普通混凝土配合比设计PPT课件
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《混凝土配合比设计 》课件
大体积混凝土由于其体积大、水化热高、容易产生裂 缝等特点，在配合比设计时需要特别注意。主要考虑 因素包括水泥品种和用量、骨料粒径和级配、水灰比 、外加剂等，以控制混凝土的水化热和收缩，防止裂 缝的产生。
案例二：大体积混凝土配合比设计
大体积混凝土配合比设计的挑战
大体积混凝土配合比设计的挑战主要在于如何有效控制 混凝土的水化热和收缩、如何保证混凝土的施工性能和 耐久性、如何降低混凝土的成本等。这些挑战需要结合 具体工程情况进行研究和解决。
水泥的选择与质量控制
01
02
03
水泥品种
根据工程要求和当地资源 条件，选择适当强度等级 、性能优良的水泥品种。
水泥等级
确保水泥的强度等级符合 设计要求，并具备质量证 明文件。
水泥储存
水泥应存放在干燥、通风 良好的地方，避免受潮结 块。
骨料的选择与质量控制
骨料种类
根据混凝土的设计要求，选择适当的骨料种 类，如碎石或卵石。
混凝土配合比设计是混凝土制备的关键环节，对混凝土的质量和性能具有决定性 的影响。
混凝土配合比设计的重要性
保证混凝土的强度和耐久性
合理的配合比设计可以保证混凝土具有足够的 强度和耐久性，以满足工程要求。
提高混凝土的工作性
良好的配合比设计可以使混凝土具有良好的工 作性，易于搅拌、运输和浇筑。
控制工程成本
《混凝土配合比设 计》PPT课件
目 录
• 混凝土配合比设计概述 • 混凝土原材料的选择与质量控制 • 混凝土配合比设计的方法与步骤 • 混凝土配合比的优化与调整 • 混凝土配合比设计案例分析
01
混凝土配合比设计概述
混凝土配合比设计的概念
混凝土配合比设计是指根据工程要求、结构形式、施工条件、环境条件等因素， 确定混凝土各组分的比例关系，以满足强度、耐久性、工作性等性能要求的过程 。
《配合比培训教程》课件
01
采用高精度计量设备，并定期进行校准和维护，确保计量准确
性。
控制砂石含水率
02
加强砂石含水率的监测和控制，及时调整配合比中的用水量。
优化配合比设计
03
根据工程要求和实际情况，结合理论知识，优化配合比设计，
提高混凝土性能。
配合比问题解决实例
某桥梁工程配合比问题
该工程采用C50混凝土，由于配合比设计不合理，导致混凝土强度不达标。通 过优化配合比设计，调整砂石比例和水灰比，最终满足工程要求。
以C30混凝土为例，配合比计算步骤如 下
4. 根据选定的公式和确定的原材料比例 ，计算出C30混凝土的配合比为：砂子 787kg、石子1123kg、水泥425kg、水 188kg。
3. 根据经验或试验数据，确定砂率、石 子比例、水泥比例、水比例分别为0.38 、1.58、0.45、0.19。
1. 确定混凝土强度等级为C30，坍落度 要求为30-50mm。
按特殊要求分类
可分为耐腐蚀混凝土配合 比、耐火混凝土配合比等 。
02 配合比计算
配合比计算公式
配合比计算公式
根据不同的混凝土强度等 级和施工要求，采用不同 的配合比计算公式，如重 量法、体积法等。
重量法
根据原材料的重量比例计 算出混凝土的配合比，需 要精确测量各原材料例计 算出混凝土的配合比，需 要测量各原材料的堆积密 度。
某高层建筑配合比问题
该工程采用泵送混凝土，由于砂石含水率不稳定，导致混凝土流动性差。通过 加强砂石含水率监测和控制，以及调整配合比中的用水量，最终解决了问题。
05 配合比发展趋势与展望
配合比技术发展趋势
智能化
配合比技术正朝着智能化方向发展，通过引入人工智能和 大数据技术，实现配合比的自动计算和优化，提高配合比 的准确性和效率。
08840_混凝土配合比设计培训课件
2024/1/26
性能检测
对所设计的特殊混凝土进行强度、耐久性、工作性能等方面的检测， 确保满足特殊工程环境或特殊性能要求。
18
05
配合比设计常见问题与解 决方案
2024/1/26
19
配合比设计常见问题
01
配合比设计不合理，导 致混凝土强度不足或过 高
2024/1/26
02
原材料质量不稳定，影 响混凝土性能
分类
按施工方法、用途、强度等级等可分为多种类 型，如普通混凝土、高性能混凝土、轻质混凝 土等。
4
混凝土的性能指标
01
02
03
04
和易性
反映混凝土拌合物的流动性、 粘聚性和保水性。
强度
混凝土的抗压、抗拉、抗折等 力学性能。
变形性能
包括弹性模量、徐变、收缩等 。
耐久性
抵抗环境介质侵蚀的能力，如 抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等
组成
混凝土主要由水、骨料（砂、石）、水泥和掺 合料等组成。
01
骨料
占据混凝土大部分体积，对混凝土性 能有重要影响。
03
掺合料
改善混凝土性能，减少水泥用量，降低成本 。
2024/1/26
05
02
水
使混凝土拌合物具有流动性，硬化后形成孔 隙和通道。
04
水泥
与水反应形成水泥石，将骨料胶结成 一个整体。
06
2024/1/26
24
混凝土配合比设计在工程中的应用
2024/1/26
不同工程类型对混凝土性能的要求
01
概述建筑结构、水利工程、道路工程等不同类型工程对混凝土
性能的特殊要求。
配合比设计在工程实例中的应用
水泥混凝土配合比ppt课件
品标准制订中）等； 特种水泥——抗电磁干扰的水泥等。 强度分类——32.5、42.5等等。
6
粗集料
按类型分类： 耐酸集料——主要有：花岗岩、石英岩、辉
绿岩、玄武岩、安山岩等； 耐碱集料——主要有：石灰岩、白云岩、花
岗岩等； 耐火集料——一般有粘土质原料、高铝质原
料、硅质原料等人工制备； 轻质集料——多孔凝灰岩、膨胀珍珠岩、珊
16
减水剂
目前市场上的减水剂有二大类，一类是那 萘系减水剂，另一类是聚羧酸减水剂。
萘系减水剂绝对价格低、减水率较小、掺 量大、拌和时容易控制，一般适用于中、 低标号的混凝土；
聚羧酸减水剂绝对价格高、减水率大、掺 量小、拌和条件控制严格，适用于高标号 混凝土。
17
要求减水剂常用的几个指标
中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗完整版完整版pptppt课件课件1616对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行常规的氯离子硫酸根离子等检测外一常规的氯离子硫酸根离子等检测外一定要进行配合比强度凝结时间施工性定要进行配合比强度凝结时间施工性等验证
11
原材料的选择
水泥：作为混凝土的胶凝材料，水泥 的选择对混凝土的各种性能影响很大。
除了规范明确规定水泥品种与标号外， 合理选择水泥；
根据施工艺，选择水泥品种与标号； 综合考虑外掺材料与水泥的关系； 根据构件所处的环境考虑水泥的品种
与整个配合比设计方案。
12
水泥的选择
在配合比设计中，尽可能使用减水剂等外 加剂；
水
泥： 某 P·II 42.5水泥
超细混合材: 硅灰
比表面积 22000m2/Kg
6
粗集料
按类型分类： 耐酸集料——主要有：花岗岩、石英岩、辉
绿岩、玄武岩、安山岩等； 耐碱集料——主要有：石灰岩、白云岩、花
岗岩等； 耐火集料——一般有粘土质原料、高铝质原
料、硅质原料等人工制备； 轻质集料——多孔凝灰岩、膨胀珍珠岩、珊
16
减水剂
目前市场上的减水剂有二大类，一类是那 萘系减水剂，另一类是聚羧酸减水剂。
萘系减水剂绝对价格低、减水率较小、掺 量大、拌和时容易控制，一般适用于中、 低标号的混凝土；
聚羧酸减水剂绝对价格高、减水率大、掺 量小、拌和条件控制严格，适用于高标号 混凝土。
17
要求减水剂常用的几个指标
中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗完整版完整版pptppt课件课件1616对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行常规的氯离子硫酸根离子等检测外一常规的氯离子硫酸根离子等检测外一定要进行配合比强度凝结时间施工性定要进行配合比强度凝结时间施工性等验证
11
原材料的选择
水泥：作为混凝土的胶凝材料，水泥 的选择对混凝土的各种性能影响很大。
除了规范明确规定水泥品种与标号外， 合理选择水泥；
根据施工艺，选择水泥品种与标号； 综合考虑外掺材料与水泥的关系； 根据构件所处的环境考虑水泥的品种
与整个配合比设计方案。
12
水泥的选择
在配合比设计中，尽可能使用减水剂等外 加剂；
水
泥： 某 P·II 42.5水泥
超细混合材: 硅灰
比表面积 22000m2/Kg
《混凝土配合比设计 》ppt课件
要求：
1、试设计混凝土配合比〔按枯燥资料计算〕。 2、施工现场砂含水率3％，碎石含水率1％，求施工配合比。
【解】：初步计算配合比的计 算
⑴、 确定配制强度〔fcu,o〕 fcu,o ＝ fcu,k+1.645σ＝30＋
1.645×5.0=38.225 MPa ⑵、 确定水灰比〔W/C〕
碎石 αa＝0.46 αb=0.07
W/C=αafce/(fcu,o+αa.αbfce) =0.46×46.7/(38.225+0.46×0.07×46.7)=0.54
由于框架构造梁处于枯燥环境，查表6－ 14，〔W/C〕max=0.65，故可取w/c=0.54。
⑶、 确定一方用水量〔mwo〕 查表，取mwo＝195 kg
⑷、 计算水泥用量〔mco〕 mco＝mwo/(W/C)=195/0.54=361(kg)
• 在满足混凝土强度和耐久性的根底上，确定混 凝土的水灰比；
• 在满足混凝土施工要求的和易性根底上，根据 粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量；
• 砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富 余的原那么来确定砂率。
2.2 混凝土配合比设计的步骤
Ⅰ初步计算配合比
一方混凝土各原资料用量
Ⅱ 基准配合比
第二节 混凝土配合比设计
目的：
确定混凝土中各组成资料数量之间的比例关系。
常用的表示方法：
以每1混凝土中各项资料的质量表示，
水泥〔mc〕300 kg、水〔mw〕180 kg、砂〔ms〕720 kg、石子〔mg〕1200 kg；
以各项资料的质量比来表示〔以水泥质量为1〕
如
水泥：砂：石子＝1：2.4:4，水：水泥＝0.6
定
根据公式：
1、试设计混凝土配合比〔按枯燥资料计算〕。 2、施工现场砂含水率3％，碎石含水率1％，求施工配合比。
【解】：初步计算配合比的计 算
⑴、 确定配制强度〔fcu,o〕 fcu,o ＝ fcu,k+1.645σ＝30＋
1.645×5.0=38.225 MPa ⑵、 确定水灰比〔W/C〕
碎石 αa＝0.46 αb=0.07
W/C=αafce/(fcu,o+αa.αbfce) =0.46×46.7/(38.225+0.46×0.07×46.7)=0.54
由于框架构造梁处于枯燥环境，查表6－ 14，〔W/C〕max=0.65，故可取w/c=0.54。
⑶、 确定一方用水量〔mwo〕 查表，取mwo＝195 kg
⑷、 计算水泥用量〔mco〕 mco＝mwo/(W/C)=195/0.54=361(kg)
• 在满足混凝土强度和耐久性的根底上，确定混 凝土的水灰比；
• 在满足混凝土施工要求的和易性根底上，根据 粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量；
• 砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富 余的原那么来确定砂率。
2.2 混凝土配合比设计的步骤
Ⅰ初步计算配合比
一方混凝土各原资料用量
Ⅱ 基准配合比
第二节 混凝土配合比设计
目的：
确定混凝土中各组成资料数量之间的比例关系。
常用的表示方法：
以每1混凝土中各项资料的质量表示，
水泥〔mc〕300 kg、水〔mw〕180 kg、砂〔ms〕720 kg、石子〔mg〕1200 kg；
以各项资料的质量比来表示〔以水泥质量为1〕
如
水泥：砂：石子＝1：2.4:4，水：水泥＝0.6
定
根据公式：
混凝土配合比课件
20
185
175
160
190
180
165
拌合物稠度
塑性混凝土的用水量(kg/m3) 卵石最大粒径(mm)
碎石最大粒径(mm)
项目
指标
10
20
31.5
40
16
20
31.5
40
10～30
190
170
160
150
200
185
175
165
坍落 35～50
200
180
170
160
210
1．坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。 2．坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水灰比按上表选 取。 3．坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在上表的基础上，按坍落度每增大 20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。
6.确定1m3混凝土的砂石用量（体积法）
粒径Dmax
概
率
4.了解施工管理水平、施工方法等，以便正确选择
分
混凝土的各项参数；
布
5.了解各项原材料的物理参数。
①水泥的品种、标号、密度； ②砂、石骨料的种类、表观密度、级配、石子、 最大粒径； ③拌和用水的水质情况；
混凝土强度
四、混凝土配合比设计的三参数
混凝土：四个基本变量： 水泥、水、砂子、石子
mc′=mc ms′=ms(1+a%) mg′=mg(1+b%) mw′=mw-ms·a%-mg·b%
【例】基准配合比
1.试配 按初步计算配合比，取样25L，各材料用量为： 水泥：0.025×273=6.825㎏； 水：0.025×175=4.375㎏； 砂：0.025×702=17.55㎏； 石：0.025×1248=31.2㎏。
普通混凝土配合比 PPT课件
15
3 基本规定
环境类别 一 二a
二b
三
四
条件
室内正常环境
室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环 境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水 或土壤直接接触的环境
使用除冰盐的环境；严寒和寒玲地区冬季水位 变动的环境；滨海室外环境
海水环境
五 受人为或自然的慢蚀性物质影响的环境
• 强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求 这是本次规程修订的重点之一。
11
混凝土的耐久性
混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其 良好的使用性能和外观完整性，从而维 持混凝土结构的安全、正常使用的能力 称为耐久性。
12
包括： • 抗渗性 • 抗冻性 • 抗侵蚀性 • 抗碳化性能 • 碱-骨料反应 • 抗氯离子渗透 • 钢筋锈蚀
9
2 术语、符号
fb—胶凝材料28d胶砂抗压强度实测值（MPa） m0（—k计g）算；（基准）配合比每立方米混凝土的用量 γf—粉煤灰影响系数； γs—粒化高炉矿渣粉影响系数； Pt—压六值个（试M件Pa中）不；少于4个未出现渗水时的最大水 P—设计要求的抗渗等级值； Tt—试配时要求的坍落度值（mm）； Tp—入泵时要求的坍落度值（mm） ΔT—试验测得的预计出机到泵送时间段内的坍落
（维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为 零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划 分为5个。）
3
2 术语、符号
等级 V0 V1 V2 V3 V4
维勃稠度（s） ≥31 30~21 20~11 10~6 5~3
4
2 术语、符号
2.1.3塑性混凝土：拌合物坍落度为10mm～ 90mm的混凝土。
2.1.4流动性混凝土：拌合物坍落度为 100mm～150mm的混凝土。
普通混凝土配合比设计统一模版ppt课件
实验室设计配合比
用水量（mw）─取基准配合比中的用水量，并根 据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进 行适当的调整；
胶材用量（mc+mf）─以用水量乘以选定出的胶水 比计算确定；
粗、细骨料用量（mg、ms）─取基准配合比中的 粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行适当的 调整。
建筑材料学——混凝土
41
Ⅳ 施工配合比
建筑材料学——混凝土
42
第3讲 结束
建筑材料学——混凝土
43
Bolomey 公式
fcu=αa ·fb（B/W –αb）
fcu—混凝土28d抗压强度，MPa fb —胶凝材料28d抗压强度实测值，MPa αa 、αb——回归系数，与骨料的品种有关.
建筑材料学——混凝土
44
fb：胶凝材料28d抗压强度实测值，MPa
15
表观密度法续
1 S G W n
CF CF CF
S G ( n 1) W 1
CF W B
n
(1
F C
)(
n
W
1) W B
1
建筑材料学——混凝土
16
3-基本参数
W/B ：水胶比
W ：单位用水量
S P ：砂率
建筑材料学——混凝土
17
参数取值原则——
1 同时满足强度、耐久性前提下，取W/C大的。 2 在符合工作性要求前提下，取W较小的。 3 在满足粘聚性要求下，取砂率较小的。 4 注意最大水灰比、最小水泥用量要求。
n —试验组数(n≥25)； fcu,I —第i组试件的抗压强度，MPa； fcu —n 组抗压强度的算术平均值，MPa； σ—n 组抗压强度的标准差，MPa。
意义：标准差是正态分布曲线上两侧的拐点 离开强度平均值处对称轴的距离，它反映了 强度离散性（即波动）的情况。
混凝土配合比设计讲义ppt课件
4、初步计算配合比
第一步：混凝土配制强度确实定
❖ 根据混凝土强度保证率95％的原那么： ❖ fcu.0 ＝ fcu.k + 1.645σ ❖ σ确实定： ❖ 施工单位有强度历史资料时，统计法确定； ❖ 施工单位无强度历史资料时，查表确定 ： ❖ ≤C20时：σ=4.0； C25～C45时：
σ=5.0 ❖ C50～C55时：σ=6.0
干硬性混凝土的用水量〔kg/m3〕
项目
指标
卵石最大粒径（mm）
10
20
40
维勃 16－20 175 160 145 稠度 11－15 180 165 150 mm 5－10 185 170 155
碎石最大粒径（mm）
16 20
40
180 170 155
185 175 160
190 180 165
流动性砼用水量的计算方法
在满足混凝土强度和耐久性的根底上， 确定混凝土的水灰比—水灰比定那么〔 鲍罗米公式〕
在满足混凝土施工要求的和易性根底上 ，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土 的单位用水量—需水量定那么
砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后 略有富余的原那么来确定砂率—拨开系 数
三、混凝土配合比设计步骤
3、 混凝土配合比设计的步骤
mwamw(o1)
4、初步计算配合比
第四步 水泥用量〔mco〕确实定
计算——根据确定的水灰比〔W/C〕和选用
的单位用水量〔mwo〕，可计算出水泥用量
〔mco〕：
mco
mwo w/c
校核——为保证混凝土的耐久性，由上式计算 得出的水泥用量还应满足<桥规>等规程规定 的最小水泥用量的要求；
取值——两者最大值。
混凝土配合比设计PPT课件
▪ 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，应与生产时使用的方法相同。混 凝土搅拌均匀后，检查拌和物的性能。
▪ 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，应在保持水灰比不变的条件下 相应调整用水量和砂率，直到符合要求为止。
▪ 然后提出供检验强度用的基准配合比。
m so
35%
mso mgo
解得：mgo＝1189 kg mso=641 kg
B、 用体积法计算 方程略 解得：mgo＝1211 kg， mso＝652 kg
两种方法计Байду номын сангаас结果相近。
配合比的试配、调整
▪ 1、按初步计算配合比试拌15 L，其材料用量为
水泥 0.015×373=5.63 kg 水 0.015×195=2.93 kg 砂 0.015×641=9.62 kg 石子 0.015×1189=17.84 kg
▪ 拌和用水──水质情况；
▪ 外加剂──品种、性能、适宜掺量；
▪ 掺和料——粉煤灰、矿渣、硅粉等。
混凝土配合比设计中的三个参数
Ⅰ、水与水泥之间的比例关系——水灰比表 示；
Ⅱ、砂与石子之间的比关系——砂率表示； Ⅲ、水泥浆与骨料之间的比例关系——单位
体积用 水量来表示。
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，确定混凝土的水
第三步 选取M3混凝土的用水量（mwo)
▪ 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 m3混凝土的用水量。
第四步 计算1M3混凝土的水泥用量（mco）
▪ 计算——根据确定的水灰比（W/C）和选用的单位用水量
（mwo），可计算出水泥用量（mco）。
，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，检查拌和物的性能。
▪ 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，应在保持水灰比不变的条件下 相应调整用水量和砂率，直到符合要求为止。
▪ 然后提出供检验强度用的基准配合比。
m so
35%
mso mgo
解得：mgo＝1189 kg mso=641 kg
B、 用体积法计算 方程略 解得：mgo＝1211 kg， mso＝652 kg
两种方法计Байду номын сангаас结果相近。
配合比的试配、调整
▪ 1、按初步计算配合比试拌15 L，其材料用量为
水泥 0.015×373=5.63 kg 水 0.015×195=2.93 kg 砂 0.015×641=9.62 kg 石子 0.015×1189=17.84 kg
▪ 拌和用水──水质情况；
▪ 外加剂──品种、性能、适宜掺量；
▪ 掺和料——粉煤灰、矿渣、硅粉等。
混凝土配合比设计中的三个参数
Ⅰ、水与水泥之间的比例关系——水灰比表 示；
Ⅱ、砂与石子之间的比关系——砂率表示； Ⅲ、水泥浆与骨料之间的比例关系——单位
体积用 水量来表示。
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，确定混凝土的水
第三步 选取M3混凝土的用水量（mwo)
▪ 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 m3混凝土的用水量。
第四步 计算1M3混凝土的水泥用量（mco）
▪ 计算——根据确定的水灰比（W/C）和选用的单位用水量
（mwo），可计算出水泥用量（mco）。
混凝土配合比PPT课件
5
混凝土拌合物的配合比设计
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
粗骨料
细骨料
水泥
水
每立方米混凝土中的材料用量范围
低等级 普通 高等级
6
1）拌合物的工作度 (Workability of mixture)
施工工艺
坍落度(mm)
Construction technics
fcu.0 ≥ fcu.k + 1.645σ
式中：
fcu.0— 混凝土配制强度 fcu.k— 设计混凝土立方体抗压强度标准值； σ —— 混凝土强度标准差（MPa）
标准差按照混凝土搅拌站的 实际生产控制水平而定。12
3）耐久性（以防波堤为例）
环境条件 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土
大气区
量
最大水灰比（水胶比）、最小水泥用
浪溅区
含气量、抗氯离子扩散能力
水位变动区
13
3.7.2 配合比设计的基本内 容
得出生产每立方米混凝土所需要的 各组分材料用量 。
普通混凝土比重约 2400Kg/m3；各 组分相互制约：改变一种组分材料的用 量时，其他组份也相应变化。
14
控制参数：
拌合物的用水量与水泥用量之比——水灰比 水泥浆体与骨料用量之比——浆骨比 砂用量/砂石骨料用量之比——砂率 矿物掺合料、外加剂的使用
2.40 2.60 2.80
3.00
10
0.50 0.48 0.46
0.44
12.5
0.59 0.57 0.55
0.53
20
0.66 0.64 0.62
0.60
25
0.71 0.69 0.67
混凝土拌合物的配合比设计
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
粗骨料
细骨料
水泥
水
每立方米混凝土中的材料用量范围
低等级 普通 高等级
6
1）拌合物的工作度 (Workability of mixture)
施工工艺
坍落度(mm)
Construction technics
fcu.0 ≥ fcu.k + 1.645σ
式中：
fcu.0— 混凝土配制强度 fcu.k— 设计混凝土立方体抗压强度标准值； σ —— 混凝土强度标准差（MPa）
标准差按照混凝土搅拌站的 实际生产控制水平而定。12
3）耐久性（以防波堤为例）
环境条件 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土
大气区
量
最大水灰比（水胶比）、最小水泥用
浪溅区
含气量、抗氯离子扩散能力
水位变动区
13
3.7.2 配合比设计的基本内 容
得出生产每立方米混凝土所需要的 各组分材料用量 。
普通混凝土比重约 2400Kg/m3；各 组分相互制约：改变一种组分材料的用 量时，其他组份也相应变化。
14
控制参数：
拌合物的用水量与水泥用量之比——水灰比 水泥浆体与骨料用量之比——浆骨比 砂用量/砂石骨料用量之比——砂率 矿物掺合料、外加剂的使用
2.40 2.60 2.80
3.00
10
0.50 0.48 0.46
0.44
12.5
0.59 0.57 0.55
0.53
20
0.66 0.64 0.62
0.60
25
0.71 0.69 0.67
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比 为75∶25，复合双掺时，硅灰与粉煤灰或矿渣的体积各 为
10%，15%； 五、粗细骨料体积比设为60∶40； 六、高效减水剂的掺量设为1%。 由于这种方法中有许多假设，所以第一盘配料经计算出的配合比仅
1
英国的Domone P L J等基于最大密实度理论的配 合比设计方法
一、使集料所占据的相对体积尽可能地多，集料颗粒之间 的空隙由具有一定水胶比的浆体填充。
2
质量法和体积法的优缺点
质量法 优点：简单易学。 缺点：误差较大，需频繁校正 体积法 优点：准确。适用面较广。 缺点：需要精确测定原材料的表观密度。
2
举例
质量法和体积法的最大差别之处还在于混凝土配合比调整方面。 现代混凝土原材料的质量波动很大，施工配合比的调整非常频繁，调 整的各个参数可能有：砂率、外加剂掺量、掺合料取代比例、原始用 水量等。 质量法的弊端：调整后的混凝土体积发生了一定程度的变化。如
《水工混凝土配合比设计规程》DL/T 5330-2005 《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203：2006 《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ 51-2002）
这些设计规程对相应的混凝土进行了设计方法的规定。
2 配合比确定原理
上述Bolomey公式也是美国ACI(211.1)、英国(BRE1988)、法国 (Dreux 1970)、日本等配合比设计的基础。
1
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55中的 质量法和体积法
20世纪70年代末，配合水泥国家标准的修订，颁布《普通混 凝土配合比设计技术规定》（JGJ55-81）。
经历的几次修订：《普通混凝土配合比设计规程》 （JGJ/T55-96、JGJ55-2000、JGJ 55-2011）。
其它设计规程
一、混凝土各组成材料（包括固、气、液相）具有体积加 和性；
二、石子的空隙由干砂浆来填充； 三、干砂浆的空隙由水来填充； 四、干砂浆由水泥、细掺料、砂和空隙所组成。 五、水胶比决定强度。 对高性能混凝土配合比设计，提出一种全计算方法，修正 了传统的绝对体积法，使高性能混凝土配合比设计从半定量走向 定量、从经验走向科学，是混凝土配合比设计上一较大的改进。
三、满足一定的强度及工作性要求时，需要浆体体积最小的砂 率为最优砂率；对于等体积、等粘度、不同组成的浆体，最优砂率相 同。
基于以上假设，大部分试验就可用模型材料进行，即用砂浆进 行力学试验，用浆体进行流变试验。这样可大大减少试验的工作量。
1
全计算法
陈建奎基于Mehta和Aitcin教授的观点和混凝土材料组成 的四项假定：
2
设计原则及基本规定
应根据工程性质和所处的环境确定混凝土性能指标和选择原 材料。当混凝土有多项性能要求时，应采取措施确保主要技 术要求，并兼顾其他性能要求。
最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的 规定。
2
设计原则及基本规定
矿物掺合料用量应符合有关规定，并经试验确定。计算出的 胶凝材料用量应符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011的规定。
果要精确到1m3，需要频繁进行校正。 体积法：调整后的混凝土配合比体积始终为1m3。利用Excel函数
和公式，可以准确、快速的实现体积法的参数调整。
2
设计引气混凝土配合比时的差异
体积法可以通过设置含气量参数α，来设计不同含气量的混凝土配合 比。而质量法对此无能为力，只能辅助于实际含气量时的校正。 举例：分别设计含气量为1%、2%、3%的混凝土配合比
二、浆体的水胶比根据混凝土的设计强度确定。但是如果 浆体仅仅填充集料间的空隙，则混凝土拌和物将不能流动，必须 使浆体有一定的富裕，以对集料起润滑作用。
三、此外还要考虑细集料颗粒的表面积效应，使实际使用 的最优砂率小于集料颗粒堆积最密实时的砂率。
“最大密实度理论”可使混凝土在具有良好工作性的前提下 胶结浆体的含量达到最小，以降低混凝土工作度的经时损失、水 化热、收缩、徐变以及碱一集料应的可能性。
1 2 3 4
1
最佳浆骨比配合比设计方法
Mehta P K和Aitcin P C基于 该方法是在现有HPC实践经验的
基础上，对主要的配合比设计参数作出一些假设，从而得到试拌用的第 一盘配料的配合比。
其主要假设有： 一、水泥浆与骨料的体积比为35∶65。 二、用水量根据混凝土强度等级取不同的设定值。 三、假定含气量，再根据用水量和水泥浆体积，算出水泥用量。 四、近似假设水泥与矿物掺合料(粉煤灰、硅灰及矿渣等)的体积
系列水胶比试配
2
争议一：质量法与体积法
质量法（前称重量法、假定容重法）是JGJ55提出的新的 设计方法，当时是从使用者的角度出发，尽量简化设计程序而确 定的。它用不太精确的假定来代替以前体积法繁琐的试验和计算， 最后用修正系数来校正，确保了配合比的计算精度。
标准在条文说明中指出“在实际工程中，混凝土配合比设 计通常采用质量法。……体积法对技术要求略高。”标准中没有 明确说明体积法和质量法的区别和优劣，对于标准使用者来说， 无法判断哪个方法的好坏，多数就偏向于使用简单的质量法。其 实，随着现代办公软件的普及，例如微软Excel软件的运用，可 以很方便的对配合比设计的各个参数和公式进行计算，从而得到 精确的配合比。
冬期配合比的设计应符合《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104-2011的要求。
其它的性能指标，如含气量、碱总量等应参考相关标准规定。
2
配
合 比 设 计 流 程
工作性能
强度
耐久性能
Байду номын сангаас
质量控制水平 σ
强度保证率、 保证系数
胶凝材料品质 及掺量
配制强度
砂石种类
水胶比
砂率
外加剂
原始用水量
胶凝材料、集料、砂石用量
1
法国路桥实验中心基于Feret公式和Farris模型建议 的配合比设计方法
一、混凝土的强度可用Feret公式通过有限的配合比参数进行 预测；按照Farris模型，认为混凝土是砂、石、水泥三类固相颗粒形 成的复合悬浮液体，混凝土的工作性与拌合物的粘性密切相关。
二、根据上述理论，对混凝土的配合比作以下三项假设：有一 定组成的混凝土强度主要受浆体性质的控制；不含砂、石的浆体可有 最高的强度；当混凝土集料的组成一定时，拌和物的工作性取决于浆 体的体积和浆体的流动性；
10%，15%； 五、粗细骨料体积比设为60∶40； 六、高效减水剂的掺量设为1%。 由于这种方法中有许多假设，所以第一盘配料经计算出的配合比仅
1
英国的Domone P L J等基于最大密实度理论的配 合比设计方法
一、使集料所占据的相对体积尽可能地多，集料颗粒之间 的空隙由具有一定水胶比的浆体填充。
2
质量法和体积法的优缺点
质量法 优点：简单易学。 缺点：误差较大，需频繁校正 体积法 优点：准确。适用面较广。 缺点：需要精确测定原材料的表观密度。
2
举例
质量法和体积法的最大差别之处还在于混凝土配合比调整方面。 现代混凝土原材料的质量波动很大，施工配合比的调整非常频繁，调 整的各个参数可能有：砂率、外加剂掺量、掺合料取代比例、原始用 水量等。 质量法的弊端：调整后的混凝土体积发生了一定程度的变化。如
《水工混凝土配合比设计规程》DL/T 5330-2005 《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203：2006 《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ 51-2002）
这些设计规程对相应的混凝土进行了设计方法的规定。
2 配合比确定原理
上述Bolomey公式也是美国ACI(211.1)、英国(BRE1988)、法国 (Dreux 1970)、日本等配合比设计的基础。
1
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55中的 质量法和体积法
20世纪70年代末，配合水泥国家标准的修订，颁布《普通混 凝土配合比设计技术规定》（JGJ55-81）。
经历的几次修订：《普通混凝土配合比设计规程》 （JGJ/T55-96、JGJ55-2000、JGJ 55-2011）。
其它设计规程
一、混凝土各组成材料（包括固、气、液相）具有体积加 和性；
二、石子的空隙由干砂浆来填充； 三、干砂浆的空隙由水来填充； 四、干砂浆由水泥、细掺料、砂和空隙所组成。 五、水胶比决定强度。 对高性能混凝土配合比设计，提出一种全计算方法，修正 了传统的绝对体积法，使高性能混凝土配合比设计从半定量走向 定量、从经验走向科学，是混凝土配合比设计上一较大的改进。
三、满足一定的强度及工作性要求时，需要浆体体积最小的砂 率为最优砂率；对于等体积、等粘度、不同组成的浆体，最优砂率相 同。
基于以上假设，大部分试验就可用模型材料进行，即用砂浆进 行力学试验，用浆体进行流变试验。这样可大大减少试验的工作量。
1
全计算法
陈建奎基于Mehta和Aitcin教授的观点和混凝土材料组成 的四项假定：
2
设计原则及基本规定
应根据工程性质和所处的环境确定混凝土性能指标和选择原 材料。当混凝土有多项性能要求时，应采取措施确保主要技 术要求，并兼顾其他性能要求。
最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的 规定。
2
设计原则及基本规定
矿物掺合料用量应符合有关规定，并经试验确定。计算出的 胶凝材料用量应符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011的规定。
果要精确到1m3，需要频繁进行校正。 体积法：调整后的混凝土配合比体积始终为1m3。利用Excel函数
和公式，可以准确、快速的实现体积法的参数调整。
2
设计引气混凝土配合比时的差异
体积法可以通过设置含气量参数α，来设计不同含气量的混凝土配合 比。而质量法对此无能为力，只能辅助于实际含气量时的校正。 举例：分别设计含气量为1%、2%、3%的混凝土配合比
二、浆体的水胶比根据混凝土的设计强度确定。但是如果 浆体仅仅填充集料间的空隙，则混凝土拌和物将不能流动，必须 使浆体有一定的富裕，以对集料起润滑作用。
三、此外还要考虑细集料颗粒的表面积效应，使实际使用 的最优砂率小于集料颗粒堆积最密实时的砂率。
“最大密实度理论”可使混凝土在具有良好工作性的前提下 胶结浆体的含量达到最小，以降低混凝土工作度的经时损失、水 化热、收缩、徐变以及碱一集料应的可能性。
1 2 3 4
1
最佳浆骨比配合比设计方法
Mehta P K和Aitcin P C基于 该方法是在现有HPC实践经验的
基础上，对主要的配合比设计参数作出一些假设，从而得到试拌用的第 一盘配料的配合比。
其主要假设有： 一、水泥浆与骨料的体积比为35∶65。 二、用水量根据混凝土强度等级取不同的设定值。 三、假定含气量，再根据用水量和水泥浆体积，算出水泥用量。 四、近似假设水泥与矿物掺合料(粉煤灰、硅灰及矿渣等)的体积
系列水胶比试配
2
争议一：质量法与体积法
质量法（前称重量法、假定容重法）是JGJ55提出的新的 设计方法，当时是从使用者的角度出发，尽量简化设计程序而确 定的。它用不太精确的假定来代替以前体积法繁琐的试验和计算， 最后用修正系数来校正，确保了配合比的计算精度。
标准在条文说明中指出“在实际工程中，混凝土配合比设 计通常采用质量法。……体积法对技术要求略高。”标准中没有 明确说明体积法和质量法的区别和优劣，对于标准使用者来说， 无法判断哪个方法的好坏，多数就偏向于使用简单的质量法。其 实，随着现代办公软件的普及，例如微软Excel软件的运用，可 以很方便的对配合比设计的各个参数和公式进行计算，从而得到 精确的配合比。
冬期配合比的设计应符合《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104-2011的要求。
其它的性能指标，如含气量、碱总量等应参考相关标准规定。
2
配
合 比 设 计 流 程
工作性能
强度
耐久性能
Байду номын сангаас
质量控制水平 σ
强度保证率、 保证系数
胶凝材料品质 及掺量
配制强度
砂石种类
水胶比
砂率
外加剂
原始用水量
胶凝材料、集料、砂石用量
1
法国路桥实验中心基于Feret公式和Farris模型建议 的配合比设计方法
一、混凝土的强度可用Feret公式通过有限的配合比参数进行 预测；按照Farris模型，认为混凝土是砂、石、水泥三类固相颗粒形 成的复合悬浮液体，混凝土的工作性与拌合物的粘性密切相关。
二、根据上述理论，对混凝土的配合比作以下三项假设：有一 定组成的混凝土强度主要受浆体性质的控制；不含砂、石的浆体可有 最高的强度；当混凝土集料的组成一定时，拌和物的工作性取决于浆 体的体积和浆体的流动性；