某地修建水泥混凝土路面,混凝土板设计要求计算抗折强度为4.5MPa。采用425号普通水泥,碎石由5~20、20~40mm二档级配,视比重为2.65,砂为中砂,视比重2.7。测得碎石的含水率为1.0 %,砂的含水率为3.0 %。掺用减水剂,要求坍落度1~2cm,试算混凝土的配合比。
(一)选择水灰比
碎石混凝土水灰比按下列公式计算:
式中 ——混凝土所要求灰水比值;
C——混凝土试件抗压强度MPa;
——水泥实际抗压强度MPa。
注:水泥实际抗压强度,可用下式计算:
式中 C e ——水泥标号(抗压强度);
K C -—水泥标号富余系数。
水泥标号富余系数应按各地实际统计资料确定,无统计资料时,可取K C =1.13试算。
混凝土抗折与抗压强度之间无一定对应关系,目前可参照附
表1.1试配。
混凝土抗折与抗压强度参考表
附表 1 .1
取K C = 1.13,代入公式
得 = 42 .5×1.13 = 48.0
C = 3 0 .0×1.15 = 34 .5
= 2.08,水灰比 = 0.48
(二)单位用水量
根据骨料的最大粒径40mm,坍落度为1 ~2cm,单位经验用水量选用160kg,掺用减水剂,减水率取用10 %,水灰比取用0 .46。
实际单位用水量为:160 -16 = 144kg。
(三)单位水泥用量
根据已确定的水灰比和单位用水量,求得单位水泥用量C。
(四)单位砂、石用量和混凝土理论配合比。
选用砂率28 %计算砂和碎石的用量。
1 .按假定容重法
假定混凝土容重为2400kg/m 3 ,则每立方米混凝土所需砂和碎石总质量为:
2400 -144 -313 = 1943kg;
其中:砂= 1943×0.28= 544kg/m 3 ;
碎石= 1943 -544 = 1399kg/m 3 。
按材料质量比表示为:
水泥∶砂:碎石= 313 ∶ 544 ∶ 1399 = 1 ∶1.74∶4.47
2 .按绝对体积法
每立方米混凝中砂和碎石总体积为:
其中:砂= 755×2.70×0.28 = 570kg/m 3 ;
碎石= 755×2 .65×0.72 = 1440kg/m 3 。
按材料质量比表示为:
水泥∶砂∶碎石= 313 ∶ 570 ∶ 1440 = 1 ∶ 1.82 ∶ 4 .60
两种方法计算结果接近,在试配中都可采用。根据以上配合比,经试配小梁抗折强度检验,如不符合设计强度要求,则进行调整,取调整后的配合比,作为理论配合比。
(五)施工配合比
设混凝土理论配合比为水泥∶砂∶碎石= I ∶ X∶ Y,测得砂含水率为Wx,碎石含水率为Wy,则施工配合比为:
I ∶ X( 1 + W x )∶ Y( 1 + W y )
取假定容重法的配合比数值为例,碎石的含水率为1.0%,砂的含水率为3.0 %。计算每立方米混凝土的砂和碎石用量为:
砂= 544(1 + 0.03)= 560kg/m 3 ;
碎石= 1399(1 + 0.01 )= 1413kg/m 3 ;
每立方米混凝土实际用水量为:
144 -〔(544×0.03 )+(1399×0.01 )〕= 114 kg/m 3 。
施工配合比按材料质量比表示为:
水泥:砂:碎石= 313∶ 560∶ 1413 = 1 ∶ 1.79∶ 4.51。