第5章 水泥混凝土及砂浆的检测与应用7（课件）- 《建筑材料》同步教学（中国水利水电出版社）

第5章 水泥混凝土及砂浆的检测与应用 一、配合比设计的步骤与方法 （一）确定混凝土基准配合比 （二）试配、调整，确定设计配合比 （三）计算施工配合比 （一）确定混凝土基准配合比 1.计算施工配制强度 fcu,0 式中: fcu,0——混凝土配制强度，MPa； fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，MPa； σ——混凝土强度标准差，MPa。 混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定： 计算时，强度试件组数不应少于25组； （一）确定混凝土基准配合比 当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值σ＜2.5MPa时，取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值σ＜3.0MPa时，取σ＝3.0MPa 当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204─2002）的规定取用。 混凝土强度标准差 强度等级 ＜C20 C20～C35 ＞C35 标准差σMPa 4.0 5.0 6.0 （一）确定混凝土基准配合比 2.确定水灰比mw/mc （1）当混凝土强度等级＜C60时，按混凝土强度要求计算水灰比 （一）确定混凝土基准配合比 式中： αa、αb——回归系数；应根据工程所用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，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抗压强度实测值，MPa。当确定fce值时， fce可根据3d强度或快测强度推定28d强度关系式得出；当无水泥28d抗压强度实测时，按fce=γ· fce，g确定。 （一）确定混凝土基准配合比 （2）复核耐久性 为了使混凝土耐久性符合要求，需要控 制w/c和水泥用量，按强度要求计算的水 灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否 则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。 3.确定单位用水量mw （1）水灰比在0.40～0.80范围内时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。 （一）确定混凝土基准配合比 拌合物稠度 卵石最大粒径，mm 碎石最大粒径，mm 项目 指标 10 20 31.5 40 16 20 31.5 40 坍落度mm 10～30 190 170 160 150 200 185 175 165 35～50 200 180 170 160 210 195 185 175 55～70 210 190 180 172 220 205 195 185 75～90 215 195 185 175 230 215 205 195 塑性混凝土的单位用水量，kg （一）确定混凝土基准配合比 拌合物稠度 卵石最大粒径，mm 碎石最大粒径，mm 项目 指标 10 20 40 16 20 40 维勃稠度，s 16～20 175 160 145 180 170 155 11～15 180 165 150 185 175 160 5～10 185 170 155 190 180 165 干硬性混凝土的单位用水量，kg （一）确定混凝土基准配合比 （2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。 （3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算： mwa＝mw0（1－β） 式中 mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量， kg； mw0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； β——外加剂的减水率，应经试验确定。 （一）确定混凝土基准配合比 4.计算水泥用量mc （1）计算 （2）复核耐久性 计算出的水泥用量需满足规定的最小水泥用量，如算得的水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。 （一）确定混凝土基准配合比 5.确定砂率βs （1）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％确定。 （2）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。 （3）砂率也可根据砂填充石子空隙，并略有富余，与拨开石子的原则来确定。即： βs = β·ρso′·p′/(ρso′·p′+ ρgo′) （一）确定混凝土基准配合比 6.计算砂、石子用量ms0、mg0 （1）体积法 又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成材料——水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3。 （一）确定混凝土基准配合比 解方程组，可得ms0、mg0 。 式中： ρc、ρs、ρg、ρw——分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3； α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。 （一）确定混凝土基准配合比 （2）质量法 质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为mcp ，kg。 解方程组可得ms0、mg0。 （一）确定混凝土基准配合比 式中： mc0、ms0、mg0、mw0——分别为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质量，kg。可取2350～2450kg/m3。 βs——混凝土砂率。 （一）确定混凝土基准配合比 7.外加剂和掺合料掺量的确定 其掺量应通过试验确定。 8.计算基准配合比 （1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。 （2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x：y， mw/mc ＝z。 （二）试配调整，确定设计配合比 1.配合比的试配 按基准配合比称取一定质量的组成材料，根据粗骨料最大粒经拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性、强度。 2.配合比的调整 （１）调整和易性，确定基准配合比 （二）试配调整，确定设计配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能： 如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆； 如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。 记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）。 （二）试配调整，确定设计配合比 （2）强度调整 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做可分别增加或减少1%，并测定体积密度及和易性。各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。 （二）试配调整，确定设计配合比 3.设计配合比的确定 （1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量： （二）试配调整，确定设计配合比 ①单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定； ②水泥用量（mc）应以用水量乘以经验定出的，为达到fcu,0所必须的灰水比值； ③粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。 （二）试配调整，确定设计配合比 （2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正： ①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值ρc,c： ρc,c＝mc+ ms+mg+mw ②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ： （二）试配调整，确定设计配合比 式中： ρc,t——混凝土体积密度实测值，kg/m3； ρc,c——混凝土体积密度计算值，kg/m3。 ③当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配合比。 （三）计算施工配合比 假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为： ＝mc ＝ms（1+a％） ＝mg（1+b％） ＝mw－ms×a％－mg×b％ 施工配合比可表示为： $$