2。本表适用于坍落度10~60mm的混凝土。对坍落度大于60mm的混凝土,应在上表的基础上,按坍落度每增大20mm,砂率增大1%的幅度予以调整.
3。只用一个单粒级粗集料配制混凝土时,砂率应适当增大.
4.对薄壁构件砂率取偏大值。
6.计算1m3混凝土的砂、石用量(ms0、mg0)
砂、石用量可用质量法或体积法求得,实际工程中常以质量法为准。
(1)质量法:根据经验,如果原材料情况比较稳定,所配制的混凝土拌合物的表观密度将接近一个固定值,可先假设(即估计)每立方混凝土拌合物的质量ρcp(kg/m3)按下列公式计算ms0、mg0:
(3-13)
式中:ρcp—混凝土拌合物的假定表观密度,kg/m3。可根据集料的表观密度、粒径及混凝土强度等级参考表3-24选取;
mc0—每立方米混凝土的水泥质量,kg;
ms0-每立方米混凝土的砂的质量,kg;
mg0—每立方米混凝土的石子的质量,kg;
mw0—每立方米混凝土的水的质量,kg;
βs—砂率,%。
表3—24混凝土拌和物湿表观密度参考值(kg/m3)
混凝土种类
石子最大粒径
20 mm
40 mm
80 mm
120 mm
150 mm
普通混凝土
2380
2400
2430
2450
2460
引气混凝土
2280(5。5%)
2320(4.5%)
2350(3.5%)
2380(3.0%)
2390(3。0%)
注:1。适用于骨料表观密度为2600 kg/m3 ~ 2650 kg/m3的混凝土。
2.骨料表观密度每增减100 kg/m3,混凝土拌和物质量相应增减60 kg/m3;混凝土含气量每增、减1%,拌和物质量相应增、减1%。
3.表中括弧内的数字为引气混凝土的含气量。
(2)体积法
假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积及拌合物中所含空气的体积之和,用下式计算1m3混凝土拌合物的各材料用量:
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png
(3—14)
式中:ρc、ρw-分别对应水泥、水的密度(kg/m3);
ρg′、ρs′—砂、石的表观密度(kg/m3);
α—混凝土含气量百分数,在不使用引气型外加剂时,可选取α=1.
解以上联式,即可求出ms0、mg0.
至此,可得到初步配合比,但以上各项计算多是利用经验公式或经验资料获得的,由此配成的混凝土有可能不符合实际要求,所以须对初步配合比进行试配、调整。
(三)试配、调整,确定基准配合比
采用工程中实际采用的原材料及搅拌方法,按初步配合比计算出配制15L~40L所需的材料用量,拌制成混凝土拌合物。首先通过试验测定坍落度,同时观察粘聚性和保水性。若不符合要求,应进行调整。调整的原则如下:若流动性太大,可在砂率不变的条件下,适当增加砂、石用量;若流动性太小,应在保持水灰比不变的条件下,增加适量的水和水泥;粘聚性和保水水性不良时,实质上是混凝土拌合物中砂浆不足或砂浆过多,可适当增大砂率或适当降低砂率,调整到和易性满足要求时为止.其调整量可参考表3-25。当试拌调整工作完成后,应测出混凝土拌合物的表观密度(ρct),并重新计算出每立方米混凝土的各项材料用量,即为供混凝土强度试验用的基准配合比。
设调整和易性后试验的材料用量为水mwb、水泥mcb、砂msb、石子mgb,则基准配合比为:
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png
(3—15)
式中mwJ、mcJ、msJ、mgJ— 基准配合比混凝土每立方米的用水量、水泥用量、细集料用量和粗集料用量,kg/m3;
ρcP—混凝土拌和物表观密度实测值,kg/m3。
经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比,满足了和易性的要求,但其水灰比不一定选用恰当,混凝土的强度和耐久性不一定符合要求,故应对混凝土强度和耐久性进行复核。
表3—25 条件变动时材料用量调整参考值
条件变化情况
大 致 的 调 整 值
条件变化情况
大 致 的 调 整 值
加水量
砂率
加水量
砂率
坍落度增减10mm
含气量增减1%
±2%~±4%
±3%
—
±0。5%
砂率增减1%
±2kg/m3
—
(四)强度及耐久性复核,确定实验室配合比
采用三个不同的配合比,其中一个是基准配合比,另两个配合比的水灰比则分别比基准配合比增加及减少0。05,其用水量与基准配合比相同,砂率值可分别增加或减少1%.每种配合比制作一组(三块)试件,每一组都应检验相应配合比拌合物的和易性及测定表观密度,其结果代表这一配合比的混凝土拌合物的性能,将试件标准养护28d时,进行强度、抗渗、抗冻指标测定,并做混凝土强度与灰水比的直线关系图,求出既符合强度要求,又符合耐久性要求的灰水比。最后按以下原则确定1m3混凝土拌和物的各材料用量,即为实验室配合比.
1。用水量(mw)-取基准配合比中用水量,并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度值,进行调整确定。
2.水泥用量(mc)—以用水量乘以通过试验确定的与配制强度相对应的水灰比值。
3.砂、石用量(ms、mg)—取基准配合比中的砂、石用量,并按定出的水灰比作适当调整。
4.混凝土表观密度的校正
由强度复核之后的配合比,还应根据实测的混凝土拌和物的表观密度(ρct)作校正,以确定1m3混凝土的各材料用量。其步骤如下:
(1)计算出混凝土拌合物的计算表观密度(ρc,c):
9499c5b9ab96d70bbfc9148d96f593d2.png (3—16)
(2)计算出校正系数(δ):
δ=64b40f566fd8fdb26be9a08fc7027fc6.png (3—17)
(3)当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时,上面确定出的配合比即为确定的设计配合比;当二者之差超过2%时,应按下式计算出试验室配合比(每1m3混凝土各材料用量):
(五)混凝土施工配合比的确定
混凝土的实验室配合比所用砂、石是以饱和面干状态(工民建为干燥状态)为标准计量的,且不含有超、逊径。但施工时,实际工地上存放的砂、石都含有一定的水分,并常存在一定数量的超、逊径。所以,在施工现场,应根据集料的实际情况进行调整,将实验室配合比换算为施工配合比。
1。集料含水率的调整
依据现场实测砂、石表面含水率(砂、石以饱和面干状态为基准)或含水率(砂、石以干燥状态为基准),在配料时,从加水量中扣除集料表面含水量或含水量,并相应增加砂、石用量。假定工地测出砂的表面含水率为a%,石子的表面含水率为b%,设施工配合比1m3混凝土各材料用量为mc′, ms′, mg′, mw′,则
(3—19)
2.集料超、逊径调整
根据施工现场实测某级集料超、逊径颗粒含量,将该级集料中超径含量计入上一级集料,逊径含量计入下一级集料中,则该级集料调整量为:
调整量=(该级超径量+该级逊径量)-(下级超径量+上级逊径量) (3-20)
四、混凝土配合比设计实例
【例3-1】某混凝土坝,所在地区最冷月份月平均气温为-7℃,河水无侵蚀性,该坝上游面水位变化区的外部混凝土,一年内的总冻融次数为45次,最大作用水头50m,设计要求混凝土强度等级为C25,无强度历史统计资料,坍落度为30~50mm,混凝土采用机械振捣.原材料性能如下所述。水泥:强度等级为42.5级的普通水泥,密度0e6d2e9471551b7b165c818781f7f681.png=3.1g/cm3;砂:当地河砂,细度模数f6cfa3c17992797245a83b335176149b.png=2。7,表观密度05358ebde9edccdccb466593500e064c.png=2610kg/m3,其他性能均符合水工混凝土的要求;石子:采用当地的石灰岩石轧制的碎石,最大粒径为80mm,其中,小石:中石:大石=30:30:40,级配后的碎石视密度7e9c57fdb55da7e18f462650ed684fb8.png=2670kg/m3。实测骨料超、逊径及表面含水率如表3—26所示。本工程的施工单位是一大型国有企业,该企业混凝土强度标准差的历史统计资料为3.9Mpa,试根据给定资料进行试验室配合比及施工配合比设计。
表3—26骨料表面含水率及超、逊径
骨 料 种 类
砂 子
石 子
小石
中石
大石
实测超径含量(%)
2.0
5
4
实测逊径含量(%)
10
2
5
实测骨料表面含水率(%)
3.0
1.1
0.3
0.2
【解】
A。初步配合比设计
(1)确定配制强度5d9b1f682831ecba870d133c99da11fa.png
由于混凝土施工的不均匀性及混凝土所处的条件等因素,确定强度保证率为95%,其配制强度按式(3—8)计算。
5d9b1f682831ecba870d133c99da11fa.png =1ec85f1931b27bd635ea309fede93d2a.png+1。645σ
已知σ=3。9Mpa.则
5d9b1f682831ecba870d133c99da11fa.png=25+1.645×3.9=31.4Mpa
(2)确定水灰比(630bac23ca8c46f5c455d941d7646892.png)
①强度要求的水灰比
由式(3-9)得
4d26c132a00763be4e12bbf5a794fa3e.png
将 f1738899f846fa42d7d133f3ccc9a901.png=1.13×42.5=48.0Mpa,5e5fdbca7230e49922fe3971a36248f6.png=0.46 及16da171c3de79ce01e770b895b1076e3.png=0.07代入上式,则得
a6b3a49fb2573c2f4cb0c9e91ef53769.png
②按耐久性要求的水灰比
由题意,查表3—11和表3-12得混凝土抗渗等级为P6,抗冻等级为F150。由P6查表3-18得满足抗渗性要求水灰比为0。55~0.60;由F150,查表3—19得满足抗冻要求的水灰比为0.55;查表3-14,在寒冷地区,上游水位变化区允许的最大水灰比为0。50。所以满足耐久性要求的水灰比为0.50。
同时满足强度及耐久性要求的水灰比为0.50。
(3)确定单位用水量mw0
查表3-20,按坍落度30~50mm、碎石的最大粒径80mm,得单位用水量为140kg,即mw0=140kg。
(4)计算水泥用量mc0
f05929837560a4894a04b9ea5d8ac564.pngkg
结果满足表3-13中处于水位变化区的素混凝土最小水泥用量270kg/m3的规定。
(5)选择砂率βs
根据粗骨料的最大粒径80mm及水灰比0.50,查表3—22得砂率为26~28%,取中间值27%;但因粗骨料是碎石,砂率应增加3%~5%,取4。0%,则最后初选的砂率为27。0%+4。0%=31.0% 。
(6)砂、石用量ms0、mg0
①质量法:假定1m3混凝土拌和物的表观密度ρcp=2430kg/m3,则由式(3-13) 得
9360d5e89487c9006423163b3fab533e.png×1m3-(3b6b54ae3d37b5180785c85f53b65956.png)
=2430—280 -140
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