率得以下方程30/1136mkgmg將已知帶入得：將已知帶入得：7.2 高性能混凝土配合比設計高性能混凝土配合比設計p綜合例題綜

18、合例題試配實測表觀密度為試配實測表觀密度為2457kg/m2457kg/m3 3, ,故校正系數(shù)故校正系數(shù)K=2457/2500=0.983K=2457/2500=0.983，所以單方混凝土材料用量為：，所以單方混凝土材料用量為：試配檢驗強度和流動性試配檢驗強度和流動性 以水灰比以水灰比0.300.30、0.320.32、0.340.34拌制混凝土，加入適量拌制混凝土，加入適量高效減水劑，控制坍落度在高效減水劑，控制坍落度在200mm200mm左右。左右。kgmwo172kgmco541kgmso628kgmgo11167.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p輕集料混凝土初步配合

19、比設計輕集料混凝土初步配合比設計 輕集料混凝土的輕集料混凝土的 配制強度同普通配制強度同普通 混凝土?；炷痢Ｋ嗥贩N和強度水泥品種和強度 等級等級水泥用量水泥用量 水泥用量與配制水泥用量與配制 強度、輕集料的強度、輕集料的 密度等級有關。密度等級有關。輕集料混凝土合理水泥品種和強度等級的選擇輕集料混凝土合理水泥品種和強度等級的選擇 混凝土強度等級 水泥強度等級 水泥品種 CL10CL15CL2042.5火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥CL20CL25CL3042.5CL30CL35CL40CL45CL5052.5（或62.5）礦渣硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥硅酸鹽水

20、泥7.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p輕集料混凝土初步配合比設計輕集料混凝土初步配合比設計 水灰比水灰比輕集料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量輕集料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 所處的環(huán)境條件 最大水灰比 最小水泥用量（kg/m3） 配筋的 無筋的 不受風雪影響的混凝土 不作規(guī)定 250 225 受風雪影響的露天混凝土；位于水中及水位升降范圍內(nèi)的混凝土和在潮濕環(huán)境中的混凝土 0.7 275 250寒冷地區(qū)位于水位升降范圍內(nèi)的混凝土和受水壓作用的混凝土 0.65300275嚴寒地區(qū)位于水位升降范圍內(nèi)的混凝土 0.63253007.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比

21、設計p輕集料混凝土初步配合比設計輕集料混凝土初步配合比設計 用水量用水量 輕集料混凝土用水量有兩種，一為輕集料使用前輕集料混凝土用水量有兩種，一為輕集料使用前1h的預吸水的預吸水量量(稱為附加水量稱為附加水量)，二為攪拌時用水量，二為攪拌時用水量(稱為凈用水量稱為凈用水量)。 用水量可用水量可按水泥用量、最小水灰比和稠度考慮。按水泥用量、最小水灰比和稠度考慮。砂率砂率 輕集料混凝土的砂率應按體積砂率計算。輕集料混凝土的砂率應按體積砂率計算。細、粗集料用量細、粗集料用量 細、粗集料的計算應用體積法。體積法對輕集料混凝土有細、粗集料的計算應用體積法。體積法對輕集料混凝土有 兩種，如為砂輕混凝土，則

22、用絕對體積法兩種，如為砂輕混凝土，則用絕對體積法(即密實體積法即密實體積法)；如；如 全輕混凝土，則用松散體積法全輕混凝土，則用松散體積法。7.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p輕集料混凝土初步配合比設計輕集料混凝土初步配合比設計 復查干表觀密度復查干表觀密度 cdcd1.15m1.15mc c m ma a m ms s總用水量總用水量mwl mwn mwa外加劑和粉煤灰的摻用外加劑和粉煤灰的摻用 7.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p試配、調(diào)整及確定配合比試配、調(diào)整及確定配合比 輕集料混凝土的試配、調(diào)整及確定配合比方輕集料混凝土的試配、調(diào)整及確定配合比方法同

23、普通混凝土。法同普通混凝土。 某批量生產(chǎn)的預制粉煤灰陶?；炷翂Π?，設計強度某批量生產(chǎn)的預制粉煤灰陶粒混凝土墻板，設計強度為為CL20CL20級，密度等級為級，密度等級為1600kg/m1600kg/m3 3，坍落度要求為，坍落度要求為303050mm50mm，粉煤灰陶粒最大粉徑為，粉煤灰陶粒最大粉徑為15mm15mm，細集料為天然的河砂，細集料為天然的河砂，細度模數(shù)為細度模數(shù)為2.72.73.03.0，請設計砂輕混凝上的配合比。，請設計砂輕混凝上的配合比。 輕粗集料的干表觀密度為輕粗集料的干表觀密度為1250kg/m1250kg/m3 3，筒壓強度，筒壓強度4.0Mpa4.0Mpa，1h1h

24、的吸水率為的吸水率為1616； 天然砂的密度為天然砂的密度為2600kg/m2600kg/m3 3； 強度標準差無資料，查表得，強度標準差無資料，查表得，5.0 MPa5.0 MPa。7.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p綜合例題綜合例題 7.3 輕集料混凝土配合比設計輕集料混凝土配合比設計p綜合例題綜合例題 配制強度計算配制強度計算f fcu,ocu,of fcu,kcu,k+1.645+1.6455 520207.2257.22527.225MPa27.225MPa 水泥品種及強度等級，查表，用水泥品種及強度等級，查表，用42.542.5級的普通硅酸鹽水泥，級的普通硅酸鹽水泥，其密度為其密度為3100 kg/m3100 kg/m3 3； 水泥用量，查表，定為水泥用量，查表，定為330 kg/m330 kg/m3 3；