混凝土配合比设计作业指导书
一、基本规定与质量标准
1.1设计准则
需满足混凝土结构设计要求的强度等级。
应符合施工所需的工作性能(和易性)。
必须满足工程耐久性要求。
遵循就地取材原则,优化成本控制,实现经济合理。
1.2原材料要求
水泥应选用符合GB175-92标准的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,或GB1344-92标准的矿渣硅酸盐水泥。
粗细骨料需符合JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》和JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》;拌合用水等其他要求应遵循GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》。
1.3设计流程
配合比设计应基于原材料性能和混凝土技术要求进行理论计算,经试验室试配调整后,确定满足设计、施工及经济性的最优配合比。
二、配合比计算方法
2.1基准条件
本指导书公式及表格均以干燥状态骨料为计算基准。
2.2计算步骤
试配强度计算:确定混凝土试配强度\(f_{cu,o}\)。
水灰比计算:根据试配强度计算所需水灰比(W/C)。
单位用水量选定:根据骨料品种、规格及施工坍落度要求,确定每立方米混凝土用水量(\(M_{W0}\))。
水泥用量计算:由水灰比和用水量计算单位水泥用量(\(M_{C0}\))。
砂率选取:结合材料特性和施工经验,选定合理砂率(\(\beta_S\))。
粗细骨料用量计算:采用假定密度法计算粗细骨料单位用量。
2.3关键公式
试配强度公式\(f_{cu,o}=f_{cu,k}+1.645\delta\)式中:\(f_{cu,o}\)为试配强度(MPa);\(f_{cu,k}\)为设计强度等级(MPa);\(\delta\)为强度标准差(MPa)。
水灰比公式\(\frac{W}{C}=\frac{A\cdotf_{ce}}{f_{cu,o}+A\cdotB\cdotf_{ce}}\)式中:\(A、B\)为回归系数;\(f_{ce}\)为水泥实际强度(MPa)。
水泥用量计算\(M_{C0}=\frac{M_{W0}}{\frac{W}{C}}\)
假定密度法\(M_{C0}+M_{G0}+M_{S0}+M_{W0}=M_{CP}\quad(\text{假定重量取}\2000\sim2450\\text{kg})\)\(\beta_S=\frac{M_{S0}}{M_{S0}+M_{G0}}\times100\%\)
三、试配验证
3.1材料与设备要求
试配应采用工程实际使用的原材料,粗细骨料称量以干燥状态为基准,搅拌方法需与生产工艺一致。
3.2试拌与调整
按计算配合比试拌,检测拌合物工作性能(坍落度、粘聚性、保水性)。
若性能不达标,在保持水灰比不变的前提下调整用水量或砂率,直至符合要求,形成基准配合比。
3.3强度检验
至少采用三个配合比进行强度试验:基准配合比、水灰比±0.05的两个配合比(用水量不变,砂率可微调)。
制作试块时需同步检测拌合物坍落度、容重等性能,标准养护28天后试压。
试块尺寸:骨料最大粒径≤30mm时用100mm×100mm×100mm试块;≤40mm时用150mm×150mm×150mm试块。
四、配合比确定
4.1初步配合比
根据试验结果,选取与试配强度\(f_{cu,o}\)对应的灰水比,调整基准配合比的材料用量:
用水量:以基准配合比为基础,根据坍落度实测值微调;
水泥用量:用水量×灰水比;
粗细骨料用量:基于基准配合比,按水灰比调整。
4.2容重校正
计算理论容重:\(M_{C0}+M_{G0}+M_{S0}+M_{W0}\);
实测容重与理论容重的校正系数:\(K=\frac{\text{实测容重}}{\text{理论容重}}\)
最终配合比:各项材料用量×校正系数K,形成施工用配合比报告。
五、支持性文件与记录
GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》(第三、四章);
JGJ55-96《普通混凝土配合比设计技术规定》;
试验资料按COP《质量记录管理程序》归档保存。
附件一:混凝土拌合物坍落度试验方法
1.0适用范围
适用于骨料最大粒径≤40mm的混凝土拌合物坍落度测定。
2.0设备要求
坍落度筒:截头圆锥筒,底部直径200±2mm,顶部直径100±2mm,高300±2mm,筒壁厚度≥1.5mm;
捣棒:直径16mm,长600mm,端部磨圆;
其他:小铲、钢尺等。
3.0试验步骤
湿润坍落度筒,固定于刚性不吸水底板上,分三层装料,每层插捣25次(底层稍倾斜,上层插透本层并略入下层)。
顶层插捣后刮平表面,5~1