土木工程材料—混凝土配合比设计实验报告

混凝土配合比实验报告

混凝土配合比实验报告

一、实验目的

在此设计性实验中，本组设计的混凝土等级为C20。学生通过自行设计混凝土的配合比，亲自制作试件验证配合比设计值的合理性，综合应用水泥试验、混凝土骨料试验、混凝土强度抗压试验的知识，深入了解普通混凝土的物理性能和力学性能，同时提高了自身思考问题、解决问题、查阅资料及实际动手能力。

二、配合比计算过程（设计混凝土等级为C20）

1、混凝土计算配合比的确定

（1）确定混凝土配制强度（ƒcu,o）

根据公式：ƒcu,o =ƒcu,k1+1.645σ

得混凝土的配合比强度为：ƒcu,o=20+1.645×5=28.225Mpa （2）确定水灰比（W/C）

水灰比：W/C = ƒceαa /(ƒcu,o+αaαbƒce)

=32.5×0.46 / (28.225+0.46×0.07×32.5)

=0.51

（3）确定混凝土单位用水量（m wo）

查表得单位用水量为：m wo=195kg

（4）确定混凝土的单位水泥用量（m co）

m co= m wo /W/C = 382kg

(5)确定合理的砂率值（βs）

查表得砂率值为：βs=35

(6)计算粗细骨料用量（m go）及（m so）

m co+ m go+m so+m wo =m cp

βs= m so /（m go+m so）×100%

m cp=2400kg

解得：m go=1184.95kg m so=638.05kg

（7）混凝土计算配合比

水泥：砂：石=1 : 1.672 : 3.102 水灰比：W/C=0.510 2、混凝土基准配合比的确定

通过配制现场调整，确定的水泥，砂，石和水的用量如下：m ca=7.013 kg m sa =11.331 kg

m ga=21.756 kg m wa=3.574 kg

基准配合比为：

水泥：砂：石= 1 ：1.616 ：3.102 水灰比：W/C=0.509 3、混凝土调整配合比的确定

按照基准配合比配制三个混凝土试样，并进行标准养护28d后试压得出抗压强度结果为：31.4Mpa、

27.9Mpa、30.2Mpa，保证率为100%，即为合格。由此

得出调整配合比为：

水泥：砂：石= 1 ：1.616 ：3.102 水灰比：W/C=0.509

三、实验步骤

（1）、材料用量

按照混凝土密度2400kg/m^3计算得，每个混凝土试样的再来为8.1kg，基准配合比为水泥：砂：石= 1 ：1.616 ：3.102 水灰比：W/C=0.509，由此可以算出每个试样中水泥，砂，石和水各自的用量为：

m ca=1.301 kg m sa =2.102 kg

m ga=4.035 kg m wa=0.662 kg

（2）、实验仪器

坍落度筒、捣棒、直尺、磅秤、玻璃量筒、混凝土搅拌工具、试模、混凝土振动台、混凝土搅拌机、压力试验机或万能试验机等。（3）、试件制作过程

①下料顺序：先将粗细骨料和一半的水倒入搅拌机中搅拌20s，再将水泥倒入搅拌20s，最后将剩下的水倒入搅拌40s；

②坍落度及粘聚性测试：用水湿润坍落筒，放在平坦的不吸水的地板上，实验者用脚踩紧筒下的踏脚板，将拌合物分三层装入筒中，每层用捣棒均匀捣25次，顶层捣完毕后，用捣棒抹平试体表面的混凝土。清理筒周围的散落物，小心垂直的提起坍落筒（5—10S），将安放于混凝土试样的一侧，用两根直尺测量混凝土试体的坍落情况，以评定粘聚性和保水性，测得的最大坍落度为80mm，最小坍落度为60mm，保水性和粘聚性良好；

③装试模及振实试模：将混凝土分两层装入试模中，并放在

混凝土振动台上振实；

④试件拆模及养护，需有坍落度测定；

混凝土装到试模如下：

试件拆模后的照片如下：

四、实验现象及数据记录

实验现象：将试块放在压力试验机上并送油下压，刚开始几十秒内试块没发生什么情况，在一分钟左右试块突然出现裂纹，试块下压实验完毕，记录数据并进行下一个试块的试压；

三个试块的抗压强度分别为：31.4Mpa、27.9Mpa、30.2Mpa 五、实验分析及结论

根据实验得到三个试块的抗压强度为：31.4Mpa、27.9Mpa、30.2Mpa，均大于设计抗压强度20Mpa，保证率为100%。

在此设计过程存在一定的误差，产生误差的原因有：计算精度，测量工具的精度，计算数据的取值，水泥的实际强度误差，粗细骨料的回归系数取值，人为操作的不规范等；其中测量工具的精度，水泥的实际强度误差属于不可避免的误差；而计算精度，计算数据的取值，粗细骨料的回归系数取值产生的误差可以通过取值的精度来缩小；人为操作的不规范产生的误差可以通过矫正来消除。总体来说，配合比水泥：砂：石= 1 ：1.616 ：3.102 水灰比：W/C=0.509 满足C20强度设计要求。