Concrete Mix Design

Concrete Mix Design

Concrete mix design is the method of optimally dosing various components of concrete,such as cement, aggregates, water,and additives, to make concrete less costly and will have specific workability and homogeneity properties in the fresh state and strength and durability in the hardened state.

Purpose of concrete mixes

The main objective of the dosage of concrete mixes is to make a concrete that has the following characteristics:

1. Satisfy viability requirements in terms of drop to facilitate placement and consolidation.

2. Meets resistance requirements.

3. Can be mixed, transported, placed and compacted efficiently.

4. Economical to manufacture.

5. Meets durability requirements to withstand the environment in which the structure is expected to serve

Mixing ratio procedure

Step 1. Calculate the target average compressive strength for the mixing ratio:

The target 28-day average compressive strength according to clause 3.2 of IS 10262.

ft = fck + 1.65s

     where ft = mean compressive strength target at 28 days

              fck = characteristic compressive strength

            s = standard deviation.

Note: Standard deviation can be calculated for each grade of concrete using at least 10 test strength samples, when using a mix the first time.

In case insufficient test results are available, standard deviation values ​​can be assumed

1. s = 3.5 for M10 and M15.

2. s = 4.0 for M20 and M25

3. s = 5 for M30 and others.

Step 2. Select the ratio w / c .:-

It is preferable to establish the ratio of compressive strength to free water-cement ratio for a given set of materials. If such a ratio is not available, the maximum w / c ratio for various environmental exposure conditions as indicated in Table 5 of IS 456. Any assumed w / c ratio based on previous experience for a particular grade should be verified against the value maximum allowed.

Step 3. Select the water content.:-

The quality of the water considered per cubic meter of concrete decides the workability of the mixture. The use of chemical water-reducing additives in the mixture helps to achieve a greater work capacity with a lower water content.

Step 4. Calculate the content of cementitious material.:-

The content of cement and complementary cement material by volume can be calculated from the free w / c ratio of step 2. The calculated total cement material should be verified against the minimum content for durability requirements and the greater of two adopted values .

Step 5. Estimate the proportion of coarse aggregate:-

The following table shows the coarse aggregate volume for different fine aggregate zones for a w / c ratio of 0.5, which requires proper adjustment for other w / c ratios.

Volume of coarse aggregate per unit volume of total aggregate
 for different zones of fine aggregate

Step 6. Identify the combination of different sizes of coarse aggregate fractions.:-

The coarse aggregates of crushed stones are normally available in two sizes (20mm and 12.5mm). Coarse aggregates of different sizes can be suitably combined to meet grading requirements.

Step 7. Estimate the proportion of fine aggregate.:-

The quantity of cementitious material, water and the chemical mixture is found by dividing its mass by its respective specific gravity and multiplying it by 1/1000. The volume of all aggregates is obtained by subtracting the sum of the volume of these materials from the unit volume. From this, the total volume of aggregates, the weight of the coarse and fine aggregate, is obtained by multiplying by its friction of volumes (already obtained in step 5) with the respective specific gravity and then multiplying by 1000.

Step 8. Make test mixes:

Calculated mix ratios should always be verified using trail batches. Test mix concrete will be produced using real materials and production methods.

कंक्रीट मिक्स डिज़ाइन

कंक्रीट मिक्स डिज़ाइन कंक्रीट के विभिन्न घटकों, जैसे सीमेंट, समुच्चय, पानी, और योजक, को ठोस रूप से कम खर्चीली बनाने की विधि है, ठोस रूप से कम खर्चीली बनाने के लिए और ताजा अवस्था में विशिष्ट व्यावहारिकता और समरूपता गुण और कठोर अवस्था में स्थायित्व और स्थायित्व होगा।

कंक्रीट मिक्स का उद्देश्य

कंक्रीट मिक्स की खुराक का मुख्य उद्देश्य एक कंक्रीट बनाना है जिसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

1. प्लेसमेंट और समेकन को सुविधाजनक बनाने के लिए ड्रॉप के संदर्भ में संतोषजनक व्यवहार्यता की आवश्यकताएं।

2. प्रतिरोध आवश्यकताओं को पूरा करता है।

3. कुशलता से मिश्रित, परिवहन, रखा और जमाया जा सकता है।

4. निर्माण के लिए किफायती।

5. पर्यावरण को झेलने के लिए स्थायित्व की आवश्यकता को पूरा करता है जिसमें संरचना की सेवा करने की अपेक्षा की जाती है

मिश्रण अनुपात प्रक्रिया

चरण 1. मिश्रण अनुपात के लिए लक्ष्य औसत संपीड़ित ताकत की गणना करें:-

आईएस 10262 के खंड 3.2 के अनुसार लक्ष्य 28-दिन की औसत संपीड़ित ताकत।

ft = fck + 1.65s

     जहां फीट = 28 दिनों में संपीड़ित शक्ति लक्ष्य

              fck = चारित्रिक संकुचित शक्ति

            s = मानक विचलन।

नोट: पहली बार मिश्रण का उपयोग करते समय कम से कम 10 परीक्षण शक्ति नमूनों का उपयोग करके कंक्रीट के प्रत्येक ग्रेड के लिए मानक विचलन की गणना की जा सकती है।

अपर्याप्त परीक्षण के परिणाम उपलब्ध होने पर, मानक विचलन मूल्यों को ग्रहण किया जा सकता है

1. M = 3.5 M10 और M15 के लिए।

2. M20 और M25 के लिए 4.0 =

3. M30 और अन्य के लिए = 5।

चरण 2. अनुपात w / c का चयन करें:-

सामग्री के दिए गए सेट के लिए पानी-सीमेंट अनुपात को मुक्त करने के लिए संपीड़ित ताकत के अनुपात को स्थापित करना बेहतर है। यदि ऐसा अनुपात उपलब्ध नहीं है, तो विभिन्न पर्यावरणीय जोखिम स्थितियों के लिए अधिकतम w / c अनुपात, जैसा कि IS 456 की तालिका 5 में दर्शाया गया है। किसी विशेष ग्रेड के लिए पिछले अनुभव के आधार पर ग्रहण किया गया कोई भी मान, अधिकतम अनुमत मूल्य के विरुद्ध सत्यापित होना चाहिए।

चरण 3. पानी की सामग्री का चयन करें।:-

कंक्रीट के प्रति क्यूबिक मीटर माना जाने वाला पानी की गुणवत्ता आप मिश्रण की व्यावहारिकता तय करते हैं। मिश्रण में रासायनिक पानी को कम करने वाले एडिटिव्स का उपयोग कम पानी की सामग्री के साथ अधिक कार्य क्षमता प्राप्त करने में मदद करता है।

चरण 4: सीमेंट सामग्री की सामग्री की गणना करें।:-

मात्रा द्वारा सीमेंट और पूरक सीमेंट सामग्री की सामग्री की गणना चरण 2 के मुक्त डब्ल्यू / सी अनुपात से की जा सकती है। गणना की गई कुल सीमेंट सामग्री को स्थायित्व की आवश्यकताओं के लिए न्यूनतम सामग्री और दो अपनाया मूल्यों से अधिक के खिलाफ सत्यापित किया जाना चाहिए।

चरण 5. मोटे कुल के अनुपात का अनुमान लगाएं:-

निम्न तालिका 0.5 के w / c अनुपात के लिए विभिन्न ठीक समुच्चय क्षेत्रों के लिए मोटे कुल मात्रा को दर्शाती है, जिसके लिए अन्य w / c अनुपात के लिए उचित समायोजन की आवश्यकता होती है।

चरण 6. मोटे समुच्चय अंशों के विभिन्न आकारों के संयोजन की पहचान करें ।:-

कुचल पत्थरों के मोटे समुच्चय सामान्य रूप से दो आकारों (20 मिमी और 12.5 मिमी) में उपलब्ध हैं। ग्रेडिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न आकारों के मोटे समुच्चय को संयुक्त रूप से जोड़ा जा सकता है।

चरण 7. ठीक समुच्चय के अनुपात का अनुमान लगाएं।:-

अपने द्रव्यमान को उसके विशिष्ट गुरुत्व से विभाजित करके और 1/1000 से गुणा करके सीमेंट सामग्री, पानी और रासायनिक मिश्रण की मात्रा पाई जाती है। इकाई मात्रा से इन सामग्रियों के आयतन के योग को घटाकर सभी समुच्चय का आयतन प्राप्त किया जाता है। इस से, कुल की मात्रा, मोटे और महीन कुल का भार, संबंधित विशिष्ट गुरुत्व के साथ इसके वॉल्यूम (पहले से ही चरण 5 में प्राप्त) के घर्षण से गुणा करके और फिर 1000 से गुणा करके प्राप्त किया जाता है।

चरण 8. परीक्षण मिश्रण बनाएं:

परिकलित मिश्रण अनुपात हमेशा ट्रेल बैचों का उपयोग करके सत्यापित किया जाना चाहिए। वास्तविक सामग्री और उत्पादन विधियों का उपयोग करके टेस्ट मिक्स कंक्रीट का उत्पादन किया जाएगा।