1、混凝土配合比设计混凝土配合比设计1混凝土混凝土3 拌合、凝结拌合、凝结硬化硬化胶材胶材B(CB(C、粉煤灰、粉煤灰FAFA、矿粉、矿粉SLSL、硅灰、硅灰SFSF）(1220%(1220%） 砂砂S/S/石石G G集料集料（6580%6580%）水水W W（610% 610% ）外加剂外加剂A(0.52.0% A(0.52.0% ）配比设计基础配比设计基础鲍罗米（鲍罗米（BelomeyBelomey）公式）公式fcu,0 = a fb(B/W- b)混凝土强度混凝土强度水泥石性能水泥石性能自身的自身的孔隙孔隙率。率。4 配比设计理论配比设计理论级配堆积理论级配堆积理论颗粒运动时颗粒运动时, ,
2、粒子间留有适当距离粒子间留有适当距离 , ,恰使次小颗粒恰使次小颗粒能够穿过能够穿过并填塞在空隙。填塞在空隙。6流变学流变学颗粒级配的关键结论颗粒级配的关键结论FullerFuller公式：公式：n=0.250.7n=0.250.7lFuller:1/2,Talbot:1/3,Birebent:1/4Fuller:1/2,Talbot:1/3,Birebent:1/4l日本日本n=0.35n=0.350.45,0.45,美国取美国取n=0.45n=0.45l水泥混凝土：水泥混凝土：0.250.450.250.45l我国集料我国集料:Bolomey:Bolomey：7设计总体思路设计总体思路81
3、.1.明确设计指标要求明确设计指标要求2.2.综合考虑原材料性能综合考虑原材料性能3.3.配合比设计配合比设计4.4.实验室试拌调整实验室试拌调整关键参数确定：水灰关键参数确定：水灰/ /胶比、胶比、灰砂比、掺合料品种和用量、灰砂比、掺合料品种和用量、外加剂品种和用量外加剂品种和用量水泥：抗压强度，密度等水泥：抗压强度，密度等集料：砂石级配，表观集料：砂石级配，表观/ /堆积密度堆积密度外加剂外加剂; ;掺量，减水率，强度比掺量，减水率，强度比FAFA：等级，需水量比，活性指数：等级，需水量比，活性指数SLSL：等级，活性指数：等级，活性指数设计指标设计指标9 水胶比水胶比W/BW/B决定；抗
4、压决定；抗压C20C20C100C100；抗折；抗折4.04.06.5MPa6.5MPa，1.1.强度等级强度等级 坍落度坍落度T T、保水性、粘聚性；、保水性、粘聚性；单位用水量、单位用水量、砂率砂率SpSp、外加剂品种和掺量、外加剂品种和掺量等决定等决定2.2.工作性工作性 抗裂、抗渗、抗化学侵蚀、抗冻等；抗裂、抗渗、抗化学侵蚀、抗冻等；水泥用水泥用量、矿物掺合料用量、外加剂等量、矿物掺合料用量、外加剂等决定决定3.3.耐久性耐久性 最高；最高；使用矿物掺合料使用矿物掺合料4.4.经济性经济性 特殊结构特殊结构( (如承台、预应力、路面等如承台、预应力、路面等),),可泵可泵性，外观性，外
5、观5.5.其他参数其他参数设计中其他参数要求设计中其他参数要求决定因素：工程结构部位、施工、耐久性决定因素：工程结构部位、施工、耐久性l路面：抗折，耐磨，吸声，弹模等。一般设计路面：抗折，耐磨，吸声，弹模等。一般设计T T不不大，集料大，集料DmaxDmax大，级配好等大，级配好等l预应力：预应力：35d35d施加预应力，规范要求达到设计施加预应力，规范要求达到设计75%75%，实际实际8590%,7d8590%,7d达到设计强度；弹模达到设计强度；弹模30GPa30GPal承台：大体积，抗裂性，变形性等：测试抗裂性，承台：大体积，抗裂性，变形性等：测试抗裂性，水化热，变形水化热，变形l地下：
6、抗渗性地下：抗渗性l海洋工程：离子腐蚀，钢筋锈蚀，干湿循环海洋工程：离子腐蚀，钢筋锈蚀，干湿循环l北方：抗冻性北方：抗冻性10设计要求设计要求一般要求一般要求l强度等级强度等级: 如如C35；l工作性良好：如坍落度工作性良好：如坍落度T=16020mm，粘聚，粘聚性和保水性良好；性和保水性良好；l体现经济性，耐久性等。体现经济性，耐久性等。11原材料性能原材料性能C C：PII42.5RPII42.5R，28d28d强度强度52.9MPa52.9MPa，密度，密度3.10g/cm3.10g/cm3 3；FAFA：级粉煤灰级粉煤灰，活性指数，活性指数72.7%72.7%，密度，密度2.24g/c
7、m2.24g/cm3 3，需水量比需水量比91% 91% ；S S：中砂，中砂，M MX X=2.4=2.4，密度，密度2.68g/cm2.68g/cm3 3；G G：5-25mm5-25mm连续级配连续级配碎石，密度碎石，密度2.86g/cm2.86g/cm3 3；A A：萘系粉剂高效减水剂，：萘系粉剂高效减水剂，推荐掺量推荐掺量1.0 %1.0 %，减水率减水率20%20%；W W：饮用水。：饮用水。12设计基本设计基本经济性经济性：C：400550元元/t ；FA：120180元元/t；SL：180280元元/t ；砂石砂石：4550元元/t；外加剂外加剂：30006000元元/t工作性
8、工作性：FA颗粒球状，减水，增稠；颗粒球状，减水，增稠；SL，基本不减水，基本不减水，泌水，；泌水，；耐久性耐久性：l 水泥水泥强度高，水化热高，收缩大，抗裂性差；强度高，水化热高，收缩大，抗裂性差；l FA降低水化热和收缩，提高抗降低水化热和收缩，提高抗Cl-和和SO42-侵蚀，抗渗，抑制碱侵蚀，抗渗，抑制碱-骨料骨料反应；反应；l SL抗冻，抗化学侵蚀抗冻，抗化学侵蚀高于高于FA，水化热和收缩，水化热和收缩也高于也高于FA；环保性环保性：FA，SL节能减排，低碳经济。节能减排，低碳经济。13高性能混凝土设计原则高性能混凝土设计原则低单位用水量，低单位水泥用量：低单位用水量，低单位水泥用量：
9、最大堆积密度：最大堆积密度：适当水胶比：太低，抗裂性差，收缩大适当水胶比：太低，抗裂性差，收缩大FA、SL双掺双掺，次第反应，优势互补，叠加效应。但，次第反应，优势互补，叠加效应。但也要视具体情况也要视具体情况14降低水化热，提高抗裂性，提高经济性降低水化热，提高抗裂性，提高经济性使用外加剂、使用外加剂、FAFA、SLSL堆密理论，集料最小空隙率堆密理论，集料最小空隙率混凝土配合比设计混凝土配合比设计15配合比计算配合比计算166、试配和调整5、确定砂率（石子种类最大粒径及水胶比）计算砂子和石子用量（体积法和质量法）4、确定水泥用量和矿物掺合料用量（FA&SL)3、单位用水量（石子种类最大粒径
10、及坍落度），注意外加剂减水与粉煤灰减水（注意水剂外加剂）2、初步确定水胶比（碎石与卵石、矿物掺合料掺量）1、配制强度的确定000000/Awsgcfmmmmmm配合比计算配合比计算1 11 1、试配强度确定试配强度确定lC60, f f cu.o cu.o f f cu.kcu.k +1.645 +1.645; C60, fcu，t=1.15*fcu，k计算计算C30/C35配制强度：配制强度： C60, fcu，t=fcu，k+1.6450=38.2/43.2MPa（95%强度保证率，强度保证率，C25C45, 0=5）17C45取值/MPa4.05.06.0配合比计算配合比计算2 2w/c
11、 =w/c = a ab bf fcece/(f /(f cu,ocu,o+ + a ab bf fcece) )碎石：碎石：JGJ 55-2000:JGJ 55-2000:a a0.460.46，b b0.070.07JGJ 55-2011:JGJ 55-2011:a a0.530.53，b b0.200.20f fcece水泥水泥28d28d强度强度. .如无实测值，则如无实测值，则32.532.5级水泥级水泥取系数取系数1.121.12，42.542.5级取级取1.161.16，52.552.5级取级取1.11.1。18掺量01020304050f取值1.00 0.850.95 0.75
12、0.85 0.650.75 0.550.65-s取值1.001.000.951.00 0.901.00 0.800.90 0.700.852. 初步确定水胶比（碎石与卵石）1. 配制强度的确定配合比计算配合比计算2 2举例举例- -水胶比水胶比2. W/B=0.46W/B=0.46* *f fcece，g g/(f/(fcucu，t t+0.46+0.46* *0.070.07* *f fcece，g g 19 FAFAfcukFcuofceC富余fceoW/BJGJ55-200013038.242.51.146.750.54213543.242.51.146.750.48113038.242
13、.5142.50.49413543.242.5142.50.439JGJ55-201113038.242.51.146.750.57413543.242.51.146.750.51513038.242.5142.50.52713543.242.5142.50.47220 0.853038.242.5136.130.45613543.242.51.1649.30.5413038.242.51.1649.30.602 3 3、用水量用水量W WJGJ55:JGJ55:按按D Dmaxmax和和T T查表查表注：注：细砂加水细砂加水5 510kg10kg，粗砂减水，粗砂减水5 510kg10kg，增
14、，增5kg/20mmT5kg/20mmT如掺如掺A A，考虑，考虑A A减水率减水率R%R%：W W外外=W=W（1-R%1-R%）20拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒径卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径碎石最大粒径(mm)项目项目指标指标1010202031.531.540401616202031.531.54040坍落度坍落度(mm)103010301901901701701601601501502002001851851751751651653550355020020018018017017016016021021019519518518517517555705570210210190190
15、18018017017022022020520519519518518575907590215215195195185185175175230230215215205205195195配合比计算配合比计算3 33.单位用水量 2. 初步确定水胶比1. 配制强度的确定配合比计算配合比计算3 3举例举例3.单位用水量单位用水量 （1）查表）查表(JGJ 55):W=220kg/m3 ， W0=164.50+0.25T0-7.5MX+815.91/Dmax =214kg/m3 ， 综合考虑：单位用水量取为综合考虑：单位用水量取为215kg/m3； （2）综合考虑外加剂减水，掺）综合考虑外加剂减水，掺
16、NF1.0%，减水率，减水率20%； 实际用水量实际用水量W=215*（1-0.20）=172kg/m3。21配合比计算配合比计算4/54/54. 4. 水泥用量水泥用量：m mC0C0 = m= mwowo/(w/c) /(w/c) l如有如有FA,FA,掺量掺量15%:m15%:mFAFA=C=C0 0* *15%15%；( (原超量原超量1.051.3)1.051.3)l如掺外加剂如掺外加剂m mA A，可外，可外/ /内掺内掺:1.0%:1.0%：m mA A=m=mC0C0* *1.0%1.0%5.5.砂率：根据砂率：根据W/CW/C和和D Dmaxmax查表查表,T60mm,T60
17、mm,增增1%/20mm1%/20mm22水灰比水灰比(W/C)(W/C)卵石最大粒径卵石最大粒径(mm)(mm)碎石最大粒径碎石最大粒径(mm)(mm)1010202040401616202040400.400.4026-3226-3225-3125-3124-3024-3030-3530-3529-3429-3427-3227-320.500.5030-3530-3529-3429-3428-3328-3333-3833-3832-3732-3730-3530-350.600.6033-3833-3832-3732-3731-3631-3636-4136-4135-4035-4033-38
18、33-380.700.7036-4136-4135-4035-4034-3934-3939-4439-4438-4338-4336-4136-415.确定砂率,确定砂石用量4.确定水泥用量和掺合料用量3.单位用水量 2. 初步确定水胶比1. 配制强度的确定22配合比计算配合比计算4-54-5举例举例4.C4.C、FAFA、A A用量用量B=172/0.48=358 kg/m3A=358*1.0%=3.58 kg/m3FA=358*15%=54 kg/m3C=358-54=304 kg/m3外加剂固含量如为外加剂固含量如为20%，则含水，则含水3.58(1-20%)=2.865.确定砂率确定砂率
19、SP （ JGJ55-2000） 查表得：查表得： 35%41% 取取SP=40%23配合比计算配合比计算6 66.6.砂、石子重量砂、石子重量：重量法重量法：体积法体积法：S SP P= m= ms0s0/( m/( ms0s0+ m+ mg0g0) ) 24例：重量法：例：重量法： W+C+FA+S+G+A=2400 & S/(S+G)=SP=0.40 得出：得出：S=748kg/m3，G=1122kg/m3 101.000000wwssggffccmmmmm2450235000000cpwsgcfmmmmmm配合比计算结果配合比计算结果注：为干材料质量。外加剂一般要扣水配合比配合比01.
20、 0:13. 3:09. 2:151. 0:849. 0:48. 058. 3:1122:748:54:304:172:AGOSOFOCOWOmmmmmm25配合比参数配合比参数每方用量每方用量kg/m3W/CW/C Sp/%Sp/% FA/%FA/%A%A%W WC CFAFAS SG GA AC35C35 0.480.48404015151.01.0 172172 3043045454748748 11221122 3.583.58配合比计算及调整配合比计算及调整1m3用量用量kg/m310L干材料用量干材料用量/kg砂含水砂含水2.0/kg调整调整调整后调整后配合比配合比C3043.04
21、3.04FA540.540.54W1721.72-0.15-0.031.54砂砂7487.48+0.157.63石石112211.2211.22A3.580.0360.036T26按计算配合比确定材料用量按计算配合比确定材料用量C C0 0、S S0 0、G G0 0及及W W0 0，检定拌合物性能。，检定拌合物性能。试配中的和易性调整试配中的和易性调整1 1若若T T（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性（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。不好时，应进行和易性调整。对于普通混凝土配合比，对于普通混凝土配合比，T T较小，较小，90mm90mm1.1.T
22、 T过小，过小，W/CW/C不变不变, ,分次掺入分次掺入5 51010水泥浆或外加剂水泥浆或外加剂2.2.T T过大，粘聚性、保水性良好时，可保持砂率不变，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；酌情增加砂和石子；3.3.当粘聚性、保水性不好时，可适当改变砂率。当粘聚性、保水性不好时，可适当改变砂率。27对于高性能混凝土，对于高性能混凝土，T T较大：较大：1.1. 坍落度，主要通过坍落度，主要通过调整外加剂掺量调整外加剂掺量来调节；来调节；坍落度坍落度差别不大时差别不大时也可以通过保持也可以通过保持W/CW/C不变不变增加增加5%5%的水泥浆来调节。的水泥浆来调节。2
23、.2. 调节配合比中的胶凝材料用量等来改变粘调节配合比中的胶凝材料用量等来改变粘聚性聚性3.3. 保水性不好，一般为外加剂掺量过高，浆保水性不好，一般为外加剂掺量过高，浆体少，砂率低有关体少，砂率低有关28配合比调整配合比调整普通混凝土普通混凝土l以基准以基准W/CW/C和基准和基准W/CW/C0.050.05，配制，配制3 3组配比，用水量不变，组配比，用水量不变，砂率砂率1 1。l检验稠度、粘聚性、保水性及表观密度，每种配比制作检验稠度、粘聚性、保水性及表观密度，每种配比制作1 1组组（3 3块）试件，标养块）试件，标养28d28d试压。试压。l根据不同根据不同W/CW/C的抗压强度，用的
24、抗压强度，用作图或作图或l计算求出与配制强度对应的灰水比值计算求出与配制强度对应的灰水比值。高性能混凝土高性能混凝土l变动掺变动掺合料品种或掺量合料品种或掺量: 1040%FA/1050%SL/520%SF: 1040%FA/1050%SL/520%SFl流动性调整：外加剂品种和掺量流动性调整：外加剂品种和掺量l高强：高强： W/C W/C0.030.0329设计值的确定设计值的确定配合比表观密度校正配合比表观密度校正l校正系数校正系数l实测与计算值之差不超过计算值实测与计算值之差不超过计算值2 2，不必校，不必校正。正。l超过超过2 2时，配比中每项材料用量乘以校正系时，配比中每项材料用量乘
25、以校正系数数。30计测ococ/G+S+C+W计oc测oc作业和思考作业和思考思考：思考：l配合比设计中有哪些关键参数？每个参数怎么确定？配合比设计中有哪些关键参数？每个参数怎么确定？l流动性不满足要求时，如何进行合理的调整？普通流动性不满足要求时，如何进行合理的调整？普通/ /高性能混凝土如何区别对待高性能混凝土如何区别对待作业：作业：l设计：设计：C40C40混凝土，混凝土，T=5070mm/T=5070mm/（140160mm140160mm）工作性）工作性良好。良好。u原材料：原材料：P.II42.5P.II42.5、I I级级FAFA掺量掺量1030%1030%（强度高选（强度高选低值，低则选高值）、中砂、低值，低则选高值）、中砂、525mm525mm碎石、外加剂碎石、外加剂掺量掺量1.0%1.0%， 减水率减水率20%20%。u经济性经济性：C：450元元/t ；FA：160元元/t；SL：250元元/t ；砂石砂石：50元元/t；外加剂外加剂：4000元元/t31
