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混凝土配比设计计算

修改一混凝土配比设计计算《规程JGJ55-2000》《第一篇计算原理》《第五章杆塔基础施工》之《第四节混凝土配比设计计算》按《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》进行修改:一、概述1)普通水泥(如:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥)的“标号”(如“425号水泥”)在新的国家标准中改为水泥的“强度等级”(如“强度等级42.5的水泥”),其数值等于ISO法检验所得28天水泥胶砂抗压强度;2)混凝土的强度等级(例如“C25”)一般由设计文件提供,其数值等于该混凝土标准试块在28天时的抗压强度,单位为Mpa。

二、确定所用水泥的强度等级1、确定所用水泥的强度等级水泥强度等级1)比值:混凝土强度等级2其比值一般为1.5~2.5,最佳为1.5~2.0采用较高强度等级混凝土时为1.52)混凝土强度等级为≤C10时,水泥强度等级一般选22.5~27.5混凝土强度等级为C15时,水泥强度等级一般选22.5~32.5混凝土强度等级为C20时,水泥强度等级一般选32.5~42.5混凝土强度等级为≥C30时,水泥强度等级一般选42.5~52.53)一般气温地区钢筋混凝土所用的水泥可选>27.5寒冷地区(最寒冷月份里的月平均气温为-5℃~-15℃),水泥强度等级可选27.5~42.5严寒地区(最寒冷月份里的月平均气温低于-15℃),水泥强度等级可选32.5~42.5 2.注意事项1)若混凝土水灰比很小,且在浇注时能用振捣器振捣,可用较低强度等级的水泥; 2)当水泥强度等级大于上述最高强度等级,且工程性质及施工条件许可时,可加适量掺合料,但本程序所用计算方法已不适用;3)厚大体积的混凝土,当不掺用活性的或填充的掺合料时,不宜使用大于42.5号普通水泥或硅酸盐水泥。

三、确定混凝土配制强度 1.确定实配混凝土强度标准差σ根据施工现场的管理水平、原材料质量的可信度以及其它具体情况(如拌合、运输、浇灌、振捣、天气、养护等),确定实际施工配置混凝土的强度标准差σ。

混凝土的强度标准差根据统计资料计算确定,但:当混凝土的强度等级为C20~C25时,σ ≦2.5MPa 当混凝土的强度等级≥C30时, σ≦3.0MPa当无统计资料时,根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204):当混凝土的强度等级<C30时, σ =4.0MPa 当混凝土的强度等级C30~ C45时, σ=5.0MPa 当混凝土的强度等级>C45时, σ =6.0MPa2.计算混凝土配制强度σ645.1+=设计配制C C式中:C 配制 ——计算用混凝土配制强度,Mpa ;C 设计 ——混凝土设计强度(混凝土立方体抗压强度标准值),Mpa ; σ ——实配混凝土强度标准差σ,Mpa 。

四、计算砂、石用量在算出了所用的水灰比(W /C )、用水量(W)、水泥用量(C)、砂率S (砂所占的体积为砂、石总体积的百分比)后,要进一步算出砂、石用量,这时有二种方法: 1.绝对体积法基本原理是:混凝土的体积等于各组成材料的密实体积之总和。

各组成材料的密实体积是指其不包括颗粒间空隙的体积,分别等于其质量除以其密度。

2.假定容重法基本原理是:配制的混凝土混合物的容重接近一个固定值,这就可以先假定一个混凝土拌合物容重值,再根据各材料之间的关系,计算出各材料的需用量。

这两种方法的区别在于绝对体积法要设定(或测定)砂、石的密度,而假定容重法要设定混凝土的容重,这些设定值的误差大小将影响计算结果的精确度。

五、配料比率计算 1.确定水灰比混凝土水灰比按如下经验公式计算: 对碎石混凝土:RRC W ⋅+⨯=0322.0C 46.0/配制对卵石混凝土:RRC W 1584.0C 48.0/+⨯=配制式中: W /C ——水灰比;R——水泥28天抗压强度实测值(数值等于或略大于水泥的强度等级),MPa ;C配制——试配混凝土强度等级,MPa 。

2.确定用水量W首先根据基础类型和施工条件由下表选定混凝土的坍落度(cm )。

注:①干硬性混凝土,应根据结构种类和振实条件通过试验确定坍落度;②曲面或斜面结构的混凝土、掺毛石的混凝土等,其坍落度值应根据实际需要另行选定,以免流淌。

由混凝土的坍落度和所用石子的粒径、表面光滑程度等,由下表确定1m3混凝土的用水量(kg )注:表中数值适用于中砂,采用细砂时,可增加7.5kg 。

采用粗砂时,用水量可减7.5kg 。

当掺用各种外加剂或掺合料时,应调整用水量。

3.计算水泥用量C根据已确定的水灰比及用水量,按下式计算水泥用量:CW WC /式中: C-—每立方米混凝土的水泥用量,kg ;W-—每立方米混凝土的用水量,kg ;W /C——水灰比。

4.校核最大水灰比和最小水泥用量为保证混凝土的耐久性,以上计算结果应满足下表所列的最大水灰比和最小水泥用量的要求。

如果水灰比太大则应减小水泥强度等级。

如水泥用量太少,也应减少水泥强度等级,使符合下表的要求。

注:①表中的最小水泥用量,仅适用于机械振捣的混凝土,如用人工捣实时,应增加25kg/m3;②严寒地区指最寒冷月份里的月平均温度低于-150C者,寒冷地区则为处于-50~+150C之间者。

5.确定砂率S砂率是指砂所占的体积与砂、石总体积的百分比。

确定砂率的原则是以砂来填充石子的空隙,并稍有富余。

砂率S可参用下表选定。

注:①表中数值系中砂的选用砂率;如为细砂可相应地减少;如为粗砂可相应地增加;②表中数值适用于坍落度为10~60mm 的混凝土;坍落度过大时应相应地增加;坍落度过小时应相应地减小;③只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当地增加;④掺有各种外加剂或混合料时,其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。

6A。

绝对体积法计算砂和石的用量1000=+++石石砂砂灰水V G V G V C V W 或:c w V V V G V G --=+1000石石砂砂式中: W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg ;V水、V灰、V砂、V石——分别为水、水泥、砂、石子的密度,kg/ dm 3;V水=1 V灰=3.1 V砂=2.65 V石=2.7VW ——1m3混凝土中水的体积,dm 3; VC ——1m3混凝土中水泥的密实体积,dm 3。

VC =C/V灰又因为砂率S 为已知值:S G G G =+石砂砂联立以上两方程式,即可求得1m3混凝土中砂、石用量G砂、G石。

而混凝土的初步配合比则为:CG C G C W G G W C 砂石砂石砂石水水泥:::1::::::== 6B.假定容重法计算砂和石的用量1)设定混凝土容重V0混混凝土容重V0混可按下表选用。

2)因为1m3混凝土中,砂、石的质量等于混凝土重减去水和水泥的质量,得如下方程式(V0混、W、C为已知值):G砂+G石=V0混-W-C同时有: G砂=(G砂+G石)×S 联立以上两方程式即可求得: (G砂+G石)和G砂。

再求得G石: G石=(G砂+G石)-G砂则混凝土的初步配合为:CG C G C W G G W C 砂石砂石砂石水水泥:::1::::::== 以上两式中: V0混——混凝土容重W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm 3;S ——砂率。

7.施工秤料比如经测定,砂的实际含水率为a %,石子的实际含水率为b %,则应再换算出施工秤料配合比,其材料用量应为:W0=W-G砂·a %-G石·b %C0=C(无变化) G0砂=G砂(1+a %) G0石=G石(1+b %)式中:W0、C0、G0砂、G0石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的施工秤料质量,kg ;W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm 3;a% 、b%——砂和石子的实际含水率。

参考资料:1 《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》2 《高压送电线路基础施工》潘雪荣1995年水利电力出版社修改原因:江西送变电公司朱日凉先生、山西送变电公司翟依学先生提出:2001年4月1日施行的《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》对JGJ/T55-96作了修改,其中牵涉到公式等。

附件:同一水泥在新旧规程中的抗压强度因检验方法不同而不同1)2001年4月1日开始实行的《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)公式中用到的R(水泥28天抗压强度实测值)应该用ISO法进行测定,而老规程《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-96)公式中用到的R则是用GB法进行的。

2)新ISO法和老标准GB法水泥强度检验方法的主要区别ISO强度检验方法所采用的标准砂模拟了砼集料的级配,采用粒径分布较宽的三级级配,水泥试体成型的水灰比大,灰砂比小,更接近于砼的实际情况,对水泥的活性敏感程度也远远超过GB强度检验方法。

3)新标准中同一水泥的标号将下降水泥胶砂强度检验方法由老的GB法过渡到ISO法后,由于水泥试件的配砂成份改变,特别是水灰比加大和灰砂比的减小,我国老水泥标号要普遍降低一个标号,有的要降低(13~16)Mpa。

而国内部分独资和合资企业的水泥产品则下降得很少,只有(2~3)MPa。

根据中国建材科学研究院对不同生产工艺、不同窑型生产水泥的ISO及GB强度检验方法的强度对比试验统计,发现不同生产工艺生产的水泥,采用ISO法后其强度下降程度也各不相同。

4)国内外水泥采用GB法和采用ISO法的砼强度公式的简化式参考资料:水泥新标准的实施有利于水泥工业的发展和技术创新贺烽(南京水泥工业设计研究院)。

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