第三章 物料平衡計(jì)算

第三章物料平衡計(jì)算第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月物料平衡計(jì)算的作用：

1．計(jì)算從原料進(jìn)廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型及人員編制的依據(jù)。2．計(jì)算各種原料、輔助材料及燃料需要量作為總圖設(shè)計(jì)中確定運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備和計(jì)算各種堆場、料倉面積的依據(jù)。3．計(jì)算水、電和勞動(dòng)力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標(biāo)，作為公用設(shè)計(jì)和計(jì)算產(chǎn)品成本等的依據(jù)。

第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、物料平衡計(jì)算的基礎(chǔ)資料混凝土制品廠物料平衡計(jì)算的基礎(chǔ)資料：工廠規(guī)模，混凝土構(gòu)件產(chǎn)品方案；每種構(gòu)件混凝土或者鋼筋工程數(shù)量；混凝土各種類型配比；車間工作制度——生產(chǎn)周制度，生產(chǎn)班制度。第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容混凝土配合比計(jì)算2混凝土配合比實(shí)例3配合比設(shè)計(jì)和物料平衡表4產(chǎn)品大綱1第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱產(chǎn)品規(guī)格(mm)每個(gè)管樁體積(m3)年產(chǎn)量(根)C70預(yù)應(yīng)力混凝土管樁Φ500×100001.25645000預(yù)應(yīng)力混凝土管樁制廠產(chǎn)品方案第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量(塊)混凝土型號(hào)CRTSⅡ型無砟軌道板5600C55無砟軌道板廠產(chǎn)品方案長（mm）寬（mm）厚（mm）每塊板重（t）橫向配置φ10預(yù)應(yīng)力鋼筋（根）縱向配置Φ20精軋螺紋鋼筋（根）每塊板混凝土用量（m3）645025502008.66063.45第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、混凝土配合比計(jì)算配合比四項(xiàng)要求確滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求；滿足混凝土施工所要求的和易性；滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求；符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。配合比步驟確定混凝土基準(zhǔn)配合比確定試配、調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比計(jì)算施工配合比第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比

1.計(jì)算施工配制強(qiáng)度fcu,0式中:fcu,0——混凝土配制強(qiáng)度，MPa；

fcu,k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強(qiáng)度等級(jí)值，MPa；

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計(jì)資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定：計(jì)算時(shí)，強(qiáng)度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20和C25級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值σ＜2.5MPa時(shí)，取σ＝2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于或大于C30級(jí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值σ＜3.0MPa時(shí)，取σ＝3.0MPa；當(dāng)無統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，其值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204）的規(guī)定取用。強(qiáng)度等級(jí)＜C20C20～C35≥C35標(biāo)準(zhǔn)差σ，MPa4.05.06.0第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.確定水灰比

(1)按混凝土強(qiáng)度要求確定水灰比或

式中：αa、αb——回歸系數(shù)；當(dāng)不具備試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可取碎石混凝土αa＝0.46，αb＝0.07；卵石混凝土αa＝0.48，αb＝0.33。

fce——水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值，MPa

當(dāng)無水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值時(shí)，其值可按下式確定：

fce,g——水泥強(qiáng)度等級(jí)值，MPa(2)復(fù)核耐久性為使混凝土耐久性符合要求，按強(qiáng)度要求計(jì)算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時(shí)取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3.確定用水量水灰比在0.40～0.80范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。干硬性混凝土的單位用水量，kg

拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目指標(biāo)102040162040維勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月塑性混凝土的單位用水量，kg

（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。（3）流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土：不摻外加劑時(shí)，以坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm，用水量增加5kg計(jì)算；摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量可按下式計(jì)算：

mwa＝mw0（1－β）拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4.計(jì)算水泥用量mc（1）計(jì)算（2）復(fù)核耐久性

將計(jì)算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計(jì)算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月5.確定砂率βs（1）坍落度為10～60mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗(yàn)確定；也可在下表基礎(chǔ)上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％確定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定?；炷辽奥剩?/p>

水灰比mw/mc卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算法：根據(jù)砂填充石子空隙，并稍有富余，以撥開石子的原則來確定。式中：βs——砂率，%；

ms0、mg0——分別為每立方米混凝土中砂子及石子用量，kg；、——分別為每立方米混凝土中砂及石子松散體積，m2；、——分別為砂和石子的堆積密度，kg/m3。

P’——石子空隙率，%；

β——砂漿剩余系數(shù)，一般取1.1~1.4。第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月6.計(jì)算砂、石子用量ms0、mg0

（1）體積法又稱絕對(duì)體積法。1m3混凝土中的組成材料——水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實(shí)后，混凝土的體積為1m3，即：

Vc+Vs+Vg+Vw+Va

＝1解方程組，可得ms0、mg0

。式中：ρc

、ρs

、ρg

、ρw—分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3；

α—混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取α＝1。第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）質(zhì)量法質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp

，kg。解方程組可得ms0、mg0。式中：mc0、ms0、mg0、mw0——分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；

mcp——1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg?？扇?350～2450kg/m3。

βs——混凝土砂率。7.計(jì)算基準(zhǔn)配合比（1）以1m3混凝土中各組成材料的實(shí)際用量表示。（2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y，mw/mc

＝？第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)試配調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比1.試配

按基準(zhǔn)配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強(qiáng)度。2.調(diào)整（１）調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比

測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能：如實(shí)測坍落度小于設(shè)計(jì)要求，可保持水灰比不變，提高水泥漿用量；如實(shí)測坍落度大于設(shè)計(jì)要求，可保持砂率不變，提高骨料用量；如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率。每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實(shí)際體積密度（ρc,t）。第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）強(qiáng)度調(diào)整

一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強(qiáng)度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定3.設(shè)計(jì)配合比的確定根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0）相對(duì)應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量：單位用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計(jì)算確定；粗集料和細(xì)集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進(jìn)行校正：①按上述方法確定的各組成材料用量按下式計(jì)算混凝土的體積密度計(jì)算值ρc,c：

ρc,c＝mc+ms+mg+mw②應(yīng)按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)δ：式中：ρc,t——混凝土體積密度實(shí)測值，kg/m3；

ρc,c——混凝土體積密度計(jì)算值，kg/m3。③當(dāng)體積密度實(shí)測值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2％時(shí)，按①條確定的配合比即為設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)二者之差超過2％時(shí)，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)δ，得到設(shè)計(jì)配合比。通常簡易的做法是：通過試壓，選出既滿足混凝土強(qiáng)度要求，水泥用量又較少的配合比為所需配合比，再做表觀密度的校正。第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)計(jì)算施工配合比假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a％和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為：＝mc＝ms×（1+a％）＝mg×（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％

施工配合比可表示為：第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月配合比設(shè)計(jì)實(shí)例要求該攪拌站為某建筑公司配套的專用攪拌站，其混凝土主要用在正常的居住或辦公房屋內(nèi)部件?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40，要求強(qiáng)度保證率95%。要求混凝土拌和物的坍落度為35～50mm，施工單位為歷史統(tǒng)計(jì)資料。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計(jì)條件水泥砂石減水劑P.O42.5級(jí),水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)為1.10--1.13(取1.13),密度為3.11g/cm3中砂表觀密度2.64g/cm3堆積密度1.50g/cm3碎石表觀密度2.70g/cm3堆積密度1.55g/cm3石子最大粒徑20mmTMS減水率18%摻入量1.0%~1.2%(取1.0%)第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土配合比計(jì)算確定配置強(qiáng)度根據(jù)課本知識(shí)得，混凝土配制強(qiáng)度為：則本設(shè)計(jì)混凝土實(shí)設(shè)強(qiáng)度為49.87MPa確定水灰比根據(jù)圖紙和技術(shù)規(guī)范得

得w／c=0.43

本設(shè)計(jì)的水灰比為0.43，查下表混凝土最大水灰比和最小水泥用量得水灰比符合要求第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土配合比計(jì)算環(huán)境條件

結(jié)構(gòu)物類別

最大水灰比最小水泥用量（kg/m3）素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內(nèi)部件不作規(guī)定