普通混凝土配合比设计

Cement Concrete
确定三个参数的基本原则： 确定三个参数的基本原则：
在满足混凝土强度和耐久性的基础上， 在满足混凝土强度和耐久性的基础上 ， 确定混凝土的水灰比； 确定混凝土的水灰比； 在满足混凝土施工要求的和易性基础上， 在满足混凝土施工要求的和易性基础上 ， 根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的 单位用水量； 单位用水量； 砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后 略有富余的原则来确定砂率。 略有富余的原则来确定砂率。 通过掺合料和外加剂的使用满足节约成 本提高混凝土性能
26－32 25－31 24－30 30－35 29－34 27－32 － － － － － － 30－35 29－34 28－33 33－38 32－37 30－35 － － － － － － 33－38 32－37 31－36 36－41 35－40 33－38 － － － － － － 41－36 35－40 34－39 39－44 38－43 36－41 － － － － － － Cement Concrete
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二、混凝土配合比设计的资料准备
了解工程设计要求的混凝土强度等级，以便确 了解工程设计要求的混凝土强度等级， 混凝土强度等级 定混凝土配制强度。 定混凝土配制强度。 了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求， 混凝土耐久性的要求 了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，以 便确定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥 用量。 用量。 了解结构构件断面尺寸及钢筋配制情况，以便 了解结构构件断面尺寸及钢筋配制情况， 结构构件断面尺寸及钢筋配制情况 确定混凝土骨料的最大粒径。 确定混凝土骨料的最大粒径。 了解混凝土施工方法及管理水平 施工方法及管理水平， 了解混凝土施工方法及管理水平，以便选择混 凝土拌和物坍落度及混凝土强度的标准差。 凝土拌和物坍落度及混凝土强度的标准差。
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混凝土配合比设计的步骤
Ⅰ初步计算配合比
Ⅱ 基准配合比
调整坍落度 校核强度、 校核强度、耐久性 扣减工地砂石含水量
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Ⅲ 实验室配合比
Ⅳ 施工配合比
二、初步计算配合比
计算步骤： 计算步骤： 第一步： 第一步：确定配制混凝土强度 第二步： 第二步：确定水灰比 第三步： 第三步：确定用水量 第四步： 第四步：确定水泥用量 第五步： 第五步：确定砂率 第六步： 第六步：确定砂石用量 第七步： 第七步：确定掺和料的用量和外加剂的掺量
联立两式，即可求出 联立两式，即可求出mgo、mso。 Cement Concrete
配合比的试配、 配合比的试配、调整
以上求出的各材料用量， 以上求出的各材料用量，是借助于一些经验公 式和数据计算出来的， 式和数据计算出来的，或是利用经验资料查得 的，因而不一定能够完全符合具体的工程实际 情况，必须通过试拌调整， 情况，必须通过试拌调整，直到混凝土拌和物 的和易性符合要求为止， 的和易性符合要求为止，然后提出供检验强度 用的基准配合比。 用的基准配合比。：
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质量法： 质量法：
假设1M 混凝土拌和物的质量为某一确定值m 假设 3混凝土拌和物的质量为某一确定值 cp， 则可列 方程： 方程：
m
co
+ m
go
+ m
so
+ m
wo
= m
cp
β
s
m so = m so + m
× 100 %
go
每立方米混凝土的水泥用量（ ） 式中 mco───每立方米混凝土的水泥用量（kg）； 每立方米混凝土的水泥用量 mgo------每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）; 每立方米混凝土的粗骨料用量（ ） 每立方米混凝土的粗骨料用量 mso──－每立方米混凝土的细骨料用量（kg）； －每立方米混凝土的细骨料用量（ ） βs────砂率（％）； 砂率（ 砂率 mcp──1m3混凝土拌和物的假定质量 其值可取 混凝土拌和物的假定质量,其值可取 其值可取2400～2500kg. ～
ρ β
s
co c
go g
ρ
ρ
go
so s
ρ
wo w
m so m so + m
× 100
%
水泥密度,可取 式中 ρc───水泥密度 可取 水泥密度 可取2900～3100 （kg/m3）； ～ 粗骨料的表观密度（ ρg───粗骨料的表观密度（ kg/m3 ）； 粗骨料的表观密度 ρs───细骨料的表观密度（ kg/m3 ）； 细骨料的表观密度（ 细骨料的表观密度 ρw───水的密度 可取 水的密度,可取 水的密度 可取1000 （ kg/m3 ）； α─混凝土的含气量百分数， 在不使用引气型外加剂时 ， 又 混凝土的含气量百分数， 混凝土的含气量百分数 在不使用引气型外加剂时， 可取1。 可取 。
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混凝土的砂率（％） 混凝土的砂率（％）
（JGJ/T55-96） JGJ/T55-96）
水灰比 （W/C） ） 0.4 0.5 0.6 0.7 卵石最大粒径（ 卵石最大粒径（mm） ） 10 20 40
表 3－ 7
碎石最大粒径（ 碎石最大粒径（mm） ） 16 20 40
一、混凝土配合比设计的基本要求
满足混凝土结构设计——强度等级； 满足混凝土结构设计 强度等级； 强度等级 满足混凝土施工——和易性； 和易性； 满足混凝土施工 和易性 满足工程所处环境——耐久性的要求； 耐久性的要求； 满足工程所处环境 耐久性的要求 符合经济原则——尽可能采用当地材料 。 尽可能采用当地材料。 符合经济原则 尽可能采用当地材料
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第一步： 第一步：混凝土配制强度的确定
依据公式： 依据公式：
fcu.0 ＝ fcu.k + 1.645σ
混凝土配制强度（MPa） 式中： cu. 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； 混凝土立方体抗压强度标准值； cu.
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选取M 混凝土的用水量（ 第三步 选取 3混凝土的用水量（mwo)
根据所用粗骨料的种类、 根据所用粗骨料的种类、最大粒径及施工所要 求的坍落度值，查表，选取1 求的坍落度值，查表，选取 M3混凝土的用水 量。
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计算1M 混凝土的水泥用量（ 第四步 计算 3混凝土的水泥用量（mco）
混凝土强度标准差（MPa） σ——混凝土强度标准差（MPa）。 σ的确定： 的确定： A、施工单位有强度历史资料时，依公式计算； 施工单位有强度历史资料时，依公式计算； 表取用。 B、施工单位无强度历史资料时，查（P88）表取用。 施工单位无强度历史资料时， Cement Concrete
第二步、初步确定水灰比（ 第二步、初步确定水灰比（W/C） ）
联立两式，即可求出 联立两式，即可求出mgo、mso。
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B、 体积法 、
假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和 混凝土拌和物中所含空气体积之总和，可列出下式： 混凝土拌和物中所含空气体积之总和，可列出下式：
m + = m + m + m + 0 . 01 α = 1
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掌握原材料的性能指标。 掌握原材料的性能指标。 品种、 水 泥──品种、强度等级、密度； 品种 强度等级、密度； 石骨料──种类 表观密度、级配、 种类、 砂、石骨料 种类、表观密度、级配、 最大粒径等； 最大粒径等； 拌和用水──水质情况 水质情况； 拌和用水 水质情况； 外加剂──品种 性能、适宜掺量； 品种、 外加剂 品种、性能、适宜掺量； 掺和料——粉煤灰、矿渣、硅粉等。 粉煤灰、 掺和料 粉煤灰 矿渣、硅粉等。
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三、混凝土配合比设计中的三个参数
水与水泥之间的比例关系——水灰比表示； 水灰比表示； Ⅰ、水与水泥之间的比例关系 水灰比表示 砂与石子之间的比关系——砂率表示； 砂率表示； Ⅱ、砂与石子之间的比关系 砂率表示 水泥浆与骨料之间的比例关系——单位体 Ⅲ、水泥浆与骨料之间的比例关系 单位体 积用水量来表示。 积用水量来表示。 Ⅳ、掺和料和外加剂的掺量
计算——根据确定的水灰比（W/C）和选用的 根据确定的水灰比（ 计算 根据确定的水灰比 ） 单 位 用 水 量 （ mwo ） ， 可 计 算 出 水 泥 用 量 （mco）。
W/C=mwo/mwc
mco=mwo/(W/C)
校核——为保证混凝土的耐久性，由上式计算 校核 为保证混凝土的耐久性， 为保证混凝土的耐久性 得出的水泥用量还应满足表规定的最小水泥用 量的要求； 量的要求； 取值——两者最大值。 两者最大值。 取值 两者最大值
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二、基准配合比——和易性的调整 和易性的调整
按初步计算配合比称取实际工程中使用的材料 进行试拌，混凝土的搅拌方法， 进行试拌，混凝土的搅拌方法，应与生产时使 用的方法相同。混凝土搅拌均匀后， 用的方法相同。混凝土搅拌均匀后，检查拌和 物的性能。 物的性能。 当试拌出的拌和物坍落度或维勃稠度不能满足 要求，或粘聚性和保水性不良时， 要求，或粘聚性和保水性不良时，应在保持水 灰比不变的条件下相应调整用水量和砂率， 灰比不变的条件下相应调整用水量和砂率，直 到符合要求为止。 到符合要求为止。 然后提出供检验强度用的基准配合比。 然后提出供检验强度用的基准配合比。
依混凝土强度公式： 依混凝土强度公式：
f cu， = α a f ce C / W − α b） （ 0
α a • f ce W = C f cu , 0 + α a • α b • f
耐久性校核： 耐久性校核： 结果——两者取最小值。 两者取最小值。 结果 两者取最小值
ce
水灰比还不得大于表中规定的最大水灰比值
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选取合理砂率值（ 第五步 选取合理砂率值（βs）
方法： 方法：
依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率； Ⅰ、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率； 根据混凝土拌和物的和易性， Ⅱ、根据混凝土拌和物的和易性，通过试验求出 合理砂率——坍落度最大的最小砂率； 坍落度最大的最小砂率； 合理砂率 坍落度最大的最小砂率 如无试验资料，可根据骨料品种、 Ⅲ、如无试验资料，可根据骨料品种、规格和水 灰比，按表选用。 灰比，按表选用。
混凝土配合比设计
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混凝土配合比设计
目的： 目的： 确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。 确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。 水泥、砂子、石子、掺和料、 水、水泥、砂子、石子、掺和料、外加剂
常用的表示方法： 常用的表示方法： 以每1m 混凝土中各项材料的质量表示， 以每 3混凝土中各项材料的质量表示， 水泥（ 水泥（mc）300 kg、水（mw）180 kg、砂（ms）720 kg、 、 、 、 石子（ ；掺和料60 ；外加剂3 石子（mg）1200 kg；掺和料 kg；外加剂 kg 以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为1） 以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为 ） 如 水泥：砂：石子：水：掺和料、外加剂；＝1： 2.4:4:0.6：0.2：0.01 ： ： Cement Concrete
计算粗、细骨料的用量（ 第六步 计算粗、细骨料的用量（mgo）及（mso）
A 质量法： 质量法： 若原材料情况比较稳定， 若原材料情况比较稳定 ， 所配制的 混凝土拌和物的表观密度将接近一个固 定值。 定值。 B 体积法： 体积法： 假定混凝土拌和物的体积等于各组 成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含 空气体积之总和。 空气体积之总和。
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三、实验室（设计）配合比——强度校验 实验室（设计） 强度校验
采用三个不同的配合比，其一为基准配合比， 采用三个不同的配合比，其一为基准配合比， 另外两个配合比的W/C较基准配合比分别增加 另外两个配合比的 较基准配合比分别增加 或减少0.05。 或减少 。 每种配合比至少制作一组（三块）试件， 每种配合比至少制作一组（三块）试件，标准 养护到28d时进行强度（或耐久性）测试。 时进行强度（ 养护到 时进行强度 或耐久性）测试。 由试验得出的各灰水比及其对应的混凝土的强 和耐久性）关系， 度（和耐久性）关系，用作图法或计算法求出 与混凝土配制强度（ 相对应的灰水比,并 与混凝土配制强度 （ fcu,o） 相对应的灰水比 并 确定出设计配合比。 确定出设计配合比。