普通混凝土配合比设计练习题

普通混凝土配合比设计

(1)组成材料

普通硅酸盐水泥32.5级，实测水泥28d胶砂抗压强度为36.8MPa，密度为ρc=3100kg/m³；中砂：表观密度ρs=2650kg/m³，施工现场砂含水率为2%；碎石：5～40㎜，表观密度ρg=2700㎏/m³，施工现场碎石含水率为1%；水：自来水；掺合料：S95级矿渣粉，掺量为胶凝材料的10%，表观密度ρg =2.8g/cm3

（2）设计要求

某桥梁工程桥台用钢筋混凝土（受冰雪影响），混凝土设计强度等级C30，要求强度保证率为95%，强度标准差计算值为3.0MPa。混凝土由机械拌合、振捣，施工要求塌落度为35～50㎜。试确定该混凝土的设计配合比及施工配合比。

解：

①步骤一：初步配合比设计

②步骤二：基准配合比设计（按初步配比试拌0.025m³混凝土拌合物，……，将混泥土拌合物搅拌均匀后，做塌落度实验，测得塌落度为25㎜，水泥浆增/减用量3%）

③步骤三：设计配合比计算（拌制混凝土拌合物并成型试件，三个水灰比相应的28d抗压强度结果分别为：45.1MPa、37.8MPa、30.1MPa；实测表观密度：ρt c，=2478kg/m³）

④步骤四：施工配合比计算

配合比设计案例

一、题目：

某工程剪力墙，设计强度等级为C40，现场泵送浇筑施工，要求坍落度为190～210mm，请设计混凝土配合比。施工所用原材料如下：

水泥：P.O42.5R,表观密度ρc =3.1g/cm3；

细骨料：天然中砂，细度模数2.8，表观密度ρs=2.7g/cm3

粗骨料：石灰石碎石5-25mm连续粒级、级配良好，表观密度ρg| =2.7 g/cm3

掺合料：Ⅱ级|粉煤灰，掺量为胶凝材料的15%，表观密度ρg =2.2 g/cm3；S95级矿渣粉，掺量为胶凝材料的15%，表观密度ρg =2.8g/cm3；|

外加剂：萘系泵送剂水剂，含固量30%，推荐掺量为胶凝材料的2%，减水率20%，密度ρm=1.1 g/cm3水：饮用自来水

二、配合比计算|

①确定配制强度：

该工程无近期统计标准差σ资料，查表, C40强度标准差σ值取5.0MPa混凝土配制强度fcu,o ≥|fcu,k +1.645σ = 40+1.645×5.0 = 48.225 (MPa)

取fcu,o = 49.0 MPa

如果设计强度等级≥C60,则计算强度|

fcu,o ≥1.15 fcu,k|

②确定水胶比

胶凝材料中粉煤灰掺量15%，矿渣粉掺量15%，查表粉煤灰影响系数Ⅱ级灰γf取0.83，粒化高炉矿渣粉影响系数γs取1.00。

水泥为42.5R，无实测胶砂强度值，富余系数r取1.16，则

fce= γ c| fce,g=1.16×42.5=49.3 (MPa)

胶凝材料28d胶砂强度计算值：

fb =γf|γ s fce=0.83×1.00×49.3= 40.9(MPa)|

水胶比：W/B =αa fb /(fcu,o+αa αb fb) =(0.53×40.9) /| (49.0+0.53×0.20×40.9) = 0.41

③确定用水量

查中砂混凝土用水量表:坍落度要求190~210mm，按200mm设计

|查塑性混凝土的用水量，坍落度90mm，碎石最大公称料径31.5mm对应用水量205kg，以90mm坍落度的用水量为基础，按每次增大20mm坍落度相应增加5kg用水量来计算坍落度200mm时，每m3混凝土用水量，(200mm -90mm) ÷ 20mm/次= 5.5次

用水量 205 kg/m3 + 5kg/次×5.5次= 232.5| kg/m3

掺萘系泵送剂，考虑外加剂的减水作用，计算每m3混凝土用水量：|

mwo = 232.5×(1-20%) = 186 kg/m3

④计算胶凝材料用量|

胶凝材料总量

mb0 = 186 / 0.41=454 kg/m3|

其中粉煤灰用量 mf0 = 454×15% = 68 kg/m3

矿渣粉用量：ms0 = 454×15% = 68| kg/m3

水泥用量 mc0 = 454- 68-68 = 318 kg/m3|

⑤外加剂用量

mm0 = 454×2%=9.08kg/m3|

外加剂含水量|

9.08×(1-30%)=6.36kg

对水胶比影响：(186+6.36)/454=0.424|

0.424-0.41=0.014＞0.01

故用水量要扣除外加剂含水量，则每m3混凝土用水量：

Mwo=186-6.36=180kg

⑥确定砂率

|按泵送混凝土砂率宜为35%~45%，选砂率40％

⑦确定砂、石用量|

1) 以质量法计算：|

|假定该混凝土拌合物表观密度mcp= 2400 kg/m3

采用质量法计算粗、细骨料用量时：|

即：68| + 68 + 318 + mg0 + ms0 + 180 + 9.08 = 2400

40% = ms0 /（mg0| + ms0）

联立求解二元一次方程得：mg0 =1054kg/m3， ms0=703kg/m3 |

|则质量法的计算配合比为：

材料名称水泥矿粉粉煤灰砂碎石泵送剂水

计算用量（kg/m3）318 68 68 703 1054 9.08 180 计算比例 1 0.21 0.21 2.21 3.31 2.8% 0.57

2) 采用体积法计算|

|混凝土所有材料的体积之和为1m3：

即：|

318/3100 + 68/2200 + 68/2800|+ mg0/2700 + ms0/2700 + 180/1000 + 9.08/1100 + 0.01×1.00 = 1

| 40% =（ms0）/（mg0 + ms0）

联立求解二元一次方程得：|

碎石mg0 =| 1060kg/m3，

砂ms0 = 706kg/m3，|