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普通混凝土配合比设计实例


普通混凝土配合比设计实例 例题】某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土的设计强度等级为 C25,施工要求坍落 度为 50~70mm(混凝土由机械搅拌,机械振捣) ,根据施工单位历史统计资料,混凝土强 度标准差σ =4.8MPa。 采用的原材料:325 号普通水泥(实测 28 天强度 35.8MPa) 密度ρ c=3100kg/m3; , 中 砂 , 表 观 密 度 ρ s=2650 kg/m3 ; 碎 石 , 表 观 密 度 ρ g = 2700 kg/m3 , 最 大 粒 径 Dmax=31.5mm;自来水。 要求: 1、试设计混凝土配合比(按干燥材料计算) 。 2、施工现场砂含水率 1%,碎石含水率 0.5%,求施工配合比。 初步计算配合比的计算 ⑴、 确定配制强度(fcu,o) fcu,o = fcu,k+1.645σ =25+1.645×4.8=32.9 MPa ⑵、 确定水灰比(W/C) 碎石 A=0.46 B=0.07 W/C=Afce/(fcu,o+ABfce) =0.46×35.8/(32.9+0.46×0.07×35.8)=0.48 由于框架结构梁处于干燥环境,查表 , (W/C)max=0.65,故可取 w/c=0.48 ⑶、 确定单位用水量(Wo) 查表取 Wo=195 kg ⑷、 计算水泥用量(co) Co=Wo/(W/C)=195/0.48=406(kg) 查表最小水泥用量为 260 kg/,故可取 Co =406 kg。 ⑸、 确定合理砂率值( Sp) 根据骨料及水灰比情况,查表取 Sp =33% ⑹、 计算粗、细骨料用量(Go)及(So) 用质量法计算:

406 ? G o ? S o ? 195 ? 2400

So So ? Go

? 33 %

B、 用体积法计算 方程略 解得:Go=1205.3 kg,

So=593.7kg

两种方法计算结果相近。 ? 1、按初步计算配合比试拌 15 L,其材料用量为 水泥 0.015×406=6.09kg 水 0.015×195=2.93 kg 砂 0.015×593.7=8.91 kg 石子 0.015×1205.3=18.08 kg ? 搅拌均匀后做和易性试验,测得的坍落度为 20mm,不符合要求。增加 5%的水泥 浆,即水泥用量增加到 6.39 kg,水用量增加到 3.08 kg,测得坍落度为 30mm,粘 聚性、保水性均良好。 ? 试拌调整后的材料用量为:水泥 6.39 kg,水 3.08 kg,砂 8.91 kg,石子 18.08 kg。 混凝土拌和物的实测表观密度为 2410 kg/m3。 ? 在基准配合比的基础上,拌制三种不同水灰比的混凝土,并制作三组强度试件。其 一是水灰比为 0.48 的基准配合比, 另两种水灰比分别为 0.43 及 0.53, 经试拌检查和 易性均满足要求。 ? 经标准养护 28 天后,进行强度试验,得出的强度值分别为: 水灰比 0.43………38.5 MPa 水灰比 0.48………32.6 MPa 水灰比 0.53………24.5 MPa ? 根据上述三组灰水比与其相对应的强度关系,计算(或作图)出与混凝土配制强度 (32.9 MPa)对应的水灰比值为 0.47。 ? 则初步定出混凝土的配合比为: 水 W=203.59kg 水泥 C=422.38kg 砂 S=588.95kg 石子 G=1195.09kg ? 将设计配合比换算成现场施工配合比,用水量应扣除砂、石所含水量、而砂、石则 应增加砂、石的含水量。 ? 所以施工配合比: C/=422.38 kg S/=588.95×(1+1%)=594.84kg G/=1195.09×(1+0.5%)=1201.07 kg W/=203.59-588.95×1% -1195.09×0.5%=191.73 kg ? 掺减水剂时, 用水量 = W/ (1-β ) β 为外加剂减水率 例题: 某工地砼施工配合比为:C?: S? : G?: W?=308 :700 :1260 :128 (kg),此时砂含水率为(a)为 6.2%,碎石含水率为(b)为 3.6%。 (1)求该砼实验室配合比。 (2) 若使用 42.5P?O 水泥(实测强度 45MPa), 问该砼能否达到 C20 要求 =1.645, σ (t =5.0MPa)。

解: (1)实验室配合比 C0= C? =308 kg S0= S?/(1 + a%)=700/(1+6.2%)=659.13kg G0= G?/(1 + b%)=1260/(1+3.6%)=1216.22kg W0=W?+ S0 a%+G0 b% =128 +659.13×6.2%+1216.22×3.6%= 212.65kg (2) 配制 C20 时必须达到的配制强度 f 配 = f 设+ tσ = 20 +1.645 ×5 = 28.23MPa 由实验室配合比知,C/W = 308/212.65 = 1.45 碎石 A=0.46,B=0.07, fce=45MPa, 则实际强度 f28= Afce(C/W-B) = 0.46×45(1.45–0.07)= 28.53MPa ∵ f28﹥ f 配 ∴该砼能达到 C20 要求 ? 砼试拌调整后,各材料用量分别为水泥 3.1kg,水 1.86kg,砂 6.24kg,碎石 12.84kg,并测 得拌合物湿表观密度为 2450 。试求 1 砼的各材料用量。 例.某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为 C30,施工要求混凝土 坍落度为30~50㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ =5MPa。所用 原材料情况如下: 水泥:42.5 级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρ c=3.10g/cm3,水泥强度等级标准值的富 余系数为 1.08; 砂:中砂,级配合格,砂子表观密度ρ os=2.60g/cm3; 石:5~30mm 碎石,级配合格,石子表观密度ρ og=2.65g/cm3; 试求: 1.混凝土计算配合比; (假定查表得到砂率为 35%) 2.若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求,无需作调整。又知现场砂子含水率 为 3%,石子含水率为 1%,试计算混凝土施工配合比。 解: 1.求混凝土计算配合比 (1)确定混凝土配制强度(fcu,0) 由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,干燥环境容许最大水灰比为 0.65,故可确定水灰比 为 0.53。 fcu,0= fcu,k + 1.645σ = 30 + 1.645×5 =38.2 MPa (2)确定水灰比(W/C) fce = γ c ×fce,k = 1.08 × 42.5=45.9MPa

W /C ?

?a ? f ce 0.46? 45.9 ? ? 0.53 f cu, ? ? a ??b ? f ce 38.2 ? 0.46? 0.07? 45.9 0

由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,干燥环境容许最大水灰比为 0.65,故可确定水灰比 为 0.53。 (3)确定用水量(mw0) 查表,对于最大粒径为 30 ㎜的碎石混凝土,当所需坍落度为 30~50 ㎜时,1m3 混凝土 的用水量可选用 185kg。

(4) 计算水泥用量(mc0)

按表,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为 260 ㎏,故可取 mc0= 349 ㎏/ m3。 (5)确定砂率(β s) 查表,对于采用最大粒径为 40 ㎜的碎石配制的混凝土,当水灰比为 0.53 时,其砂率值 可选取 32%~37%,采用插入法选定)现取β s=35%。 (6)计算砂、石用量(ms0、mg0) 用体积法计算,将 mc0=349 ㎏;mw0=185 ㎏代入方程组

mc 0 m g 0 m so m w0 ? ? ? ? 10 ? 1 ? 1000 3.1 2.65 2.6 1 m so ? 100 % ? 35 % m g 0 ? m s0

解此联立方程,则得:ms0=641 ㎏, mg0=1192 ㎏ (7)该混凝土计算配合比为: lm3 混凝土中各材料用量为:水泥: 349 ㎏,水 :185 ㎏,砂:641 ㎏,碎石:1192 ㎏。 以质量比表示即为: 水泥:砂:石=1:1.84 :3.42,W/C=0.53 2.确定施工配合比 由现场砂子含水率为 3%,石子含水率为 1%,则施工配合比为: 水泥 mc 施 = mc0=349 ㎏ 砂子 ms 施 = ms0×(1+3%)=641×(1+3%)=660 ㎏ 石子 mg 施 = mg0×(1+1%)=1192×(1+1%)=1204 ㎏ 水 mw 施= mw0-ms0×3%-mg0×1% =185-641×3%-1192×1%=154 ㎏


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