通常确定砂率的方法,可先凭经验或经验图表进行估算,然后按初步估计的砂率拌制混凝土,进行和易性试验,通过调整确定。
二、混凝土配合比设计的方法和步骤
配合比设计工作,一般均在实验室进行。选用干燥状态的骨料,在标准条件下制作试件和养护,这样获得的配合比称为实验室配合比。在施工现场,骨料多在露天堆放,含有水分,在这种条件下使用的配合比叫做施工配合比。设计混凝土时,先设计实验室配合比,在根据施工现场的实际情况换算成施工配合比。 (一)初步估算配合比
1、确定配制强度fcufcu=fcu,k+1.645σ式中:fcu,k——设计要求的混凝土强度等级σ——混凝土强度标准差-1.645——强度保证率为95%的t值。
2、确定水灰比w/cfcu=Afc(C/W-B)则 W/C=Afc/(fcu+A Bfc)式中:fc——水泥实际强度 A、B——经验系数。如不通过试验,可选取以下数值:碎石:A=0.46,B=0.52;卵石:A=0.48,B=0.61 注意:为保证混凝土的耐久性,由上式计算出的水灰比应小于规范中规定的最大水灰比值。如果计算出的水灰比大于规范规定的最大水灰比,则取规定的最大水灰比值。
3、确定用水量:按施工要求的坍落度指标,凭经验选用,或根据骨料的种类和规格查表。 4、计算水泥用量:由以求得的水灰比和用水量,可计算出水泥用量。
注意:计算出的水泥用量应大于规范规定的最小水泥用量。当计算的水泥用量小于规范规定时,则选用规范规定的最小水泥用量。
5、确定合理砂率:可通过试验或凭经验选取,或者根据骨料的种类和规格,及所选用的水灰比,由表查得。
6、计算砂石用量:
(1)体积法:基于新浇筑的混凝土体积等于各组成材料绝对体积与所含空气体积之和,则:
C/ρC+W/ρW+S/ρS?+G/ρG?+10a=1000式中:C、W、S、G——分别为1立方米混凝土中水泥、水、砂和石子的质量;ρC、ρW——水泥及水的密度;ρS?、ρG?——砂及石子的表观密度;a——混凝土中含气量百分率。无含气型外加剂时,取1。
(2) 假定体积密度法:基于新浇筑的1立方米混凝土中各项材料质量之和等于混凝土体积密度假定值,则:C+W+S+Go=ρoh 1m3式中:ρoh——混凝土体积密度假定值,在2400-2450千克/立方米之间。此两种计算方法,与合理砂率的计算公式SP=S/S+G联立,均可求出初步配合比。 (二)试验调整,确定试验室配合比
16
上述的初步配合比,是利用图表和经验公式初步估算的,与实际情况有出入,必须进行试验和校核。 1、检验和易性,确定基准配合比
按初步配合比,称取15-30升混凝土拌合物进行试拌,检验和易性。若流动性大于要求值,可保持砂率不变,适当增加砂、石用量;若流动性小于要求值,可保持水灰比不变,适当增加水和水泥用量;若粘聚性和保水性差,可适当增加砂率。和易性调整合格时,实测混凝土拌合物的体积密度ρoh,并确定调整后各项材料的用量(水泥Cb,水Wb,砂Sb,石子Gb),则试拌后的质量Qb为:Qb=Cb+Wb+Sb+Gb由此得出和易性合格后的配合比为:CJ=Cb/Qb ρoh 1m3;WJ=Wb/Qb ρoh 1m3;SJ=Sb/Qbρoh 1m3;GJ=Gb/Qbρoh 1m3;此配合比称为基准配合比。 2、检验强度,确定实验室配合比
基准配合比虽然和易性满足施工要求,但水灰比不一定满足强度要求,还要加以检验。检验的方法是:至少采用三个不同的配合比,其中一个为基准配合比,另外两个配合比的水灰比值,较基准配合比分别增加和减少0.05,其用水量与基准配合比相同,但砂率值可作调整。
每种配合比至少做一组(3块)试件,在标准条件下养护28天,测定强度。由强度试验结果得出各水灰比的强度值,然后用作图法(绘制强度与水灰比关系的直线)或计算法,求出与混凝土配制强度相对应的灰水比。至此,即可初步确定出试验室配合比,各项材料用量为:用水量:取基准配合比的用水量;水泥用量:由用水量和与配制强度相对应的灰水比值确定;粗、细骨料用量:取基准配合比的粗细骨料用量,并按确定出的水灰比值做适当调整。
以上定出的混凝土配合比,还应根据实测的混凝土体积密度再做必要的校正,其步骤为: (1)算出混凝土的计算体积密度(即C+W+S+G)
(2)将混凝土的实测体积密度除以计算体积密度得出校正系数K
(3)定出的混凝土配合比中每项材料用量乘以系数K即为最终定出的试验室配合比 (三)换算施工配合比
经测定,工地上砂的含水率为WS,石子的含水率为WG,则施工配合比为: 水泥用量 C?=C 砂用量S?=S(1+WS) 石子用量G?=G(1+WG) 用水量W?=W-S WS-G WG 混凝土配合比设计实例
17
有一T型梁,最小截面尺寸100mm,钢筋最小净间距40mm。要求混凝土设计强度等级C25,采用机械搅拌机振捣,拟采用的材料规格如下:水泥:普通水泥,强度等级32.5,实测28d抗压强度37MPa,水泥密度3.15g/cm3.砂子:河中砂,级配合格,表观密度2600kg/m3.石子:碎石,粒径5mm-20mm,级配合格,表观密度2650kg/m3.水:自来水。试确定该混凝土的配合比。 第七节 混凝土外加剂
在混凝土拌合物中,掺入能改善混凝土性质的材料,称为外加剂。外加剂的掺入量一般不大于水泥质量的5%。混凝土外加剂按其功能可分为: 1、改善混凝土拌合物和易性的外加剂 2、调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂 3、改善混凝土耐久性的外加剂 4、提高混凝土特殊性能的外加剂
一减水剂:按使用条件不同,掺用减水剂可获得如下效果:
(1)在配合比不变的条件下,可提高混凝土流动性,且不降低强度。 (2)在保持流动性和强度不变的条件下,可减少水泥用量。 (3)在保持流动性和水泥用量不变的条件下,强度提高。 二早强剂:它能提高混凝土的早期强度,并对后期强度无影响。
三引气剂:能在混凝土拌合物中引入一定量的微小气泡,并均匀分布在混凝土拌合物中。
在混凝土拌合物中形成大量气泡,使水泥浆的体积增加,可提高流动性。若保持流动性不变,可减水10%左右。这些气泡能隔断混凝土中毛细孔的渗水通道,使混凝土的抗渗性和抗冻性提高
第六节 轻混凝土 一、 轻骨料混凝土
它是用轻的粗、细骨料和水泥配制成的混凝土。由于自重轻,弹性模量低,因而抗震性能好。与普通烧结砖相比,不仅强度高、整体性好,而且保温性能好。由于结构自重小,特别适合高层和大跨度结构 第六章 建筑砂浆
建筑砂浆和混凝土的区别在于不含粗骨料,它是由胶凝材料、细骨料和水按一定的比例配制而成。按其用途分为砌筑砂浆和抹面砂浆;按所用材料不同,分为水泥砂浆、石灰砂浆、石膏砂浆和水泥石灰混合砂浆等。合理使用砂浆对节约胶凝材料、方便施工、提高工程质量有着重要的作用。
18
第一节 砂浆的技术性质 一、新拌砂浆的和易性
砂浆的和易性是指砂浆是否容易在砖石等表面铺成均匀、连续的薄层,且与基层紧密黏结的性质。包括流动性和保水性两方面含义。 (一)流动性
影响砂浆流动性的因素,主要有胶凝材料的种类和用量,用水量以及细骨料的种类、颗粒形状、粗细程度与级配,除此之外,也于掺入的混合材料及外加剂的品种、用量有关。通常情况下,基底为多孔吸水性材料,或在干热条件下施工时,应选择流动性大的砂浆。相反,基底吸水少,或湿冷条件下施工,应选流动性小的砂浆。 (二)保水性
保水性是指砂浆保持水分的能力。保水性不良的砂浆,使用过程中出现泌水,流浆,使砂浆与基底黏结不牢,且由于失水影响砂浆正常的黏结硬化,使砂浆的强度降低。影响砂浆保水性的主要因素是胶凝材料种类和用量,砂的品种、细度和用水量。在砂浆中掺入石灰膏、粉煤灰等粉状混合材料,可提高砂浆的保水性。
二、硬化砂浆的强度
影响砂浆强度的因素有:当原材料的质量一定时,砂浆的强度主要取决于水泥标号和水泥用量。此外,砂浆强度还受砂、外加剂,掺入的混合材料以及砌筑和养护条件有关。砂中泥及其他杂质含量多时,砂浆强度也受影响。
第二节 砌筑砂浆
一、砌筑沙浆的组成材料 (一)胶凝材料
用于砌筑沙浆的胶凝材料有水泥和石灰。水泥品种的选择与混凝土相同。水泥标号应为砂浆强度等级的4-5倍,水泥标号过高,将使水泥用量不足而导致保水性不良。石灰膏和熟石灰不仅是作为胶凝材料,更主要的是使砂浆具有良好的保水性。 (二)细骨料
细骨料主要是天然砂,所配制的砂浆称为普通砂浆。砂中黏土含量应不大于5%;强度等级小于M2.5
19
时,黏土含量应不大于10%。砂的最大粒径应小于砂浆厚度的1/4-1/5,一般不大于2.5毫米。作为沟缝和抹面用的砂浆,最大粒径不超过1.25毫米,砂的粗细程度对水泥用量、和易性、强度和收缩性影响很大。
二、砂浆配合比选择
(一)砌筑沙浆的种类及强度等级的选择 1、砌筑沙浆的种类
常用的砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。水泥砂浆适用于潮湿环境及水中的砌体工程;石灰砂浆仅用于强度要求低、干燥环境中的砌体工程;混合砂浆不仅和易性好,而且可配制成各种强度等级的砌筑沙浆,除对耐水性有较高要求的砌体外,可广泛用于各种砌体工程中。 2、砌筑沙浆强度等级的选择
一般情况下,多层建筑物墙体选用M1-M10的砌筑沙浆;砖石基础、检查井、雨水井等砌体,常采M5砂浆;工业厂房、变电所、地下室等砌体选用M2.5-M10的砌筑沙浆;二层以下建筑常用M2.5以下砂浆;简易平房、临时建筑可选用石灰砂浆。 (二)砌筑沙浆的配合比
砂浆拌合物的和易性应满足施工要求,且新拌砂浆体积密度:水泥砂浆不应小于1900千克/立方米;混合砂浆不应小于1800千克/立方米。砌筑沙浆的配合比一般查施工手册或根据经验而定。 第七章 烧结制品和熔融制品
本章只要求掌握烧结普通砖。烧结普通砖是以黏土、页岩、粉煤灰等为主的原料,经成型、干燥、焙烧而成的实心砖或空洞率不大于15%的砖。 (一)烧结普通砖的技术性质 1、基本物理性质
烧结普通砖的标准外行尺寸为240*115*53毫米,在加上10毫米砌筑灰缝,4块砖长或8块砖宽、16块砖厚均为1米。1立方米砌体需砖512块。 2、外观质量
砖的外观质量,主要要求其两条面高度差、弯曲、杂质凸出高度、缺楞掉角尺寸、裂纹长度及完整面等六项内容符合规范规定。 3、抗风化性能
抗风化性能是指砖在长期受到风、雨、冻融等综合条件下,抵抗破坏的能力。凡开口孔隙率小、水饱和
20