㈠ 急求:浇筑混凝土地面简便计算方法
地面一般为C20混凝土
每立方的用量约为
水:175kg水泥:343kg 砂:621kg 石子:1261kg
配合比为:0.51:1:1.81:3.68
混凝土配合比设计的基本方法有两种:一是体积法(又称绝对体积法);二是重量法(又称假定表观密度法),基本原理如下:
1. 体积法基本原理。体积法的基本原理为混凝土的总体积等于砂子、石子、水、水泥体积及混凝土中所含的少量空气体积之总和。若以Vh、Vc、Vw、Vs、Vg、Vk分别表示混凝土、水泥、水、砂、石子、空气的体积,则有:
(4-32)
若以C0、W0、S0、G0分别表示1m3混凝土中水泥、水、砂、石子的用量(kg),以、、、分别表示水、水泥的密度和砂、石子的表观密度(g/cm3),10表示混凝土中空气体积,则上式可改为:
(4-33)
式中,为混凝土含气量百分率(%),在不使用引气型外加剂时,可取=1。
2. 重量法基本原理。重量法基本原理为混凝土的总重量等于各组成材料重量之和。当混凝土所用原材料和三项基本参数确定后,混凝土的表观密度(即1m3混凝土的重量)接近某一定值。若预先能假定出混凝土表观密度,则有:
(4-34)
式中为1m3为混凝土的重量(kg),即混凝土的表观密度。可根据原材料、和易性、强度等级等信息在2350~2450kg/m3之间选用。
混凝土配合比设计中砂、石料用量指的是干燥状态下的重量。水工、港工、交通系统常采用饱和面干状态下的重量。
四、混凝土配合比设计步骤
混凝土配合比设计步骤为:首先根据原始技术资料计算“初步计算配合比”;然后经试配调整获得满足和易性要求的“基准配合比”;再经强度和耐久性检验定出满足设计要求、施工要求和经济合理的“试验室配合比”;最后根据施工现场砂、石料的含水率换算成“施工配合比”。
(一)初步计算配合比计算步骤
1.计算混凝土配制强度()。
(4-35)
2.根据配制强度和耐久性要求计算水灰比(W/C)。
(1)根据强度要求计算水灰比。
由式:,则有:
(2)根据耐久性要求查表4-18,得最大水灰比限值。
(3)比较强度要求水灰比和耐久性要求水灰比,取两者中的最小值。
3.根据施工要求的坍落度和骨料品种、粒径、由表4-12选取每立方米混凝土的用水量(W0)。
4.计算每立方米混凝土的水泥用量(C0)。
(1)计算水泥用量:
(2)查表4-18,复核是否满足耐久性要求的最小水泥用量,取两者中的较大值。
5.确定合理砂率(Sp)。
(1)可根据骨料品种、粒径及W/C查表4-13选取。实际选用时可采用内插法,并根据附加说明进行修正。
(2)在有条件时,可通过试验确定最优砂率。
6.计算砂、石用量(S0、G0),并确定初步计算配合比。
(1)重量法:
(4-36)
(2)体积法:
(4-37)
(3)配合比的表达方式:
① 根据上述方法求得的C0、W0、S0、G0,直接以每立方米混凝土材料的用量(kg)表示。
② 根据各材料用量间的比例关系表示:C0:S0:G0=1:S0/C0:G0/C0,再加上W/C值。
(二)基准配合比和试验室配合比的确定
初步计算配合比是根据经验公式和经验图表估算而得,因此不一定符合实际情况,必经通过试拌验证。当不符合设计要求时,需通过调整使和易性满足施工要求,使W/C满足强度和耐久性要求。
1.和易性调整——确定基准配合比。根据初步计算配合比配成混凝土拌合物,先测定混凝土坍落度,同时观察粘聚性和保水性。如不符合要求,按下列原则进行调整:
(1)当坍落度小于设计要求时,可在保持水灰比不变的情况下,增加用水量和相应的水泥用量(水泥浆)。
(2)当坍落度大于设计要求时,可在保持砂率不变的情况下,增加砂、石用量(相当于减少水泥浆用量)。
(3)当粘聚性和保水性不良时(通常是砂率不足),可适当增加砂用量,即增大砂率。
(4)当拌合物显得砂浆量过多时,可单独加入适量石子,即降低砂率。
在混凝土和易性满足要求后,测定拌合物的实际表观密度(),并按下式计算每1m3混凝土的各材料用量——即基准配合比:
令:A=C拌+W拌+S拌+G拌
则有:
(4-38)
式中:
A——试拌调整后,各材料的实际总用量(kg);
——混凝土的实测表观密度(kg/m3);
C拌、W拌、S拌、G拌——试拌调整后,水泥、水、砂子、石子实际拌合用量(kg);
Cj、Wj、Sj、Gj——基准配合比中1m3混凝土的各材料用量(kg)。
如果初步计算配合比和易性完全满足要求而无需调整,也必须测定实际混凝土拌合物的表观密度,并利用上式计算Cj、Wj、Sj、Gj。否则将出现“负方”或“超方”现象。亦即初步计算1m3混凝土,在实际拌制时,少于或多于1m3。当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时,则初步计算配合比即为基准配合比,无需调整。
2.强度和耐久性复核——确定试验室配合比。根据和易性满足要求的基准配合比和水灰比,配制一组混凝土试件;并保持用水量不变,水灰比分别增加和减少0.05再配制二组混凝土试件,用水量应与基准配合比相同,砂率可分别增加和减少1%。制作混凝土强度试件时,应同时检验混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性和表观密度,并以此结果代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。
三组试件经标准养护28天,测定抗压强度,以三组试件的强度和相应灰水比作图,确定与配制强度相对应的灰水比,并重新计算水泥和砂石用量。当对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性指标有要求时,则制作相应试件进行检验。强度和耐久性均合格的水灰比对应的配合比,称为混凝土试验室配合比。计作C、W、S、G。
(三)施工配合比
试验室配合比是以干燥(或饱和面干)材料为基准计算而得,但现场施工所用的砂、石料常含有一定水分,因此,在现场配料前,必须先测定砂石料的实际含水率,在用水量中将砂石带入的水扣除,并相应增加砂石料的称量值。设砂的含水率为a%;石子的含水率为b%,则施工配合比按下列各式计算:
[例4-4] 某框架结构钢筋混凝土,混凝土设计强度等级为C30,现场机械搅拌,机械振捣成型,混凝土坍落度要求为50~70mm,并根据施工单位的管理水平和历史统计资料,混凝土强度标准差取4.0MPa。所用原材料如下:
水泥:普通硅酸盐水泥32.5级,密度=3.1,水泥强度富余系数Kc=1.12;
砂:河砂Mx=2.4,Ⅱ级配区,=2.65g/cm3;
石子:碎石,Dmax=40mm,连续级配,级配良好,=2.70g/cm3;
水:自来水。
求:混凝土初步计算配合比。
[解] 1. 确定混凝土配制强度()。
=+1.645=30+1.645×4.0=36.58(MPa)
. 确定水灰比(W/C)。
(1)根据强度要求计算水灰比(W/C):
(2)根据耐久性要求确定水灰比(W/C):
由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,对水灰比无限制,故取满足强度要求的水灰比即可。
3. 确定用水量(W0)。
查表4-12可知,坍落度55~70mm时,用水量185kg;
4. 计算水泥用量(C0)。
根据表4-18,满足耐久性对水泥用量的最小要求。
5.确定砂率(Sp)。
参照表4-13,通过插值(内插法)计算,取砂率Sp=32% 。
6.计算砂、石用量(S0、G0)。
采用体积法计算,因无引气剂,取=1。
解上述联立方程得:S0=577kg; G0=1227kg。
因此,该混凝土初步计算配合为:C0=411kg,W0=185kg,S0=577kg,G0=1227kg。或者:C:S:G=1:1.40:2.99,W/C=0.45
[例4-5] 承上题,根据初步计算配合比,称取12L各材料用量进行混凝土和易性试拌调整。测得混凝土坍落度T=20mm,小于设计要求,增加5%的水泥和水,重新搅拌测得坍落度为65mm,且粘聚性和保水性均满足设计要求,并测得混凝土表观密度kg/m3,求基准配合比。又经混凝土强度试验,恰好满足设计要求,已知现场施工所用砂含水率4.5%,石子含水率1.0%,求施工配合比。
[解] 1. 基准配合比:
(1)根据初步计算配合比计算12L各材料用量为:
C=4.932kg,W=2.220kg,S=6.92kg,G=14.72kg
(2)增加5%的水泥和水用量为:
ΔC=0.247kg,ΔW=0.111kg
(3)各材料总用量为;
A=(4.932+0.247)+(2.220+0.111)+6.92+14.92=29.35(kg)
(4)根据式(4-38)计算得基准配合比为:Cj=422,Wj=190,Sj=564,Gj=1215。
2.施工配合比:
根据题意,试验室配合比等于基准配合比,则施工配合比为:
C=Cj=422kg
S=564×(1+4.5%)=589kg
G=1215×(1+1%)=1227kg
W=190-564×4.5%-1215×1%=152kg
〔例4-6〕 承上题求得的混凝土基准配合比,若掺入减水率为18%的高效减水剂,并保持混凝土落度和强度不变,实测混凝土表观密度ρh=2400kg/m3。求掺减水剂后混凝土的配合比。1m3混凝土节约水泥多少千克?
[解] (1)减水率18%,则实际需水量为:
W=190-190×18%=156kg
(2)保持强度不变,即保持水灰比不变,则实际水泥用量为:
C=156/0.45=347kg
(3)掺减水剂后混凝土配合比如下:
各材料总用量=347+156+564+1215=2282
∴ 实际每立方米混凝土节约水泥:422-365=57kg。