混凝土参考配合比设计专项方案书.doc

土木工程材料课程设计题 目 C30 混凝土配合比设计 专 业 级材料物理 班 级 01班 姓 名 黄诗航 学 号 年 12 月一、 设计根据二、 初步配合比计算三、 基准配合比拟定四、 实验室配合比拟定五、 混凝土拌合办法环节六、 坍落度实验环节七、 混凝土表观密度测定实验八、混凝土立方体抗压强度实验一、设计根据设计规定：某工程现浇钢筋混凝土梁（不受雨雪影响），混凝土设计强度级别为C30，施工规定坍落度为35-50mm，施工单位强度原则差为5.0，参赛作品统一为150mm150mm150mm 三个立方体试块，施工单位无历史记录资料。所用原材料为：水泥：42.5级普通水泥，实测28d抗压强度48.0，密度3.10；砂子：中砂，密度2.60；石子：碎石，密度2.70，最大粒径40mm；水：自来水。二、初步配合比计算1. 拟定混凝土强度2. 拟定初步水灰比3. 拟定单位用水量4. 计算单位水泥用量5. 砂率选定6. 计算单位粗、细集料用量通过以上六个环节计算，可将水泥粗集料、细基料用量所有求出，得到初步配合比。最后拟定初步配合比为：C0： S0 ：G0 ，W0/C0拟定混凝土试配强度=+t=(30+1.6455)=38.23式中：混凝土配备强度（）； 混凝土立方体抗压强度原则； 由施工单位质量管理水平拟定混凝土强度原则（）； t强度保证率系数，当强度保证率为95%时，取值为1.645。拟定初步水灰比W/C依照保罗米公式，按下列计算水灰比：回归系数A、B选用集料类别回归系数碎石卵石集料类别回归系数碎石卵石A0.460.48B0.070.33 粗骨料为碎石 故取：A=0.46 ；B=0.07；而 式中：水泥混凝土配备强度（）； A、B回归系数； 水泥实际强度。查表5.17， 混凝土最大水灰比和最小水泥用量 表5.17 环境条件构造物类别最大水灰比最小水泥用量/Kg素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土干燥环境正常居住或办公用房屋内部件不作规定0.650.60200260300潮湿环境有冻害高温室内部件、室外部件在非侵蚀性土或水中部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害室外部件在非侵蚀性土或水中且经受冻害部件；高湿度且经受冻害室内部件0.550.550.55250280300有冻害、除冰剂和潮湿环境经受冻害、除冰剂作用室内和室外部件0.500.500.50300300300依照耐久性规定，最大水灰比为0.65，取=0.56拟定单位用水量,查表5.15 混凝土用水量选用表（） 表5.15所需坍落度/mm卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm1020401620401030190170160200185165355020018017021019517555702101901802202051857590215195185230215185由于施工规定坍落度为3550mm，且碎石最大粒径为40mm，故取=175计算水泥用量查表5.17，最小水泥用量为260，故取=312.50拟定含砂率查表5.16 混凝土砂率选用表 表5.16 水灰比（W/C）卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641考虑到集料表面积合理性，故取砂率=32.5%计算砂、石用量用绝对体积法： = 式中：、每立方米混凝土中水泥、细集料、粗集料和水用量（）； 混凝土砂率（%）； 水泥密度（）； ，粗、细集料表观密度（）； 混凝土含气量百分数（%），在不使用引气型外加剂时，取值为1。代入数据得： 得 由于混凝土材料用量为：=312.50；=175；=618.97；=1285.55 ：=312.50:618.97:1285.55 /=0.56 若以水泥质量为1，则初步配合比：=1:1.98:4.11 /=0.56三、基准配合比拟定 依照骨料最大粒径，配制15L混凝土拌合物，按绝对体积法配比计算材料用量： 水泥： 水： 砂子： 石子： 将上述材料手工拌合均匀、调节，观测拌合物黏聚性和保水性，测定坍落度值大小，计算出混凝土基准配合比。假若测得坍落度值不符合设计规定期，调节办法： 1、当测得拌合物坍落度不大于（3550mm）施工规定，可保持水灰比不变，掺入5%或者10%水和水泥进行调节；2、当坍落度过大时（50mm），可保持砂率不变，增长5%或者10砂和石子;3、若粘聚性或保水性不好，则需增长砂子，恰当提高砂率，尽快搅拌均匀，重做坍落度测定直到和易性符合规定为止。最后拟定基准配合比为：C1 ：S1 ：G1 ，W1/ C1坍落度测定记录如表:混凝土拌合物和易性测定与调节表试件组别W/C日期顺序材料用量（）测定成果C1S1G1W1坍落度（mm）粘聚性保水性与否符合规定调节前第一次调节后第二次调节后四、实验室配合比拟定在水灰比为W1/ C1基本上，选用W1/ C1，W1/ C1+0.05，W1/ C10.05三个水灰比。分别拌制1个试件，其中对水灰比为W1/ C1+0.05和W1/ C10.05用水量应与基准配合比用水量相似，砂率可分别减少0.01和增长0.01在制作每一种试件时，应检测混凝土拌合物坍落度，黏聚性，保水性及拌合物表观密度在14d时测定试件抗压强度，并将14d抗压强度换算成28d抗压强度依照抗压强度与灰水比关系，绘制抗压强度与灰水比关系曲线依照测定成果拟定混凝土所需抗压强度依照实验成果和计算成果得最后实验设计配合：C ：S ：G ，W/ C公式如下： 其实验成果如下：编号W/C/MPa0.600.650.70五、混凝土拌合办法环节清点实验仪器设备。称量:依照计算书按试拌用量称取各材料。 水泥： 水： 砂子： 石子： 将拌板、拌铲、坍落度筒、捣棒等用湿布湿润，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，用铲自板一端翻拌至另一端，来回重复，直至充分混合，颜色均匀，再加上石子，翻拌至混和均匀为止。将干混物堆成堆，在中间形成一凹槽，将与称量好水倒约一半在凹槽中（勿使水流出），然后仔细翻拌，铲切，并徐徐加入剩余水，继续翻拌，铲切，每翻拌一次，用铲在拌合物上铲切一次，直到拌合物均匀为止。拌和时间从加水时算起，搅拌时间为45分钟。六、坍落度实验环节1.准备好实验器具：坍落筒、捣棒、小铲、木尺、小钢尺、镘刀和钢平板等。2.实验钱将坍落筒内外洗干净，放在经水湿润过平板上（平板吸水应垫以塑料布），踏实踏板。3.将拌好水泥混凝土样品分三层装入筒内，每层装入高度稍不不大于筒高13，用捣棒每一层横截面上均与插捣25次，插捣在所有面积上进行，沿螺旋线边沿至中心，插捣底层时插至底部，插捣其她两层时，应插透本层并插入下层2030 mm，插捣须垂直插下（边沿除外）不得冲击。插顶层时装入混凝土应高出坍落筒，随插捣过程随时添加拌合物，插捣完毕，将捣棒用锯和滚清除多余混凝土，用镘刀抹平筒口，刮净筒底周边拌合物而后及时垂直提起坍落筒，提筒在510秒内完毕，并使混凝土不受横向及担力作用，从开始装桶到提桶要在150s内完毕。4.将坍落筒放在椎体混凝土试件一旁，筒顶平放木尺，用小钢尺量出木尺底面至试件顶面最高点距离，即为该混凝土拌合物坍落度，精准值1。5.黏聚性鉴定：用捣棒在已坍落混凝土锥体一侧轻打，如锥体在轻打后徐徐下沉，表达黏聚性良好；如锥体突然倒坍，、某些崩裂或发生石子离析现象，表达黏聚性不好。6.保水性鉴定指水分从拌合物中析出状况，有较多析出为“多量”，有少量水从底部析出为“少量”，无水析出为“无”黏 聚 性良好不好保水性 析出水量多量少量无坍落度 范畴（R）R50流动性过大7.不良状况解决方案 若坍落度过大，流动性就过大，可在砂率不变条件下，恰当增长砂石用量; 若坍落度过小，在保持水灰比不变状况下，恰当增长水和水泥；3.若黏聚性和保水性不良时，实质上是混凝土拌合物中砂浆局限性或砂浆过多，可恰当增长砂率或减少砂率，各种材料在用量上调节应依照实际控制在（15）之间增减量8.经调节和易性满足规定配合比，即为可供混凝土强度实验用基准配合比：C1 ：S1 ：G1 ，W1/ C1七、混凝土表观密度测定实验1、重要仪器设备台秤 称量100kg,感量50kg。 振动台 频率（503）Hz，空载振幅（0.50.1）mm。 捣棒 16*600 mm 小铲、抹刀、金属直尺等。2.试件制备 从满足混凝土和易性规定拌合物中取样，及时持续实验。3.测定环节 用湿布将容器内外擦净，称其质量m1(kg)。 坍落度值超过70 mm拌合物，分三层装入容量筒，用捣棒人工捣实，每层插捣25次，并在筒外壁拍打1015次，坍落度值在70 mm以内拌合物，可一次性装入容量筒，并稍高于筒口，再移至振动台上振实至拌合物表面浮现水泥浆为止。 用金属直尺沿筒口将捣实后多余拌合物刮去，仔细擦净筒外壁，再称出容量筒和筒内拌合物总质量m2（kg）。4测定成果 混凝土拌合物实测表观密度按下式计算（精准至10kg/），即式中：V容量筒体积，L。 注：混凝土拌合物表观密度（湿）普通容许运用制备混凝土抗压试件时，称量试模及称量试模连同拌合物总质量，（精准至0.1kg）办法来测定。以一组3个试件表观密度平均值作为拌合物表观密度。数据记录如表:混凝土表观密度登记表容量筒容积/L容量筒质量m1/容量筒及砼拌合物总质量m2/砼拌合物表观密度（/m3）八、混凝土立方体抗压强度实验1.实验目测定混凝土立方体抗压强度，作为拟定混凝土强度级别和调节配合比根据。2.重要仪器设备 压力实验机或万能实验机 其测量精度为1%，实验时由试件最大荷载选取压力机量程，使实验破坏时额荷载位于全程20%80%。 钢垫板 平面尺寸不不大于试件承压面积，厚度应不不大于25 mm，承压面平面度公差为0.04 mm，表面硬度不不大于55HRC，硬化层厚度为5 mm。 试模 由铸铁和钢制成立方体，试件尺寸依照混凝土骨料最大粒径选用，本实验采用150 mm *150 mm *150 mm 原则养护室 温度（202）、相对湿度不不大于95%。 振动台频率（503）Hz，空载振幅（0.50.1）mm。 捣棒、小铁铲、抹刀、金属直尺等。3.试件制备 取三个同一规格试模，将试模拧紧螺栓交清刷干净，内壁涂一薄层矿物油，编号待用。 试模内装混凝土应是同一次拌合拌合物。坍落度不大于或等于70 mm混凝土，试件成型宜采用捣棒人工捣实。 注：振动台成型试件。将拌合物一次装入试模并稍高出模口，用镘刀沿试模内壁略加插捣后，移至振动台上，开动振动台，振动至表面呈现水泥浆为止，刮去多余拌合物并用镘刀沿模口抹平。4.试件养护成型后试件应覆盖，防止水分蒸发，并在室温（205）环境中静置12昼夜（不得超过两昼夜），拆模编号。拆模后试件及时放在原则养护室内养护。试件在养护室内置于架上，试件间距离应保持1020 mm，并避免用水直接冲刷。当缺少原则养护室时，混凝土试件容许在温度为（202）不流动水溶液中养护，水PH值不应不大于7。同条件养护混凝土试样，拆模时间应与实际构件相似，拆模后也应放在该构件附近与构件同条件养护。5.测试环节 试件从养护地点取出来后来，应尽快进行实验，以免试件内部温湿度发生明显变化。 将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观。试件承压面不平度应为每100mm长不超过0.05mm，承压面与相邻面不垂直度不超过0.05。 将试件安放在实验机下压板上，试件承面应与成型时顶面垂直。试件中心应与实验机下压板中心对准。 开动实验机，当上压板与试件接近时，调节球座，使接触均衡。 加压时，应持续而均匀地加荷，加压速度为： 预测混凝土强度级别低于C30时，取0.30.5MPas；预测混凝土强度级别不高于C30且不大于C60时，取0.50.8 MPas；预测混凝土强度级别不高于C60时，取0.81.0 MPas。当试件接近破坏而开始迅速变性时，停止调节实验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。 测定成果 试件抗压强度Fcu按下式计算（精准至0.1MPa），即 Fcu=P/A式中：P破坏荷载，NA_试件承载面积，mm。参照资料:1、土木工程材料主编：彭小芹2、普通混凝土配合比设计规程（JG55-）3、普通混凝土力学性能实验办法原则（GB/T50081-）4、土木工程材料实验与题解（重庆大学出版社）