第三章物料平衡计算

第三章物料平衡计算
配合比设计实例
要求
§ 该搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主 要用在正常的居住或办公房屋内部件。
§ 混凝土设计强度等级为C40，要求强度保证率95%。要 求混凝土拌和物的坍落度为35～50mm，施工单位为 历史统计资料。
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设计条件
水泥
砂
石
减水剂
P.O 42.5级,水 泥强度等级 值的富余系 数为1.10-1.13(取1.13),
（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用 水量应通过试验确定。 （3）流动性和大流动性混凝土： ✓不掺外加剂时，以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大 20mm，用水量增加5kg计算； ✓掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：
mwa＝mw0（1－β）
第三章物料平衡计算
第三章物料平衡计算
2020/12/7
第三章物料平衡计算
物料平衡计算的作用：
v 1．计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物 料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制 的依据。
v 2．计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图 设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓 面积的依据。
v 3．计算水、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃 料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本 等的依据。
塑性混凝土的单位用水量，kg
拌合物稠度 项目 指标
10～30 坍落度 35～50
mm 55～70 75～90
卵石最大粒径，mm 10 20 31.5 40 190 170 160 150 200 180 170 160 210 190 180 170 215 195 185 175
碎石最大粒径，mm 16 20 31.5 40 200 185 175 165 210 195 185 175 220 205 195 185 230 215 205 195
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产品大纲
预应力混凝土管桩制厂产品方案
产品名称
产品规格(mm)
C70预应力混凝土管桩 Φ500×10000
每个管桩体积(m3) 1.256
年产量(根) 45000
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产品大纲
无砟轨道板厂产品方案
产品名称
年产量(块) 混凝土型号
CRTSⅡ型无砟轨道板
5600
C55
长（mm）宽（mm）厚（mm）
通常简易的做法是：通过试压，选出既满足混凝土强度要求，水泥用 量又较少的配合比为所需配合比，再做表观密度的校正。
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(三) 计算施工配合比
假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配 合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：
＝mc ＝ms×（1+a％） ＝mg×（1+b％） ＝mw－ms×a％－mg×b％ 施工配合比可表示为：
每块板重 （t）
横向配置 纵向配置 每块板混 φ10预应力 Φ20精轧螺 凝土用量 钢筋（根） 纹钢筋（根） （m³）
6450
2550
200
8.6
60
6
3.45
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二、混凝土配合比计算
v 配合比四项要求
§ 确满足结构设计的强度等级要求； § 满足混凝土施工所要求的和易性； § 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；
§ 符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。
v 配合比步骤
§ 确定混凝土基准配合比 § 确定试配、调整，确定设计配合比 § 计算施工配合比
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（一）确定混凝土基准配合比
1. 计算施工配制强度 fcu,0
式中: fcu,0——混凝土配制强度，MPa； fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，MPa； σ——混凝土强度标准差，MPa。
水灰比 mw/mc 0.40 0.50 0.60 0.70
混凝土砂率，％
卵石最大粒径，mm
碎石最大粒径，mm
10 26～32 30～35 33～38 36～41
20 25～31 29～34 32～37 35～40
40 24～30 28～33 31～36 34～39
16 30～35 33～38 36～41 39～44
• 混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定： 计算时，强度试件组数不应少于25组； 当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值σ＜2.5MPa时， 取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算 值σ＜3.0MPa时，取σ＝3.0MPa； • 当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准《混凝土 结构工程施工及验收规范》（GB50204）的规定取用。
干硬性混凝土的单位用水量，kg
拌合物稠度
项目
指标
16～20
维勃稠度，
s
11～15
5～10
卵石最大粒径，mm
10
20
40
175 160 145
180 165 150 185 170 155
碎石最大粒径，mm
16
20
40
180 170 155
185 175 160 190 180 165
第三章物料平衡计算
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二、物料平衡计算的基础资料
混凝土制品厂物料平衡计算的基础资料：
v 工厂规模， 混凝土构件产品方案； v 每种构件混凝土或者钢筋工程数量 ； v 混凝土各种类型配比；
v 车间工作制度——生产周制度 ，生产班制度 。
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主要内容
1 产品大纲 2 混凝土配合比计算 3 混凝土配合比实例 4 配合比设计和物料平衡表
密度为
3.11g/cm3
中砂 表观密度 2.64g/cm3 堆积密度 1.50g/cm3
碎石 表观密度
2.70 g/cm3 堆积密度
1.55 g/cm3 石子最大粒
径20mm
TMS 减水率 18%
掺入量 1.0%~1.2%
(取1.0%)
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混凝土配合比计算
❖ 确定配置强度 根据课本知识得，混凝土配制强度为：
P’——石子空隙率，%； β——砂浆剩余系数，一般取1.1~1.4。
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6.计算砂、石子用量ms0、mg0
（1）体积法 又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成材料——水泥、砂、石子、
水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va ＝1
解方程组，可得ms0、mg0 。 式中： ρc 、ρs 、ρg 、ρw—分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表 观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取2900～3100kg/m3；
α—混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。
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（2）质量法
质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质 量为mcp ，kg。
素混 凝土
钢筋 混凝 土
预应 力混 凝土
干燥环境
正常的居住 或办公用房 屋内部件
不作 规定
0.65
0.60
200
260
300
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混凝土配合比计算
v 确定1立方米混凝土用水量
由碎石的最大粒径为20mm，坍落度35~50mm， 查混凝土单位用水量选用表得W0=195kg。使用 减水剂后 （减水率为18%），则
W0=185(1-18%)=160Kg
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混凝土配合比计算
❖ 混凝土单位用水量选用表（kg/m3）
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混凝土配合比计算
v 确定1立方米水泥用量
根据已选定的每1m3混凝土的用水量和得出水灰比值， 可求出水泥用量：
C0'= W0/（W/C）=454Kg 对照表混凝土最大水灰比和最小水泥用量，最小水泥 用量为300kg<372kg，故满足耐久性要求。
①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度 计算值ρc,c：
ρc,c＝mc+ ms+mg+mw ②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：
式中： ρc,t——混凝土体积密度实测值，kg/m3； ρc,c——混凝土体积密度计算值，kg/m3。
③当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时， 按①条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将 配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配合比。
20
40
29～34 27～32
32～37 30～35
35～40 33～38
38～43 36～41
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计算法：
根据砂填充石子空隙，并稍有富余，以拨开石子的原则来确定。
式中：βs——砂率，%； ms0、mg0——分别为每立方米混凝土中砂子及石子用量，kg；
、 ——分别为每立方米混凝土中砂及石子松散体积，m2； 、 ——分别为砂和石子的堆积密度，kg/m3。
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(二) 试配调整，确定设计配合比
1.试配
按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分 别测定其和易性、强度。
2.调整
（１）调整和易性，确定基准配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能： ➢如实测落度大于设计要求，可保持砂率不变，提高骨料用量； ➢如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率。 ➢每次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量， 并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）。
4.计算水泥用量mc
（1）计算 （2）复核耐久性