不等速率递进法求解混凝土的砂率
作者：郑天军
来源：《职业·下旬》2010年第04期
混凝土的配合比设计是建筑工程中经常遇到的问题, 其任务就是根据原材料的技术性能及施工条件, 合理地确定出能满足工程所要求的各项组成材料的用量。而砂率是影响混凝土拌合物的易和性, 特别是黏聚性和保水性的关键, 合理砂率的选定往往要通过一定的计算和实验过程。那么如何在混凝土初步配合比计算中来选定一个合理数值呢? 我们通过一道具体的例题来介绍一个切实可行的求解方法。
一、普通混凝土配合比设计方法的一般步骤
普通混凝土配合比设计方法(以抗压强度为指标的计算方法) 一般步骤如下。
普通混凝土的配合比, 必须按照JGJ55—2000规定的程序和方法, 并通过实验室试配确定。试配时按以下步骤进行计算:
确定混凝土的配制强度;
计算水灰比(w/c);
选定单位用水量(w);
计算水泥用量(c);
确定混凝土的砂率。
具体计算方法我们可以参考相关规范或教科书进行, 我们这里主要谈一下砂率的确定方法。
砂率的确定方法一般有三种:
第一种:计算法。就是先测得混凝土所用砂、石的表观密度和松堆密度, 然后求出石子的空隙率, 按照砂的体积正好是石子空隙的体积且略有变化, 计算此时的砂率。
第二种:实验确定法。至少拌制五组不同砂率的试样, 每组以相差2%～3%的间隔变动。然后测得各组的坍落度或维勃度。在坐标纸上绘制坍落度-砂率关系图, 一般情况下, 可从曲线上找出极大值, 其所对应的砂滤值即所求。
第三种:也就是最常用的方法, 就是查实践资料法。许多部门从大量的实践积累了砂率的资料, 可供以后配合比设计时参考。这是在文献和教科书中重点介绍的方法, 不仅准确而且快捷。按照JGJ55-2000中砂率的推荐范围, 它适用于坍落度10～60mm 的混凝土。选用条件如下: 对于坍落度为10～60mm 的混凝土砂率(一般工程最常见的坍落度), 可根据粗骨料品种、最大粒径和混凝土拌和物的水灰比, 按表1确定。
对于坍落度大于60mm 的混凝土砂率, 按表1的坍落度每增大20mm, 砂率增大1%的幅度调整。
对于坍落度小于10mm 的混凝土, 其砂率应经试验确定。
2.只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时, 砂率应适当增大;
3.对薄壁构件, 砂率取偏大值;
4.本表中的砂率系指砂与骨料总量的质量比。
计算过程到了这一步, 虽然现在已经有了很多辅助计算软件, 但很多人就开始有了一个疑问:对于水灰比恰好是0.40,0.50,0.60,0.70的, 我们说可以通过表格来适当选取一个差不多的值, 那么如果水灰比计算出来是0.45,0.53等不是以上那些“整数数值”,该怎么选取呢? 是不是估算一个值? 很多课本参考书都是说采用插值法而一带而过, 具体怎么算都没有给出一个具体方法, 下面笔者根据多年施工教学经验研究出了一个运用不等速率递进法来确定一个合理砂率的方法和步骤。
二、不等速率递进确定合理砂率的方法和步骤
这里我们引入一道例题:
某框架结构现浇钢筋混凝土梁, 混凝土的设计强度等级为C30, 施工要求坍落度为35～50mm(混凝土由机械搅拌, 机械振捣), 根据施工单位历史统计资料, 混凝土强度标准差为4.8MPa, 采用原料为, 水泥:42.5级普通水泥(实测28天强度48.0Mpa); 砂子:中砂; 石子:碎石, 最大粒径40mm; 水:自来水。试设计混凝土配合比。
根据混凝土初步配合比的计算步骤, 经过计算(具体计算过程略) 我们得出水灰比为0.56。下面根据计算结果来确定合理砂率。
根据水灰比计算结果和已知石子最大粒径40mm 的条件, 我们可以通过查表1的方法来确定砂率。
不等速率递进法求解混凝土的砂率
作者：郑天军
来源：《职业·下旬》2010年第04期
混凝土的配合比设计是建筑工程中经常遇到的问题, 其任务就是根据原材料的技术性能及施工条件, 合理地确定出能满足工程所要求的各项组成材料的用量。而砂率是影响混凝土拌合物的易和性, 特别是黏聚性和保水性的关键, 合理砂率的选定往往要通过一定的计算和实验过程。那么如何在混凝土初步配合比计算中来选定一个合理数值呢? 我们通过一道具体的例题来介绍一个切实可行的求解方法。
一、普通混凝土配合比设计方法的一般步骤
普通混凝土配合比设计方法(以抗压强度为指标的计算方法) 一般步骤如下。
普通混凝土的配合比, 必须按照JGJ55—2000规定的程序和方法, 并通过实验室试配确定。试配时按以下步骤进行计算:
确定混凝土的配制强度;
计算水灰比(w/c);
选定单位用水量(w);
计算水泥用量(c);
确定混凝土的砂率。
具体计算方法我们可以参考相关规范或教科书进行, 我们这里主要谈一下砂率的确定方法。
砂率的确定方法一般有三种:
第一种:计算法。就是先测得混凝土所用砂、石的表观密度和松堆密度, 然后求出石子的空隙率, 按照砂的体积正好是石子空隙的体积且略有变化, 计算此时的砂率。
第二种:实验确定法。至少拌制五组不同砂率的试样, 每组以相差2%～3%的间隔变动。然后测得各组的坍落度或维勃度。在坐标纸上绘制坍落度-砂率关系图, 一般情况下, 可从曲线上找出极大值, 其所对应的砂滤值即所求。
第三种:也就是最常用的方法, 就是查实践资料法。许多部门从大量的实践积累了砂率的资料, 可供以后配合比设计时参考。这是在文献和教科书中重点介绍的方法, 不仅准确而且快捷。按照JGJ55-2000中砂率的推荐范围, 它适用于坍落度10～60mm 的混凝土。选用条件如下: 对于坍落度为10～60mm 的混凝土砂率(一般工程最常见的坍落度), 可根据粗骨料品种、最大粒径和混凝土拌和物的水灰比, 按表1确定。
对于坍落度大于60mm 的混凝土砂率, 按表1的坍落度每增大20mm, 砂率增大1%的幅度调整。
对于坍落度小于10mm 的混凝土, 其砂率应经试验确定。
2.只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时, 砂率应适当增大;
3.对薄壁构件, 砂率取偏大值;
4.本表中的砂率系指砂与骨料总量的质量比。
计算过程到了这一步, 虽然现在已经有了很多辅助计算软件, 但很多人就开始有了一个疑问:对于水灰比恰好是0.40,0.50,0.60,0.70的, 我们说可以通过表格来适当选取一个差不多的值, 那么如果水灰比计算出来是0.45,0.53等不是以上那些“整数数值”,该怎么选取呢? 是不是估算一个值? 很多课本参考书都是说采用插值法而一带而过, 具体怎么算都没有给出一个具体方法, 下面笔者根据多年施工教学经验研究出了一个运用不等速率递进法来确定一个合理砂率的方法和步骤。
二、不等速率递进确定合理砂率的方法和步骤
这里我们引入一道例题:
某框架结构现浇钢筋混凝土梁, 混凝土的设计强度等级为C30, 施工要求坍落度为35～50mm(混凝土由机械搅拌, 机械振捣), 根据施工单位历史统计资料, 混凝土强度标准差为4.8MPa, 采用原料为, 水泥:42.5级普通水泥(实测28天强度48.0Mpa); 砂子:中砂; 石子:碎石, 最大粒径40mm; 水:自来水。试设计混凝土配合比。
根据混凝土初步配合比的计算步骤, 经过计算(具体计算过程略) 我们得出水灰比为0.56。下面根据计算结果来确定合理砂率。
根据水灰比计算结果和已知石子最大粒径40mm 的条件, 我们可以通过查表1的方法来确定砂率。