集料配比设计方法课件.doc
论砂石集料的级配与组成设计PPT课件( 22页)
但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。
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17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。
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18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
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5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
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6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
计算思路：根据各主要粒径试算各种集料在混合料 中的大致比例，校核后，比例不合适， 调整渐进，最终达到级配要求。
3.2.2 集料的组成设计
一、数解法 （二）线性规划法
设k种集料，各自在n级筛的通过百分率为Pi（j） 要求级配中值为P（j）(j =1, …,n ）各集料在 混合料中的用量为Xi , （ i =1, …,k ）,可建 立线性规划模型：
抛物线，则其堆积密度愈大。
3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围
最大堆积密度曲线
3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围
1）最大密度曲线（富勒曲线）公式：
pi2 kdi
di D时P 100 K 1002 1
D
P
100
d
0.5
或
D
p 100 d D
3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围
C50混凝土配比设计
C50混凝土配比设计一、原材料1.集料商品混凝土中集料体积大约占商品混凝土体积的3/4,由于所占的体积相当大,所以集料的质量对商品混凝土的TRANBBS技术性能和生产成本均产生一定的影响,在配制C50商品混凝土时,对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等,必须认真检验,严格选材。
(1)细集料。
砂材质的好坏,对C50以上商品混凝土的拌和物和易性的影响比粗集料要大。
优先选取级配良好的江砂或河砂。
因为江砂或河砂比较干净,含泥量少,砂中石英颗粒含量较多,级配一般都能符合要求。
山砂一般不能使用,山砂中含泥量较大且含有较多的风化软弱颗粒。
砂的细度模数宜控制在2.6以上,细度模数小于2.5时,拌制的商品混凝土拌和物显得太粘稠,施工中难于振捣,且由于砂细,在满足相同和易性要求时,增大水泥用量。
这样不但增加了商品混凝土的成本,而且影响商品混凝土的技术性能,如商品混凝土的耐久性、收缩裂缝等。
砂也不宜太粗,细度模数在3.3以上时,容易引起新拌商品混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差,从而影响商品混凝土的内在质量及外观质量。
C50泵送商品混凝土细度模数控制在2.6-2.8之间最佳,普通商品混凝土控制在3.3以下。
另外还要注意砂中杂质的含量。
(2)粗集料。
粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对C50商品混凝土的强度有着重要的影响。
级配是集料的一项重要的技术指标,对商品混凝土的和易性及强度有着很大的影响。
配制C50商品混凝土最大粒径不超过31.5mm,因为C50商品混凝土一般水泥用量在440-500kg/m3,水泥浆较富余,由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小,其与砂浆的粘结面积相应要小,其粘结力要低,且商品混凝土的均质性差,所以大粒径集料不可能配制出高强度商品混凝土。
集料的级配要符合要求且集料的空隙要小,通常采用二种规格的石子进行掺配。
如5-31.5mm连续极配采用5-16mm和16-31.5mm二种规格的碎石进行掺配。
沥青混合料配比设计说明书PPT课件
AC-20 中粒式
AC-16
100 90-100 78-90 68-80 58-70 40-50 28-38 20-29 15-22 10-17 6-13 4-8 100 90-100 80-90 66-78 46-58 34-44 22-32 16-24 11-19 7-14 4-8
AC-13 细粒式
使包括0.075mm、2.36mm、4.75mm筛孔在内的较多 筛孔的通过率分别位于设计级配范围的上方、中值 及下方。 混合料中天然砂的用量通常不宜超过集 料总量的20%。
马歇尔配合比设计步骤
4.初选5组油石比，对1~3不同的级配分别进行马歇 尔试验；
拌和温度、击实温度
5.测定体积指标、马歇尔稳定度、流值，调整最佳 油石比OAC；
确定级配允许波动范围
JTG F40-2004 矿料级配范围的三层含义
•第一 是规范规定的级配范围 是最基本的要求。必须兼顾全国各种不同情况，
由于它适用于全国，适用于不同等级、不同气候 条件、不同交通条件、不同层次的各自情况，所 以这个范围必然只能规定的很宽。这样给设计单 位和建设单位有充分选择级配的自由。 •第二 工程设计矿料级配范围 针对具体工程，气候条件、交通条件，公路等级， 已建公路的成功经验调整。 •第三 施工单位施工质量检验时允许的级配波动范围。
沥青混合料配合比设计三个阶段
目标配合比设计阶段
（优选材料、矿料级配、最佳OAC，供拌和机确定冷料仓的 供货比例、进料速度及试拌使用）
生产配合比设计阶段
（确定各热料仓的配合比，供拌和机控制室使用）
生产配合比检验阶段
（通过试拌试铺，确定施工温度；机械组合；施工工艺；虚 铺系数；生产用标准配合比和最佳油石比；建立钻芯法与核 子仪的检测密度的相关性。）
热拌沥青混合料配合比设计方法-马歇尔法
评估沥青混合料的性能
评估内容
马歇尔法不仅用于确定最佳沥青用量，还可以评估沥青混合料的性能，如高温稳 定性、低温抗裂性、水稳定性、耐久性等。
评估方法
通过马歇尔试验测定沥青混合料的流变性能，如稳定度、流动度等，以及通过小 梁弯曲试验、车辙试验等方法评估沥青混合料的高温性能和耐久性能。
优化沥青混合料配合比
感谢您的观看
促进沥青混合料技术的进 步
马歇尔法作为沥青混合料设计的重要方法， 其应用推动了相关技术的进步和革新，提高 了行业整体水平。
对未来研究的建议
深入研究不同因素对沥青混合料性能的影响
可以进一步探索温度、湿度、荷载等外部条件以及原材料性质、级配等内在因素对沥青混 合料性能的影响，为配合比设计提供更全面的理论支持。
进行矿料配合比设计，确定集 料的级配。
选择合适的沥青用量，通过马 歇尔试验确定最佳沥青用量。
进行性能验证，确保沥青混合 料满足工程要求。
马歇尔试件制备与成型
将集料、沥青和填料 按照设计比例混合， 搅拌均匀。
将试模放置在恒温水 浴中养护一定时间， 待其硬化。
将混合料填充到马歇 尔试模中，用插捣器 压实。
02 马歇尔试验方法
原材料选择与质量控制
01
02
03
沥青
选择符合要求的沥青，确 保其粘度、软化点等指标 符合工程要求。
集料
选用质地坚硬、洁净的集 料，确保集料级配符合设 计要求。
填料
选用符合要求的矿粉，控 制其含水量和含泥量。
沥青混合料配合比设计步骤
01
02
03
04
确定沥青混合料的类型和设计 目标。
热拌沥青混合料配合比设计方法马歇尔法
目录
混凝土配合比数据参考课件
配比设计理论—级配堆积理论
➢颗粒运动时,粒子间留有适当距离 ,恰使次小颗粒 能够穿过并填塞在空隙。
流变学
5
颗粒级配的关键结论
➢Fuller公式：n=0.25~0.7 Fuller:1/2,Talbot:1/3,Birebent:1/4 日本n=0.35～0.45,美国取n=0.45 水泥混凝土：0.25~0.45 我国集料:Bolomey：
16 20
40
30-35 29-34 27-32
33-38 32-37 30-35
36-41 35-40 33-38
39-44 38-43 36-41 21
配合比计算4-5举例
4.C、FA、A用量
B=172/0.48=358 kg/m3 A=358*1.0%=3.58 kg/m3 FA=358*15%=54 kg/m3 C=358-54=304 kg/m3
25
试配中的和易性调整1
➢若T（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性 不好时，应进行和易性调整。 ➢对于普通混凝土配合比，T较小，≤90mm
1.T过小，W/C不变,分次掺入5％~10％水泥浆或外加剂 2.T过大，粘聚性、保水性良好时，可保持砂率不变， 酌情增加砂和石子； 3.当粘聚性、保水性不好时，可适当改变砂率。
5.其他参数
• 特殊结构(如承台、预应力、路面等),可泵 性，外观
8
设计中其他参数要求
➢决定因素：工程结构部位、施工、耐久性… 路面：抗折，耐磨，吸声，弹模等。一般设计T不 大，集料Dmax大，级配好等 预应力：3~5d施加预应力，规范要求达到设计75%， 实际85~90%,7d达到设计强度；弹模>30GPa 承台：大体积，抗裂性，变形性等：测试抗裂性， 水化热，变形… 地下：抗渗性… 海洋工程：离子腐蚀，钢筋锈蚀，干湿循环… 北方：抗冻性…
矿料配合比详解
D/16 D/8 D/4
D/2
dmax=D
100 P（%）
半对数坐标中为一曲线 50
0 D/256 D/64 D/16
D/4
lg D D
②最大密度曲线n幂公式 （泰波公式）
P
100
d
n
D
n——实验指数在0.3 ~ 0.7 之间
该公式给出了一个较好的骨料级配的实 际应用范围。
取ｎ=0.35、0.40、0.45、0.50、0.55时五种 级配组成见下表
整。 ③Excel电子表格法 该方法利用试算法原理，可根据矿料级
配曲线及时作出试算和调整，直到满足 要求。（该方法在此省略）
（2）图解法
修正平衡面积法 图解法步骤：
假设有A、B、C、D四种规格的矿质集 料和已知的工程级配要求范围。
通过筛分析已知它们各自的通过百分 率（%）。
用修正平衡面积法求出满足工程级配 要求的矿质混合料配合比。
（四）矿质混合料的组成设计
1.级配理论
（1）级配曲线
①连续级配曲线 定义—— 是一种各级粒径颗粒均有，由
大到小且相互有一定比例关系的平滑曲 线。 横坐标用粒径尺寸的对数表示——lgdi 纵坐标用通过百分率Pi（%）表示，常用 坐标。
P(%)通过率 100
连续级配曲线
0
粒径尺寸 lg d
筛分析参数：
级配曲线的调整方法：
应使0.075mm（控制矿粉量）、2.36mm （控制细集料量）、4.75mm（控制粗集 料量）筛孔在内的较多筛孔的通过百分 率接近工程设计级配要求值。
对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级 配范围的下（粗）限；对中小交通量或 人行道路等宜偏向级配范围的上（细） 限。
混凝土配合比计算课件2
（一）确定混凝土基准 配合比
（二）试配、调整，确 定设计配合比
（三）计算施工配合比
（一）确定混凝土基准配合比
1.计算施工配制强度 fcu,0
f cu，0 f cu，k 1.645
式中: fcu,0——混凝土配制强度，MPa； fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，
•用途： Ks：计算土方施工机械及运土车辆等的参数 Ks’ ：计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的参数
（1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关 系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的 灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：
①单位用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强 度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（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定； ③粗集料和细集料用量（ms、mg）应在基准配合比的用量基础上，
30～35
29～34
28～33
33～38 32～37 31～36
碎石最大粒径，mm
16
20
40
30～35 29～34 27～32
33～38 32～37 30～35
36～41 35～40 33～38
36～41
35～40
34～39
39～44
38～43 36～41
6.计算砂、石子用量ms0、mg0
（1）体积法
•3、土的可松性：
•自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后
虽经回填压实，仍不能恢复。
• 最初可松性系数 Ks=V2 /V1 1.08~1.5 • 最后可松性系数 Ks’=V3 /V1 1.01~1.3
水稳集料掺配比例计算
水稳集料掺配比例计算水稳集料是建筑混凝土中常见的一种材料，主要用于掺和混凝土中，可以起到支撑和增强混凝土强度的作用。
而水稳集料掺配比例的计算则是使用水稳集料前必须进行的一项工作，本文将详细介绍水稳集料掺配比例的计算方法。
一、水稳集料的定义和种类水稳集料，是指把天然石料经碎石机加工成符合一定规格的颗粒后，再经过洗、筛、烘等加工处理，获得一定坚硬度和稳定性的人造骨料。
按水泥净浆排水率（Slump）的大小，水稳集料可分为：高slump水稳集料、中slump 水稳集料和低slump水稳集料三种。
根据不同的应用场合和要求，选择不同种类的水稳集料进行施工。
二、水稳集料掺配比例的计算方法水稳集料的掺配比例，是指在特定条件下，按照一定比例将水稳集料与水泥掺合制造混凝土的方法。
正确的计算合适的掺配比例，可以保证混凝土强度、耐久性和使用寿命等重要性能。
水稳集料的掺配比例一般应采用设计掺配比计算，建议采用三点、三线法、矩阵法等方法进行计算。
（一）三点法计算三点法是一种常用的水稳集料掺配比例计算方法。
计算初步掺配比例时，可分别采用最小水灰比、最大骨料用量和最小强度要求三个点进行计算。
1、最小水灰比：最小水灰比是为了保证混凝土的坍度、流动性、强度及抗渗性等性能，通常选取水泥用量最小的水灰比，它由以下两个因素决定： 1）水泥的极限用量； 2）混凝土工作性能的要求。
2、最大骨料用量：最大骨料用量是指混凝土中使用的骨料最大物理尺寸，也就是骨料粒径。
在计算最大骨料用量时，需要考虑到以下因素： 1）混凝土工程的施工要求； 2）混凝土介质受力的需要。
3、最小强度要求：最小强度要求是指混凝土在特定条件下的强度要求。
选用最小强度要求作为三点法的另一个点，是为了保证混凝土具备足够的力学性能，其主要由以下因素构成： 1）混凝土所承受的应力状态； 2）混凝土施工质量要求。
通过三点法计算出的合适的水稳集料的掺合比例，可以进一步进行试配实验，以确保最终的混凝土性能达到要求。
集料配比设计方法
矿质混合料的配合比设计方法矿质混合料的配合比设计方法有数解法和图解法两大类，两类设计方法均需要在两个已知条件的基础上进行：第一个条件是各种集料的级配参数；第二个条件是根据设计要求、技术规范或理论计算，确定矿质混合料目标级配范围。
本节介绍数解法中的试算法、规划求解法，以及图解法中的修正平衡面积法。
一、数解法数解法的基本原理是将几种已知级配的集料j 配制成满足目标级配要求的矿质混合料M ，混合料M 在某一筛孔i 上的颗粒是由这几种集料提供的。
混合料的级配参数由式（4-38）或式（4-39）确定。
)()()(i j i j i M X a a ⨯=∑ （4-38） )()()(i j i j i M X P P ⨯=∑ （4-39）式中：)(i M a —矿质混合料在筛孔i 上的分计筛余百分率（%）)(i j a —某一集料j 在筛孔i 上的分计筛余百分率（%） )(i M P —矿质混合料在筛孔i 上的通过百分率（%） )(i j P —某一集料j 在筛孔i 上的通过百分率（%）)(i j X —某一集料j 在矿质混合料中的质量百分率（%）将已知集料的级配参数和矿质混合料的目标级配参数代入式（4-38）或式（4-39），可以建立数个方程，方程的个数等于标准筛的个数，然后可以用正则方程法求解，也可以用试算法或规划求解法确定各个集料的用量。
（1）试算法设计步骤采用试算法求解，需要已知各个集料和矿质混合料的分计筛余百分率。
以三种集料为例，介绍试算法的求解步骤。
1）基本计算方程的建立 设有A 、B 、C 的三种集料在某一筛孔i 上的分计筛余百分率分别为)(i A a 、)(i B a 、)(i C a ，欲配制成矿质混合料M ，混合料M 中在相应筛孔i 上的分计筛余百分率设计值为)(i M a 。
假设A 、B 、C 三种集料在混合料中的比例分别为X 、Y 、Z ，由此得式（4-40）和式（4-41）： X +Y +Z =100 （4-40） X ·)(i A a +Y ·)(i B a +Z ·)(i C a =)(i M a （4-41）2）基本假定在矿质混合料中，某一粒径的颗粒是由一种集料提供的，在其它集料中不含这一粒径的颗粒。
细集料的级配设计PPT课件
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2、计算细度模数MX
Mx
A2
A3
A4 A5
100 A1
A6 5A1
(93 62 35 15 6) 5 2 2.05 100 2
∵MX=2.05 介于2.2～1.6之间， ∴由细度模数判别该砂的规格为细砂。
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60 分 区内画出砂样。
率
70 (%)
80 ③由级配类别知：
90
9.5
该砂属于细砂。
结论：由细度模数和级配二项指标确定该砂为细砂。
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砂子的用途 • Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；
• Ⅱ类宜用于强度等级C30-C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土； • Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
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课堂练习：
某砂筛分试验结果如下表1，试计算其累计筛 余及细度模数，并画出级配曲线。
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作业：
• 见《道路建筑材料习题集》 • P3问答题-6 • P3计算题-5
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感谢您的观看！
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浙江建设职业技术学院
Ⅲ
0 10～0 15～0 25～0 40～16 85～55 100～90
说明：
Ⅰ区砂属于粗砂——采用较Ⅱ区大的砂率（不易捣实）；Ⅱ 区砂属于中砂——由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成；
Ⅲ区砂属于细砂——采用较Ⅱ区小的砂率（易捣实）。
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集料配合比课程设计
集料配合比课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解集料的概念，掌握其分类和性质；2. 学生能掌握配合比的计算方法，并应用于实际工程中；3. 学生能了解集料在混凝土中的作用，理解其重要性。
技能目标：1. 学生能够运用配合比计算方法，独立完成集料配合比的计算；2. 学生能够根据实际工程需求，选择合适的集料并进行配合；3. 学生能够分析配合比对混凝土性能的影响，进行合理的调整。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程材料的兴趣，提高对建筑材料学科的学习热情；2. 学生树立质量意识，认识到合理配合比在保证工程质量中的重要性；3. 学生培养合作精神，学会在团队中分享观点、交流经验。
课程性质：本课程属于建筑材料学科，以理论教学和实践应用相结合，注重培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生处于中等年级，具备一定的理论基础，但对实际工程应用尚缺乏了解，需要结合实际案例进行教学。
教学要求：结合课本知识，注重实践操作，使学生在掌握理论知识的基础上，能够独立解决实际问题。
通过课程学习，分解目标为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 集料的基本概念与分类- 混凝土中集料的作用与要求- 集料的分类及性质2. 配合比设计原理- 配合比设计的基本原则- 配合比计算方法及其应用3. 集料配合比的实际应用- 不同工程对集料配合比的要求- 实际案例分析与讨论4. 配合比对混凝土性能的影响- 配合比与混凝土强度、耐久性等性能的关系- 配合比的优化与调整教学大纲安排：第一课时：集料的基本概念与分类，混凝土中集料的作用与要求，集料的分类及性质；第二课时：配合比设计原理，配合比计算方法及其应用；第三课时：集料配合比的实际应用，不同工程对集料配合比的要求，实际案例分析与讨论；第四课时：配合比对混凝土性能的影响，配合比的优化与调整。
教学内容与课本关联性：教学内容紧密围绕课本中关于集料配合比的相关章节，结合实际工程案例，使学生更好地理解和掌握理论知识，提高实际应用能力。
集电环的绝缘料配比方法
集电环的绝缘料配比方法
集电环的绝缘料配比方法主要是为了保证集电环在工作过程中能够有效地阻止
电流泄漏，提高电器设备的安全性和可靠性。
合适的绝缘料配比可以有效地防止电器设备因电流泄漏而造成短路或其他安全隐患，延长设备的使用寿命。
下面我将介绍一些常见的集电环绝缘料配比方法：
首先，要确定绝缘料的种类。
常见的绝缘料种类有橡胶、硅胶、聚氯乙烯等。
不同的绝缘料适用于不同的工作环境和要求，因此要根据具体的使用情况选择合适的绝缘料种类。
其次，确定绝缘料的比例。
绝缘料的比例一般是按照重量或体积比例来确定的。
根据绝缘料的种类和要求，确定不同种类绝缘料的比例，通常需要进行一定的试验和实验来确定最佳的配比比例。
接着，根据绝缘料的性能要求确定配比方法。
例如，要求绝缘料具有较高的耐
高温性能，需要选择耐高温的绝缘料，并确定合适的配比方法。
另外，还需要考虑绝缘料的耐老化性能、耐腐蚀性能等。
最后，进行配比实验。
在确定了绝缘料的种类、比例和配比方法后，需要进行
配比实验来验证配比的准确性和可靠性。
实验过程中要注意绝缘料的混合均匀性、固化时间、硬度等指标，确保绝缘料的性能符合要求。
总的来说，确定集电环的绝缘料配比方法需要考虑绝缘料的种类、比例、配比
方法以及配比实验等因素，以确保绝缘料的性能能够满足工作要求，保障电器设备的安全可靠性。
通过科学的配比方法，可以提高集电环的绝缘性能，延长设备的使用寿命，确保设备的正常运行。
c15轻集料混凝土配合比
c15轻集料混凝土配合比一、引言随着我国建筑行业的快速发展，对混凝土的需求日益增长。
传统的混凝土材料在强度、耐久性等方面已经无法满足一些特殊工程的需求。
为了降低混凝土的自重、提高其保温性能，研究C15轻集料混凝土配合比具有重要意义。
本文将探讨C15轻集料混凝土的配合比设计及其性能分析，为相关领域提供参考。
二、C15轻集料混凝土配合比原理1.轻集料的选择C15轻集料混凝土中的轻集料主要包括膨胀珍珠岩、陶粒、浮石等。
选择时应考虑其密度、强度、吸水率等指标，以保证混凝土的强度和耐久性。
2.水泥与粉煤灰的配比水泥是混凝土的主要胶结材料，其用量会影响混凝土的强度和成本。
粉煤灰是一种矿物掺合料，可以提高混凝土的抗渗性、抗碳化性和耐久性。
合理的水泥与粉煤灰配比可以降低混凝土的成本，提高其性能。
3.骨料的级配骨料的级配对混凝土的工作性能和强度有很大影响。
在C15轻集料混凝土中，应选择适宜的骨料级配，使混凝土具有较好的流动性和足够的强度。
4.水泥浆体与轻集料的适应性水泥浆体与轻集料的适应性是影响混凝土性能的关键因素。
通过调整水泥浆体的流动性和稠度，使其与轻集料充分拌合，提高混凝土的性能。
1.水泥用量根据JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的规定，C15轻集料混凝土的水泥用量为250-350kg/m。
2.粉煤灰用量粉煤灰的用量一般为水泥用量的10%-30%，可根据具体工程需求进行调整。
3.骨料用量骨料的用量取决于混凝土的强度和耐久性要求。
一般而言，骨料用量为1000-1500kg/m。
4.水泥浆体与轻集料的拌合比例水泥浆体与轻集料的拌合比例应根据试验确定，以确保混凝土具有良好的工作性能和强度。
四、C15轻集料混凝土性能分析1.强度性能C15轻集料混凝土的强度性能应满足设计要求。
通过合理的配合比设计，可以使其28天抗压强度达到15MPa。
2.耐久性能C15轻集料混凝土具有较好的耐久性能，可有效抵抗冻融循环、碳化等环境作用。
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矿质混合料的配合比设计方法矿质混合料的配合比设计方法有数解法和图解法两大类，两类设计方法均需要在两个已知条件的基础上进行：第一个条件是各种集料的级配参数；第二个条件是根据设计要求、技术规范或理论计算，确定矿质混合料目标级配范围。
本节介绍数解法中的试算法、规划求解法，以及图解法中的修正平衡面积法。
一、数解法数解法的基本原理是将几种已知级配的集料j 配制成满足目标级配要求的矿质混合料M ，混合料M 在某一筛孔i 上的颗粒是由这几种集料提供的。
混合料的级配参数由式（4-38）或式（4-39）确定。
a （4-38）M a X(i ) j (i ) j (i )P （4-39）M P X(i ) j (i ) j (i )式中：a—矿质混合料在筛孔i 上的分计筛余百分率（%）M (i )a —某一集料j 在筛孔i 上的分计筛余百分率（%）j (i )P —矿质混合料在筛孔i 上的通过百分率（%）M ( i )P —某一集料j 在筛孔i 上的通过百分率（%）j (i )X —某一集料j 在矿质混合料中的质量百分率（%）j (i )将已知集料的级配参数和矿质混合料的目标级配参数代入式（4-38 ）或式（4-39），可以建立数个方程，方程的个数等于标准筛的个数，然后可以用正则方程法求解，也可以用试算法或规划求解法确定各个集料的用量。
（1）试算法设计步骤采用试算法求解，需要已知各个集料和矿质混合料的分计筛余百分率。
以三种集料为例，介绍试算法的求解步骤。
1）基本计算方程的建立设有A 、B 、C 的三种集料在某一筛孔i 上的分计筛余百分率分别为a、A(i )a 、a C (i ) ，欲配制成矿质混合料M ，混合料M 中在相应筛孔i 上的分计筛B(i )余百分率设计值为a M (i ) 。
假设A 、B 、C 三种集料在混合料中的比例分别为X 、Y 、Z ，由此得式（4-40）和式（4-41）：X +Y +Z =100 （4-40）X ·a A(i )+Y ·a+Z ·B(i )a =a （4-41）C (i ) M ( i )12）基本假定在矿质混合料中，某一粒径的颗粒是由一种集料提供的，在其它集料中不含这一粒径的颗粒。
在具体计算时，所选择的粒径应在该集料中占有较大优势。
将这一假定作为补充条件，可以简化式（4-41），从而求出A、B 、C 三种集料在矿质混合料中的用量。
3）计算各个集料在矿质混合料中的用量首先确定在某种集料中占优势含量的某一粒径，忽略其它集料在此粒径的含量。
例如，若在集料 A 中所选择的粒径为i ，该粒径的分计筛余为a，并A(i )令：集料 B 和集料C 在此粒径的含量计算出集料 A 在混合料中用量X 。
a、a C(i ) 均等于零，代入式（4-41）B(i )同理，在计算集料 C 或集料B 的用量时，先确定这种集料中占优势的某一粒径，而忽略另两种集料中同一粒径的含量，根据上述相同方法，计算集料C 或集料B 的用量。
可以根据集料的级配情况，选择先求解集料 B 的用量，还是先求解集料 C 的用量。
当集料超过三种时，方程（4-41）的未知数将增加，可按照上述原理重复进行计算。
4）合成级配的计算、校核和调整由于试算法中各种集料用量比例是根据几个筛孔确定的，不能控制所有筛孔，所以应对合成级配进行校核。
先按照式（4-38）和式（4-39）计算矿质混合料的合成级配a或P M (i ) 。
矿质混合料的合成级配应在设计要求M (i )级配范围内，并尽可能接近设计级配范围的中值。
当合成级配不满足要求时，应调整个集料的比例。
调整配合比后还应重新进行校核，直至符合要求为止。
如经计算后确不能满足级配要求时，可掺加单粒级集料或调换其它集料。
试算法的具体计算步骤见例题4-2 。
（2）规划求解法设计步骤规划求解法采用Microsoft Office 软件Excel 电子表格中的规划求解分析工具进行，通过设置规划求解中的约束条件，较为准确地计算出各种集料的用量。
采用规划求解法确定矿质混合料配合比的具体步骤见例题4-3 。
二、图解法设计步骤通常采用“修正平衡面积法”确定矿质混合料的合成级配。
在“修正平衡面积法”中，将设计要求的级配中值曲线绘制成一条直线，纵坐标和横坐标分别代表通过百分率和筛孔尺寸，这样，当纵坐标仍为算术坐标时，横坐标的位置将由设计级配中值所确定。
（1）绘制级配曲线坐标图2按照一定的尺寸绘制矩形图框（通常纵坐标通过量取10cm，横坐标筛孔尺寸（或粒径）取15cm），连接对角线作为设计级配中值曲线，见图4-6 。
按常数标尺在纵坐标上标出通过量百分率位置，然图4-6 设计级配范围中值曲线后将设计级配中值（见表4-27 中数据）要求的各筛孔通过百分率，标于纵坐标上，并从纵坐标引水平线与对角线相交，再从交点作垂线与横坐标相交，该交点即为个相应筛孔尺寸的位置。
表4-27 AC-13 沥青混合料用矿料级配范围筛孔尺寸（m m）16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075级配范围（m m）上限下限中100 100 88 68 53 41 30 22 16 8100 95 70 48 36 24 18 12 8 4100 98 79 57 45 33 24 17 12 6 值（2）确定各种集料用量以图4-6 为基础，将各种集料的级配曲线绘制于图上，结果见图4-7 ，然后根据两条级配曲线之间的关系确定各种集料的用量。
由图4-7 可见，任意两条相邻集料级配曲线之间的关系只可能是下列三种情况之一。
31）曲线重叠两条相邻级配曲线相互重叠， 在图 4-7 中表现为集料 A 的级配曲线下部与集料 B 的级配曲线上部搭接。
此时，在两级配曲线之间引一根垂线 'AA ，使其与集料 A 、B 的级配曲线截距相等，即 ' a a 。
垂线 'AA 与对角线 0O 交于 点M ，通过 M 作一水平线与纵坐标交于 P 点，OP 即为集料 A 的用量。
2）曲线相接两条相邻级配曲线相接， 在图 4-7 中表现为集料 B 的级配曲线末端与集 料 C 的级配曲线首端正好在同一垂直线上。
对于这种情况仅需将集料 B 的级配曲线末端与集料 C 的级配曲线首端直接相连， 得垂线 ' 'BB 。
BB 与对角线 0O 交于点 N ，过点 N 作一水平线与纵坐标交于 Q 点，PQ 即为集料 B 的用量。
图 4-7 组成集料级配曲线与要求合成级配曲线图3）曲线相离两相邻级配曲线相离， 在图 4-7 中表现为集料 C 的级配曲线末端与集料D 的级配曲线首端在水平方向彼此分离。
此时，作一条垂线 'CC 平分这段水平距离，使 ' b b ，得垂线 ' CC 。
垂线 'CC 与对角线 0O 交于点 R ，通过 R 作一 水平线与纵坐标交于 S 点，QS 即为集料 C 的用量。
剩余 ST 即为集料 D 的用 量。
4）合成级配的计算与校核与试算法相同，在图解法求解过程中，各种集料用量比例也是根据部 分筛孔确定的，所以需要对矿料的合成级配进行校核，当超出级配范围时， 应调整各集料的用量。
合成级配的计算与校核方法与试算法相同。
44.3.3 矿质混合料配合比设计例题[ 例题4-2] 采用试算法计算矿质混合料的配合比（1）已知条件碎石、石屑和矿粉的筛分试验结果列于表4-28 中第2～4 列；设计级配范围列于表4-28 中第5 列。
（2）计算要求按试算法确定碎石、石屑和矿粉在矿质混合料中所占的比例；校核矿质混合料合成级配计算结果是否符合规范要求的级配范围。
解①准备工作表4-28 集料的分计筛余和矿质混合料规定的级配范围筛孔尺寸d（m m）i原材料筛分析试验结果设计级配范围及中值碎石a （%）A(i )石屑a （%）B( i )矿粉a （%）C (i)范围P （%）( i )中值PM( i )AM(i )（%）（%）aM(i )中值（%）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）13.2 0.8 ——95～10097.5 2.5 2.59.5 43.6 ——7 8～88 79 21 18.5 4.75 49.9 —— 4 8～68 58 42 21 2.36 4.4 25.0 — 3 6～53 44.5 55.5 13.5 1.18 1.3 22.6 — 2 4～41 32.5 67.5 12 0.6 —15.8 — 1 8～30 24 76 8.5 0.3 —16.1 — 1 7～22 19.5 80.5 4.5 0.15 —8.9 4 816 12 88 7.50.075 —11.1 10.7 4～8 6 94 6 ＜—0.5 85.3 —0 100 6 0.0755将矿质混合料设计通过百分率中值转换为分计筛余百分率中值。
首先计算出表4-28 中矿质混合料设计级配范围的通过百分率中值，然后转换为累计筛余百分率，再计算为各筛孔的分计筛余百分率，计算结果列于表4-28 第6～8 列。
②计算碎石在矿质混合料中用量X由表-28 可知，碎石中占优势含量粒径为 4.75mm。
故计算碎石用量时，假设混合料中 4.75mm粒径全部由碎石组成，即a和a C ( 4.75 )均等于零。
故B(4.75)将a=0，B(4 .75) a =0，C (4 .75)a =21.0%，M ( 4.75)a =49.9%，代入式（4-41）可得：A( 4. 75)XaMaA((4.75 )4.75 )100%21.049.9100% 42.1 %③计算矿粉在矿质混合料中的用量Z根据表4-28，矿粉中粒径＜0.075mm的颗粒占优势，此时，假设aA(0.075) 和a均等于零，将aM ( 0.075) =6.0%，a =85.3%，代入式（4-41 ）可得：B( 0.075 ) M ( 0.075)Z aM(aC(0.075 )0. 075)100%6.085.3100% 7. 0%④计算石屑在混合料中用量Y将已求得的X =42.1%和Z =7.0%代入（4-40）得：Y =100-（X +Z ）=100-（42.1+7.0 ）=50.9%⑤合成级配的计算与校核根据以上计算，矿质混合料中各种集料的比例为：碎石: 石屑: 矿粉= X : Y : Z =42.1:50.9:7.0 。
按公式（4-38 ）计算矿质混合料的合成级配，结果列于表4-29 的第11 列。
将矿质混合料的通过百分率（表4-29 中第13 栏）与表4-28 要求级配范围比较可知，该合成级配符合设计级配范围的要求。
表4-29 矿质混合料组成计算校核表筛孔尺寸碎石级配（%）石屑级配（%）矿粉级配（%）混合料合成级配（%）di （mm ）a XA(i)aA(i)·Xa YB(i)aB(i)·Ya ZC(i)aC(i)·Za A M(i )P M(i)M(i )1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1313.2 0.89.5 43. 64.75 49.9×42.10.3 —0.3 0.318.4—18.418.721.—21.39.799.781.360.362.36 4.4 1.9 25.12.714.654.345.71.18 1.3 0.5 22.611.512.166.333.70.6 —15.88.0 8.074.425.60.3 —16.1×50.8.2 8.282.617.4 90.15 —8.9 4.5 4.0 0.3 4.8 87.412.60.07 5 ＜0.07 511.—5.61—0.5 0.310.785.3×7.00.7 6.46.0 6.293.8100.06.20.0合计100 42.110050.9100 7.0 100[ 例题4-3] 采用规划求解方法设计某矿质混合料中各种集料的用量比例。