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混凝土配合比设计,从事建筑行业的人多少得懂一点

从事建筑行业的人,接触混凝土是最多的,不是建筑行业的人,对混凝土也不陌生。我这里以普通C30泵送混凝土为例,说说混凝土配合比的设计。

一,材料准备

425标号的,普通硅酸盐水泥。

卵石,且级配良好,最大粒径30,就是我们平 常说的13籽。

中砂,二区中砂,级配良好。平常工地用得最多的,那种用来合砂浆的那种砂。

煤灰,正宗的电厂二级粉煤灰。掺量按规范假如取20%。

矿粉,高炉粒化矿渣粉95级。掺量也按规范取值,假如25%,当然你要取50%都可以,只要混凝土各方面性能合格,规范最高取值单掺为50%。

外加剂,羧酸系,高性能减水剂,减水25%以上。

水,干净的自来水或井水。

二,列出水灰比的计算公式

水胶比计算公式

其实水灰比是这样表示的W/C.但因为掺了矿粉和煤灰,这里就不叫水灰比了,叫做水胶比。

其中,W/B为水胶比。

αa,αb,为回归系数,这里 根据之前的材料条件,取值为0.49和0.13

fb,为胶凝材料28天胶砂抗压强度,这个需要另外计算。也可以根据实验测定。

fcu,o为混凝土配制强度,它等于fcu,k+1.645δ,δ为强度标准差,按规范要求及一般质量控制水平,取值假设为4.0。那么fcu,o=fcu,k+1.465δ=30+6.58=36.58。它的计算取值不能小于1.15倍的立方体抗压强度标准值fcu,k。出于成本考虑我们这里就取1.15*30=34.5Mpa。也就是说做出来的试块抗压强度要达到34.5Mpa以上,并且保证95%的通过率。才能评定为合格。我们这里配制强度就取36.58Mpa。

三,计算胶凝材料28天胶砂抗压强度fb

这里解释一下胶凝材料,混凝土的胶凝材料就是水泥,矿粉,煤灰的统称,如果没有矿粉,煤灰,那胶凝材料就是水泥。我们也列出计算公式:

胶凝材料强度计算公式

其中,γfγs,为煤灰和矿粉的影响系数,这里根据上面给定的条件及设计规程要求,取值为0.8和0.95。

fce为水泥胶砂28天抗压强度,它等于水泥强度等级乘以水泥的富余系数,富余系数按设计规程取值为1.16,那么fce在这里就等于1.16*42.5=49.3。

实际上实验做出来的数值经常会比计算出来的数值稍微大一点。一般有50甚至51,52。这可以用来判断哪个厂的水泥可以更节省成本。也减少了实验配制调整的次数。

按上面给定的数值计入公式fb=0.8*0.95*49.3=39.8,从这个式中,我们可以看出来,加了煤灰,矿粉后,实际上是降低了整个胶凝材料的强度。

四,水灰比(水胶比)计算取值

将上面已知数值和计算数值代入水灰比计算公式,就可以得出水灰比的计算值 。即:

W/B=(0.49*39.8)/(36.58+0.49*0.13*39.8)=18.36/39.1=0.47

五,每方用水量取值

我们现在做的配合比是泵送混凝土,那么塌落度我们取值为200。其实这里用扩展度来描述更合适,因为泵送要求足够的流动性,扩展度达500以上才合适。对扩展度的要求一般是用在自流平混凝土的要求中。按照设计规程以及水胶比的确定范围,还有卵石的最大粒径,以及所采用的是中砂,于是根据这些已知和限制条件。可以设计规程来取值,用水量取值为每方220KG。

如果按220KG来计算胶凝材料,那用量是非常大的,老板第二天就会叫你走人。为了降低成本,也为了更好的施工性能和后期的耐久性能,必须加入外加剂,这里的外加剂只考虑高性能减水剂。假如减水剂掺量为2.5%的减水率实验测得减水率为25%。那么实际用水量就是220*(1-0.25)=165KG。

六,各胶凝材料用量

W/B=0.47导出:165/B=0.47 那么B=351KG。

这是水泥+矿粉+煤灰的总用量。那么之前按规程取值的煤灰占比为20%。矿粉占比为25%那么各胶凝材料用量为:

矿粉:351*25%=88KG/M3

煤灰:351*20%=70KG/M3

水泥:351-83-66=193KG/M3

七,每方砂石用量

我们上面给定的和计算的数值和条件,可以查设计规程的砂率取值表,按石子最大粒径30MM。水灰比0.47,泵送及塌落度200,中砂,电脑计量,机械搅拌等条件,那么砂率取值为42%。

这里用简单一点容重假定法,混凝土假定容重2400KG/M3。那么砂用量为:

Sg=(2400-351-165-8.5)*42%=788KG

卵石用量:

Gg=(788/0.42)*(1-0.42)=1087KG

八,计算配合比

那么每方混凝土配合比为:水泥:矿粉:煤灰:砂:石:水:外加剂 等于

193:87:70:788:1087:165:8.5

九,试配调整

我们按计算的配合比进行实验配制,拌20升就够了,足够做三组试块。在试配过程中观察混凝土的状态,包括粘聚性,流动性,塌落度,扩展度,泌水情况,密实度,砂石分布情况,配制到符合施工性能要求所加减的材料用量变化,比如实际用水量,实际砂率,实际的外加剂掺量,根据设计规程加减用水量,加减砂率,调整各胶凝材料用量,大约做个五六次实验试配,数据差不多都出来了。每组实验成型试块,观测3天.7天.28天强度变化情况。根据最好的一组数据选定实际生产用的配合比,在实际生产中根据材料,季节,天气,气温等情况进行微调。

我会在以后发布的文章中,聊聊混凝土各种材料的质量要求,以及混凝土如保调整 ,质量事故如保处理,如何避免质量问题,会产生哪些后果等之类的话题,和在家一起探讨。

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