某室内现浇混凝土梁,要求混凝土的强度等级为C20,施工采用机械搅拌和机械振捣,要求坍落度为40~60mm,施工单位无近期混凝土强度统计资料,所用原材料如下:
水泥:普通硅酸盐水泥,密度为3.1g/cm3,实测强度为36.0MPa;
砂:中砂,级配合格,视密度为2.6g/cm3;
石子:碎石,最大粒径为40mm,级配合格,视密度为2.60g/cm3;
水:自来水。
试确定初步配合比。
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一、准备来说,应该是:C20混凝土配合比的计算。二、计算步骤参照:《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2011三、步骤如下:一、根据混凝土强度标准差计算混凝土配制强度: 式中 ——混凝土施工配制强度 ——设计的混凝土强度标准值 ,取设计强度等级值。 ——混凝土强度标准差 。系数1.645为保证 的保证率为95%时的概率度;二、根据水胶比公式计算水胶比W/B:1、计算水胶比W/B= 式中,⑴αa、αb—回归系数按下列规定取值:根据工程所用原材料,通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定。当不具备上述试验统计资料时,可按表5.1.2选用。表5.1.2 回归系数取值表碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13⑵fb---胶凝材料28天胶砂抗压强度值(Mpa)A、可实测,且试验方法应按现行国家标准【水泥胶砂强度检验方法(ISO法)】GB/T17671执行。B、当胶凝材料28天胶砂抗压强度值fb无实测值时,可按下式计算:fb =粉煤灰影响系数×粒化高炉矿渣影响系数×水泥28d胶砂抗压强度(Mpa),其中,粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数可按表5.1.3选用:表5.1.3 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数掺量粉煤灰影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数O1.001.00100.85~0.951.00200.75~0.850.95~1.00300.65~0.750.90~1.00400.55~0.650.80~0.9050—0.70~0.85注:①采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值;②采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值,采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值,采用S105级粒化高炉矿渣粉宜取上限值加0.05。③当超过表中掺量时,粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。水泥28d胶砂抗压强度可实测,当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时,可按下式计算:水泥28d胶砂抗压强度=水泥强度等级富裕系数×水泥强度等级值。水泥强度等级富裕系数,可按实际统计资料确定,当缺乏实际统计资料时,也可按表5.1.4选用。表5.1.4水泥强度等级富裕系数水泥强度等级325425525水泥强度等级富裕系数1.121.161.102、耐久性复核,最大水胶比应符合现行国家标准〖混凝土结构设计规范〗GB50010的规定,即第一节基本规定1,规范表3.5.3。从计算水胶比、耐久性复核最大水胶比二者之中,取小者作为混凝土配合比设计的水胶比。三、根据坍落度及粗骨料最大粒径计算混凝土单位用水量mwo1、确定坍落度泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算:试配时要求的坍落度值=入泵时要求的坍落度值+试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值。一般在正常情况下,在水泥加水后的最初半小时内,水化产物的体积很小,坍落度的损失可以忽略不计。此后,混凝土的坍落度即开始以一定速率减小,其快慢决定于水化时间、温度、水泥组成以及所掺外加剂。经时损失应进行试验。2、初定单位用水量掺外加剂时,流动性或大流动性混凝土单位用水量按以下确定:mwa = /(1-β) mwa----计算配合比每立方米混凝土用水量(㎏/m3) /--未掺外加剂时用水量 /未掺外加剂时推定的满足坍落度要求的每立方米混凝土用水量(适用于中砂,碎石) (㎏/m3):表5.2.1-2 塑性混凝土的用水量(㎏/m3)拌合物稠度碎石最大公称粒径(㎜)项目指标16.020.031.540.0坍落度(㎜)10~3020018517516535~5021019518517555~7022020519518575~90230215205195表中规律:①公称粒径越大,单方用水量越少。②坍落度越大,单方用水量越多。流动性或大流动性混凝土单位用水量未掺外加剂时,推定每立方米混凝土满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(㎏/m3),按上表当坍落度90时为基础,按坍落度每增大20㎜用水量增加5㎏,当坍落度增加到180㎜以上时,随坍落度相应增加的用水量可减少。以此,计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。掺外加剂后的混凝土用水量可按下式计算:Mwa = (1-β) β为减水剂的减水率。外加剂减水率应经试验确定。结合现场经验,初定单位用水量。四、每立方米混凝土外加剂用量按下式计算:计算配合比每立方米混凝土外加剂用量(㎏/m3)= 计算配合比每立方米胶凝材料用量(㎏/m3)×外加剂掺量外加剂掺量—根据厂家提供资料,经试验确定。五、根据W/B计算每立方胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量1、胶凝材料用量⑴计算按下式计算胶凝材料用量,并应进行试拌调整,在拌合物性能满足的情况下,取经济合理的胶凝材料用量:Mb0 = ÷(W/B)Mb0—计算配合比每立方米混凝土胶凝材料用量,(㎏/m3)。 --计算配合比每立方米混凝土用水量,(㎏/m3)。W/B—混凝土水胶比。⑵最小胶凝材料用量复核最小胶凝材料用量应符合本规范3.0.4的规定,具体见本规范表3.0.4。即第一节基本规定2,从计算胶凝材料用量、耐久性复核最小胶凝材料二者之中,取大者作为混凝土配合比设计的胶凝材料用量。2、每立方米混凝土矿物掺合料用量mfo按下式计算:矿物掺合料用量mf0=每立方米混凝土胶凝材料用量Mb0×矿物掺合料掺量βf。按3.1.1条矿物掺合料最大掺量规定确定。3、水泥用量每立方米混凝土水泥用量=胶凝材料用量-矿物掺合料用量六、根据已有资料,砂率初定38%。1、砂率应根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求,参考既有历史资料确定。2、当缺乏砂率的历史资料时,混凝土砂率的确定应符合下列规定:①坍落度小于10mm的混凝土,其砂率应经试验确定;②坍落度为10mm~60mm的混凝土,其砂率可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水胶比按表5.4.2选取;水胶比卵石最大公称粒径㎜碎石最大公称粒径㎜10.020.040.016.020.040.00.4026~3225~3124~3030~3529~3427~320.5030~3529~3428~3333~3832~3730~350.6033~3832~3731~3636~4135~4033~380.7036~4135~4034~3939~4438~4336~41注:a本表数值系中砂的选用砂率,对细砂或粗砂,可相应地减少或增大砂率;b采用人工砂配制混凝土时,砂率可适当增大;c只用一个单粒级粗骨料配制混凝土地,砂率应适当增大。③坍落度大于60mm的混凝土,其砂率应经试验确定;也可在表5.4.2的基础上,按坍落度每增大20mm,砂率增大1%的幅度予以调整。七、计算砂、石用量按质量法(假定表观密度法),按下式计算:计算配合比每立方混凝土矿物料掺量+计算配合比每立方混凝土水泥掺量+计算配合比每立方混凝土水+石+砂=混凝土拌合物假定质量(㎏)砂÷(砂+石)=砂率砂石是计算混凝土配合比每立方用量,为未知数。混凝土拌合物假定质量(㎏)可取2350㎏/m3~2450㎏/m3。第三节 试验室试配、调整与确定试配是确定混凝土配合比的重要环节。分五个阶段:混凝土拌合物和易性检验和调整;强度检验和调整;表观密度检验和调整;测拌合物水溶性氯离子含量、耐久性试验。一、计算配合比方案将第二节所得的计算配合比作为试验室试配的基础。二、实验过程与结果--和易性测试与调整:试配原则:采用工程中实际使用的原材料;搅拌方法宜与生产时使用的方法相同。第 次试验L混凝土配合比材料用量 水泥粉煤灰水砂石外加剂品种和掺量注:①在计算水胶比的时候,把砂中含水的因素考虑了进去。②试配的最小搅拌量应符合表6.1.3的规定,并不应小于搅拌机公称容量的1/4且不应大于搅拌机的公称容量。表6.1.3混凝土试拌的最小搅拌量粗骨料最大公称粒径㎜拌合物数量L≦31.52040.025试验后测量:坍落度 扩展度( + )/2= cm外观目测粘聚性和保水性: 结论:分析:1h后测坍落度 ,粘聚性、保水性2h后测坍落度 ㎜,粘聚性、保水性结论:结论、分析和措施可根据以下情况处理:⑴测得的坍落度符合设计要求,且混凝土的粘聚性和保水性很好,则此配合比即可定为供检验强度用的基准配合比,该盘混凝土可用来浇制检验强度或其他性能指标用的试块。⑵如果测得的坍落度符合设计要求,但混凝土的粘聚性和保水性不好,则应加大砂率,增加细集料用量,重新称料,搅拌并检验混凝土的和易性。该盘混凝土不能用来做检验强度的试块。⑶如果测得的坍落度低于设计要求,即混凝土过干,则可把所有拌合物(包括做过试验以及散落在地的)重新收集入搅拌机,加上少量拌合水(事先必须计量)并同时加入使水灰比不变的水泥量。重新搅拌后再检验混凝土的和易性—坍落度、保水性、粘聚性。如一次添料后即能满足要求,则此调整后的配合比即可定为基准配合比。如果一次添料不能满足要求,则该盘混凝土作废。重新调整用水量(水灰比不变)或砂率,称料、搅拌、直到检验合格为止。⑷如果测得的坍落度大于设计要求,即混凝土过稀,则此盘混凝土不能再继续其他试验。此时,应降低用水量,及水泥用量(水胶比不变),重新称料、搅拌、直到检验合格为止。方法和原则:水胶比不变的前提下,①调整用水量;②增减减水剂用量;③调整砂率;④砂率不变,增加砂石用量。以及其他措施,要在此积累经验。 倘若第一次试验不合格,按按以上步骤反复测试和调整,直到和易性符合要求为止,从而得到和易性合格的供混凝土强度试验用的试拌配合比。试拌配合比:水泥粉煤灰矿渣水砂石外加剂品牌及厂家名称