1、2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业1道路建筑材料道路建筑材料2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业2普通混凝土设计要求与主要内容普通混凝土设计要求与主要内容 普通混凝土是由普通混凝土是由水泥、砂、粗集料和水水泥、砂、粗集料和水组成的一种复组成的一种复合材料，组成设计是确定这些材料的质量或体积之间合材料，组成设计是确定这些材料的质量或体积之间的比例关系，有时需要注明外加剂用量，组成设计统的比例关系，有时需要注明外加剂用量，组成设计统称为称为混凝土配合比设计混凝土配合比设计。设计任务：设计任务：根据设计目标、施
2、工条件和原材料性质，根据设计目标、施工条件和原材料性质，确定出各种组成材料的用量，使混凝土在满足经济条确定出各种组成材料的用量，使混凝土在满足经济条件下达到如下性能：件下达到如下性能：工作性、结构强度等级、耐久性、经济性等工作性、结构强度等级、耐久性、经济性等水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业3普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计 (1)(1)配合比的定义：配合比的定义：指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之比；水、砂子和石子）用量之比；（2 2）配合比的表示方
3、法：）配合比的表示方法：通常用通常用1m1m3 3混凝土各材料的质量来表示，混凝土各材料的质量来表示，如如1m1m3 3混凝土中，水泥：混凝土中，水泥：300kg,300kg,水：水：180kg,180kg,砂子砂子:720kg,:720kg,石子石子:1200kg;:1200kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：或以各种组成材料用量的比例来表示：水泥：砂：石水泥：砂：石=1=1：2.42.4：4 4，水灰比为，水灰比为0.600.60，其中水泥为，其中水泥为300kg300kg 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业4（3）普通混凝
4、土设计的基本要求：）普通混凝土设计的基本要求：（a a）满足混凝土拌合物）满足混凝土拌合物和易性和易性的要求；的要求；(b(b）满足结构要求的）满足结构要求的强度等级强度等级；（c c）满足与使用环境相适应的）满足与使用环境相适应的耐久性耐久性要求要求 （d d）满足）满足经济性经济性要求要求 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业5（1 1）混凝土的设计强度；）混凝土的设计强度；（2 2）混凝土的耐久性设计要求；）混凝土的耐久性设计要求；（3 3）结构断面尺寸及钢筋配筋情况；）结构断面尺寸及钢筋配筋情况；（4 4）混凝土施工方法及管理
5、水平；）混凝土施工方法及管理水平；（5 5）原材料的品种以及物理性质：）原材料的品种以及物理性质：水泥：水泥：水泥品种，实测强度，水泥品种，实测强度，密度；密度；砂子：砂子：级配和粗细情况，表观密度；级配和粗细情况，表观密度；石子：石子：品种（卵石或碎石）、最大粒径、表观密度；品种（卵石或碎石）、最大粒径、表观密度；水水：来源（自然水或天然水）、密度：来源（自然水或天然水）、密度配合比设计所需要的基本资料配合比设计所需要的基本资料 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业6%mmms100 石石砂砂砂砂（4 4）配合比设计的三个重要参数：
6、）配合比设计的三个重要参数：（a a）水灰比）水灰比W/CW/C：表示水与水泥的用量之比；表示水与水泥的用量之比；（b b）单位用水量：）单位用水量：指的是指的是1m31m3混凝土中水的用量混凝土中水的用量 （c c）砂率：）砂率：水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业7 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业8 普通混凝土配合比设计的方法与步骤普通混凝土配合比设计的方法与步骤混凝土配合比设计一般分三步：混凝土配合比设计一般分三步：一、初步配合比的设计：一、初步配合比的设计：主要
7、是利用主要是利用经验公式或经验资料经验公式或经验资料而获得的初步配而获得的初步配合比合比；二、实验室配合比的设计：二、实验室配合比的设计：由初步配合比出发，经过实验调整，得出由初步配合比出发，经过实验调整，得出满足满足和易性要求的配合比（基准配合比）；强度等要求和易性要求的配合比（基准配合比）；强度等要求的配合比（试验室配合比）；的配合比（试验室配合比）；三、施工配合比的设计：三、施工配合比的设计：考虑砂、石的考虑砂、石的含水率含水率，计算，计算出满足施工要求的配合比出满足施工要求的配合比 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业9一、一
8、、初步配合比的设计：初步配合比的设计：1 1，确定水灰比确定水灰比W/C:W/C:（1 1）定义：）定义：水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量之比；量之比；（2 2）影响：）影响：水灰比的大小直接影响到混凝土的水灰比的大小直接影响到混凝土的强度强度和和耐久性耐久性。（3 3）水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热；而且在混凝土硬化过程中增大了水化热；（4 4）因此，确定水灰比应分别根据因此，确定水灰
9、比应分别根据强度强度和和耐久性耐久性两两方面来考虑：方面来考虑：水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业10 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业11v混凝土的配制强度：混凝土的配制强度：tffk,cuo,cu n我国目前规定，设计要求的混凝土配置强度我国目前规定，设计要求的混凝土配置强度保证率为保证率为95%，t=1.645（保证率系数）（保证率系数）n即混凝土的配置强度计算公式：即混凝土的配置强度计算公式：6451.ffk,cuo,cu 水泥混凝土设计 2022-12-20交
10、通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业121122nfnfniniif如果施工企业具有如果施工企业具有2525组以上混凝土设计强度历史统计资组以上混凝土设计强度历史统计资料时，可以按如下公式计算料时，可以按如下公式计算nf第第i i组试件强度组试件强度n n组试件平均强度组试件平均强度 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业13混凝土的配置强度计算公式混凝土的配置强度计算公式：，可可查查表表表表示示混混凝凝土土强强度度标标准准差差；表表示示混混凝凝土土的的设设计计强强度度；表表示示混混凝凝土土的的配配置置强强度度 k
11、,cuo,cuk,cuo,cuff.ff6451 混凝土强度等级混凝土强度等级 C10C204.0 C20C35 5.0 C35 6.0)MPa(值值 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业140.460.070.480.33 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业150.460.070.480.33 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业16P72 表3-10 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与
12、汽车工程学院交通工程专业交通工程专业17环境条件环境条件结构物类别结构物类别最大水灰比最大水灰比最小水泥用量最小水泥用量素混凝素混凝土土钢筋混钢筋混凝土凝土预应力预应力混凝土混凝土素混凝素混凝土土钢筋混钢筋混凝土凝土预应力预应力混凝土混凝土1.干燥环境干燥环境正常的居住或办公用房屋内正常的居住或办公用房屋内不作规不作规定定0.650.602002603002.潮湿环境潮湿环境无冻害无冻害高湿度的室内部件高湿度的室内部件室外部件室外部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有冻害有冻害经受冻害的室外部件经受冻害的室外部件在非侵蚀性土
13、和（或）水中且经受冻在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件害的部件高湿度且经受冻害的室内部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂有冻害和除冰剂的潮湿环境的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ552000）2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业182 确定单位用水量确定单位用水量 mwo:q单位用水量：单位用水量：是指是指1m1m3 3混
14、凝土中水的用量；混凝土中水的用量；q单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流动性主要以动性主要以坍落度坍落度来来表示；表示；q单位用水量的确定：单位用水量的确定：应根据混凝土施工要求的应根据混凝土施工要求的坍落度坍落度和已知的和已知的粗颗粒的粗颗粒的种类种类以及以及最大粒径最大粒径D Dmaxmax查查P74P74，表表3-123-12可得。可得。水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业19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
15、标102031.540162031.540坍落度，坍落度，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的单位用水量，塑性混凝土的单位用水量，kg 水灰比在水灰比在0.400.400.800.80范围内时范围内时，根据粗集料的品种、粒，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。径及施工要求的坍落度，按下表选取。(本表适应本表适应中砂中砂)2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院
16、交通工程专业交通工程专业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102040162040维勃稠度，维勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土的单位用水量，干硬性混凝土的单位用水量，kg 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业213 3 确定混凝土的单位水泥用量确定混凝土的单位水泥用量m mC0C0:（a a）首先根据水灰比的定义首先根据水灰比的定义：)C/W(mmmmCWwoco
17、cowo （b b）再根据结构的类型和使用的环境，再根据结构的类型和使用的环境，查表查表可得混凝土的最小水泥用量；可得混凝土的最小水泥用量；(c)(c)比较两者大小，取二者的比较两者大小，取二者的最大值最大值作为单位作为单位水泥用量水泥用量m mC0C0 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业224 4 确定混凝土的砂率确定混凝土的砂率sq主要根据主要根据水灰比水灰比、骨料的类型骨料的类型（卵石或碎石）（卵石或碎石）以及以及最最大粒径确定大粒径确定；q砂率主要通过查表法确定：砂率主要通过查表法确定：查查P75P75表表3-133-13混
18、凝土砂率选用表。混凝土砂率选用表。水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业23混凝土砂率，混凝土砂率，水灰比水灰比mw/mc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，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.703641354034393944384336412022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业245 确定确定1m3混凝土
19、中砂、石的用量混凝土中砂、石的用量mso、mgo:两种方法：质量法和体积法两种方法：质量法和体积法（1）质量法：）质量法：也称表观密度法表观密度法，就是在计算时，先假定所配置的混凝土的表观密度为一定值假定所配置的混凝土的表观密度为一定值，然后根据然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度乘以总体积水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质量，即：的原理来求解砂和石的质量，即：1%100gcposowocosgososommmmmmmm)/3mkgmcp观密度（表示混凝土拌合物的表;m/kg)24802350(m*3cp 一般 水泥混凝土设计 2022-12-20交通
20、与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业25 1100cpwosowocosgososommmmm%mmm;m/kg)(m)m/kgmcpcp3324802350 一一般般观观密密度度（表表示示混混凝凝土土拌拌合合物物的的表表 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业26（2）体积法原理：）体积法原理：假定混凝土拌合物的总体积（假定混凝土拌合物的总体积（1m3)等等于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的体积于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的体积之和之和.1010100 .mmmm%mmmggossowwoc
21、cosgososo 133 ，无无外外加加剂剂时时，表表示示混混凝凝土土含含气气百百分分数数密密度度（分分别别表表示示砂砂、石石的的表表观观度度（分分别别表表示示水水泥泥、水水的的密密其其中中，)m/kg,);m/kg,gswc 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业27 通过上述通过上述5 5步，求出了单位体积（步，求出了单位体积（1m1m3 3)混凝土中水混凝土中水泥、水、砂和石的用量分别为泥、水、砂和石的用量分别为：m mcoco、m mwowo、m msoso和和m mgogo于是混凝土的于是混凝土的初步配合比初步配合比为：为：
22、水泥、水、砂和石的用量之比为水泥、水、砂和石的用量之比为：m mcoco：m msoso：m mgogo，水灰比水灰比W/C=mW/C=mwowo ：m mcoco从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是通过查表或通过查表或经验公式求得经验公式求得；因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达不到因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达不到和易性和易性和和强度强度的要求；的要求；故必须进一步调整和确定配合比故必须进一步调整和确定配合比即进行所谓的即进行所谓的实验室配合比设计实验室配合比设计。水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交
23、通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业282实验室配合比的设计实验室配合比的设计主要对初步配合比进行主要对初步配合比进行和易性的调整和易性的调整及及强度的校核。强度的校核。（1）和易性的调整：）和易性的调整：q调整的目的调整的目的：a）使和易性满足施工的要求；）使和易性满足施工的要求；b）使水灰比满足强度和耐久性的要求）使水灰比满足强度和耐久性的要求；q调整的方法及步骤：调整的方法及步骤：按初步配合比计算出各组成材料用量，按初步配合比计算出各组成材料用量，试制试制15L（或（或25L）混凝土拌合物，）混凝土拌合物，配置成混凝土拌合物；配置成混凝土拌合物；测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观
24、察拌合物测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察拌合物的粘聚性和保水性，的粘聚性和保水性，如不满足要求，则需进行调整配如不满足要求，则需进行调整配合比。合比。水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业29q在测定混凝土拌和物的和易性时，可能存在以下四在测定混凝土拌和物的和易性时，可能存在以下四种情况：种情况：a）流动性比要求的小：）流动性比要求的小：q 调整办法：调整办法：保持保持W/C不变，增大水、水泥用量；不变，增大水、水泥用量；b）流动性比要求的大：）流动性比要求的大：q 调整办法：调整办法：保持砂率不变，增大砂、石用量；保持砂率不变
25、，增大砂、石用量；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业30c c）砂浆不足引起）砂浆不足引起粘聚性和保水性不良粘聚性和保水性不良时：时：q 调整办法：调整办法：单独增加砂的用量，适当增大砂率；单独增加砂的用量，适当增大砂率；d d）砂浆过多引起）砂浆过多引起粘聚性和保水性不良粘聚性和保水性不良时：时：q 调整办法：调整办法：单独减少砂的用量，适当降低砂率；单独减少砂的用量，适当降低砂率；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业31 通过实验室反复调整，使混凝土拌合物达到通过实验室
26、反复调整，使混凝土拌合物达到和易性的要求后，和易性的要求后，测量出拌合物的实际表观密度测量出拌合物的实际表观密度 ，进而得出和易性调整合格后的配合比进而得出和易性调整合格后的配合比(基准配合比基准配合比)tc,（2）强度的校核：）强度的校核：分别用分别用 三个水灰比，拌制三个混凝土试样，三个水灰比，拌制三个混凝土试样，测量其测量其28d的抗压强度值的抗压强度值 看是否满足强度的看是否满足强度的要求。要求。强度的验证公式为：强度的验证公式为：05.0,CWCW321,645.1,kcuocuiff 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业3
27、2 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业33同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中水的用量混凝土中水的用量Wsh:t,cshgbsbwbcbwb1Wmmmmm ；砂和石的实际拌合用量泥、水、表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中水泥的用量；表示实验室调整后，31Wmsh土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业34同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中砂的用量混凝土中砂的用量Ssh:t,
28、cshgbsbwbcbsb1Smmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中砂的用量；表示实验室调整后，31Smsh土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业35同理，实验室调整后，同理，实验室调整后，1m3混凝土中石的用量混凝土中石的用量Gsh:t,cshgbsbwbcbgb1Gmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中石的用量；表示实验室调整后，31Gmsh土的实测表观密度；表示实验室
29、调整后混凝t,c 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业36三三 施工配合比的设计施工配合比的设计 主要考虑到砂、石中含水，设砂的含水主要考虑到砂、石中含水，设砂的含水率为率为a%,石的含水率为石的含水率为b%,则施工配合比为：则施工配合比为：水泥水泥：C=Csh;砂：砂：S=Ssh（1+a%);石：石：G=Gsh（1+b%);水：水：W=Wsh-Ssh*a%-Gsh*b%；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业37总结：混凝土配合比设计的基本步骤？总结：混凝土配合比设计的基本步
30、骤？（2）单位用水量的确定：查表法；）单位用水量的确定：查表法；（3）确定单位水泥用量；）确定单位水泥用量；（4）确定砂率：查表法；）确定砂率：查表法；（5）确定砂石用量：工程中一般用质量法；）确定砂石用量：工程中一般用质量法；三、实验室配合比的设计：三、实验室配合比的设计：（1）和易性的调整：取）和易性的调整：取15L/25L混凝土拌合物；混凝土拌合物；（2）强度校核；）强度校核；四、施工配合比的设计：四、施工配合比的设计：主要考虑砂、石的含水率；主要考虑砂、石的含水率；一、基本设计资料的收集；一、基本设计资料的收集；二、初步配合比的设计：二、初步配合比的设计：（1）水灰比的确定：从强度和耐
31、久性入手）水灰比的确定：从强度和耐久性入手；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业38 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计 实例实例 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业39例题例题 某某 现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为（，施工要求坍落度为（3550）mm，（混凝土由机械，（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。原材料情况如下：原材料情况如下
32、：q水泥：实测强度水泥：实测强度45MPa，密度密度 3/3000mkgcq砂子：砂子：II区区中砂，表观密度中砂，表观密度3/2650mkgsq碎石碎石：最大粒径：最大粒径40mm、表观密度、表观密度3/2700mkggq水水：自然水：自然水3/1000mkgw 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业40试求：试求：（1）混凝土的初步配合比；混凝土的初步配合比；（2）调整后，加入调整后，加入5%的水泥浆，的水泥浆，实测表观密度为实测表观密度为2432kg/m3，求实验室配，求实验室配合比？合比？（3）砂子含水率砂子含水率a%=4%,石
33、子含水率石子含水率b%=1%,求混凝土的施工配合比？求混凝土的施工配合比？水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业41一、求初步的配合比一、求初步的配合比 1 确定水灰比确定水灰比W/C：从强度和耐久性着手；：从强度和耐久性着手；（a）求满足强度要求的水灰比（）求满足强度要求的水灰比（W/C）1：cebak,cuceaf.ff)CW(）（64511 60.0;25,MPafkcu;MPa45fg,ce;.,.ba070460 采采用用碎碎石石，MPa.C0525 的的混混凝凝土土，对对 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学
34、院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业42（b）求满足耐久性要求的水灰比（）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）2：主要是根据结构的类型以及使用环境，主要是根据结构的类型以及使用环境，查查 表表，可求可求:钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁的最大水灰比的最大水灰比（W/C）2=0.65，即为满足耐久性要求的水灰比；即为满足耐久性要求的水灰比；（c）确定水灰比：）确定水灰比：65.0)/(,60.0)/(21CWCWMinCW则取则取W/C=0.60既满足强度要求、又满足耐久性要求既满足强度要求、又满足耐久性要求.水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通
35、工程专业432 单位用水量单位用水量mwo的确定：的确定：q单位用水量的确定：单位用水量的确定：应根据混凝土施工要求的坍落度坍落度（表）表）和已知的粗颗粒的种类粗颗粒的种类以及最大粒径最大粒径Dmax查表表可得。本题中：本题中：坍落度：坍落度：（3550）mm、碎石：碎石：Dmax=40mm,查查表表可得可得:Mwo=175kg/m3 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业443 确定混凝土的单位水泥用量确定混凝土的单位水泥用量mC0:（a）首先根据水灰比的定义：首先根据水灰比的定义：cowommCW)C/W(mmwoco 3m/kg2
36、9260.0175 （b）再根据结构的类型再根据结构的类型(钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁）和使用的环境）和使用的环境（查表）查表）可得混凝土的可得混凝土的最小水泥用量为最小水泥用量为260kg/m3(c)比较两者大小，取二者的最大值作为单位用水比较两者大小，取二者的最大值作为单位用水量量:mC0=292kg/m3 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业454 确定混凝土的砂率确定混凝土的砂率主要根据主要根据水灰比水灰比(0.60)、骨料的类型骨料的类型（碎（碎石）石）以及以及最大粒径最大粒径(40mm),查表查表确定混凝确定混凝土砂率选用表
37、。土砂率选用表。查表查表可得：可得：砂率为（砂率为（3338）%，具体计算时，我们可以具体计算时，我们可以取取 =35%s 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业465 确定确定1m3混凝土中砂、石的用量混凝土中砂、石的用量mso、mgo:两种方法：质量法和体积法两种方法：质量法和体积法 1100cpgosowocosgososommmmm%mmm 质质量量法法：混凝土强度等级C7.5 C10C15 C35C40 C60C60表观密度kg/m32350240024502480大大致致选选择择标标准准如如下下：一一般般观观密密度度（表表示
38、示混混凝凝土土拌拌合合物物的的表表cpcpcpm;m/kg)(m)m/kgm3324802350 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业47本题中，混凝土的设计强度为本题中，混凝土的设计强度为C25，则可以假定，则可以假定1m3混凝土的表观密度为：混凝土的表观密度为：3/2400mkgmcp已求得砂率已求得砂率 =35%，s 1240017529235100gosogososommmmm%331256677m/kgmm/kgmgoso石石：砂砂：另外也可通过另外也可通过体积法体积法确定砂、石单位体积用量；确定砂、石单位体积用量；水泥混凝
39、土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业48下面用下面用体积法体积法确定砂、石的单位体积用量：3go3som/kg1260mm/kg680m石：砂：1101.02700m2650m10001753000292goso 量法确定砂石用量；量法确定砂石用量；实际工程中以常采用质实际工程中以常采用质*%35100 gososommm 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业49混凝土的初步配合比初步配合比为：用用1m3混凝土各组成材料的质量来表示，混凝土各组成材料的质量来表示，本题本题中，中，水泥
40、：水泥：292kg,水：水：175kg,砂砂子子:677kg,石子石子:1256kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：或以各种组成材料用量的比例来表示：水泥：砂：石水泥：砂：石=1：2.32：4.30，水灰比，水灰比为为0.60，其中水泥为，其中水泥为300kg 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业50（1）按初步配合比计算出各组成材料用量，）按初步配合比计算出各组成材料用量，试制试制25L混混凝土拌合物，凝土拌合物，配置成混凝土拌合物；配置成混凝土拌合物；q测量拌合物的流动性（坍落度法），并观察拌合物的测量拌合物的流动性（坍落度法
41、），并观察拌合物的粘聚性和保水性；粘聚性和保水性；q本题本题不满足流动性要求。不满足流动性要求。（2）调整方法：）调整方法：q 保持水灰比不变，保持水灰比不变，加入水泥浆；加入水泥浆；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业51n水泥：（水泥：（mco(292)25）/1000，得，得水泥用量水泥用量：7.3kg;n水水 ：（：（mwo(175)25）/1000，得，得水用量水用量：4.38kg;n砂砂 ：（mso(677)25)/1000 ，得，得砂用量砂用量：16.92kg;n石石 ：(mgo(1256)25）/1000，得，得石用量
42、石用量：31.4kg;调整流动性的方法：调整流动性的方法：保持水灰比不变，保持水灰比不变，加入加入5%的水泥的水泥浆调整后各材料用量如下浆调整后各材料用量如下：n水泥水泥mcb：7.3（1+5%）=7.67kg;n水水mwb：4.38（1+5%）=4.6kg;n砂砂msb：16.92kg;n石石mgb：31.4kg;水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业52分别用分别用 0.55、0.60、0.65 三个水灰比，三个水灰比，拌制三个混凝土试样，测量其拌制三个混凝土试样，测量其28d的的抗压强度值抗压强度值，实验可得，实验可得W/C=0.
43、60满足强度满足强度要求。要求。水泥混凝土设计 C/wfcu2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业53t,cshgbsbwbcbcb1Cmmmmm 拌合用量；泥、水、砂和石的实际表示实验室调整后，水和、gbsbwbcbmmmm混凝土中水泥的用量；表示实验室调整后，3shm1C土的实测表观密度；表示实验室调整后混凝t,c混混凝凝土土中中水水泥泥的的用用量量；表表示示实实验验室室调调整整后后，3130824321644319216677677mCkgCCshshsh .水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通
44、工程专业54混混凝凝土土中中水水的的用用量量；表表示示实实验验室室调调整整后后，312432164431921667764mWWshsh .混混凝凝土土中中砂砂的的用用量量；表表示示实实验验室室调调整整后后，31243216443192166779216mSSshsh .混混凝凝土土中中石石的的用用量量；表表示示实实验验室室调调整整后后，31243216443192167431mGshshG.67.kgWsh185 kgSsh796 kgGsh0126 水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业55（6）实验室配合比为：）实验室配合比为：水
45、泥水泥Csh：308kg,水水Wsh：185kg,砂子砂子Ssh:679kg,石子石子Gsh:1260kg;主要考虑到砂、石中含水，已知砂的含水主要考虑到砂、石中含水，已知砂的含水率为率为4%,石的含水率为石的含水率为1%,则施工配合比为：则施工配合比为：水泥：水泥：C=Csh=308kg;砂：砂：S=Ssh（1+4%)=706kg;石：石：G=Gsh（1+1%)=1273kg;水：水：W=Wsh-Ssh a%-Gsh b%=143kg；水泥混凝土设计 2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业56课题练习题2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车
46、工程学院交通工程专业交通工程专业57其他品种水泥混凝土其他品种水泥混凝土高性能混凝土一词是从英文高性能混凝土一词是从英文High Performance High Performance Concrete (HPC)Concrete (HPC)翻译过来的，是近年来一些发达国家翻译过来的，是近年来一些发达国家基于基于混凝土结构耐久性设计混凝土结构耐久性设计提出的新概念的混凝土。提出的新概念的混凝土。起起初定义为初定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。具有所要求的性能和匀质性的混凝土。性能包括性能包括：易于浇注、捣实而不离析；高超的、能长期：易于浇注、捣实而不离析；高超的、能长期保持的力学性能；
47、早期强度高、韧性高和体积稳定性好；保持的力学性能；早期强度高、韧性高和体积稳定性好；在恶劣的使用条件下寿命长。在恶劣的使用条件下寿命长。即：即：HPCHPC要求高强度、高流动性与优异的耐久性。要求高强度、高流动性与优异的耐久性。听课建议采用列表法对比2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业58其他品种水泥混凝土其他品种水泥混凝土（1）是低）是低水胶比水胶比、掺用高效减水剂和矿物细掺料，、掺用高效减水剂和矿物细掺料，改变了水泥石与骨料间界面结构性质，提高了混凝改变了水泥石与骨料间界面结构性质，提高了混凝土的致密性；土的致密性；（2）高性能混凝土的制备不应该
48、仅是水泥石本身，）高性能混凝土的制备不应该仅是水泥石本身，还应包括骨料的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、还应包括骨料的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护以及质量控制；运输、浇筑、养护以及质量控制；高性能混凝土硬化特点：高性能混凝土硬化特点：注意：水胶比是指水与水泥加矿物细掺合料之比注意：水胶比是指水与水泥加矿物细掺合料之比2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业59高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料：1 1水泥水泥-在选择时应考虑下述原则：在选择时应考虑下述原则：（1 1）宜选用优质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。对细）宜选用优质硅酸盐水泥或
49、普通硅酸盐水泥。对细度和颗粒级配要求高；度和颗粒级配要求高；（2 2）宜选用）宜选用42.542.5级或更高等级的水泥。级或更高等级的水泥。（3 3）应选用）应选用C3SC3S含量高、而含量高、而C3AC3A含量低（少于含量低（少于8%8%）的水）的水泥。一般不宜选用泥。一般不宜选用C3AC3A含量高、细度细的含量高、细度细的R R型水泥。型水泥。（4 4）碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配。）碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配。在含碱活性骨料应用较集中的环境下，应限制水泥的总碱在含碱活性骨料应用较集中的环境下，应限制水泥的总碱含量（含量（Na2O+0.658K2ONa2O+0.6
50、58K2O）不超过）不超过0.6%0.6%。2022-12-20交通与汽车工程学院交通与汽车工程学院交通工程专业交通工程专业602外加剂外加剂（1 1）高效减水剂）高效减水剂 高效减水剂的减水率应该在高效减水剂的减水率应该在20%20%以上，有时甚至高达以上，有时甚至高达25%25%以上；常用的高效减水剂主要是三聚氰胺系、萘系以上；常用的高效减水剂主要是三聚氰胺系、萘系和胺基磺酸盐系。目前国内高效减水剂以萘系为主，产和胺基磺酸盐系。目前国内高效减水剂以萘系为主，产品型号有品型号有NFNF、UNFUNF、FDNFDN、NSZNSZ、DHDH、SNSN及及NNONNO等。三聚氰等。三聚氰胺系为树脂
