C30普通水泥混凝土配合出设计（h）

C30普通水泥混凝土配合比设计
一、原始资料：
1)混凝土设计强度等级为C30，强度标准差为5.0MPa 。

要求由机械拌和、振捣，施工要求混凝土拌和物坍落度为35～50mm 。

桥梁所在地属寒冷地区。

2) 组成材料为可供应强度等级32.5MPa 复合硅酸盐水泥，实测28d 抗压强度为36.8MPa ，密度为3.1×103kg/m 3；中砂，表观密度为2.65×103kg/m 3，施工现场砂含水率为2%；粒径为5～37.5mm 碎石，表观密度为2.70×103
kg/m 3
，施工现场碎石含水率为1%；水为自来水。

设计要求:
1) 按所给资料计算出初步配合比。

2) 按初步配合比在试验室进行试拌，调整得出试验室配合比。

3) 根据现场砂、石实际含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。

设计步骤:
(一) 计算初步配合比 1．确定混凝土配制强度f cu,o
按题意已知:设计要求混凝土强度为30MPa ，标准差为5.0MPa 。

则混凝土配制强度为
f cu,o = f cu,k +1.645σ=30+1.645×5=38.225MPa
2．计算水胶比W/B
(1) 按强度要求计算水胶比 已知混凝土配制强度为38.225MPa ，水泥实际强度为36.8MPa 。

本单位无混凝土强度回归系数统一资料，查表回归系数αa =0.53、αb =0.20，则水胶比为
46.08
.3620.053.0225.388
.3653.0,=⨯⨯+⨯=+=b b a o cu b a f f f B W ααα (2 )按耐久性校核水胶比 根据混凝土所处环境属于寒冷地区，查表，允许最大水胶比为0.50，按强度计算的水胶比能满足耐久性要求，所以水胶比采用0.46。

3．选用单位用水量m w0
由题意已知，要求混凝土拌和物坍落度为30～50mm ，碎石最大粒径为37.5mm 。

查表，选用混凝土用水量为175kg/m 3。

4．计算单位水泥用量m b0
(1) 按强度计算单位水泥用量 已知混凝土单位用水量为175kg/m 3
，水胶比为0.46，混凝土单位水泥用量为
300/38146.0175
m kg B
W m m w b ===
(2) 按耐久性校核单位水泥用量 根据混凝土所处环境属于寒冷地区，查表，最小水泥用量不得小于300kg/m 3。

按强度计算单位水泥用量符合耐久性要求。

采用单位水泥用量372kg/m 3。

5.选定砂率βs
按已知集料用碎石，最大粒径37.5mm ，水胶比为0.46，查表，选取砂率为0.32。

6.计算砂石用量
(1)采用质量法 已知单位水泥用量为381kg/m 3，单位用水量为175 kg/m 3，假定混凝土拌和物湿表观密度为2400 kg/m 3，砂率为0.32，得
⎪⎩⎪
⎨⎧==+--=--=+32
.0/)1753812400(00
3
0000s g s s w b cp g s m m m m kg m m m m βρ 解得 m s0=590kg/m 3， m g0=1254kg/m 3。

按质量法计算得初步配合比为m c0∶m w0∶m s0∶m g0=381∶175∶590∶1254。

(2)采用体积法 已知水泥密度为3.1×103kg/m 3，砂的表观密度为2.65×103kg/m 3，碎石 表观密度为2.70×103
kg/m 3。

⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧=+---=+s
g s s w
w c c g g s s m m m m m m m βαρρρρ000
0000101000
非引气混凝土α=1，则
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧=+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛---=+32
.0/101175
10.3381100070.265.2000
300g s s g s m m m m kg m m α
解得砂用量为m s0=590kg/m 3，碎石用量为m g0=1254 kg/m 3。

按体积法计算得初步配合比为m c0∶m w0∶m s0∶m g0=381∶175∶590∶1254。

两种方法计算结果相近。

(二)调整工作性、提出基准配合比
1．计算试样材料用量
按计算初步配合比取样25L，则各种材料的用量为
水泥: (381×0.025)kg=9.525kg；
砂: (590×0.025)kg=14.75kg；
石子: (1254×0.025)kg=31.35kg；
水: (175×0.025)kg=4.375kg。

2．调整工作性
按计算材料用量拌制混凝土拌和物，测定其坍落度为25mm，不满足资料所给的施工和易性要求。

为此，保持水胶比不变，增加3%水泥浆，即水泥用量增至9.81kg，水用量增至4.51kg，再经搅拌后测得坍落度为40mm，粘聚性、保水性均良好。

3．提出基准配合比
可得出基准配合比为m b1∶m w1∶m s1∶m g1=392∶180∶585∶1243。

(三)检验确定、测定试验室配合比
1．检验强度
以0.46为基准，选用0.41、0.51和0.46三个水胶比，基准用水量不变，相应调整水泥、砂、碎石用量，分别拌制三组混凝土试样，其中对水胶比为0.41和0.51的两组混凝土作工作性调整，满足设计要求。

按三个水胶比分别做成试块，实测28d抗压强度。

与三个水胶比相应的28d抗压强度结果分别为45.lMPa、30.l MPa、37.8MPa。

绘制强度--水胶比曲线，确定与混凝土配制强度38.2MPa对应的水胶比为0.456。

所以试验室配合比为m c∶m w∶m s∶m g=395∶180∶584∶1241
2．混凝土实验室配合比
(1) 按强度试验结果计算配合比
水泥395 kg/m3，水180 kg/m3，砂584 kg/m3，石1241 kg/m3。

(2) 根据实测拌和物湿表观密度修正配合比
计算湿表观密度为 (395+180+584+1241) kg/m3=2400 kg/m3；
实测湿表观密度为 2478 kg/m3；
修正系数为 2478/2400=1.03。

如果这个修正系数>1.02；实测值超出假定值的20%；那么修正系数就有用了。

按实测湿表观密度修正各种材料用量。

水泥: (395×1.03)kg/m 3=407 kg/m 3
； 水: (180×1.03)kg/m 3=185 kg/m 3； 砂: (584×1.03)kg/m 3=602kg/m 3； 碎石: (1241×1.03)kg/m 3
=1278 kg/m 3。

因此，试验室配合比为
1278∶602∶185∶407∶∶∶2222=''''g s w b
m m m m 或
14.3∶48.1∶45.0∶1
(四) 换算工地配合比
根据工地实测，砂的含水率为2%，碎石的含水率为1%，各种材料的用量为 水泥: 407 kg/m 3；
砂: 602kg/m 3
×(l+2%)=614kg/m 3
； 碎石: 1278kg/m 3×(1+1%)=1291 kg/m 3；
水: [185-(602×2%+1278×1%)] kg/m 3=160 kg/m 3。

因此，工地配合比为m b ∶m w ∶m s ∶m g =407∶160∶614∶1291。