Concrete mix design as per IS Code 10262 in Hindi (आई एस कोड़ के अनुसार कंक्रीट मिक्सचर डिजाइन करना )

Concrete mix design as per IS Code 10262;2009  in Hindi (आई एस कोड़ के अनुसारकंक्रीट मिक्सचर डिजाइन करना )

कंक्रीट मिक्सचर डिजाइन (Concrete mix design) करने के लिए हम दोनों IS (Indian standard) कि सहायता लेंगे। यह है।
IS 456 :2000
IS 10262 :2009

हमें M35 ग्रेड का कंक्रीट मिक्सचर तैयार करना है
Characteristics compressive strength 35  N/mm2

Exposure के प्रकार मोडरेट - Modulate
design mix target slump = 150-175 mm
Fine aggregate = zone 3
Specific gravity of cement = 2.93
Specific gravity of water = 1
Specific gravity of admixture = 1.121
Specific gravity of coarse aggregate = 2.82
Specific gravity of fine aggregate = 2.65
Water assumption of coarse aggregate = 0.86 %
Water assumption of fine aggregate = 1.25 %

जानकारी के लिए बताना चाहूंगा कि जब भी कंक्रीट मिक्सचर डिजाइन करते हैं तब Water assumption  के लिए coarse aggregate और fine aggregate को saturated surface dry condition में चयन करते हैं।saturated surface dry condition में aggregate की ऊपरी सतह शुष्क तथा भीतर से नमी कि आद्रता होती है।

A- TARGET MEAN STRENGTH OF CONCRETE 

f’ck =fck + 1.65 s
जहां
f’ck = target average compressive strength at 28 days in N/mm2
fck = characteristics compressive strength at 28 days in N/mm2
and
s = standard deviation N/mm2
From Table  IS 456:2000 table -8 page -23

Standard Deviation, s = 5 N/mm²
And 1.65 tolerance factor

target strength f’ck = 35 + 1.65 x 5
= 43.25 N/mm²

2- DETERMINATION OF WATER-CEMENT RATIO
जल सीमेंट का अनुपात exposure पर निर्भर करता है।
From Table  IS 456:2000 table -5 page -20

सीमेंट का अनुपात exposure  मोडरेट (moderate) लिया है
IS 456:2000 के अनुसार मोडरेट (moderate)  exposure अधिकतम सीमेंट और पानी का अनुपात 0.5% देख सकते हैं।
Maximum water cement ratio = 0.5
Based on experience adopted water cement ratio
= 0.5 - 0.05
= 0.45 

3-DETERMINATION OF WATER CONTENT

From table -2 of IS 10262:2009(page-3)

IS code के अनुसार अधिकतम 25 मिलीमीटर से 50 मिलीमीटर के slump range लिए अधिकतम 186 लीटर पानी की आवश्यकता होती है।
लेकिन हमारा target of slump 150 to 175 मिलीमीटर है।
IS 10262-2009 clause 4.2 के अनुसार हम प्रत्येक अतिरिक्त 25 मिलीमीटर के लिए 3% की वृद्धि कर सकते हैं।
हमें 175 मिलीमीटर slump target के लिए कितना पानी की वृद्धि होगी
हमने देखा कि 175 मिलीमीटर slump के लिए 15% पानी की वृद्धि होगी।
Estimated water content for 175 mm slump
= 186+(15×186/100)
= 213.9 लीटर
Add mixture का उपयोग होने पर और मिक्सचर की strength बढ़ाने के लिए पानी को 15% कम करेंगे।
Actual water used =
= 213 - (15× 213.9/100)
= 181.82 लीटर

4- CALCULATION OF CEMENT CONTENT
From table -5 of IS 456:2000(page-20)

Table के अनुसार moderate exposure के लिए कम से कम cement 300 kg/m3 उपयोग कर सकते हैं अधिक होना चाहिए
Water cement ratio = 0.45
Water used = 181.82 लीटर

Cement containt = water containt/water cement ratio
= 181.82/0.45
= 404 kg /m3 
हमारा cement contains 300kg/m3 से अधिक है। अतः यह ठीक है

5- PROPORTIO0N OF VOLUME OF COARSE AGGREGATE AND FINE AGGREGATE CONTENT

(आईएस 10262: 2009) के अनुसार 20 मिमी आकार के coarse aggregate के लिए अनुपात
0.5 = 0.64 दिया गया है।

Now
Actual water ratio = 0.45
हमारा आईएस (10262: 2009) की उपेक्षा कम है
= (0.5-0.45)
= 0.05 ratio कम है।
पानी के सीमेंट अनुपात में कमी के रूप में, ठीक कुल को कम करने के लिए course के अनुपात में वृद्धि करना है।
0.05 के जल सीमेंट अनुपात में प्रत्येक कमी के लिए 0.01 की दर से वृद्धि हुई है।
इसलिए प्रत्येक 0.05 जल सीमेंट अनुपात में coarse aggregate के लिए वृद्धि = 0.01

So प्रत्येक 1 जल सीमेंट अनुपात के coarse aggregate  के लिए वृद्धि =  0.01 / 0.05
So प्रत्येक 0.05 जल सीमेंट अनुपात के coarse aggregate  के लिए वृद्धि
=  0.01×0.05 / 0.05
= 0.01

coarse aggregate का आयतन = 0.64+0.01
= 0.65

चूंकि यह कोणीय समुच्चय (angular aggregate) है और कंक्रीट को पंप किया जाना है, इसलिए coarse aggregate  को 10% तक कम किया जा सकता है।
Reference आईएस 10262: 2009)  caluse 4.4.1 page-3

अगर कंक्रीट को पंप करके नहीं भेजा जा रहा है तब जरूरत नहीं है। लेकिन जब कंक्रीट को पंप की सहायता से भेज रहे हैं तब coarse aggregate 0.65 को 10% कम करेंगे।
कम करने पर हम पाते हैं
= 0.65-(10×0.65/100)
= 0.585
Fine aggregate का आयतन
=1-0.585
= 0.415

6- CALCULATION OF MIX DESIGN

कंक्रीट की प्रति यूनिट मात्रा के मिक्स डिजाइन की गणना निम्नानुसार होगी 

A- कंक्रीट का आयतन =1m3
B- सीमेंट का आयतन = सीमेंट का द्रव्यमान (mass)/विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity of cement )×1000
= 404/2.93×1000
= 0.138 m3
C- पानी का आयतन = पानी का द्रव्यमान (mass)/विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity of water )×1000
= 181.82/1×1000
= 0.182 m3
D-  admixture का आयतन=admixture का द्रव्यमान (mass)/विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity of admixture )×1000
सीमेंट सामग्री के वजन से 1.2% की खुराक को अपनी आवश्यकता के अनुसार लेना जो 1.121 के रूप में विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity)ग्रहण करेगा।

= (1.2×404/1000)/(1.121×1000)
= 0.004 m3
E- घुली हुई हवा (intrapped air ) का आयतन
आईएस 10262: 2009) के अनुसार कंक्रीट में हवा की मात्रा 0 होनी चाहिए लेकिन अनुभव के आधार पर देखेंगे कि हवा रह जाती है।
इसलिए 20 मिलीमीटर coarse aggregate के लिए 2% लेते हैं।
= 2/100
= 0.02 m3
F-  coarse aggregate और fine aggregate का आयतन
= कंक्रीट का आयतन - ( सीमेंट का आयतन + पानी का आयतन + admixture का आयतन + हवा का आयतन)
= 1 -(0.138+ 0.182+0.004+0.02)
= 0.656 m3
G- coarse aggregate का द्रव्यमान (mass)
= सभी aggregate का आयतन × coarse aggregate का आयतन × विशिष्ट गुरुत्व specific gravity × 1000
= 0.656×0.0.585×2.82×1000
= 1082.2 किलोग्राम
H- fine aggregate का द्रव्यमान (mass)
= सभी aggregate का आयतन × fine aggregate का आयतन × विशिष्ट गुरुत्व specific gravity × 1000
= 0.656 × 0.415 × 2.65 × 1000
= 721.4 किलोग्राम
I- proportion for mix 

सीमेंट (Cement ) = 404 kg/m3
पानी (Water ) = 181.82 लीटर पर क्यूबिक मीटर
Fine aggregate= 721.4 kg/m3
Coarse aggregate = 1082.2 kg/m3
(60%  for 20 mm and 40% for 10 mm)
Admixture = 4.848 kg/m3
पानी और सीमेंट का अनुपात = 0.45 

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