混凝土基本性能精选文档.ppt

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1、1,7、 混 凝 土 Concrete,本章重点介绍普通混凝土的组成及各个组成材料的质量要求和砂石级配的概念、作用及评定方法； 普通混凝土的主要技术性质-和易性、强度、变形性质及耐久性； 普通混凝土质量控制的方法和意义； 普通混凝土配合比设计的原理方法和步骤；,2,混凝土的定义,广义上-凡由胶凝材料、骨料按适当比例配 合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成的人造石材统称之为混凝土。 目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混凝土）,3,5.1.混泥土的基本要求,一.混凝土组成材料的作用 水和水泥成为水泥浆. 在硬化前的

2、混凝土拌和物中,水泥浆在砂,石颗粒之间起润滑作用, 硬化后,水泥浆成为水泥石,将骨料牢固地胶结成为整体. 混凝土中的骨料,一般不与水泥浆起化学反应,其作用是构成混凝土的骨架.,4,二.混凝土的基本要求,四项性能要求: (1)混凝土拌和物的和易性 (2)强度 (3)耐久性 (4)经济性,5,5.2 普通混凝土的组成材料,水泥+水+天然砂+石子+掺和料和外加剂 水泥+水水泥桨（Paste） 水泥浆砂水泥砂浆（Mortar） 水泥砂浆石子混凝土（Concrete) 外加剂Admixture 掺和料,6,一、水泥的品质要求,水泥品种的选择依据工程性质、工程环境、施工条件等合理选择。 水泥强度的选择与配

3、制的混凝土强度等级相适应。 当混凝土强度： C30：fce=(1.52.0)fcu C30：fce=(0.91.5)fcu,7,水 泥 强 度,若水泥强度过低时,为满足强度要求必然使水泥用量过大,不够经济; 若水泥强度过高时,较少的水泥用量就可以满足混凝土强度的要求.,但往往不能满足混凝土拌和物和易性和混凝土耐久性的要求,为保证这些性质,还必须再增加水泥,因而也不经济,8,二、细 骨 料Fine Aggregate,定义：粒径在0.165mm之间的岩石颗粒称为细骨料。 分类： 天然砂天然砂是由天然岩石经长期风化等自然条件作用而形成的。 人工砂人工砂是将天然岩石轧碎而成，其颗粒棱角多，较洁净，但

4、片状颗粒及细粉含量较多，且成本较高，一般只在当地缺乏天然砂源时才采用人工砂。,9,(一)、砂的粗细程度和颗粒级配,砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度。 砂子通常分为粗砂、中砂、细砂和特细砂等几种。 在相同用砂量条件下，细砂的总表面积较大，粗砂的总表面积较小。在混凝土中砂子表面需用水泥桨包裹，赋予流动性和粘结强度，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥桨就愈多。一般用粗砂配制混凝土比用细砂所用水泥为省。,10,砂的颗粒级配,定义：是指不同大小颗粒和数量比例的砂子的组合或搭配情况。 在混凝土中 砂粒之间的空隙是由水泥桨所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量

5、减小砂粒之间的空隙。,11,颗粒级配和粗细程度的定量表示,砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的级配，用细度模数表示沙的粗细。,12,三、粗 骨 料,定义：粒径5mm的岩石颗粒 分类：卵石（砾石） 碎石 卵石是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于5mm的颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种，其中河卵石应用较多。 碎石由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大卵石轧碎、筛分而得。 标准：普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验办法（JGJ5392）,13,(一)、骨料最大粒径(Dmax),1.定义: 粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大立径 2.最大粒级径的

6、大小表示骨料的粗细程度,粗骨料粒径增大时,骨料的总表面积件小,因而可使水泥浆用量减小,这不仅能节约水泥,而且有助于提高混凝土的密实度,件小发热量及混凝土的收缩,因此在条件允许的情况下,当配置中等强度等级以下的混凝土时,应尽量采用最大粒径大粗骨料.,14,最大粒径限值,混凝土结构工程施工及验收规范（GBJ5020492）规定: 混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4； 对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1/2板厚的骨料，但最大粒径不得超过50mm； 对泵送混凝土，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1：3，卵石宜小于或等于1：2.5,

7、15,连续级配和间断级配,连续级配是按颗粒尺寸大小由小到大连续分级（5mmDmax）,每一级骨料都占有一定比例。连续级配颗粒级差小（D/d2）,配制的混凝土拌和物和易性好，不易发生离析； 间断级配是人为剔除某些中间粒级颗粒，大颗粒的空隙直接由比它小得多的颗粒去填充，颗粒级差大（D/d6）,空隙率的降低比连续级配快得多，可最大限度地发挥骨料的骨架，减小水泥用量。但混凝土拌和物易产生离析现象；,16,5.3普通混凝土的拌和物的性质,混凝土硬化前: 混凝土拌合物的和易性（工作性Workability） 混凝土硬化后: 混凝土的强度、变形性能和耐久性,17,一. 和 易 性,和易性指混凝土拌和物易于各

8、施工工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实）并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的性能。 和易性是一项综合性的技术指标，包括： a.流动性 b. 粘聚性 c.保水性 不同的施工方式，所要求的和易性不同。,18,(一).黏 聚 性,粘聚性是指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析现象使混凝土保持整体均匀的性能。 粘聚性差的混凝土拌合物，在施工过程中易出现分层、离析现象。 离析指混凝土拌合物各组分分离，造成不均匀和失去连续性的现象。常有两种形式：粗骨料从混合料中分离；稀水泥浆从混合料中淌出。 分层指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现象。,19,(二).流

9、动 性,流动性是指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。 （广义上：流动性是固、液体混合物，即分散系统中克服内阻力而产生变形的性能，其大小取决于固、液相的比例）。 流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。,20,(三).保 水 性,保水性是指混凝土拌和物具有一定的保持内部水份的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象. 保水性差的混凝土拌和物，在施工过程中，一部分水易从内部析出至表面，在混凝土内部形成泌水通道，使混凝土的密实性变差，降低混凝土的强度和耐久性。它反映混凝土拌和物的稳定性。,21,流动性,砼拌和物在本身自重

10、或施工机械振捣的作用下，产生流动，并能均匀密实地填满模板的性能。,22,泵送混凝土 Pumping Concrete,23,泵送混凝土 Pumping Concrete,24,碾压混凝土 Roller Compacted Concrete,25,离析,分层,组份分离,骨料下沉,水泥浆上浮,砼拌合物粘聚性不良时，硬化后会出现蜂窝、 麻面。大型的砼拌和物，甚至出现狗洞现象。,粘聚性,混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定粘聚力，不致产生分层和离析的现象。,26,骨料,水,可见泌水,内泌水,泌水与塑性沉降,保水性,混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。,27,钢筋

11、,沉降裂缝,水囊,混凝土表面,粘聚性和保水性不好时,28,和易性良好的标准,粘聚性好则保水性往往也好，但当流动性增大时，粘聚性和保水性往往变差，反之亦然,混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性，三者之间互相关联又互相矛盾,所谓拌和物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，亦即使矛盾得到统一,29,如何在施工现场定量评定混凝土和易性？,？,30,一、坍落度法,定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。,测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值坍落度（单位mm）。 适用范围： 集料最大粒径不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。,

12、31,坍落度试验仪器,32,）坍落度与坍落扩展度法； ）维勃稠度法 A. 坍落度与坍落扩展度法 坍落度：筒高与坍落后试体最高点之间的高差。坍落度越大表示流动性越好。,33,坍落度试验示意图,34,（二）坍落度实验时的相关注意事项 ： 当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。,35,保水性：观察稀浆程度,粘聚性：捣棒敲打锥体侧面,流动性：测量坍落度,原来，施工中是这样判定混凝土和易性的！,36,干硬的混凝土又如何测定呢？,37,二、维勃稠度法,适用范围 粗骨料最大粒径

13、不大于40mm； 坍落度小于10mm，维勃稠度在5s30s之间的干硬性混凝土。,38,维勃稠度试验示意图,39,混凝土拌合物按流动性的分类,按混凝土质量控制标准（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维勃稠度分为四级。见下表。,40,混凝土施工时坍落度的选择,混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。 见下表。,41,影响和易性的因素,1.组成材料及其用量之间的关系 水泥浆数量和单位用水量； 骨料的品种、级配和粗细程度； 砂率 ； 外加剂 。 见下图。 2.施工环境的温度、搅拌制度等。,42,合理砂率的确定 合理砂率是指在水泥

14、浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。,43,5.4 硬化混凝土的技术性质,44,一、混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,45,1.立方体抗压强度 以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为202，相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在Ca（OH）2饱和溶液中养护，经

15、28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。 当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表： 标准试验方法是指普通混凝土力学性能试验方法（GB/T500812002 ），详见实验部分。,46,2.混凝土强度等级 按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。 立方体抗压强度标准值（fcu,k ） ，是立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。 强度等级表示的含义：

16、强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。,47,3.轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=（0.70.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。,48,4.影响抗压强度的因素 （1）水泥的强度和水灰比 式中：fcu混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa； fce水泥28d抗压强度的实测值，MPa； 混凝土灰水比，即

17、水灰比的倒数； a、b回归系数。,当混凝土水灰比值在0.400.80之间时越大，则混凝土的强度越低； 水泥强度越高，则混凝土强度越高。,49,（2）粗集料的品种 碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高； 卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。 在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。 （3）养护条件 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高； 低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。 混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬

18、化。,50,（4）龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。 在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。 由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。 当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。 式中： fn、f28分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。 （5）外加剂,n3,51,6.提高混凝土抗压强度的措施 （1）采用高强度等级水泥； （2）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土； （3）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好

19、的碎石； （4）改进施工工艺，加强搅拌和振捣； （5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度； （6）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。,52,长期以来，人们一直认为混凝土材料是一种耐久性良好的材料，因为不少用其建造的结构物使用寿命长久。如一些早期建成的混凝土建筑物，已经使用了100年上下仍然完好。但与此同时不少结构物过早地毁坏，维修困难而且费用高昂，促使人们重视耐久性问题；许多大型结构物的兴建，例如海底隧道、跨海大桥、石油钻井平台、核废料储存容器等，对使用寿命提出了更高的要求，如100年、150年，甚至几百年,53,耐久性的定义,定义混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整

20、性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。,54,二、混凝土的耐久性,1.耐久性的主要内容 （1）抗渗性 混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。 （2）抗冻性 混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。 用抗冻等级表示。抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强

21、度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九个等级。,55,（3）抗侵蚀性 混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。 合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。 （4）抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。 混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩而开裂。 （5）碱集料反应 碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。 应严格控制水泥

22、中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。,56,2.提高混凝土耐久性的措施 （1）合理选择混凝土的组成材料 根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种； 选择质量良好、技术要求合格的骨料。 （2）提高混凝土制品的密实度 严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。 选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。 掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。 严格按操作规程进行施工操作。 （3）改善混凝土的孔隙结构 在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。,57,混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ552000）,58,5

23、.5 混凝土外加剂,59,外加剂及其分类,定义 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。 按主要功能的分类 （1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 （2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 （3）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 （4）改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。,60,一、减水剂,混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减

24、水剂又称为“超塑化剂”。 1.减水剂的作用机理 减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成； 掺入减水剂前： 当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；,61,掺入减水剂后： 表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高； 表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的

25、流动性。,62,63,2.减水剂的作用效果 （1）减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情况下，减少混凝土的单位用水量525（普通型515，高效型1030）。 （2）提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高100200mm。 （3）节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥520。 （4）改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻性。,64,3.常用的减水剂 （1） 木质素系减水剂（M型） 木质素系减水剂主要

26、使用木质素磺酸钙（木钙），属于阴离子表面活性剂，为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水率10左右。 对混凝土有缓凝作用，一般缓凝。 （2）萘系减水剂 高效减水剂，其主要成分为一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。 萘系减水剂适宜掺量为0.51.0，其减水率较大，为1025%增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。,65,（3）树脂类减水剂 为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂，为阴离子表面活性

27、剂。我国产品有SM树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。 SM适宜掺量为0.52.0，减水率达2027。 （4）糖蜜类减水剂 普通减水剂。它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等。 适宜掺量0.20.3，减水率10左右，属缓凝减水剂。,66,二、早强剂,早强剂是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。,常用早强剂的品种、掺量及作用效果,67,5.6普通混凝土结构及性质,一.砼的抗压强度与强度等级 定义：混凝土的抗压强度是指标准试件

28、在压力作用下直到破坏的单位面积所能承受的最大应力（亦称极限强度）。 混凝土结构物常以抗压强度为主要参数进行设计，而且抗压强度与其它强度及变形有良好的相关性，因此，抗压强度常作为评定混凝土质量的指标，并作为确定强度,68,二、影响混凝土强度的因素,砼结构连续性的丧失： 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。,69,另外还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力时，这些预存的界

29、面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而破环.,70,三.荷载作用下的变形,(一)混凝土的弹性模量 定义在应力应变曲线上任一点的应力与其应变的比值，称作混凝土在该应力下的变形模量。 弹性模量的三种表示方法: a.初始切线模量 b.切线模量 c.割线模量,71,(二)影响混凝土弹性模量的因素,混凝土的强度越高,弹性模量也越大;骨料弹性模量越高,混凝土的弹性模量越大;状态下的混凝土弹性模量要比干燥的高;混凝土中水泥浆含量较少,弹性模量较大;蒸气养护混凝土比潮湿养护混凝土的弹性模量低10%.,72,(三).徐变及其对结构物的影响,定义:混凝土在持续荷载作用下,

30、随时间增长的变形. 有利面： 徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重分布，从而使局部应力集中得到缓解； 对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。 不利面： 在预应力钢筋混凝土中，混凝土的徐变将使钢筋的预加应力受到损失。,73,5.7 混 凝 土 配 合 比 设 计,目的： 确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。 常用的表示方法： 以每1混凝土中各项材料的质量表示， 水泥（mc）300 kg、水（mw）180 kg、 砂（ms）720 kg、石子（mg）1200 kg 以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为1） 如 : 水泥：砂：石子：水1：2.4:4:0.6,74,一

31、.混凝土配合比设计中的三个参数,、水与水泥之间的比例关系 水灰比表示； 、砂与石子之间的比关系 砂率表示； 、水泥浆与骨料之间的比例关系 单位体积用水量来表示,75,确定三个参数的基本原则：,在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比； 在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量； 砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定砂率。,76,配合比设计步骤： 1选择坍落度或VB稠度 2选择石子最大粒径 3选择用水量和含气量 4选择水灰比 5计算水泥用量 6选择砂率 7计算粗细骨料用量 8骨料含水量调整 9试拌调整,77,混凝土配合比设计的

32、步骤,初步计算配合比 基准配合比 (调整坍落度) 实验室配合比 (校核强度、耐久性) 施工配合比 (扣减工地砂石含水量),78,二、初步计算配合比,计算步骤： 第一步：确定配制混凝土强度 第二步：确定水灰比 第三步：确定用水量 第四步：确定水泥用量 第五步：确定砂率 第六步：确定砂石用量,79,第一步：混凝土配制强度的确定,依据公式： fcu. fcu.k + 1.645 式中： fcu.混凝土配制强度（MPa） fcu.k设计要求的混凝土强度等级； 混凝土强度标准差（MPa）。 的确定： A、施工单位有强度历史资料时，依公式计算； B、施工单位无强度历史资料时，查标准取用。,80,第二步:

33、初步确定水灰比（W/C）,依混凝土强度公式： fcu,=Afc(C/W-B) W/C=Afc/(fcu,+ABfc) fc 水泥实际强度,如无法取得实际强度可按 fc =Kc* fcb=1.13 fcb(水泥标号)计算 A,B 经验系数,如:啐石A=0.46,B=0.52 卵石A=0.48,B=0.61 耐久性校核： 上式水灰比还不得大于耐久性规定的最大水灰比值,否则结果两者取最小值。,81,第三步: 选取1M3混凝土的用水量,根据所用粗骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值，选取1 M3混凝土的用水量。,82,第四步: 计算1M3混凝土的水泥用量,计算根据确定的水灰比（W/C）和选用的单

34、位用水量（W）， 可计算出水泥用量（C0）: C0 =W/(W/C) 校核为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还应满足表511规定的最小水泥用量的要求;当计算的水泥用量小于最小水泥用量时,取两者最大值。,83,第五步: 选取合理砂率值,方法： 、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率； 、根据混凝土拌和物的和易性，通过试验求出合理砂率坍落度最大的最小砂率； 、如无试验资料，可根据骨料品种、规格和水灰比，按表517选用。,84,第六步: 计算砂、石的用量S,G,A 质量法： 若原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌和物的表观密度将接近一个固定值。 B体积法： 假定混凝土拌和物的体积等于各组

35、成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和。,85,体 积 法,假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和，可列出下式： C/ c+ W/ w+S/ s+G/ g+10L=1000L 式中: c水泥密度,可取29003100 （kg/m3）； g粗骨料的表观密度（ kg/m3 ）； s细骨料的表观密度（ kg/m3 ）； w水的密度,可取1000 （ kg/m3 ）； 混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，又可取1.联立两式即可求出mgo、mso。,86,配合比的试配、调整,以上求出的各材料用量，是借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经

36、验资料查得的，因而不一定能够完全符合具体的工程实际情况，必须通过试拌调整，直到混凝土拌和物的和易性符合要求为止，然后提出供检验强度用的基准配合比。,87,二.基准配合比和易性的调整,按估计的初步配合比,称取1530L混凝土拌和物进行试拌,检验混凝土拌和物的和易性.当流动性大于要求值时,可保持砂率不变,适当增加砂,石用量;若流动性小于要求值,可保持水灰比不变,适当增加水和水泥用量;若 黏聚性和保水性差,可适当增加砂率.,88,三、实验室配合比强度校验,采用三个不同的配合比，其一为基准配合比，另外两个配合比的W/C较基准配合比分别增加或减少0.05。 每种配合比至少制作一组（三块）试件，标准养护到

37、28d时进行强度（活耐久性）测试。 由试验得出的各灰水比及其对应的混凝土的强度（和耐久性）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,）相对应的灰水比,并确定出设计配合比。,89,实验室配合比的确定,用水量（W）取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行适当的调整； 水泥用量（C）以用水量乘以选定出的灰水比计算确定； 粗、细骨料用量（S,G）取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行适当的调整。,90,四.换算施工配合比,经测定工地上砂的含水率为Ws,石自含水率Wg,则施工配合比为: 水泥用量 与实验室配合比相同为C 砂用量S S=S(1+Ws) 石子用量G G=G(1+Wg) 用水量W W =W-S*Ws-G*Wg,