普通混凝土的配合比设计.pdf

第4 3 卷第7 期 2 0 1 6 年7 Y l 建筑设计 Ar c hit e c t u r a l De s i g n 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 普通混凝土的配合比设计 毋少娜 ( 郑州铁路技师学院，郑州4 5 0 0 0 1 ) 摘 要 混凝土的配合比设计主要是确定混凝土中各种材料的用量，一般用1 m 混凝土中各种材料的用量来表示。混凝土 的配合比设计是以强度为设计准则，要求混凝土达到一定的强度等级，并同时能满足耐久性等要求，所以普通混凝土的配合比 设计实质就是计算出能同时满足和易性以及强度要求的单方混凝土中水泥、砂、石和水的用量。 关键词 普通混凝土 ； 配合 比设计 ； 和易性 ；强度 ： 试验检测 中图分类号 T U5 2 8 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 7 - 0 0 1 8 0 2 An a l y s i s o n M i x Pr o p o r t i o n De s i g n o f Or d i n a r y Co n c r e t e n Sh a o na A b s t r a c t T h e c o n c r e t e mi x d e s i g n i s ma i n l y t o d e t e r mi n e t h e a mo u n t o f c o n c r e t e i n v a ri o u s ma t e r i a l s ，t h e g e n e r a l u s e o f a c u b i c me t e r o f c o n c r e t e i n t h e a mo u n t o f a v a r i e t y o f ma t e r i a l s t o i n d i c a t e Co n c r e t e mi x r a t i o d e s i g n i s t o s t r e n g t h d e s i g n c r i t e r i a f o r c o n c r e t e r e a c h e s a c e r t a i n i n t e n s i t y， a n d c a n m e e t t h e r e q u i r e m e n t s o f d u r a b i l i t y ， S O o r d i n a r y c o n c r e t e mi x t h a n t h e e s s e n c e o f t h e d e s i g n i s c a l c u l a t e d c a n a l s o me e t a n d wo r k a b i l i ty a n d s t r e n g t h r e q u i r e me n t s o f u n i l a t e r a l c o n c r e t e c e me n t ，s a n d ，s t o n e a n d wa t e r a mo u n t K e y wo r d so r d i n a ry c o n c r e t e； mi x d e s i g n； w o r k a b i l i ty； s t r e n g th； t e s t a n d i n s p e c t i o n 1 普通混凝土配合比的定义及设计要求 普通混凝土的组成材料是水泥 ( c) 、砂 ( ) 、石 ( G)和 水 ( ) ，这四种组成材料在混过凝土中各自起着不同的作用。 水泥和水一起组成水泥浆，主要是填充砂子之 间的空隙，而 水泥浆又 与砂 组成 了砂浆 ，主要填 充石子 之间 的空 隙，并同 时使混凝土具有了定的流动性 ； 砂子和石子构成混凝土的 骨架，并与水泥浆粘结在一起使混凝土具有了强度 。但是要 组成不同强度的混凝土，就要求这四种材料之间的比例就有 所不同，我们把混凝土中各种材料之间的这种比例关系就叫 作混凝 土的配 合 比，用 C： ： G： 来表示 ，也 可 以用 l m 混凝 土中各种材料 的用量来表示，如 C ( k g ) ，S( k g ) ，G ( k 旦 ) ， W ( k g) 。 2 普通混凝土配合比设计的三大步骤 2 1 混凝土的初步配合比的设计 混凝土的初步配合比设计其实就是根据工程中或者规范 中已有的经验公式以及经验数据来进行计算，从而得出的一 组理 论上 能满 足 混凝 土的各种 性 能要求 的配 合 比。这里面 主 要包括的计算如下 ： ( 1 )配制强度 。 的计算 ； ( 2 )水灰 比 的确 定 ； ( 3 ) 水的用量 的确定 ； ( 4 )水泥用量 的确定 ； ( 5 )砂率的确 定 ； ( 6 )砂 、石 G 用量的确定 ；( 7 )总结初步设计配合比。 即得出l m 中各种材料的用量 ， ， 6 n ， 。 2 2 混凝 土 的试 验 室配合 比的设 计 混凝土的试验室配合比设计实际上就是用初步配合比中 的数值进行试配及试验检测，看其能否满足工程中对混凝土 的和易性、砂率 以及强度的要求 的过程。因为地区的差异， 配制混凝土时所用的各种材料的技术性质都会有所不 同，致 使最终配制的混凝土的和易性以及其强度等性能不一定能满 足工程的要求，所以就需要我们进行试配和调整，从而得到 能满足工程要求的配合比，这个过程其实就是进行的材料试 验部分。 3 试配 试配是指用初步配合比计算出的配合比值来拌制混凝土， 此过程中所用 的石子和砂应是完全干燥的状态，一般为烘干 状态。 收稿 日期 ： 2 O 1 6 _ 0 3 _ 0 1 作者简介 ： 毋少娜 ( 1 9 8 2 一 ) ， 女， 河南禹州人， 主要从事土木工程工作。 1 8 试配时应遵循以下原则 ： ( 1 )试 配 时使 用的 原材 料应 与 工程 中 使用 的材料 相 同 ， 其 搅拌方法宜与工程 中使用的方法相 同 ； ( 2 )试配的数量应根据石子的最大粒径来选定，石的最 大粒径 不大于 3 1 5 mm 时 ，拌合数量不少 于 1 5 L ，石最大 粒径 大于或等于4 0 ram时， 拌合数量不少于2 5 L， 采用机械搅拌时， 其搅拌数量不应小于搅拌机额定搅拌量的 1 4 。 4 调 整 调整的过程就是对混凝土和易性和强度的试验检测及调 整 的过程 。 4 1 和 易性的试验检测 混凝土的和易性是一项综合性能，它包括流动性、粘聚 性和保水性。故要判定混凝土的和易性是否满足要求，就转 变成了判定其流动性、粘聚性和保水性是否满足工程的要求， 其中流动性的判定我们可以通坍落度试验 ( 用于塑性混凝土) 或维勃稠度试验 ( 用于干硬性混凝土)来确定，粘聚性和保 水性也是在进行流动性试验时通过观察来确定。 以塑性混凝土为例来说明，坍落度测定如图1 所示。 图1 坍落度测定 如工程中要求的混凝土的坍落度为3 0 5 0 mm，而在进行 坍落度试验时测定的坍落度值为4 0 mm，则说明此时混凝土的 流动性达到了工程要求，此时还要辅助观察混凝土的保水性和 粘聚性以及砂率，如各种性能都满足要求，则说明混凝土的和 易性满足工程要求，那么此时以初步配合比作为基准配合比 进行强度试验。如工程中要求的混凝土的坍落度为3 0 5 0 mm， 而在进行坍落度试验时测定的坍落度值不在这个范围内，则 说明 此时混凝 土 的流 动性 未达到工 程要求 ，和 易性未满 足 工 程要求，此时需根据规范进行调整。 建筑技术开发 B u i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 建筑设计 Ar c h i t e c t ur a l De s i g n 第4 3 卷第7 期 2 0 1 6 年7 月 4 2强度 试 验检 测 混 凝 土 的 强 度试 验 是 指把 混 凝 土 按 规 范制 成 1 5 0 mm 1 5 0 mm1 5 0 mm 的标准立方体试件、经过标准养护2 8 d后测 其抗压强度值 ，看其 是否 能达到配 制强度 。 ，所 以就用 满足 和易性要求的基准配合比来进行试验，制成标准试件测其强 度 ，看其是否能达到配制强度。但是此时测出的强度不一 定刚好与配制强度相同，存在如下几种情况 ： ( 1 )若此时测出的强度 刚好与配制强度 相同，即 。，则基准配合比即为试验室配合比 ； ( 2 )若此 时测 出的强度 大于配制强度 ， 即 ， 。 ， 说明强度满足了要求，但是不经济 ； ( 3 )若此时测出的强度 小于配制强度 即 说明强度未满足要求，( 1 )( 2 )两种情况下基准配合比都不 能作为试验室配合比。 为找出既经济又能满足配制强度的混凝土配合比，在进 行强度试验时须同时制备三组不同配合比的试件，同时得出3 个强度，即同时有3 个不同的水灰比对应 3 个不同强度，这个 灰水比叫做试验室灰水比 C 。这里所指的3 组不同的配合 比分别为 ： ( 1 )第一组是基准配合比 ； ( 2 ) 第二组 是在基准配合 比的基础上将其水灰 比增加 0 0 5 ， 水的用量保持不变而计算得到的配合比 ； ( 3 ) 第三组是在基准配合比的基础上将其水灰比减少0 0 5 ， 水的用量保持不变而计算得到的配合比。 因试验 室配合 比中的用水量 与基准配 合 比中的用水量 一 样，所以可 以得到试验室配合 比的用水量，由 C =C ， 可以计算出试验室配合比中的水泥用量 c ， ，继而再根据砂 率和砂石用量之间的关系以及水泥、水和砂石之问的关系计 ( 上接 第1 7 页 ) 一 般情况下，道路的总宽和单侧人行道的 比例应该控 制在 5 ： 1 7 ： 1 的范围之 内。再次，横度坡设计影响道路的排 水功能和使用寿命。因此，在进行坡度设计时，要充分考虑 到排水的效率和速度，以及形成速度和车行道的宽度。坡度 设计过大，虽能提高排水速度但易引发交通事故 ；坡度过小 又会导致排水不畅，仍会影响行驶安全，并降低道路的使用 寿命 。 2 3 道路 的排 水设计 市政道路排水设计一般分为两类 ： 第一类是减少地下水对 路基强度和稳定性的影响 ； 第二类是在路面出现积水的情况 下迅速 将积 水排 出，减 小降水对 路 面和路 基质 量 的影 响，从 而提高道路的使用寿命。针对第一类排水设计方案，可以在 路基底部增加隔水垫层，能够减少地下水的渗透量，或者提 高路基 最小 填土 高度 。当施工地 段 的地下 水位 比较 高 时，施 工之前可设置一个临时的排水沟，这样当路面上的积水较多 时就能够通过排水沟将积水排出，避免地下水位上升。如果 施工路 面 的地基 是软 土性质 ，可 以铺 设 5 0 c m左 右 的砂 垫层， 能够加快排水速度。针对第二类排水设计方案，可通过边沟、 急流槽及道路横坡等排水构造物形成一个完整的排水系统， 利用该系统可以收集路面积水并迅速从地基中排 出。对于超 高路段，可以在 中央分 隔带设置 中央排水沟和横 向排水管 。 2 4 绿化设计 绿化设计是指经过科学合理的艺术化设计，在不同性质 和类别的道路绿地上栽种植物，以达到改善环境、辅助交通 组织、提高城市美观性的 目的。道路的绿化设计是城市绿化 的重要部分，从生态功能的角度来考虑，绿化设计能够发挥 除尘、降噪、遮阳等作用 ； 在交通辅助方面，绿色植被可 以 算出试验室配合比中的砂石的用量，最后总结试验室配合比， 即得出 1 m 。 混凝土中各种材料的用量 c 。 ， ， G。 ， 。 4 3施 工配合 比设 计 在 混凝 土配合 比的第 二大步骤 中得 出的试验 室配合 比已 能满足混凝土和易性及强度要求，但它还不能直接作为施工 配 合 比。调整 后 的配 合 比叫作 施工 配合 比。调 整 的原则是 ： 在试验室配合比的基础上， 水泥用量保持不变， 砂石用量增加， 水 的用 量减少 。如在工程 中实测砂的含水 率为 5 ，石 的含水 率为2 ，则调整后得到的施工配合比为 ： C=Cl ( 1 +5 ) G= Gl ( 1 + 2 ) - Sl 5 一 Gl 2 故施工 中 l m 混凝土 中各种材料 的用量 为 ： 水泥为 C，砂 子为 ，石子 为 G，水 为 。 5 结束语 因混凝 土的配 合 比设计 是 以强度 要求 为 设计准则 ，又 同 时要 其 能满足 耐久性 等要 求，故混凝 土 的配合 比设计就 直接 影响到工程 的强度和耐久性，所以在进行配合比设计时应严 格按规范要求来进行设计。 参考文献 1 安文 汉 铁 路 工程 试验 与检 测 M】 太 原 ：山西 科学 技术 出版社 2 00 6 2 周士琼 土木工程材料 M 北京 ：中国铁道出版社，2 0 0 9 3 邝 为 民 工程材料 M 北京 ：中国铁道 出版 社 ，2 0 0 7 4 4 蒋 韶鑫 ， 孙芳荣 ， 白蓉 ， 等 C 8 0高性能混凝土 配合比设计 与应用 J 建筑 技术 ， 2 0 1 6 ， 4 7 ( 1 ) ： 2 5 _ 2 7 帮助人员缓解视疲劳、缓解堵车时带来的焦虑情绪 ； 在景观 组织功能方面，道路两旁的绿色植被和花卉等可 以构成城市 景观， 衬托城市建筑， 并对周围环境进行空间分割和景观组织。 在进行绿化设计时，需要遵循以下几个原则 ： ( 1 )绿化产品的多样性。绿化产 品太过单一不利于保证 美观性和实用性的统一，选择一些性价比且功能性较强的本 土植被，可丰富道路绿化的种植层次 ； ( 2 )绿化功能的可持续性。根据区域 的用地条件、协调 环境 改善 、防护功 能 、景观效 果和城 市发 展之 间的关系 ，提 高绿化建设的合理性，与城市的发展规划相适应 ； ( 3 )绿 化空 间 的合理 布局。绿化 面积 的大 小要和 道路 的 宽度及周边环境相结合，实现绿色空间相互的关联，从而形 成一个空问布局合理、功能完善的道路绿化系统。 3 结束语 通过 以上分 析可 发现 ，城市市政 道路 的设计不仅 要考 虑 到设计质量和行驶安全，还需要和城市的发展规划以及人文 景观相结合，从而使道路与城市景观相协调。同时，加强绿 化设计还能够提高道路建设的美观性，使其成为城市景观的 重要组成部分。加强排水设计是保证道路使用寿命的关键， 尤其是在年降水量较多且地下水丰富的城市，应该将排水设 计作 为整个道 路设 计 的重点 ，根据 具体 的排 水需求 ，选 择科 学合理 的排水施工方案 。 参考文献 1 林 英，陈红耀 关 于城市市政道路设计 的方法及 思路 的研 究 J 新 材料新装饰，2 0 1 4( 8 ) ： 5 5 0 2 石 中明 道路上盖结构基 于性能的结构抗震设 计研 究 J 建筑技术 ， 2 0 1 6 ， 4 7 ( 4 ) ： 3 6 5 3 6 7 1 9