《普通混凝土配合比设计规程》配合比计算案例CWord文档格式.docx
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5.0
6.0
采用《规程》中公式4.0.1-1计算配制强度如下:
(4.0.1-1)
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,这里取混凝土的设计强度等级值(MPa);
σ——混凝土强度标准差(MPa)。
计算结果:
C30混凝土配制强度不小于38.3MPa。
3、确定水胶比
(1)矿物掺合料掺量选择(可确定3种情况,比较技术经济)
应根据《规程》中表3.0.5-1的规定,并考虑混凝土原材料、应用部位和施工工艺等因素来确定粉煤灰掺量。
表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料种类
水胶比
最大掺量(%)
采用硅酸盐水泥时
采用普通硅酸盐水泥时
粉煤灰
≤0.40
45
35
>0.40
40
30
粒化高炉矿渣粉
65
55
钢渣粉
-
20
磷渣粉
硅灰
10
复合掺合料
注:
1采用其它通用硅酸盐水泥时,宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料;
2复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量;
3在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时,矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。
综合考虑:
方案1为C30混凝土的粉煤灰掺量30%。
方案2为C30混凝土的粉煤灰掺量30%,矿粉掺量10%。
方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%,矿粉掺量20%。
(2)胶凝材料胶砂强度
胶凝材料胶砂强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T17671规定执行,对3个胶凝材料进行胶砂强度试验。
也可从《规程》中表5.1.3选取所选3个方案的粉煤灰或矿粉的影响系数,计算fb。
表5.1.3粉煤灰影响系数(?
f)和粒化高炉矿渣粉影响系数(?
s)
掺量(%)种类
粉煤灰影响系数?
f
粒化高炉矿渣粉影响系数?
s
1.00
0.85~0.95
0.75~0.85
0.95~1.00
0.65~0.75
0.90~1.00
0.55~0.65
0.80~0.90
50
-
0.70~0.85
1采用Ⅰ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级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
3当超出表中的掺量时,粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
检测或计算结果:
方案1实测掺加30%粉煤灰的胶凝材料28d胶砂强度为35.0MPa。
方案2根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数,计算胶凝材料28d胶砂强度fb=0.70×
1.0×
48.6=34.0MPa
方案3根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数,计算胶凝材料28d胶砂强度fb=0.75×
0.98×
48.6=35.7MPa
(3)水胶比计算
利用《规程》中公式5.1.1计算实际水胶比如下:
(5.1.1)
W/B——混凝土水胶比;
?
a、?
b——回归系数,按本规程第5.1.2条的规定取值;
fb——胶凝材料28d胶砂抗压强度(MPa),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;
也可按本规程第5.1.3条确定。
由于没有回归系统统计资料,所以按《规程》中表5.1.2选取?
b。
表5.1.2回归系数(?
b)取值表
粗骨料品种
系数
碎石
卵石
a
0.53
0.49
b
0.20
0.13
方案1掺加30%粉煤灰时混凝土的水胶比为0.442;
方案2掺加30%粉煤灰和10%矿粉时混凝土的水胶比为0.430;
方案3掺加25%粉煤灰和20%矿粉时混凝土的水胶比为0.450。
4、计算用水量
确定坍落度设计值为180mm。
根据《规程》第5.2节规定计算用水量步骤如下:
(1)塑性混凝土单位用水量
根据《规程》中表5.2.1-2选择单位用水量。
满足坍落度90mm的塑性混凝土单位用水量为210kg/m3(插值)。
表5.2.1-2塑性混凝土的用水量(kg/m3)
拌合物稠度
卵石最大公称粒径(mm)
碎石最大公称粒径(mm)
项目
指标
10.0
20.0
31.5
40.0
16.0
坍落度
(mm)
10~30
190
170
160
150
200
185
175
165
35~50
180
210
195
55~70
220
205
75~90
215
230
1本表用水量系采用中砂时的取值。
采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加5kg~10kg;
采用粗砂时,可减少5kg~10kg。
2掺用矿物掺合料和外加剂时,用水量应相应调整。
(2)推定未掺外加剂时混凝土用水量
以满足坍落度90mm的塑性混凝土单位用水量为基础,按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m3用水量来计算坍落度180mm时单位用水量m′w0=(180-90)/20*5+210=232.5kg/m3。
(3)掺外加剂时的混凝土用水量
利用《规程》中公式5.2.2计算掺外加剂时的混凝土用水量如下:
(5.2.2)
混凝土单位用水量为174kg/m3。
5、计算胶凝材料用量
根据上述水胶比和单位用水量数据,根据《规程》中公式5.3.1计算胶凝材料用量如下:
(5.3.1)
mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
m′w0——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3),以本规程表5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础,按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m3用水量来计算;
β——外加剂的减水率(%),应经混凝土试验确定。
方案1混凝土的胶凝材料用量为394kg/m3;
方案2混凝土的胶凝材料用量为405kg/m3;
方案3混凝土的胶凝材料用量为387kg/m3。
6、计算外加剂用量
选定C30混凝土的A型减水剂掺量为1.0%,根据《规程》中公式5.2.3计算外加剂用量如下:
(5.2.3)
ma0——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量(kg/m3);
mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3),计算应符合本规程5.3.1条的规定;
βa——外加剂掺量(%),应经混凝土试验确定。
方案1混凝土的外加剂单位用量为3.94kg/m3;
方案2混凝土的外加剂单位用量为4.05kg/m3;
方案3混凝土的外加剂单位用量为3.87kg/m3。
7、计算矿物掺合料用量
根据上述确定的粉煤灰和矿粉掺量,根据《规程》中公式5.3.2分别计算粉煤灰和矿粉用量如下:
(5.3.2)
mf0——计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量(kg/m3);
βf——矿物掺合料掺量(%),可结合本规程3.0.5
方案1混凝土的粉煤灰用量为118kg/m3;
方案2混凝土的粉煤灰和矿粉用量分别为122kg/m3和41kg/m3。
方案3混凝土的粉煤灰和矿粉用量分别为97kg/m3和77kg/m3。
8、计算水泥用量
根据胶凝材料用量、粉煤灰用量,根据《规程》中公式5.3.3计算水泥用量如下:
(5.3.3)
mc0——计算配合比每立方米混凝土中水泥用量(kg/m3)。
方案1混凝土的水泥用量为276kg/m3;
方案2混凝土的水泥用量为243kg/m3。
方案3混凝土的水泥用量为213kg/m3。
9、计算砂率
根据《规程》中表5.4.2的规定,初步选取坍落度60mm时砂率值为31%(插值)。
随后按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以调整,得到坍落度180mm混凝土的砂率βs=(180-60)/20+31%=37%。
即,
坍落度180mm的C30混凝土砂率为37%。
表5.4.2混凝土的砂率(%)
碎石最大粒径(mm)
0.40
26~32
25~31
24~30
30~35
29~34
27~32
0.50
28~33
33~38
32~37
0.60
31~36
36~41
35~40
0.70
34~39
39~44
38~43
1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;
2采用人工砂配制混凝土时,砂率可适当增大;
3只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大。
10、计算粗细骨料用量
根据《规程》规定的质量法计算混凝土配合比,假定C30混凝土容重为2400kg/m3。
则粗、细骨料用量应按式(5.5.1
(5.5.1-1)
(5.5.1-2)
mg0——计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量(kg/m3);
ms0——计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量(kg/m3);
βs——砂率(%);
mcp——每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg),可取2350kg/m3~2450kg/m3。
方案1混凝土的砂和石子用量分别为678kg/m3和1154kg/m3。
;
方案2混凝土的砂和石子用量分别为673kg/m3和1147kg/m3。
方案3混凝土的砂和石子用量分别为680kg/m3和1158kg/m3。
11、调整用水量
扣除液体外加剂的水份,C30混凝土实际单位用水量计算结果为:
方案1混凝土的调整用水量为171kg/m3;
方案2混凝土的调整用水量为171kg/m3;
方案3混凝土的调整用水量为171kg/m3。
12、试拌配合比(共计3个方案的配合比)
综上所述,计算得到C30混凝土的试拌配合比如下表所示:
表计算试拌配合比,kg/m3
序号
强度等级
胶凝材料
水泥
矿粉
粗骨料
细骨料
减水剂
水
1
C30
394
276
118
1154
678
3.94
171
2
405
243
122
41
1147
673
4.05
3
399
213
97
77
1158
680
3.87
13、技术经济比较
14、试配