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如何进行混凝土配合比设计?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-09-28

随着社会经济的发展、科学技术的进步,建筑工程结构质量的好坏将直接关系到社会和人民生命财产的安全,因此对混凝土质量要求非常严格。为了提高混凝土的质量,在施工现场进行混凝土配合比设计就更能提高配合比的准确性和适应性。

在配合比设计时要参照JGJ55—2000进行,其计算公式和有关参数表格中的数值均系干燥状态集料为基准(干燥状态集料系指含水率小于0.5%的细集料或含水率小于0.2%的粗集料)。混凝土配合比应按以下步骤进行计算:

(1)配制强度fcu,o并求出相应的水灰比:

式中 fcu,o——混凝土配制强度,MPa;

           fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值,MPa;

              α,α——回归系数;

            σ ——混凝土强度标准差,MPa;

           fce——水泥28d抗压强度实测值,MPa(fce值也可根据3d强度或快测强度推定28d强度关系式得出)。

①回归系数可按表1选用:

②根据JGJ55—2000选取每立方米混凝土的用水量(mwo);

③并计算出每立方米混凝土的水泥用量(mco);

④根据JGJ55—2000选取砂率;

⑤计算粗集料和细集料的用量;

⑥并提出供试配用的计算配合比。

当采用重量法计算粗集料和细集料的用量时,应按下列公式计算:

 

式中 mco——每立方米混凝土的水泥用量,kg;

           mgo——每立方米混凝土的粗集料用量,kg;

             mso——每立方米混凝土的细集料用量,kg;

             mwo——每立方米混凝土的用水量,kg;

              β——砂率,%;

            mcp——每立方米混凝土拌合物的假定重,kg,其值可取2350~2450kg。

(2)进行现场混凝土配合比设计时应采用建筑工程中实际使用的原材料。混凝土的搅拌方法应与现场使用的相同。

混凝土配合比试配时,每盘混凝土的最小搅拌量应符合表2规定;当采用机械搅拌时,其搅拌不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。

 

按计算的配合比进行试配时,首先应进行试拌,以检查拌合物的性能。当试拌得出的拌合物坍落度或维勃稠度不能满足要求,或粘聚性和保水性不好时,应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率,直到符合要求为止,然后提出混凝土强度试验用的基准配合比。

混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比,其中一个应为基准配合比,另外两个配合比为水灰比,数值宜较基准配合比分别增加和减少0.05;用水量应与基准配合比相同,砂率可分别增加或减少1%。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时,可通过增、减用水量进行调整。

制作混凝土强度试验试件时,应检验混凝土拌合物的坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度,并以此结果作为相应配合比的混凝土拌合物的性能。

进行混凝土强度试验时,每种配合比至少应制作一组试件,标准养护到28d时试压。必要时可同时制作几组试件,供快速检验或较早龄期试压,以便提前供施工使用。但应以标准养护28d强度或按现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规程》(GBJ146)、现行行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》(JGJ28)等规定的龄期强度的检验结果为依据调整配合比。

(3)根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比(C/W)关系,用作图法或计算法求出与混凝土配置强度(fcu,o)相对应的灰水比,并应按下列原则确定每立方米的材料用量:

①用水量(m)应在基准配合比用水量的基础上,根据制作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(m)应以用水量乘以选定出来的灰水比进行计算确定;

③粗、细集料用量(m和m)应在基准配合比的粗、细集料用量的基础上,按选定的灰水比进行调整后确定。

(4)应对经试配确定的配合比进行校正:

①应根据已确定的材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值Pc,c

 

②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ:

 

式中 Pc,t——混凝土表观密度实测值,kg/m

            Pc,c——混凝土表观密度计算值,kg/m

若混凝土表观密度实测值与计算值的绝对值不超过计算值的2%时,按上面确定的配合比即为确定的设计配合比;当二者之差超过2%时,应将配合比中每项材料用量乘以校正系数δ,即为确定的设计配合比。

(5)根据工程常用的材料,可设计出常用的混凝土配合比备用;在施工工程中,应根据原材料情况及混凝土质量检验的结果予以调整。但遇有下列情况之一时,应重新进行配合比设计:

①混凝土性能指标改变时;

②集料发生改变时;

③混凝土有特殊要求时;

④水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时;

⑤该配合比的混凝土生产间断半年以上时。

对有特殊要求的混凝土配合比,首先需从原材料严格要求,譬如抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土等的粗集料、细集料的级配、含泥量、泥块含量、水泥品种、矿物掺合料、外加剂等都有要求。因此,我们在施工现场进行混凝土配合比设计时,根据具体情况具体对待,一定要满足施工的需要和工程质量安全的要求。

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