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混凝土配合比（杭州儀器）
閱讀：1737 發(fā)布時(shí)間：2012-12-3
混凝土配合比
混凝土的三相
混凝土是非均質(zhì)的三相體，即固體、液體和氣體。兩種相接觸的面稱為界面，混凝土中界面的存在是無法避免的，對混凝土性能產(chǎn)生不良影響。混凝土拌合物三相所占的體積大致為，固相占總體積的73%~84%、液相占15%~22%、氣相占1%~5%。三相的體積并非一成不變，在建筑后的凝結(jié)硬化過程中，三相所占的體積將不斷的發(fā)生變化，但終凝以后變化減少，表現(xiàn)為總體積和液相在減少，而氣相卻在增加，主要是液相流失、蒸發(fā)和被固相所吸收造成。另外，三相的體積也會隨環(huán)境條件的變化而發(fā)生變化。三相體積的改變是混凝土產(chǎn)生裂縫主要原因之一，尤其是混凝土產(chǎn)生終凝之前較為明顯（即通常認(rèn)為隨行收縮，干燥收縮等引起的裂縫），但這種裂縫如果在澆筑后及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，能夠獲得明顯的控制效果。
在進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)，就是在滿足相關(guān)要求的前提下，盡量減少三相體體積的變化，通過試樣將三相體得體積調(diào)整到佳比例。
混凝土配合比的設(shè)計(jì)
混凝土配合比設(shè)計(jì)過程一般分為三個(gè)階段，即初步計(jì)算、試拌調(diào)整和確定。通過這一系列的工作，從而選擇混凝土各組分的佳配合比例。
配合比設(shè)計(jì)要求
強(qiáng)度要求
滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求是混凝土配合比設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。任何建筑物都會對不同結(jié)構(gòu)部位提出“強(qiáng)度設(shè)計(jì)”要求。為了保證配合比設(shè)計(jì)符合這一要求，必須掌握配合比設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，結(jié)合使用材料的質(zhì)量波動、生產(chǎn)水平、施工水平等因素，正確掌握高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的“配制強(qiáng)度”。配制強(qiáng)度畢竟是在試驗(yàn)室條件下確定的混凝土強(qiáng)度，在實(shí)際生產(chǎn)過程中影響強(qiáng)度的因素較多，因此，還需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的留樣檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，及時(shí)做好統(tǒng)計(jì)分析，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證實(shí)際生產(chǎn)強(qiáng)度符合《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107）的規(guī)定，這才是真正意義的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。
滿足施工和易性的要求
根據(jù)工程結(jié)構(gòu)部位、鋼筋的配筋量、施工方法及其他要求，確定混凝土拌合物的坍落度，確保混凝土拌合物有良好的均質(zhì)性，不發(fā)生離析和泌水，易于澆筑和抹面。
滿足耐久性要求
混凝土配合比的設(shè)計(jì)不僅要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的抗?jié)B性、耐凍性等耐久性的要求，而且還要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未明確的其他耐久性要求，如嚴(yán)寒地區(qū)的路面、橋梁，處于水位升降范圍的結(jié)構(gòu)，以及暴露在氯污染環(huán)境的結(jié)構(gòu)等。為了保證這些混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性，不僅要優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，同樣重要的工作就進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)前，應(yīng)對混凝土使用的原材料進(jìn)行優(yōu)選，選用良好的原材料，是保證設(shè)計(jì)的混凝土具有良好耐久性的基本前提。
滿足經(jīng)濟(jì)要求
企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展離不開良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在滿足上述技術(shù)要求的前提下，盡量降低混凝土成本，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的原則。為了實(shí)現(xiàn)這一要求，配合比設(shè)計(jì)不僅要合理設(shè)計(jì)配合比的本身，而且更應(yīng)該對原材料的品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)選，選擇價(jià)格合理的原材料，也是混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的問題，不僅有利保證混凝土的質(zhì)量而且也是提高混凝土企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
普通混凝土配合比設(shè)計(jì)
普通混凝土定義
干密度為1800~2500kg/m3的水泥混凝土稱為普通混凝土
混凝土試配
普通混凝土是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)、硬化而得的具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件，也稱水泥混凝土，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑以及一般構(gòu)筑物配合比設(shè)計(jì)的基本資料
配合比設(shè)計(jì)的依據(jù)
1）混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級
2）工程特征（工程所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)斷面、鋼筋小凈距等）
3）水泥品種和強(qiáng)度等級
4） 砂、石的種類規(guī)格、表觀密度以及石子大粒徑
5）施工方法
設(shè)計(jì)方法與步驟
普通混凝土配合比的設(shè)計(jì)步驟，首先按照原始資料進(jìn)行初步計(jì)算。得出“理論配合比”；經(jīng)過試驗(yàn)室試拌調(diào)整，提出滿足施工和易性要求的“基準(zhǔn)配合比”；然后根據(jù)基準(zhǔn)配合比進(jìn)行表觀密度和強(qiáng)度的調(diào)整，確定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求的“試驗(yàn)室配合比”；后根據(jù)現(xiàn)場砂石實(shí)際含水率，將試驗(yàn)室配合比換算成“生產(chǎn)配合比”。
普通混凝土設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
《JGJ55-2000混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》
新版本《JGJ55-2011混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》2011年12月1日實(shí)施
混凝土配合比計(jì)算
一、設(shè)計(jì)要求及材料情況
1、設(shè)計(jì)要求：C30承臺混凝土，采用泵送施工，坍落度120mm~160mm。
2、材料情況：華新P.O42.5水泥，fce=45.0；粗骨料：采用湖北陽新5~25mm及25~31.5mm的兩種碎石進(jìn)行搭配，組成5~31.5mm的連續(xù)級配碎石，按5~25mm: 25~31.5mm=8: 2（重量比）的比例配制；細(xì)骨料：浠水巴河Ⅱ區(qū)中砂，Mx=2.7；外摻料：武漢青源Ⅱ級粉煤灰；外加劑：山西武鵬WP緩凝減水劑。
二、計(jì)算
1、fcu,0=fcu+1.645σ=30+1.645×5.0=38.2Mpa。
2、w/c=aa×fce/（fcu,o+aa×ab×fce）=0.46×45.0/（38.2+0.07×45.0）=0.52
3、根據(jù)施工要求，混凝土設(shè)計(jì)坍落度為120mm~160mm，取單位用水量為215kg，摻加1.7%的緩凝減水劑，減水率δ=22%，則混凝土單位用水量：mW0= mW（1-δ）=215×（1-22%）=168kg。
4、單位水泥用量：mc=mwo/w/c=168/0.52=323kg
5、用粉煤灰取代16.5%的水泥，取代系數(shù)為λ=1.3, 則有
水泥用量：mc0= mc×（1-16.5%）=270 kg。
粉煤灰用量：mf0= mc×16.5%×1.3=69.3kg。
減水劑用量：mFDN0=（ mc0+ mf0）×1.7%=5.77 kg。
6、假設(shè)混凝土單位容重mcp=2400kg/m，砂率βs=40%，則有：
mc0+ mf0+ ms0+ mg0+ mW0= mcp
mso/（mso+mgo） ×100%=βs
得：細(xì)骨料ms0=757kg，粗骨料mg0=1136kg。
則混凝土配合比：mc0: ms0: mg0: mf0: mFDN0: mW0=270:757:1136:69.3:5.77:168
= 1 : 2.80:4.21:0.26:0.021:0.62
三、根據(jù)規(guī)定，水灰比比基準(zhǔn)水灰比減少0.03，則水灰比w/c=0.49
1、單位水泥用量
mc=mwo/w/c=168/0.49=343kg
2、用粉煤灰取代16.5%的水泥，取代系數(shù)為λ=1.3, 則有
水泥用量：mc1= mc×（1-16.5%）=286 kg。
粉煤灰用量：mf1= mc×16.5%×1.3=73.6kg。
減水劑用量：mFDN1=（ mc1+ mf1）×1.7%=6.11 kg。
3、假設(shè)混凝土單位容重mcp=2400kg/m，砂率βs=39%，則有：
細(xì)骨料ms1=730kg，粗骨料mg1=1142kg。
則混凝土配合比：mc1: ms1: mg1: mf1: mFDN1: mW0=286:730:1142:73.6:6.11:168
= 1 : 2.55:3.99:0.26:0.021:0.59