
混凝土在建筑工程中的应用非常广泛,它是固体、液体和气体的复合材料,其中固体相占总体积的73%~84%,液体相占15%~22%,气体相占1%~5%。在进行混凝土施工前,配合比的正确设计至关重要,不当的设计可能导致混凝土出现裂缝,从而影响建筑结构的安全性和耐久性。下面将详细介绍混凝土配合比的计算步骤。
1. 计算混凝土抗压强度fcu,0:
fcu,0 = fcu + 1.645σ
fcu,0 = 30 + 1.645 × 5.0
fcu,0 = 38.2 MPa
2. 确定水胶比(w/c):
w/c = aa × fce / (fcu,0 + aa × ab × fce)
w/c = 0.46 × 45.0 / (38.2 + 0.46 × 0.07 × 45.0)
w/c = 0.52
3. 根据施工要求,设定混凝土设计坍落度为120mm~160mm,单位用水量取215kg,并掺入1.7%的缓凝高效减水剂,减水率δ=22%,则单位用水量:
mW0 = mW × (1 - δ)
mW0 = 215 × (1 - 22%)
mW0 = 168 kg
4. 计算单位水泥用量:
mc = mW0 / w/c
mc = 168 / 0.52
mc = 323 kg
5. 使用粉煤灰取代16.5%的水泥,取代系数λ=1.3,则水泥用量:
mc0 = mc × (1 - 16.5%)
mc0 = 270 kg
粉煤灰用量:
mf0 = mc × 16.5% × 1.3
mf0 = 69.3 kg
减水剂用量:
mFDN0 = (mc0 + mf0) × 1.7%
mFDN0 = 5.77 kg
6. 假设混凝土单位容重mcp=2400kg/m³,砂率βs=40%,则:
mc0 + mf0 + ms0 + mg0 + mW0 = mcp × mso / (mso + mgo) × 100% × βs
细骨料ms0 = 757 kg
粗骨料mg0 = 1136 kg
混凝土配合比:
mc0:ms0:mg0:mf0:mFDN0:mW0 = 270:757:1136:69.3:5.77:168
= 1:2.80:4.21:0.26:0.021:0.62
根据规定,水胶比应比基准水胶比减少0.03,则水胶比w/c = 0.49。
7. 单位水泥用量mc:
mc = mW0 / w/c
mc = 168 / 0.49
mc = 343 kg
使用粉煤灰取代16.5%的水泥,水泥用量:
mc1 = mc × (1 - 16.5%)
mc1 = 286 kg
粉煤灰用量:
mf1 = mc × 16.5% × 1.3
mf1 = 73.6 kg
减水剂用量:
mFDN1 = (mc1 + mf1) × 1.7%
mFDN1 = 6.11 kg
假设混凝土单位容重mcp=2400kg/m³,砂率βs=39%,