試比較新 舊水泥混凝土配合比設計方法的差異

2021-09-12 07:35:02 字數 2733 閱讀 8239

為方便比較新、舊水泥混凝土配合比設計方法的差異,本文就具體的水泥混凝土設計例項來呈現按新、舊方法確定混凝土初步配合比的不同之處。

[設計資料]

組成材料及性質:普通矽酸鹽水泥32.5級,實測28d抗壓強度為36.

8mpa,密度c=3 100kg/m3;中砂:表觀密度s=2 650kg/m3,施工現場砂含水率為2%;碎石:5~40mm,表觀密度g=2 700kg/m3,施工現場碎石含水率為1%;水:

自來水。

設計要求:某橋梁工程橋台用鋼筋混凝土(受冰雪影響),混凝土設計強度等級c30,要求強度保證率為95%,強度標準差計算值為3.0mpa。

混凝土由機械拌和、振搗,施工要求坍落度為35~50mm。

[設計計算]

1.按舊水泥混凝土配合比設計方法進行計算

(1)計算配製強度(fcu,0)

根據設計要求混凝土強度等級fcu,k=30mpa,強度標準差=3.0mpa,該混凝土的配製強度fcu,0為:

fcu,0=fcu,k+1.645 ×=30+1.645 × 3.0=34.9mpa

(2)計算水灰比(w/c)

由所給資料,水泥實測抗壓強度fce=36.8mpa,混凝土配製強度fcu,0=34.9mpa,粗集料為碎石,查表得:aa=0.46,ab=0.07,混凝土水灰比為:

w/c=

混凝土所處環境為受冰雪影響地區,查表,得知最大水灰比為0.50,按照強度計算的水灰比結果符合耐久性要求,故取計算水灰比w/c=0.47。

(3)確定單位用水量(mw0)

根據題意要求混凝土拌合物的坍落度為35~50mm,碎石最大粒徑為40mm,查表,選取混凝土的單位用水量為:mw0=175kg/m3。

(4)計算單位水泥用量(mc0)

根據單位用水量及計算水灰比w/c,計算單位水泥用量:

mc0=

查表,符合耐久性要求的最小水泥用量為300kg/m3,所以取按強度計算的單位水泥用量mc0=372kg/m3。

(5)確定砂率(βs)

由碎石的最大粒徑40mm,水灰比0.47,查表,取混凝土砂率:βs=32%。

(6)計算細、粗集料用量(ms0及mg0)

按照體積法,將mw0、mc0和βs代入,非引氣混凝土,取a=1。

聯立求解得:砂用量ms0=596kg/m3、碎石用量mg0=1 268kg/m3。

按體積法計算所得混凝土初步配合比為:

mc0:mw0:ms0:mg0=372:175:596:1 268。

2.按新水泥混凝土配合比設計方法進行計算

(1)計算配製強度(fcu,0)

根據設計要求混凝土強度等級fcu,k=30mpa,強度標準差=3.0mpa,該混凝土的配製強度fcu,0為:

fcu,0=fcu,k+1.645 ×=30+1.645 × 3.0=34.9mpa

(2)計算水膠比(w/b)

由所給資料,混凝土配製強度fcu,0=34.9mpa;粗集料為碎石,查表得:aa=0.

53,ab=0.20;水泥實測抗壓強度fce=36.8mpa,查表得,粉煤灰影響係數f =1.

00,粒化高爐礦渣粉影響係數s =1.00,故膠凝材料28d膠砂抗壓強度fb=fsfce=1.00×1.

00×36.8=36.8mpa。

混凝土水膠比為:

w/b=

(3)確定單位用水量(mw0)

根據題意要求混凝土拌合物的坍落度為35~50mm,碎石最大粒徑為40mm,查表,選取混凝土的單位用水量為:mw0=175kg/m3。

(4)計算單位水泥用量(mc0)

根據單位用水量及計算水膠比w/b,計算單位膠凝材料用量:

mb0=

根據題意,無礦物摻合料,mf0=0,故單位水泥用量為:mc0=mb0 mf0=350kg/m3。

(5)確定砂率(βs)

由碎石的最大粒徑40mm,水膠比0.50,查表,混凝土的砂率(%)可以在30~35範圍內取值,為了方便比較,取混凝土砂率:βs=32%,與舊方法中的砂率相同。

(6)計算細、粗集料用量(ms0及mg0)

按照質量法,假定混凝土表觀密度mcp=2400kg/m3,將mw0、mc0和βs代入,得:

ms0+mg0=2 400 350 175

聯立求解得:砂用量ms0=600kg/m3、碎石用量mg0=1 275kg/m3。

按質量法計算所得混凝土初步配合比為:

mc0:mw0:ms0:mg0=350:175:600:1 275。

[新、舊方法的比較]

1.在新、舊方法中,混凝土配製強度(fcu,0)的計算公式雖然形式相同,但是混凝土強度標準差()的取值不同,新方法中的取值較大,這可以提高混凝土的配製強度。

2.在新方法中不再計算水灰比(w/c),而是採用水膠比(w/b),考慮了混凝土摻用礦物摻合料的情況。

3.確定單位用水量(mw0)在新、舊方法中相同。

4.在新方法中,先利用水膠比和單位用水量計算單位膠凝材料用量(mb0),再計算單位礦物摻合料用量,從而得到單位水泥用量(mc0),而舊方法中直接通過水灰比(w/c)和單位用水量計算單位水泥用量。

5.確定砂率(βs)在新、舊方法中基本相同,不同之處是新方法中根據水膠比查表,而舊方法中採用水灰比。

6.計算細、粗集料用量(ms0及mg0)在新、舊方法中基本相同,都可用質量法和體積法。

7.為方便比較,將按新、舊方法進行計算得到的各項指標列於下表。

根據「固定用水量定則」,新、舊方法中混凝土拌合物坍落度可大致保持不變。由於本例項中混凝土未摻用礦物摻合料,新方法中的水膠比實際是水灰比,比舊方法中水灰比大,由於水泥強度相同,新方法中混凝土的強度比舊方法低。

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