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如何設計混凝土的配合比

08-22 14:08:21  瀏覽次數:615次  欄目:檢測試驗
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 如何設計混凝土的配合比

混凝土配合比設計是指混凝土各組成材料數量之間的比例關系。常用的表示方法有兩種:一種是以1m3混凝土中各組成材料的質量表示,如水泥336kg,砂654kg,石子1215kg,水195kg;另一種方法是以各項材料相互間的質量比(常以水泥質量為 1 )來表示,將上述配合比換算成水泥:砂:石:水=1:1:95:3.62:0.58。


      一、混凝土配合比設計的基本要求


      配合比設計的基本要求即使所配制的混凝土在比較經濟的原則下具有所期望的性能:拌合物的和易性、混凝土的強度和耐久性。經濟性的表現有兩個方面:一方面節約水泥用量,降低混凝土的成本(包括材料、勞動力、能源的節約);另一方面長遠的經濟效益和整體的經濟效益好(如耐久性好,維護費用少,導熱性小,使用中能耗低等)。


      對特殊工程中使用的混凝土配合比,除有以上要求外,還應滿足特殊要求(如耐火性、防輻射等。)


      二、混凝土配合比設計的任務


      混凝土配合比設計,實質上就是確定水泥、水、砂子和石子這四項基本組成材料用量之間的三個比例關系。即:水與水泥之間的比例關系,常用水灰比表示;砂與石子之間的比例關系,常用砂率表示;水泥漿與骨料之間的比例關系,常用單位用水量來反映。水灰比、砂率、單位用水量是混凝土配合比的三個重要參數,因為這三個參數與混凝土的各項性能之間有著密切的關系,在配合比設計中正確地確定這三個參數,就能使混凝土滿足上述設計要求。


      三、混凝土配合比設計的步驟


      進行配合比設計時首先要正確選定原材料品種、檢驗原材料質量,然后按照混凝土技術要求進行初步計算,得出“試配配合比”。經試驗室試拌調整,得出“基準配合比”。經強度復核(如有其他性能要求,則須作相應的檢驗項目)定出“試驗室配合比”,最后以現場原材料實際情況(如砂、石含水等)修正“試驗室配合比”從而得出“施工配合比”。


      1 .試配配合比的計算


      (1)計算配制強度


      為使混凝土的強度保證率能滿足規定的要求,在設計混凝土配合比時,必須使混凝土的配制強度(fcu,o)高于設計強度等級(fcu,k)。當混凝土強度保證率要求達到95%時,fcu,o 可采用下式計算:

      fcu,o= fcu,k +1.645σ                                                                       
      式中σ―混凝土強度標準差(N/mm2)。σ采用至少 25 組試件的無偏估計值。

      如具有 25 組以上混凝土試配強度的統計資料時,σ可按下式求得:

式中 n ― 同一品種混凝土試件的組數,n≥25 ;

      fi ― 第 i 組試件的強度值( N/mm2);

       f(              -)n ―n組試件強度的平均值(N/mm2)。


      根據JGJ/T55-96,當混凝土強度等級為 CZO 、 C25 級,其強度標準差計算值低于2.5MPa時,計算配制強度用的標準差應取用 25MPa;當強度等級等于或大于 C30 級,其強度標準差計算值低于3.0MPa時,計算配制強度用的標準差應取用 30MPa 。


      如施工單位不具有近期的同一品種混凝土強度資料時,其混凝土強度標準差σ可按表7-22取用。

      表 7 – 22                           σ取值表

混凝土強度等級

低于 C20

C20~C 35

高于 C35

σ

4.0

5.0

6.0

      注:1 摘自《 混凝土結構工程施工及驗收規范 》GB50204-92 ;

      2 在采用本表時,施工單位可根據實際情況,對σ值作適當調整。


      ( 2 )初步確定水灰比( W/C )

      根據配制強度fcu,o ,按下式計算所要求的水灰比值(其中 A ,B 取值為不具備試驗統計資料時的取值):

      采用碎石時: fcu,o = 0.48fce ( c/w-0.52 )                              
      采用卵石時: fcu,o = 0.50fce ( c/w-0.61 )                             

      為了保證混凝土必要的耐久性,水灰比還不得大于表 7-23 中規定的最大水灰比值,若計算所得的水灰比大于規定的最大水灰比值時,應取規定的最大水灰比值。

      表 7-23   混凝土最大水灰比和最小水泥用量

環境條件

結構物類別

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