《混凝土配合比设计》课件

混凝土配合比设计课程简介理论基础实验技能混凝土配合比基本原理与计算试配与调整实验操作规程方法工程应用学习目标掌握设计方法能独立完成配合比设计与调整理解设计原理把握各参数对混凝土性能的影响熟悉基础知识了解混凝土组成及性能要求第一章混凝土配合比设计概述了解定义混凝土配合比的基本概念明确目的配合比设计的主要目标掌握方法表示方法与设计步骤混凝土的定义与组成

1.1水泥水胶凝材料，提供强度水化反应，提供和易性外加剂骨料改善特性，提高性能砂石，提供体积稳定性配合比设计的目的

1.2满足强度需求确保工作性确保混凝土达到设计强度等级保证混凝土施工过程的可操作性保证耐久性经济合理满足结构使用寿命要求在满足性能要求下降低成本配合比的表示方法

1.3质量比表示法单位用量表示法以水泥用量为1每立方米混凝土中各组分用量水泥:砂:石:水=1:

1.5:

2.7:

0.5水泥400kg，砂600kg，石1080kg，水200kg优点直观明了优点便于计算生产用量缺点不直接反映单位用量缺点表达较为繁琐配合比设计的基本步骤

1.4确定性能要求强度等级、坍落度、耐久性选择合适材料水泥、骨料、外加剂、掺合料计算各组分用量水灰比、单位用水量、水泥用量、砂率试配与调整试拌、测试、调整直至满足要求第二章混凝土性能要求强度工作性耐久性抗压、抗折、抗拉和易性、粘聚性、抗冻、抗渗、抗腐能力保水性蚀能力体积稳定性收缩、徐变、热胀冷缩强度要求

2.1工作性要求

2.2坍落度范围mm流动性评价适用工程类型10-40硬塑性道路、大坝50-90塑性一般结构100-150流动性密集钢筋结构160-210高流动性泵送混凝土耐久性要求

2.3年年50100设计使用寿命设计使用寿命普通建筑结构要求重要工程结构要求次300S8抗冻等级抗渗等级严寒地区混凝土要求水工建筑抗渗要求其他特殊要求

2.4第三章原材料选择水泥决定强度发展与硬化特性骨料影响体积稳定性与经济性水影响可施工性与水灰比外加剂和掺合料改善特定性能水泥的选择

3.1硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥掺混合材料水泥早强高强，适用一般工程通用性好，价格适中水化热低，耐蚀性好骨料的选择

3.2细骨料（砂）粗骨料（石）粒径≤

4.75mm粒径

4.75mm技术要求技术要求•级配合理•级配合理•含泥量3%•针片状含量10%•无有害物质•坚固耐久常用种类河砂、海砂、机制砂常用种类碎石、卵石、轻质骨料水的选择

3.3宜用自来水、清洁地下水需检验工业废水、回收水禁用酸性水、含油水、污水外加剂的选择

3.4减水剂引气剂降低用水量，提高强度增强抗冻性，改善和易性缓凝剂早强剂延长凝结时间，适用大体积混凝土加速硬化，缩短拆模时间矿物掺合料的选择

3.5粉煤灰矿渣粉•提高流动性•提高耐久性•降低水化热•降低水化热•提高后期强度•提高抗硫酸盐性硅灰•显著提高强度•改善界面结构•提高抗渗性第四章配合比设计参数水灰比决定强度和耐久性单位用水量影响和易性水泥用量3影响强度和经济性砂率影响骨料间隙率和和易性外加剂用量影响特定性能水灰比

4.1单位用水量

4.2最大粒径mm硬塑性kg/m³塑性kg/m³流动性kg/m³101952052152017518519540165175185水泥用量

4.3240kg300kg最低用量抗渗混凝土一般混凝土最低限值确保密实度要求320kg400kg抗冻混凝土高强混凝土满足耐久性要求保证强度发展砂率

4.4外加剂用量

4.5减水剂引气剂早强剂水泥质量的

0.5%-水泥质量的

0.01%-水泥质量的1%-3%

2.0%

0.03%缓凝剂水泥质量的

0.1%-

0.3%第五章配合比设计计算确定配制强度设计强度+安全储备确定水灰比根据强度和耐久性要求确定用水量根据坍落度和骨料特性计算水泥用量用水量÷水灰比确定砂率根据骨料特性和混凝土和易性计算骨料用量采用绝对体积法配制强度的确定

5.1配制强度计算公式标准差选取fcu,0=fcu,k+

1.645σ•有数据时实测值•无数据时经验值经验标准差•C15-C25:

4.0MPa•C30-C40:

5.0MPa•C45-C60:

6.0MPa水灰比的确定

5.2用水量的确定

5.3影响因素调整方法•坍落度要求基准用水量调整公式•骨料最大粒径W=W0+ΔW1+ΔW2+ΔW3•骨料形状和表面状况W0基准用水量•骨料含水率•砂率大小ΔW1粗骨料调整值•外加剂类型ΔW2细骨料调整值ΔW3砂率调整值水泥用量的计算

5.4计算公式水泥用量=用水量÷水灰比核对最低用量满足耐久性最低水泥用量要求考虑掺合料计算胶凝材料总量与水胶比砂率的确定

5.5骨料用量的计算

5.6确定各组分密度计算绝对体积水泥、砂、石、水、外加剂V=m/ρ验证总体积计算砂、石用量4确保各组分体积和为1m³基于砂率和总骨料体积外加剂用量的计算

5.7计算方法按水泥质量百分比计算掺量依据参考说明书推荐范围初始剂量取推荐范围中值调整优化根据试验效果调整第六章配合比试配与调整试配1按计算配合比进行试拌检测坍落度、含气量等性能测试调整根据检测结果优化配合比验证再次试拌确认效果试配的目的与方法

6.1试配目的试配方法•验证计算配合比是否合理•实验室小批量试拌•检查工作性是否满足要求•生产现场小批量试拌•确认强度是否达到预期•搅拌站生产线试拌•评估外观质量和密实度检测参数•坍落度和扩展度•表观密度•含气量•初凝时间坍落度调整

6.2减小坍落度•减少用水量•降低砂率增加坍落度•使用粗砂•适当增加用水量•增加减水剂用量保持坍落度•提高砂率•使用缓凝剂3•控制温度•调整搅拌时间强度调整

6.3提高强度•降低水灰比•增加水泥用量•使用高强水泥•添加硅灰降低强度•提高水灰比•减少水泥用量•增加掺合料比例其他性能调整

6.4抗渗性能抗冻性能早期强度降低水灰比，添加添加引气剂，控制使用早强剂，提高硅灰或矿粉含气量水泥标号水化热使用低热水泥，添加粉煤灰第七章特殊混凝土配合比设计特殊性能满足特定工程需求特殊技术专门的配合比设计方法特殊材料高性能组分和添加剂高强混凝土

7.1泵送混凝土

7.2工作性要求坍落度150-180mm，保持良好和易性材料选择连续级配骨料，控制粗骨料最大粒径配合比特点水泥用量≥300kg/m³，砂率提高3%-5%外加剂应用高效减水剂，保坍剂，增粘剂大体积混凝土

7.3降低水化热措施配合比特点•使用低热水泥•水泥用量控制在240-300kg/m³•添加30%-50%粉煤灰•采用低水灰比•降低水泥用量•掺加高效减水剂•预冷骨料和拌合水•采用大粒径骨料温控要求•入模温度控制≤28℃•内外温差控制≤25℃•降温速率≤2℃/天抗渗混凝土

7.

40.45最大水灰比确保密实度和耐久性300kg最低水泥用量每立方米混凝土的最低要求8%硅灰掺量显著提高抗渗性能S8抗渗等级水压作用下不透水抗冻混凝土

7.5基本要求关键措施•水灰比≤

0.50•添加引气剂•水泥用量≥320kg/m³•使用抗冻剂•含气量4%-6%•控制含气量•气泡间距系数≤

0.20mm•确保足够强度•使用抗冻骨料自密实混凝土

7.6高流动性扩展度≥650mm抗离析性保持骨料均匀分布填充性通过能力和流过能力材料特点4大量粉料，高效减水剂，粘度调节剂第八章配合比设计实例普通混凝土配合比设计实

8.1例设计要求计算过程最终配合比强度等级C30水灰比

0.50水泥370kg坍落度50-70mm单位用水量185kg水185kg骨料卵石、中砂水泥用量370kg砂706kg最大粒径

31.5mm砂率38%石1152kg耐久性一般外加剂减水剂1%减水剂

3.7kg高强混凝土配合比设计实

8.2例设计要求强度等级C60，坍落度180-220mm材料选择P·II

52.5水泥，硅灰，玄武岩碎石，中砂配合比设计水灰比

0.29，砂率35%，硅灰掺量10%最终配合比水泥450kg，硅灰45kg，水143kg，砂675kg，石1255kg泵送混凝土配合比设计实例

8.3设计要求关键措施配合比C35，坍落度180-200mm，泵送高度增加砂率，控制粗骨料粒径，添加泵送水泥420kg，水185kg，砂745kg，石80m剂1050kg大体积混凝土配合比设计实例

8.4工程背景配合比设计水电站基础，厚度

3.5m水泥低热硅酸盐水泥240kg强度要求C25粉煤灰120kg（占胶凝材料33%）温控要求水145kg，水胶比

0.40•入模温度≤25℃砂710kg，砂率40%•最高温度≤60℃石1065kg，最大粒径40mm•温差≤20℃减水剂

4.5kg（

1.25%）第九章施工配合比实验室配合比转换现场试拌验证考虑骨料含水率进行调整检验坍落度、强度等指标施工过程调整根据气候条件和运输距离优化施工配合比的概念

9.1实验室配合比施工配合比理想条件下的设计配合比实际生产中使用的配合比假设骨料处于表干状态考虑骨料实际含水率忽略现场条件影响考虑现场施工条件差异原因骨料含水率变化生产设备精度环境温湿度影响运输和泵送影响施工配合比的计算方法

9.2测定骨料含水率砂和石的实际含水状态计算吸水量和表面水与表干状态比较的水分差值调整用水量考虑骨料带入或吸收的水分修正骨料用量考虑含水引起的质量增加施工过程中的配合比调整

9.3气温影响运输影响•高温增加用水量，使用缓凝剂•长距离增加初始坍落度•低温减少用水量，使用早强剂•添加缓凝剂或保坍剂施工方法骨料波动•泵送增加和易性•监测含水率变化•振捣调整砂率•调整砂率和用水量第十章配合比设计质量控制成品质量监测1混凝土性能检测与评价生产过程控制计量精度与搅拌质量控制原材料控制材料质量检验与管理原材料质量控制

10.1水泥质量控制骨料质量控制水和外加剂控制标准稠度、凝结时间、安定性、强度级配、含泥量、针片状含量、表观密度pH值、氯离子含量、减水率、相容性计量与搅拌质量控制

10.2计量项目允许误差控制措施水泥、水±1%定期校验计量装置骨料±2%监测含水率变化外加剂±1%专人专职管理搅拌时间≥60秒定期检查搅拌效率施工过程质量控制

10.3运输控制控制运输时间，避免离析和初凝浇筑控制控制浇筑高度，避免漏振和过振养护控制保持温湿度，确保水化充分监测记录详细记录配合比、温度、施工条件混凝土性能检测与评价

10.4总结与展望系统掌握科学应用配合比设计基本原理与方法灵活运用各种参数调整技巧2未来趋势绿色发展智能化设计与新型材料应用低碳环保混凝土配合比研究。