普通混凝土配合比设计实例

普通混凝土配合比设计实例

例题】某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土的设计强度等级为C25，施工要求坍落度为50～70mm （混凝土由机械搅拌，机械振捣），根据施工单位历史统计资料，混凝土强度标准差σ＝4.8MPa 。

采用的原材料：325号普通水泥（实测28天强度35.8MPa ）， 密度ρc ＝3100kg/m3；中砂，表观密度ρs=2650 kg/m3；碎石， 表观密度ρg ＝2700 kg/m3，最大粒径Dmax=31.5mm ；自来水。

要求：

1、试设计混凝土配合比（按干燥材料计算）。

2、施工现场砂含水率1％，碎石含水率0.5％，求施工配合比。

初步计算配合比的计算

⑴、 确定配制强度（fcu,o ）

fcu,o ＝ fcu,k+1.645σ＝25＋1.645×4.8=32.9 MPa

⑵、 确定水灰比（W/C ）

碎石 A ＝0.46 B=0.07

W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)

=0.46×35.8/(32.9+0.46×0.07×35.8)=0.48

由于框架结构梁处于干燥环境，查表 ，（W/C ）max=0.65，故可取w/c=0.48 ⑶、 确定单位用水量（Wo ）

查表取Wo ＝195 kg

⑷、 计算水泥用量（co ）

Co ＝Wo/(W/C)=195/0.48=406(kg)

查表最小水泥用量为260 kg/，故可取Co ＝406 kg 。

⑸、 确定合理砂率值（ Sp ）

根据骨料及水灰比情况，查表取Sp ＝33％

⑹、 计算粗、细骨料用量（Go ）及（So ）

用质量法计算:

B 、 用体积法计算

方程略

解得：Go ＝1205.3 kg ， So ＝593.7kg

%

332400

195406=+=+++o o o

o o G S S S G

两种方法计算结果相近。

➢1、按初步计算配合比试拌15 L，其材料用量为

水泥0.015×406=6.09kg

水0.015×195=2.93 kg

砂0.015×593.7=8.91 kg

石子0.015×1205.3=18.08 kg

➢搅拌均匀后做和易性试验，测得的坍落度为20mm，不符合要求。增加5％的水泥浆，即水泥用量增加到6.39 kg，水用量增加到3.08 kg，测得坍落度为30mm，粘聚性、保水性均良好。

➢试拌调整后的材料用量为：水泥6.39 kg，水3.08 kg，砂8.91 kg，石子18.08 kg。

混凝土拌和物的实测表观密度为2410 kg/m3。

➢在基准配合比的基础上，拌制三种不同水灰比的混凝土，并制作三组强度试件。其一是水灰比为0.48的基准配合比，另两种水灰比分别为0.43及0.53，经试拌检查和易性均满足要求。

➢经标准养护28天后，进行强度试验，得出的强度值分别为：

水灰比0.43………38.5 MPa

水灰比0.48………32.6 MPa

水灰比0.53………24.5 MPa

➢根据上述三组灰水比与其相对应的强度关系，计算（或作图）出与混凝土配制强度（32.9 MPa）对应的水灰比值为0.47。

➢则初步定出混凝土的配合比为：

水W=203.59kg

水泥C=422.38kg

砂S=588.95kg

石子G=1195.09kg

➢将设计配合比换算成现场施工配合比，用水量应扣除砂、石所含水量、而砂、石则应增加砂、石的含水量。

➢所以施工配合比：

C/＝422.38 kg

S/=588.95×(1+1%）=594.84kg

G/=1195.09×（1+0.5%）=1201.07 kg

W/=203.59-588.95×1% -1195.09×0.5%=191.73 kg

•掺减水剂时，

用水量= W/ （1-β）

β为外加剂减水率

例题：

某工地砼施工配合比为：C´: S´: G´: W´=308 :700 :1260 :128

（kg)，此时砂含水率为(a)为6.2%，碎石含水率为(b)为3.6%。

（1）求该砼实验室配合比。

（2）若使用42.5P•O水泥(实测强度45MPa)，问该砼能否达到C20要求（t =1.645, σ=5.0MPa)。

解: (1)实验室配合比

C0= C ´ =308 kg

S0= S ´/(1 + a%)=700/(1+6.2%)=659.13kg

G0= G ´/(1 + b%)=1260/(1+3.6%)=1216.22kg

W0=W ´+ S0 a%+G0 b%

=128 +659.13×6.2%+1216.22×3.6%= 212.65kg

（2） 配制C20时必须达到的配制强度

f 配 = f 设+ t σ= 20 +1.645 ×5 = 28.23MPa

由实验室配合比知，C/W = 308/212.65 = 1.45

碎石A=0.46,B=0.07， f ce=45MPa ，

则实际强度f 28= A f ce(C/W-B)

= 0.46×45(1.45–0.07)= 28.53MPa

∵ f 28﹥ f 配

∴该砼能达到C20要求

砼试拌调整后，各材料用量分别为水泥3.1kg,水1.86kg,砂6.24kg,碎石12.84kg,并测

得拌合物湿表观密度为2450 。试求1 砼的各材料用量。

例．某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为３０～５０㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝5MPa 。所用原材料情况如下：

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm ３，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；

砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρos=2.60ｇ/cm ３；

石：5～30mm 碎石，级配合格，石子表观密度ρog=2.65ｇ/cm3；

试求：

１．混凝土计算配合比；（假定查表得到砂率为35%）

2．若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 ３％，石子含水率为1％，试计算混凝土施工配合比。

解：

１．求混凝土计算配合比

(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）

由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。

fcu,0= fcu,k + 1.645σ= 30 + 1.645×5 =38.2 MPa

(2)确定水灰比（W/C ）

fce = γc ×fce,k = 1.08 × 42.5=45.9MPa

由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。

（3）确定用水量（mw0）

查表，对于最大粒径为30㎜的碎石混凝土，当所需坍落度为30～50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用185kg 。

53.09.4507.046.02.389.4546.0/0=⨯⨯+⨯=⨯⨯+⨯=ce

b a cu ce a f f f C W ααα，