例题:
某工程采用现浇混凝土梁柱结构,最小截面尺寸为300 mm,钢筋最小净距为60 mm。混凝土设计强度等级为fcu,k=30 MPa,采用机械搅拌,插入式振动棒浇捣,施工时要求混凝土坍落度为30~50 mm。施工单位的强度标准差为3.0 MPa。所用材料:42.5级普通硅酸盐水泥,实测28 d强度为49.4 MPa,密度ρc=3150 kg/m3;中砂,符合区级配,s=2600 kg/m3;卵石,粒级5~40 mm,g=2650 kg/m3;现场砂含水率3%,碎石含水率2%。普通混凝土配合比设计计算思路:混凝土的配合比应按下列步骤进行计算:(1)计算配制强度;(2)fcu,o并求出相应的水灰比;(3)选取每立方米混凝土的用水量,并计算出每立方米混凝土的水泥用量;(4)选取砂率,计算粗骨料和细骨料的用量,并提出供试配用的计算配合比。
计算步骤:
计算配制强度
fcu,o = fcu,k + 1.645σ
= 30 MPa + 1.645 × 3 MPa
= 30 MPa + 4.935 MPa
= 34.935 MPa
计算水灰比
当混凝土强度等级小于C60时,水灰比按下式计算:
m/m = (αa × fce) / (αb × fcu,o)
其中,αa 和 αb 分别为碎石和卵石的回归系数,fce 为水泥28 d实测强度。
假设采用碎石,αa=0.46,αb=0.07,fce=49.4 MPa,fcu,o=34.935 MPa,则:
m/m = (0.46 × 49.4) / (0.07 × 34.935)
= 22.754 / 2.446
= 0.930
确定用水量
根据施工要求坍落度为30~50 mm,查表得每立方米混凝土用水量:
mW0 = 195 kg
计算水泥用量
mco = mW0 / (W/C)
= 195 kg / 0.930
= 210 kg
确定砂率
砂率根据砂和石子的比例确定,一般取30%~50%。
计算砂、石用量
根据砂率和碎石、卵石的密度,计算砂和石子的用量:
ms0 = mW0 × (1 - 砂率) / ρs
mG0 = mW0 × 砂率 / ρg
提出供试配用的计算配合比
根据上述计算结果,提出供试配用的计算配合比,并进行试验室配合比和施工配合比的调整。
建议:
在实际工程中,混凝土配合比的计算需要根据具体的工程要求和原材料性能进行调整。建议在计算过程中充分考虑施工条件、材料特性和环境因素,以确保混凝土的性能和安全性。