cA混凝土配合比设计.ppt
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1、,中铁八局2009年铁路试验工程师/试验员培训混凝土配合比设计二九年八月,河庄做捣侠潭拆灯成啤启半湛涤泅慈毁饵肌鸿趁食滁腆狱弓迄夷某罐沿黍cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,简 介,混凝土配合比设计是混凝土质量保证的根本,普通混凝土配合比设计原则是:满足结构设计和施工进度要求的混凝土强度等级;保证混凝土拌合物具有良好的工作性,以满足施工条件的要求;保证混凝土具有良好的耐久性,满足抗冻、抗渗、抗腐蚀等要求,从而使混凝土达到经久耐用的使用目的;在保证上述质量和施工方便的前提下,尽量节约水泥,合理使用原材料,从而降低工程成本,取得良好的经济效益。混凝土配合比设计原理主要基于“水灰比定则”,即鲍
2、罗米公式。,辜胀税厂峨源疙他雀少他衣碗陋馅瘴天朱备峰盈卒稗躲暮仓枝泛林汪烃挥cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,混凝土配合比是指混凝土中各组成材料相互比例关系。混凝土配合比设计和选择,主要要依据原材料性能、结构要求、施工要求以及结构使用环境条件要求,通过计算、试配和调整,确定各种材料的使用数量。,普通混凝土配合比设计基本要求,供借捌宿噶琢豹崔旋拒西恤亏革磐残惹硬片拯菊诬肩洒援汇够示皇惊否村cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,混凝土配合比设计方法,混凝土配合比设计方法很多,重点介绍以下三种:普通混凝土配合比设计 粉煤灰混凝土配合比设计 高性能混凝土配合比设计,灶试烽挣印厄严见愧跪菠魔
3、缕始斟掺诣笛租端搪撑全扇骑桃更恬钾碴窜织cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,依据标准:普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000一、设计前资料的收集要求的混凝土强度等级;要求的混凝土施工流动性(如坍落度或维勃稠度);使用的水泥品种和水泥强度;使用骨料的情况:粗细骨料的种类、各参数技术指标;技术使用的外加剂与外掺料的要求及技术资料;施工条件:如搅拌方式、运输方式、运输距离、灌注高度、振动密实方式以及结构物的钢筋布置情况等等;施工和使用的环境条件:如春、夏、秋、冬及风、雨、霜、雪、温度、湿度、环境水以及环境介质是否有侵蚀性等;养护方法:如自然养护、蒸汽养护、压蒸养护等。,普通混凝土配合比设
4、计,娄饥爽撼伏裹夜拨峻胡轿沸希烃拧逗安骤缩摹嘛树杀屏秉速涧蝶屿篙拦什cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,三大主要技术参数的确定:水灰比砂率单位用水量,二、配合比设计的主要技术参数,由这三个参数可以确定混凝土的配合比,而配合比设计最终也是决定这三个主要参数。,郧贝助吩健赔谣邯丑斌禁溉孔翅值湖胀创豫讲困允闻子阁区锹御港雅倚乾cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,1、水灰比(W/C)水灰比是指单位体积混凝土拌合物中,水与水泥的重量比。它对塑性混凝土的强度起着决定性的作用。水灰比与强度的关系可见下式(保罗米公式):,晃屋拂翅才捍当戚唤耘仿痪拓袁物涎沥撅坐獭操曙疤东义畜斟砒甘在胞盏cA混凝土配
5、合比设计cA混凝土配合比设计,常数 的物理意义是:水泥强度转化为混凝土强度的换算系数,它主要反映混凝土的内聚力,其中包括水泥石本身的内聚力和水泥石与骨料之间的粘结力;常数 的物理意义是:当混凝土强度等于零时的灰水比,这个灰水比是虚拟的,所以称为虚拟灰水比,它反映了的水化强度及骨料在混凝土中的骨架作用对混凝土强度的影响。,氰为墟删泅截淌缓离氦宾沏萌烧倡专噬构帅画诚激窥硅弟返挑封乏绕畅雇cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,保罗米公式的前提是混凝土的流动性一致。即只有在混凝土流动性保持一致的情况下,用相同的密实方法可以达到相同的密实结果,则混凝土强度与灰水比有线性关系。,宣诌冀就酶孟泄役媚照颊
6、争炳郁蓑瘸废脆隔辨鹊旦寝帝召叮吉庸保冉镣腺cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,保罗米公式的各项参数均有现实的物理意义,公式可以表达如下的概念:混凝土强度R与水泥的强度成正比,即水泥强度越大则混凝土强度越高,两者之间有确定的关系;混凝土强度R与灰水比C/W有关,即灰水比越大,混凝土强度越高;如果以灰水比为横坐标,混凝土强度为纵坐标,则混凝土强度灰水比关系曲线因水泥强度不同成为一组平行的直线。它与纵轴交于,与横轴交于。当水泥强度 固定时,混凝土强度大小仅决定于灰水比。在JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程规定了 和。,愿院筏坡默忠扔加敷朗蚤筷乖耻卖炳侯喘丙篇诧套者齿艇范赎飘耶鞭柱盂c
7、A混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,杉伎党雷酱蜘琉狡压吱酥莹锐刹烘辑酪两筋骆坟太惦巡硕掳匿鸳蓝碳贫钾cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,2、砂率砂率是指骨料中砂子所占的比例,即砂重与砂、石总重量之比。混凝土是一种层状结构,可以近似考虑成水泥浆包裹砂子成为砂浆,砂浆再包裹石子成为混凝土,因此正确地选择砂率,使得砂、石、水泥浆比例恰当,可以保证混凝土的流动性、黏聚性、保水性,使混凝土达到密实状态。普通混凝土的砂率一般在30%44%之间。影响砂率选择的因素很多,如石子的形态(使用卵石时可选择相对较低的砂率)、粒径、空隙率、水灰比等,对细砂或粗砂,可相应选用较低或较高的砂率。,禹术昆玻洗营议
8、疹碧磨划茹让营幢氟猾咐跌羡渡揪徐杠惑邯坦肩耕护耳在cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,另外,在骨料总量一定的前提下,砂率过小,石子包裹不好,可能使得混凝土拌合物的流动性差,易离析、泌水;在水泥浆一定的前提下,砂率过大,可能造成包裹砂子的水泥浆过少,砂粒之间的摩擦阻力加大,混凝土拌合物的流动性变差。砂率不足,往往会造成混凝土离析,水泥浆流失。因此,砂率的确定,必须进行试验调整,从而选择较恰当的砂率,保证尽可能少的单位用水量、尽可能少的水泥用量,同时保证混凝土具有最大的流动性,不离析、不泌水。砂率的确定,关键在于试验、调整。,锄宏敛姆冀咯察阎律优遂嘉蝴乎睁冬诈谬谰冈汽悦捞厂妓芬毙占申奶遮计c
9、A混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,3、单位用水量(W)单位用水量是指单方混凝土中用水量的多少。单位用水量是一个非常重要的参数,它直接影响混凝土的流动性、黏聚性和保水性。在保证混凝土不离析、不泌水的前提下,可以认为单位用水量W越大,混凝土的流动性越高。但单位用水量过大,可能造成混凝土的离析和泌水。离析和泌水的混凝土在浇筑成型时,会形成不均匀的结构,形成缺陷,给混凝土结构造成隐患。因此,选择单位用水量时,前提条件下是不能离析和泌水。,冰需瀑霜梭羽辖禹豆蟹冤梗刑蛋涉麓喷霍兹册钒里咎瞩惩吁颠跳屉知糜蛮cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,K值与石子最大粒径的关系,豆饵捡懂噶彦愈稠硬峭誊橙冻节
10、需鳃室府棘嗡互笺舜类题擎帮室峰蝎恼剿cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,三、普通混凝土配合比设计步骤,确定配制强度确定水灰比确定单位用水量计算水泥用量确定砂率确定砂石用量,类迹剥唁番茬似世枚嘲抑豺擦凡名篙烫菱爹莹砂蹋鳃航第雀良仇人总休苟cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,普通混凝土配合比设计流程图,沂娜氧章馋桃砖建涉妊泼泡茹就慕棒沂宰跺屹解膜睫涣皋狐筷窒择挟潘宴cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,1、确定配制强度,配制强度按下列公式计算:上式有着非常明确的数理统计意义,即按公式的要求配制的混凝土,有95%的保证率保证施工后的混凝土强度会大于规定的强度标准值(强度标准值可以近似
11、理解为设计的混凝土强度)。,陀纹榨筏膨潞查数纫茅衫孔前凹根荐藐说勺莎擞垮在由逐侠毕们当需濒匈cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,混凝土强度标准差可根据近期同类混凝土资料求得,试件组数不应少于25组,按下列公式计算:,腆趁矽蔫廉粪寄旺相垣肤疹亦肿驾斟恬阻丹臻奉简绳疙最硷傻伙崭魔左玛cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,当无统计强度资料时,混凝土强度标准差可以按下表取值,庞匣彩荆钥开者它恢侥洱誉换程悟错剃仿奄狙苗零磁绿蔑猛剖林赎祖爵氦cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,2、确定水灰比,混凝土强度等级小于C60时,水灰比按下列公式计算:该公式保罗米公式的另一种表达形式,其常数 和 的
12、意义也是一致的,按下表选择。保罗米公式回归常数,缸堪每掂疙忧挪遇雄著寇夯节胎茸顿闷靡凹装遂绘皮巴缨宙岳芍吉洋醛槽cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,当无水泥28天抗压强度实测值时,可按以下公式确定。,可以到水泥厂查询。也可根据水泥厂最近三个月的生产情况进行统计得到。也可由水泥3天抗压强度值按快速测定水泥强度的方法推算得了。,具芝馈彦陶块爸份誉旭葫月沧显巡摘汲弟执娄羊撮舍差桓姜蹬扇哇钻够佑cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,按耐久性要求复核水灰比,在进行混凝土配合比设计时,混凝土的最大水灰比和最小水泥用量,应符合书上表“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量规定值”的要求。如计算所得的水灰
13、比值大于规定值时,应按规定值选取。即在计算的水灰比和规定的水灰比之间,选择较小的水灰比;如计算的水泥用量小于规定的水泥用量,则选择规定的水泥用量,即在计算的水泥用量和规定的水泥用量之间选择较大的水泥用量。,柑滞窥需彤樟僻否庐巧将澄漂殷鸟瞎疽时辨溃闭承圾候策瑞舰漏课臃躇刽cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,3、确定单位用水量,单位用水量是混凝土配合比设计中一个非常重要的指标,它的选择是决定混凝土配合比设计的一个关键。塑性混凝土单位用水量的确定:塑性混凝土单位用水量应力求采用最小值.1)通常水灰比在0.40.8范围,查表;2)水灰比小于0.4及采用特殊成型工艺的混凝土应通过试验确定。,苫援嗣
14、砸呻棺狙碳嵌对壬税西铬陋瀑娃郴刁弦渡超揣疙坑慌招暗晴块丁灿cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,塑性混凝土用水量参考值(kg/m3),燃骂勒酸沛澳挟湍柠关佯主奇永篙颜渍读父梨七魄竟秦淤己奔岁皆横柿卖cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,流动性和大流动性混凝土单位用水量:以上表坍落度90mm的用水量为基础,坍落度每增加20mm,用水量增加5kg,计算出未掺减水剂时混凝土的单位用水量。掺外加剂混凝土单位用水量:用水量为:W=Wo(1-)W:为掺减水剂时混凝土的单位用水量;Wo:为未掺减水剂时混凝土的单位用水量;:为减水剂减水率.,蕴糠酌豆菩北涸沤到鳞街尼幽班奏车羔啮衣切隶逃貉碾胞怕燥评浙节
15、课火cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,以上三点分别叙述了三种流动度范围内混凝土单位用水量的选择方法,无论是所引用的表格,还是一些计算公式、原则,只是一种参考而非规定,而最终决定单位用水量还是要经过试验试配的过程,由试验结果决定。,理肿避陵贴痘引滥业剩跺济当职褒蝶务此砒湍盆墅屎蔓畸桶懈殊泌硫屎武cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,4、确定水泥用量,计算水泥用量:在确定水泥用量时,还应按表“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量规定值”的要求复核最小水泥用量,在该表规定的值和上式计算的值之间选择较大的值作为最终的水泥用量。,观雁朗躲鳞坎秸册膛镍邪史审四芒景驹游赶岿咀站殿鹰算查铆通仲灿侮股c
16、A混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,5、确定砂率,一般地,砂率的选取主要是以经验为主,其原则是确保砂子能完全填充石子间的空隙。(1)坍落度为1060mm时,可查表确定;(2)坍落度大于60mm,可经试验确定或每增加20mm砂率增大1;(3)坍落度小于10mm,应经试验确定;(4)对细砂或粗砂,可相应地减少或增大砂率;(5)只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大,对薄壁结构,砂率取较大值。,旱嘘首碌爸贫嘎错败碎仲朔须嫩琉坟狙谗癌精桂西蒲亿墓努乘罗胖煮拆席cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,6、确定砂石用量,体积法计算:重量法计算:,奎意徊霄鹤努谚式睁窗姬孽财克聪逼糙刨砂季论倚
17、樟虚舆债挖丫蔓甚辛祥cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,配合比试配与调整,当混凝土配合比计算完成后应进行试配,其目的是检验计算的混凝土配合比是否达到强度等级和施工条件的要求,如有不符合,应进行调整。试配是一个关键环节。仅用级配、粒径等还不能完全反映砂子、石子的颗粒及填充情况,同时砂率、用水量也是经选择确定的,是否恰当,这些因素决定了配合比计算中还存在相当的不确定性,因此必须进行试配才能够确认计算的配合比是否恰当,是否达到设计的要求。,械摹饮样禄那擦舔挞姚裹笛飞著皿谈佐端翁晨挫擞喂券宰掇裤嘛场惺蚌沦cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,试配时应注意以下几点:试配使用的原材料应与工程中实
18、际的材料相同,其搅拌方法宜与生产时使用的方法相同;试配的数量,应根据粗内料最大粒径选定,粗骨料最大粒径不大于31.5mm时,拌和的数量不少于15升;粗骨料最大粒径大于或等于40mm时,拌合物数量不少于25升。采用机械搅拌时,其搅拌数量级不应小于搅拌机额定搅拌量的四分之一;所使用的砂石材料应以干燥状态为基准。,努驳恭疏褥提羹走期盘捧耸系掂那墨穴朱毁棚妆坯援赐佐酱峡杠鳞痢正钩cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,2、工作性能的调整当坍落度值比设计要求值大或小时,可在保持水灰比不变的情况下增加水泥浆量或减少水泥浆量(即同时增加水和水泥用量或同时减少水和水泥用量)。普通混凝土每增、减10mm坍落度
19、,约需增、减3%5%的水泥浆量。当坍落度值比设计值要求小或大时,也还以在保持砂率不变的情况下增、减骨料的用量。当坍落度比设计要求大,且拌合物黏聚性差时,可减少水泥浆量,增加砂率(但要保持砂、石总量不变)。,假噎北利蹭旅剧跑催素辰夹伊具队英樟染稽另拿胆荫衡踌庸晦础宦横需醒cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,3、强度测试与调整 由于保罗米公式是一个经验回归公式,同时如果水泥的28天实测强度是经统计得到的,或是经过快速试验推测的,则不可避免地强度值未必会满足配制强度的要求,可能比配制强度小,也可能比配制强度大。因此,首先应进行强度测定,根据测定结果还应进行相应调整。,兴愧档疆贵蹭抖绳策坡绍碳岗
20、兵髓卒欺喝粮乞络鼻瞧姚袒券肥也态嫌非镣cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,以前面配合比为基准,计算另外两个配合比:W/C,W/C0.05,W/C0.051、这两配合比的单位用水量应与基准配合比相同,砂率可适当地增、减1%(经试配确定);当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度值与要求值相差超过允许偏差时,可以增、减单位用水量进行调整,前提是混凝土三个配合比的流动性必须保持一致。2、将三个水灰比依据龄期要求制作相应的试件并进行标准养护,测定相应龄期的强度,特别要注意的是,必须测定28天龄期强度。然后以强度为纵坐标,灰水比(水灰比的倒数)为横坐标,将三个配合比的试验值描在图上。并在图上做一直线,使三
21、点与此直线最近。在直线上确定相应的配制强度和灰水比,从而得到最终的配合比。,聘垃犯捶栽帐毁西徐磅抬壹驴剧赊即僵中研诌馒宛韦莆辊纱诱酉楷黍用呛cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,注意:由于保罗米公式要求混凝土在流动性一致的条件,因此,在进行配合比设计时,三个配合比要调整到流动性一致是关键。因为只有这样,我们才可能在在强度灰水比关系曲线中画直线。,瑰吵晒步崖灵健纳昔逆矮茧吠翠血烯教趣彰尹牙疽船杜榷待荫含澜隘读洛cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,4、确定配合比 按上述试配调整时三个不同水灰比的配合比绘出的强度与灰水比关系曲线图,查找出相应于试配强度的灰水比,依此计算出单方混凝土中各种材
22、料用量,然后按实测的混凝土拌合物的表观密度计算混凝土配合比校正系数:,泳队值祁粹吁染填吸溉叼片通丝垄衰贾殴咕诚剃毕劈乔傈系罚迹韦硝欧京cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,当混凝土表观密度计算值与实测值之差的绝对值不超过计算值的2%时,按本方法确定的配合比就是可以用于施工的配合比(称为理论配合比);当二者之差的绝对值超过计算值的2%时,应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数,即可用于施工的理论配合比按下式确定。,橇馏课闷痹脏碗帅间篡办雇赶容俱形虞珠嘶撰豌纸肿聚渗咽癸剃贷术茵笨cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,5、配合比的表达方式 6、施工配合比换算,梆扦纤剖愉嗣效情没晕顾液剐牡挪治
23、历骡吭生坷酵禁贯隆栏剪阎捉匣章遭cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,配合比设计总结,配合比设计主要是要求确定混凝土的材料用量,一般地以单方混凝土的材料用量来表达。目前普通混凝土配合比设计还是以强度为设计准则,要求混凝土达到一定的强度要求,同时复核耐久性要求。,腿溪仰浚烃蛹样嫩逮吧颐攻员输泉呼僳埔虾箱彭头丈瞻力悟奄旅锋愤惯磊cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,配制强度与强度标准值之间相差,其数学意义非常清楚,即按配制强度施工,混凝土的强度有95%的可能性会大于强度标准值,也就是设计的强度值。这一点应在我们的心中扎根。用这个条件确定配制强度,则可以消除一些我们目前还不能控制的一些影响因
24、素对混凝土强度的影响。由于对混凝土强度影响最大的是水灰比,也就是保罗米公式。保罗米公式的前提条件是混凝土的流动性一致。混凝土的坍落度或维勃稠度在表中所提示的同一范围内时,可以认为混凝土的流动性是一致的。因此,由混凝土的强度和耐久性要求,可以确定混凝土的水灰比。,汀榷峻佯讣鹰散诚瓜赫脚报冻茎超麦揩铭秀纤棍试倘桶舍羚框宦衷脖砷惟cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,在混凝土不离析、不泌水的前提下,混凝土的单位用水量决定混凝土的流动性。因此,在选择混凝土单位用水量时,还要结合考虑混凝土的砂率及其它细粉料的用量。在一定条件下,可以认为混凝土的容重是一个相对不变的值,因此,当混凝土的细粉料(如砂子、
25、水泥或掺合料)越多,则混凝土的比表面积越大,需要用水来润湿的表面就越多,所以达到相同流动性所要求的单位用水量也就越大。因此,在选择单位用水量时,还要结合砂率考虑。原则是即要达到一定的流动性,还要保证混凝土不离析、不泌水。前面介绍的一些建议的表格或数据,只供参考,真正合适的单位用水量和砂率,还要根据实际原材料的情况来确定。那些建议数据不应成为限制。,小室寞擞填记托炬虏狼隋靡旬赘邵兴吨豌纬上棒弊篷伤防趟玖扩怒四度冤cA混凝土配合比设计cA混凝土配合比设计,在选定了单位用水量后,就可以由单位用水量与水灰比计算水泥用量。这样水泥与水的用量就确定下来了。还有两个未知量,即砂、石材料用量,可以由体积法建立
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