第三章混凝土.ppt
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第三章混凝土,第一节概述第二节普通混凝土的组成材料第三节普通混凝土拌合物的性质第四节普通混凝土结构和性质第五节普通混凝土配合比设计第六节混凝土外加剂第七节其他混凝土,一、混凝土的定义广义上混凝土是由胶凝材料、水和骨料,必要时掺入适量外加剂和矿物掺料,按适当比例配合,经拌合,密实成型及养护硬化而成的人造石材。
工程上使用最多的是以水泥为胶凝材料,砂、石为骨料,加水或掺入适量外加剂和掺合料拌制而成的混凝土,干体积密度为20002800kg/m3,称为水泥混凝土,简称普通混凝土。
第一节概述,二、混凝土的分类
(一)按表观密度分类分为重混凝土、普通混凝土、轻混凝土
(二)按所用胶凝材料分类分为水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土等。
(三)按用途分类分为结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土等。
(四)按强度等级分类分为普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土等。
(五)按生产和施工方法分为泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、离心混凝土、压力灌浆混凝土、预拌混凝土(商品混凝土)等。
三、混凝土的特点
(一)优点1、资源丰富,价格低廉。
2、性能可调整范围大。
3、硬化前有良好的塑性。
4、表面可做成各种花饰,具有一定的装饰效果。
5、具有较高的力学强度和良好的耐久性。
6、热膨胀系数与钢筋接近,且与钢筋有牢固的黏结力,两者可结合在一起共同工作,制成钢筋混凝土。
7、耐火性好。
(二)缺点自重大、比强度小、脆性大、易开裂、抗拉强度低,仅为其抗压强度的1/101/20,施工周期长,质量波动较大。
普通混凝土的基本组成材料是砂、石子、水泥和水,有时适量加入外加剂和外掺料。
第二节普通混凝土的组成材料,混凝土体积构成水泥石25左右;砂和石子70以上;孔隙和自由水15%。
混凝土的结构水泥+水水泥浆+砂水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土,混凝土结构,一、水泥水泥是混凝土中最重要的组分。
正确、合理选择水泥的品种和强度等级,是影响混凝土强度、耐久性及经济性的重要因素。
(一)水泥品种的选择水泥品种的选择,应当根据混凝土工程性质与特点,工程的环境条件及施工条件,结合各种水泥特性进行合理的选择。
(二)水泥强度(concretegrade)的选择水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。
原则上是配制高强度等级的混凝土选用高强度等级的水泥,低强度等级的混凝土选用低强度等级的水泥。
经验证明,配制C30以下的混凝土,水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.8倍,配制40以上的混凝土,水泥强度等级为混凝土强度等级的1.01.5倍,同时宜掺入高效减水剂。
二、细骨料(砂)
(一)定义由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75的岩石颗粒(砂)称为细骨料。
(二)分类1、按产源2、按技术要求分类宜用于强度等级大于C60的混凝土;类用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
(三)砂的技术要求根据我国建筑用砂(GB/T14684-2001),混凝土用砂的质量技术要求分述如下:
1、有害杂质1)定义集料中含有妨碍水泥水化,或能降低集料与水泥石粘附性,以及能与水泥水化产物产生良化学反应的各种物质,称为有害杂质。
2)常见有害杂质
(1)泥、石粉和泥块A、含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量;B、泥块含量是指粒径大于1.18mm,经水洗、手捏后小于600m的颗粒含量;C、石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。
具体指标见表。
这三种有害杂质会妨碍集料与水泥净浆的粘结,影响混凝土的强度和耐久性。
天然砂含泥量和泥块含量,人工砂石粉含量和泥块含量,
(2)云母云母呈薄片状,表面光滑,且极易沿节理裂开,因此它与水泥石的粘附性极差。
砂中含有云母,对混凝土拌和物的和易性和硬化后混凝土的抗冻性和抗渗性都有不利的影响。
(3)轻物质砂中的轻物质是指相对密度小于2.0的颗粒(如煤或褐煤等)。
轻物质会对混凝土的强度产生影响。
(4)有机质有机物通常指含碳元素的化合物,或碳氢化合物及其衍生物总称为有机物(如动植物的腐殖质、腐殖土等),这类有机物质含量将延缓水泥的硬化过程,并降低混凝土的强度,特别是早期强度。
(5)硫化物和硫酸盐在天然砂中常掺杂有硫化铁或石膏的碎屑,如含量过多,将在已硬化的混凝土中与水化铝酸钙发生反应,生成水化硫酸钙结晶,体积膨胀,在混凝土内产生破坏作用。
砂中有害物质含量规定,2、颗粒形状及表面特征细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及拌合物的流动性,若为河砂、海砂,因其颗粒多为圆球形,且表面光滑,故用此种细骨料拌制的混凝土拌合物流动性较好,但与水泥的粘结较差;反之用山砂,因其颗粒多具有棱角且表面粗糙,故用此种细骨料拌制的混凝土拌和物流动性较差,但与水泥的粘结较好,进而混凝土强度较高。
3、砂的粗细程度与颗粒级配1)定义
(1)粗细程度:
是指不同粒径的砂粒,混合在一起后的总体的粗细程度,通常有粗砂、中砂与细砂之分。
在相同用量条件下,细砂的总表面积较大,而粗砂的总表面积较小。
在混凝土中,砂子的表面需要由水泥浆包裹,砂子的总表面积愈大,则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。
因此,一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。
(2)颗粒级配:
即表示砂中大小颗粒的搭配情况。
在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充,为达到节约水泥和提高强度的目的,就应尽量减小砂粒之间的空隙。
要减小砂粒间的空隙,就必须有大小不同的颗粒搭配。
4、砂的坚固性骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用(如冻融循环作用)下骨料抗碎裂的能力。
坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验,试样经五次干湿循环后,其质量损失应不超过规范的规定。
三、粗骨料
(一)定义直径大于4.75的骨料为粗骨料(卵石和碎石)。
(二)分类1、按产源分2、按技术要求分类宜用于强度等级大于C60的混凝土;类用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
(三)粗骨料的技术要求1、有害杂质粗骨料中常含有一些有害杂质,如泥、泥块、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。
它们的危害作用与在细骨料中相同。
碎石、卵石含泥量和泥块含量,碎石、卵石有害物质含量,2、表面特征及颗粒形状1)定义
(1)表面特征:
指石料的表面形状。
表面粗糙且多棱角的碎石与表面光滑的卵石相比,碎石配制成的混凝土,具有较高的强度,卵石配制成的混凝土具有较好的和易性。
(2)颗粒形状:
是指粗集料的颗粒形状。
粗集料较理想的颗粒形状是三维长度相等或相近的方圆形颗粒,而三维长度相差较大的针状颗粒粒形较差。
针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者;片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。
针片状颗粒不仅本身容易折断,而且会增加骨料的空隙率,使拌合物和易性变差,强度降低。
碎石、卵石针片状颗粒含量,3、最大粒径1)定义石子最大粒径(Dmax):
石子各粒级的公称上限粒径。
石子的最大粒径增大,则相同质量石子的总表面积减小,混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少,即混凝土用水量和水泥用量都可减少。
在一定的范围内,石子最大粒径增大,可因用水量的减少提高混凝土的强度。
然而石子最大粒径(Dmax)过大时,则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。
2)技术要求
(1)从结构上考虑根据规定,混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋最小净间距的3/4;对混凝土实心板,不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm。
(2)从施工上考虑对泵送混凝土,粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1:
3,卵石不宜大于1:
2.5,高层建筑宜在1:
31:
4,超高层建筑宜在1:
41:
5。
(3)从经济上考虑当最大粒径小于80mm时,水泥用量随最大粒径减小而增加,当大于150mm后,节约水泥的效果却不明显。
4、颗粒级配1)定义颗粒级配:
同细骨料,表示石子大小颗粒的搭配情况。
粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。
2)分类
(1)连续级配石子由小到大连续分级(5mmDmax),每级骨料都占有一定比例,用其配置的混凝土工作性好,不易发生离析。
但当最大粒径大于40mm时,天然形成的连续级配往往与理论值有偏差,且在运输、堆放中易发生离析,影响级配的均匀性。
(2)间断级配人为剔除某些中间粒级颗粒,大颗粒的空隙直接由比它小得多的颗粒去填充,颗粒级差大(D/d6),空隙率的降低比连续级配快得多,可最大限度发挥骨料的骨架作用,减少水泥用量。
但易产生离析,增加施工困难,应用较少。
5、粗骨料的强度1)强度实验方法
(1)岩石立方体强度检验岩石立方体强度试验:
是用母岩制成555立方体,或直径与高度均为5的圆柱体试样,浸泡水中,待吸水饱和后进行抗压试验。
石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比,不应低于1.5。
(2)压碎指标压碎指标是将一定质量风干状态下9.5019.0mm的颗粒装入标准圆模内,在压力机上按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定,卸荷后用2.36mm的筛筛除被压碎的细粉,称出筛余量。
按下式计算:
6、石子体积稳定性体积稳定性是指骨料因干湿或冻融交替等风化作用不致引起体积变化而导致混凝土破坏的性质。
可用硫酸钠溶液浸渍法检验其坚固性。
碎石、卵石的压碎指标,7、骨料的含水状态,骨料的含水状态()全干状态,()气干状态(c)饱和面干状态()湿润状态,1)全干状态:
骨料含水率等于或接近于零。
2)气干状态:
骨料含水与大气湿度相平衡。
3)饱和面干状态:
颗粒表面干燥,而颗粒内部的孔隙含水饱和。
4)湿润状态:
颗粒表面吸附了水的润湿状态。
当拌制混凝土时,由于骨料含水量的不同,将影响混凝土的用水量和骨料用量。
计算混凝土中各项材料的配合比时,一般以干燥骨料为基准,而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。
砂石骨料的这一特性,在设计和称料拌合混凝土中应加以注意,并作相应调整。
如配合比设计是以干骨料作基准的,确定用水量时应考虑补充干骨料的吸水;当骨料是润湿态时,确定用水量时又应考虑扣除骨料的表面水。
四、混凝土拌合及养护用水在拌制和养护混凝土用的水中,不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,如油脂、糖类等。
凡是能饮用的自来水和清洁的天然水,都能用来拌制和养护混凝土。
污水、PH值小于的酸性水、含硫酸盐(按3计)超过水重的水均不得使用。
海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物,对水泥石有侵蚀作用,对钢筋也会造成锈蚀,因此一般不得用海水拌制混凝土。
第三节普通混凝土拌合物的性质-和易性,和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。
主要表现为:
是否易于搅拌和卸出;运输过程中是否分层、泌水;浇灌时是否离析;振捣时是否易于填满模型。
可见,和易性是一项综合性能,包括流动性、粘聚性和保水性。
1、流动性:
指混凝土能够均匀密实的填满模型的性能。
混凝土拌合物必须有好的流动性。
2、粘聚性:
粘聚性差的拌合物中的石子容易与砂浆分离,并出现分层现象,振实后的混凝土表面还会出现蜂窝、空洞等缺陷。
3、保水性保水性差,泌水倾向加大,振捣后拌合物中的水分泌出、上浮,使水分流经的地方形成毛细孔隙,成为渗水通道;上浮到表面的水分,形成疏松层,如上面继续浇灌混凝土,则新旧混凝土之间形成薄弱的夹层;上浮过程中积聚在石字和钢筋下面的水分,形成水隙,影响水泥浆与石子和钢筋的黏结。
二、和易性的测定,通常是测定拌合物的流动性,粘聚性和保水性一般靠目测。
坍落度法:
测定时,将混凝土拌合物按规定方法装入坍落筒内,然后将筒垂直提起,由于自重会产生坍落现象,坍落的高度称为坍落度。
坍落度越大,说明流动性越好。
粘聚性的检查方法,是用捣棒在已坍落的拌合物一测轻敲,如果轻敲后拌合物保持整体,渐渐下沉,表明粘聚性好;如果拌合物突然倒塌,部分离析,表明粘聚性差。
保水性的检查方法,是当坍落筒提起后如有较多稀浆从底部析出而拌合物因失浆骨料外露,说明保水性差;如无浆或有少量的稀浆析出,拌合物含浆饱满,则保水性好。
三、影响和易性的因素,1、用水量用水量是决定混凝土拌合物流动性的主要因素。
分布在水泥浆中的水量,决定了拌合物的流动性。
拌合物中,水泥浆应填充骨料颗粒间的空隙,并在骨料颗粒表面形成润滑层以降低摩擦,由此可见,为了获得要求的流动性,必须有足够的水泥浆。
实验表明,当混凝土所用粗、细骨料一定时,即使水泥用量有所变动,为获得要求的流动性,所用水量基本是一定的。
流动性与用水量的这一关系称为恒定用水量法则。
这给混凝土配合比设计带来很大方便。
注意:
增加用水量虽然可以提高流动性,但用水量过大,又使拌合物的粘聚性和保水性变差,影响混凝土的强度和耐久性。
因此,必须在保持水灰比即水与水泥的质量比不变的条件下,在增加用水量的同时,增加水泥的用量。
2、水灰比水灰比决定着水泥浆的稀稠。
为获得密实的混凝土,所用的水灰比不宜过小;为保证拌合物有良好的粘聚性和保水性,所用的水灰比又不能过大。
水灰比一般在0.5-0.8。
在此范围内,当混凝土中用水量一定时,水灰比的变化对流动性影响不大。
3、砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。
当砂率过大时,由于骨料的空隙率与总表面积增大,在水泥浆用量一定的条件下,包覆骨料的水泥浆层减薄,流动性变差;若砂率过小,砂的体积不足以填满石子的空隙,要用部分水泥浆填充,使起润滑作用的水泥浆层减薄,混凝土变的粗涩,和易性变差,出现离析、溃散现象。
而在合理砂率下,在水泥浆量一定的情况下,使混凝土拌合物有良好的和易性。
或者说,当采用合理砂率时,在混凝土拌合物有良好的和易性条件下,使水泥用量最少。
可见合理砂率,就是保持混凝土拌合物有良好粘聚性和保水性的最小砂率。
4、其他影响因素影响和易性的其他因素有:
水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等,四、坍落度的选择,坍落度的选择原则是:
在满足施工要求的前提下,尽可能采用较小的坍落度。
第四节普通混凝土结构和性质,一、混凝土强度二、普通混凝土的变形性质三、普通混凝土的耐久性,一、混凝土强度,
(一)混凝土的抗压强度和强度等级混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪,其中以抗压强度为最高,所以混凝土主要用来抗压。
混凝土的抗压强度是一项最重要的性能指标。
按照国家规定,以边长为150的立方体试块,在标准养护条件下(温度为20度左右,相对湿度大于90%)养护28天,测得的抗压强度值,称为立方抗压强度fcu.混凝土按强度分成若干强度等级,混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。
立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值得百分率不超过5%,即有95%的保证率。
混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。
(二)普通混凝土受压破坏特点混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。
混凝土受荷载之前,粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。
随着荷载的增加,裂缝的长度、宽度和数量也不断增加,若荷载是继续的,随时间延长即发生破坏.决定混凝土强度的应该是水泥石与粗骨料界面的黏结强度。
(三)影响混凝土强度的因素1、水泥强度和水灰比从普通混凝土受压破坏特点得知,混凝土强度主要决定于水泥石与粗骨料界面的黏结强度。
而黏结强度又取决于水泥石强度。
水泥石强度愈高,水泥石与粗骨料界面强度也愈高。
至于水泥石强度,则取决于水泥强度和水灰比。
这是因为:
水泥强度愈高,水泥石强度愈高,黏结力愈强,混凝土强度愈高。
在水泥强度相同的情况下,混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。
但水灰比也不是愈小愈好,当水灰比过小时,水泥浆过于干稠,混凝土不易被振密实,反而导致混凝土强度降低。
我国通过实验求得的这种线性关系式为:
fcu=Afc(C/W-B)式中:
fcu混凝土28天龄期的抗压强度;C/W灰水比;fc水泥实际强度;A、B经验系数。
碎石混凝土A=0.48,B=0.52卵石混凝土A=0.50,B=0.61,式中的水泥实际强度是经实验测定的强度值。
在无法取得水泥实际强度值时,对新出厂的水泥可按下式计算:
fc=Kcfcb式中:
fbc水泥标号;kc水泥标号富余系数。
(应按实际资料确定,在无统计资料时可取1.13)注意:
混凝土强度与水灰比关系的计算式只适用于塑性拌合物的混凝土,不适用于干性拌合物的混凝土。
采用的灰水比宜在1.25-2.5范围内。
利用此式可以初步解决以下两个问题:
(1)当所采用的水泥强度已定,欲配制某种强度的混凝土时,可以估计出应采用的灰水比值。
(2)当已知所采用的水泥强度与灰水比值,可以估计出混凝土28天可能达到的强度。
2、龄期混凝土在正常情况下,强度随着龄期的增加而增长,最初的7-14天内较快,以后增长逐渐缓慢,28天后强度增长更慢,但可持续几十年。
3、养护温度和湿度混凝土浇捣后,必须保持适当的温度和足够的湿度,使水泥充分水化,以保证混凝土强度的不断发展。
一般规定,在自然养护时,对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥配制的混凝土,浇水保湿养护日期不少于7天;火山灰水泥、粉煤灰水泥、掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,则不得少于14天。
4、施工质量施工质量是影响混凝土强度的基本因素。
若发生计量不准,搅拌不均匀,运输方式不当造成离析,振捣不密实等现象时,均会降低混凝土强度。
因此必须严把施工质量关。
(四)提高混凝土强度的措施1、采用高标号水泥2、采用干硬性混凝土拌合物3、采用湿热处理:
分为蒸汽养护和蒸压养护。
蒸汽养护是在温度低于100度的常压蒸汽中进行。
一般混凝土经16-20小时的蒸汽养护后,强度可达正常养护条件下28天强度的70%-80%。
蒸压养护是在175度的温度、8个大气压的蒸压釜内进行。
在高温高压的条件下,提高混凝土强度。
4、改进施工工艺:
加强搅拌和振捣,采用混凝土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术。
5、加入外加剂:
如加入减水剂和早强剂等,可提高混凝土强度。
二、普通混凝土的变形性质,混凝土在硬化后和使用过程中,受各种因素影响而产生变形,主要有化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等,这些都是使混凝土产生裂缝的重要原因,直接影响混凝土的强度和耐久性。
包括:
化学收缩、干湿变形、温度变形、荷载作用下的变形,
(一)化学收缩,混凝土在硬化过程中,水泥水化后的体积小于水化前的体积,致使混凝土产生收缩,这种收缩叫化学收缩。
(二)干湿变形,当混凝土在水中硬化时,会引起微小膨胀,当在干燥空气中硬化时,会引起干缩。
干湿变形对混凝土危害较大,它可使混凝土表面开裂,是混凝土的耐久性严重降低。
影响干湿变形的因素主要有:
用水量(水灰比一定的条件下,用水量越多,干缩越大)、水灰比(水灰比大,干缩大)、水泥品种及细度(火山灰干缩大、粉煤灰干缩小;水泥细,干缩大)、养护条件(采用湿热处理,可减小干缩)。
(三)温度变形,温度降1度,每米胀缩0.01毫米。
温度变形对大体积混凝土极为不利。
在混凝土硬化初期,放出较多的水化热,当混凝土较厚时,散热缓慢,致使内外温差较大,因而变形较大,(四)荷载作用下的变形,混凝土的变形分为弹性变形和塑性变形。
徐变:
混凝土在持续荷载作用下,随时间增长的变形称为徐变。
徐变变形初期增长较快,然后逐渐减慢,一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。
徐变的作用:
徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中,.使应力较均匀的重新分布,对大体积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。
但在预应力混凝土结构中,徐变将使混凝土的预加应力受到损失。
影响徐变的因素:
水灰比较大时,徐变较大;水灰比相同,用水量较大时,徐变较大;骨料级配好,最大粒径较大,弹性模量较大时,混凝土徐变较小;当混凝土在较早龄期受荷时,产生的徐变较大。
三、普通混凝土的耐久性,抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗炭化性、以及防止碱-骨料反应等,统称为混凝土的耐久性。
提高耐久性的主要措施:
1、选用适当品种的水泥;2、严格控制水灰比并保证足够的水泥用量;3、选用质量好的砂、石,严格控制骨料中的泥及有害杂质的含量。
采用级配好的骨料。
4、适当掺用减水剂和引气剂。
5、在混凝土施工中,应搅拌均匀,振捣密实,加强养护等,以增强混凝土的密实性。
第五节普通混凝土配合比设计,混凝土配合比是指混凝土中各组成材料(水泥、水、砂、石)之间的比例关系。
有两种表示方法:
一种是以1立方米混凝土中各种材料用量,如水泥300千克,水180千克,砂690千克,石子1260千克;另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示,例如前例可写成:
C:
S:
G=1:
2.3:
4.2,W/C=0.6。
一、混凝土配合比基本参数的确定,混凝土配合比设计,实质上就是确定四项材料用量之间的三个比例关系,即水与水泥之间的比例关系用水灰比表示;砂与石子之间的比例关系用砂率表示;水泥浆与骨料之间的比例关系,可用1立方米混凝土的用水量来反映。
当这三个比例关系确定,混凝土的配合比就确定了。
(一)水灰比的确定,满足强度要求的水灰比,可根据确定出的配制强度,按混凝土强度公式算出。
满足耐久性要求的水灰比,根据最大水灰比和最小水泥用量的规定查表。
根据强度和耐久性要求确定的水灰比有时是不相同的,应选取其中较小的水灰比。
(二)确定用水量,用水量参照混凝土用水量参考表进行初步估计。
然后按估计的用水量试拌混凝土拌合物,测其坍落度,坍落度若不符合要求,应保持水灰比不变的情况下调整用水量,再做试验,直到符合要求为止。
(三)砂率的确定,通常确定砂率的方法,可先凭经验或经验图表进行估算,然后按初步估计的砂率拌制混凝土,进行和易性试验,通过调整确定。
二、混凝土配合比设计的方法和步骤,配合比设计工作,一般均在实验室进行。
选用干燥状态的骨料,在标准条件下制作试件和养护,这样获得的配合比称为实验室配合比。
在施工现场,骨料多在露天堆放,含有水分,在这种条件下使用的配合比叫做施工配合比。
设计混凝土时,先设计实验室配合比,在根据施工现场的实际情况换算成施工配合比。
(一)初步估算配合比,1、确定配制强度fcufcu=fcu,k+1.645式中:
fcu,k设计要求的混凝土强度等级混凝土强度标准差1.645强度保证率为95%的t值2、确定水灰比w/cfcu=Afc(C/W-B)则W/C=Afc/(fcu+ABfc)式中:
fc水泥实际强度A、B经验系数。
如不通过试验,可选取以下数值:
碎石:
A=0.46,B=0.52;卵石:
A=0.48,B=0.61注意:
为保证混凝土的耐久性,由上式计算出的水灰比应小于规范中规定的最大水灰比值。
如果计算出的水灰比大于规范规定的最大水灰比,则取规定的最大水灰比值。
(一)初步估算配合比,3、确定用水量按施工要求的坍落度指标,凭经验选用,或根据骨料的种类和规格查表。
4、计算水泥用量由以求得的水灰比和用水量,可计算出水泥用量。
注意:
计算出的水泥用量应大于规范规定的最小水泥用量。
当计算的水泥用量小于规范规定时,则选用规范规定的最小水泥用量。
5、确定合理砂率可通过试验或凭经验选取,或者根据骨料的种类和规格,及所选用的水灰比,由表查得。
(一)初步估算配合比,6、计算砂石用量
(1)体积法:
基于新浇筑的混凝土体积等于各组成材料绝对体积与所含空气体积之和,则:
C/C+W/W+S/S+G/G+10a=1000式中:
C、W、S、G分别为1立方米混凝土中水泥、水、砂和石子的质量;C、W水泥及水的密度;S、G砂及石子的表观密度;a混凝土中含气量百分率。
无含气型外加剂时,取1。
(一)初步估算配合比,
(2)假定体积密度法:
基于新浇筑的1立方米混凝土中各项材料质量之和等于混凝土体积密度假定值,则:
C+W+S+Go=oh1m3式中:
oh混凝土体积密度假定值,在2400-2450千克/立方米之间。
此两种计算方法,与合理砂率的计算公式SP=S/S+G联立,均可求出初步配合比,
(二)试验调整,确定试验室配合比,上述的初步配合比,是利用图表和经验公式初步估算的,与实际情况有出入,必须进行试验和校核。
1、检验和易性,确定基准配合比,按初步配合比,称取15-30升混凝土拌合物进行试拌,检验和易性。
若流