普通水泥混凝土组成设计课件.pptx

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1、1 原材料的技术要求2 普通混凝土组成设计3 普通水泥混凝土设计例题,普通水泥混凝土组成设计,主要任务：选料单项原材料质量优选 配料各项原材料最佳比例确定,根据设计目标、施工条件选料,配料，确定各材料的最佳用量,配置混凝土,满足,和易性,设计强度,耐久性,1、水泥品种和强度等级水泥是混凝土的胶结材料，对性能的影响很大。费用高，选材需慎重选用原则：满足强度要求、收缩小、和易性好和经济性好,水泥品种,根据,工程性质,所处环境,施工条件,选用5大水泥,1 原材料的技术要求,1、水泥品种和强度等级,水泥标号,水泥标号,混凝土强度,相适应,水泥标号，混凝土强度 若过高，则水泥用量过低，影响若过低，则水泥

2、用量太多，不经济，收缩大,和易性,耐久性,1 原材料的技术要求,一般混凝土高强混凝土路面混凝土 根据交通等级所要求的设计抗折强度确定 优选早强型水泥，缩短养护时间,粗集料有卵石(砾石)和碎石,是主要组成材料要保证具有稳定的物理性能、化学性能，不能与水泥发生有害反应。,2、粗集料,1 原材料的技术要求,必须具有足够的强度用 表示不同强度等级混凝土对粗集料技术等级的选择见表：,强度与坚固性,岩石抗压强度,压碎值,2、粗集料,1 原材料的技术要求,为保证耐久性，应对碎石或卵石进行坚固性（硫酸钠）试验。,强度与坚固性,2、粗集料,1 原材料的技术要求,国标（GB/T 146852001）：含泥量、有机

3、物含量、硫化物及硫酸盐含量等不得大于相应等级的技术要求，并应对混凝土所用的碎石或砾石进行碱活性检验。,有害杂质,包括,粘土,淤泥,硫化物,对混凝土有腐蚀作用,硫酸盐,有机质,粘附于集料表面，影响水泥与集料的粘结，降低抗渗、抗冻性,2、粗集料,1 原材料的技术要求,最大粒径dmax dmax，单位用水量，和易性,最大粒径及颗粒形状与级配,dmax，比表面积 湿润石料所需水量，水泥浆变稀 当 一定，加大dmax，可 截面允许时，应尽量增大dmax，以节约水泥 但是，抗拉强度会降低,改善和易性,提高耐久性,2、粗集料,1 原材料的技术要求,最大粒径及颗粒形状与级配,规定：dmax dmax dmax

4、，且dmax40mm,2、粗集料,1 原材料的技术要求,最大粒径及颗粒形状与级配,颗粒形状 表面粗糙，棱角性强，强度，但流动性差 一定，光滑卵石，强度，但和易性好 粗集料尽量采用立方体,针片状颗粒抗折强度低，影响和易性规定：针+片 含量5%（I级粗集料）针+片 含量15%（II级粗集料）针+片 含量25%（III级粗集料）,2、粗集料,1 原材料的技术要求,最大粒径及颗粒形状与级配,级配 为获得 的混凝土，级配必须良好,可用级配,连续级配（常用）,单粒级+连续级配,单粒级,密实、工作性好、不易离析,密实、工作性好、不易离析,经技术分析表明不离析或不影响混凝土质量时，方可采用,规范（GB/T 1

5、4685-2001）采用了6个连续级配 5个单粒级级配,2、粗集料,1 原材料的技术要求,可采用 的，或,河砂,海砂,山砂,机制砂,压碎值与坚固性,应具有一定的强度和坚固性，混凝土强度等级与细集料技术等级的关系见表：,3、细集料,1 原材料的技术要求,级配与细度模数,优质砂,高密,比表面小,易拌合、节约水泥,耐磨、高强,规范（GB/T 14684-2001）：细度模数 的砂，按0.6mm累计筛余分为3个区,3、细集料,1 原材料的技术要求,细集料的级配应符合下表规定：,级配与细度模数,3、细集料,1 原材料的技术要求,级配与细度模数,3、细集料,1 原材料的技术要求,III区细砂,II区中砂,

6、I区粗 砂,选用原则 在任一个区均可，最好在II区，在I、III区时，需调整落入I区，用砂量应大于II区，否则会落入III区，用砂量应小于II区，否则有耐磨要求时，小于0.075mm的颗粒应3%,级配与细度模数,内摩阻力大,保水性差,不易捣实,比表面大,工作性差,3、细集料,1 原材料的技术要求,有害杂质,降低水泥石的粘附性,妨碍水泥的水化,与水化物发生不良反应,含泥量 和 泥块含量（尘屑、淤泥等）d5mm，手捏后d2.5mm,泥,无粘性且,形成包裹层,增大需水量,松散状,体积不稳定,湿胀，干缩变形大,规定：15%(泥)12%(泥块),C3060，2%C30，5%,3、细集料,1 原材料的技术

7、要求,有害杂质,云母：薄片状，表面光滑，易风化、沿节理开 裂，粘结性差 GB规定，2%,轻物质：多孔，疏松 2.0g/cm3 GB规定，1%,有机质含量：动植物腐殖质、腐残土 延缓水泥硬化，降低混凝土强度 检验：比色法 标准溶液=鞣酸粉+3%Na(OH)试样溶液=试样+3%Na(OH),颜色对比,摊成薄层、露天、日照，以消除有机质影响,3、细集料,1 原材料的技术要求,有害杂质,硫化物和硫酸盐：硫铁矿FeS2，石膏CaSO42H2O GB规定，折算成SO31%,检验：BaCl2溶液做定性试验，有白色沉淀 再做定量试验。,3、细集料,1 原材料的技术要求,包括：饮用水、天然水、地下水、海水及经适

8、当处理后的工业废水。凡能饮用的水，均可拌制，无需检验工业废水、海水、沼泽水，pH4,均不能用。海水可用于拌制素混凝土，但不宜用于含糖类和脂肪的水，不得使用。,有饰面要求的混凝土,有耐久性要求的混凝土,大体积混凝土、特种混凝土,4、拌和用水,1 原材料的技术要求,混凝土拌合用水应符合下表的规定,4、拌和用水,1 原材料的技术要求,外加剂：能改变混凝土某些性能的物质，一般在混凝土拌合前或拌合过程中加入，且掺量不超过水泥质量的5%。掺合料：能改善施工和易性、降低混凝土水化热、调解凝结时间等。,粉煤灰,粒化高炉矿渣,沸石粉,掺合料,硅粉,复合型掺合料,早强剂,引气剂,减水剂,外加剂,缓凝剂,5、外加剂

9、和掺合料,1 原材料的技术要求,混凝土配合比的表示方法单位用量法 以每m3混凝土中各材料的用量（KG）表示 水泥330kg，水185kg，砂598kg，石子1281kg相对用量法 以水泥质量为1表示其他材料的相对关系 C：S：G；W/C=1：1.81：3.88；0.5 水泥：砂：石子；水灰比,2 普通混凝土组成设计,施工配合比,设计配合比,基准配合比,初步配合比,施工现场调整含水量,复核强度及其它要求,调整施工和易性,确定组成材料比例,组成设计流程,2 普通混凝土组成设计,（1）和易性 构件截面尺寸坍落度大小根据 钢筋疏密 查表确定 施工方式来,1、配合比设计指标,和易性,I,II,III,耐

10、久性,强度,2 普通混凝土组成设计,1、配合比设计指标,2 普通混凝土组成设计,（1）和易性,（2）混凝土配制强度,（路面,，桥梁 C30以上）,根据,并满足强度保证率要求，即,按近期强度资料或查表求得,结构设计 强度等级,例如C50,用途,1、配合比设计指标,2 普通混凝土组成设计,（3）耐久性取决于水灰比 和水泥用量，查表确定,1、配合比设计指标,2 普通混凝土组成设计,配制强度,水灰比,用水量,砂率,水泥用量,粗细集料,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,（1）计算混凝土配制强度 不稳定性材料，涉及多种工序，强度有波动配置强度应高于设计强度,（2）计算水灰比并校核,水灰比定则,2

11、、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,按耐久性校核,取用,取用,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,（2）计算水灰比并校核,（3）确定用水量干硬性和塑性混凝土流动性和大流动性混凝土,依据经验或查表选用(表4-13),根据,工作性dmax,细砂，增大；粗砂，减少用水量（510kg/m3）,未掺外加剂时，以坍落度90mm的用水量为基础，每增大20mm，用水量增加5kg/m3掺加外加剂时，依公式确定,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,（4）选用砂率,坍落度在1060mm，根据集料品种及dmax、查表,坍落度60mm，每增大20mm，增大1%坍落度10mm，按经验确定,2、初步配

12、合比设计,2 普通混凝土组成设计,（5）计算单位水泥用量,按耐久性校核,取用,取用,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,体积法：,（6）计算粗、细集料单位用量 已知,密度法,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,方法比较:质量法 简单，无须各种组成材料密度数据 若积累了当地常用材料所组成的混凝 土湿表观密度，结果亦准确 体积法 结果较为准确,通过上述6步，提出初步配合比,（6）计算粗、细集料单位用量,2、初步配合比设计,2 普通混凝土组成设计,初步配合比借助于 计算得到，还需检验试拌：采用工程用原材料、相同的搅拌方法 以初步配合比为依据、除集料水分工作性校核：,3、试验室配合比试

13、配、调整与确定（1）基准配合比,经验公式经验表格经验参数,坍落度维勃值,不满足要求时，需调整,或粘聚性和保水性能不好,2 普通混凝土组成设计,调整方法：保持W/C不变，同时增（减）水泥或用水量，即增（减）砂浆调整砂率，若粘聚性和保水性能不好，增大砂率，反之减小若坍落度大，保持砂率不变，适当增加骨料,通过上述步骤，提出基准配合比,3、试验室配合比试配、调整与确定（1）基准配合比,2 普通混凝土组成设计,强度检验 经工作性调整的混凝土，W/C未必合适 强度不一定满足要求，需检验强度,3、试验室配合比试配、调整与确定（2）设计配合比,2 普通混凝土组成设计,确定用水量取基准配合比用水量,强度检验时测

14、定坍落度/VB值与要求值相差超过允许偏差时，需调整用水量也可将砂率酌情增加或减少1%,坍落度小，则增加；坍落度大，则减小,？酌情确定,3、试验室配合比试配、调整与确定（2）设计配合比,2 普通混凝土组成设计,单位水泥用量砂、石用量 体积法、密度法再根据实测拌合物的湿表观密度修正配比,湿表观密度,校正系数,3、试验室配合比试配、调整与确定（2）设计配合比,2 普通混凝土组成设计,当 设计配合比 当，则,3、试验室配合比试配、调整与确定（2）设计配合比,2 普通混凝土组成设计,现场露天放置，砂石含水量处于变化之中，而 实验室配比计算与调整以干燥状态为基础 需进行含水量校核实测工地砂、石子的含水率，提出施工配比,4、施工配合比,2 普通混凝土组成设计,组成材料普通硅酸盐水泥42.5级，实测28d抗压强度为46MPa，密度=3100kg/m3；中砂，表现密度=2650 kg/m3，施工现场砂含水率为2%；碎石：最大粒径=31.5mm，表观密度=2700 kg/m3，施工现场碎石含水率为1%。水：自来水。设计要求某钢筋混凝土桥T梁用混凝土，混凝土设计强度C40，强度标准差为5.0MPa，要求混凝土拌合物坍落度为3550 mm。试确定该混凝土的设计配合比和施工配合比。设计过程,3 普通混凝土设计例题,