bA混凝土配合比设计

选取合理的砂率值(Sp)0
按骨料种类、规格及水灰比从混凝土砂率 选用表中选用，或根据拨开系数公式进行估算。
(Sp)0
计算粗(G0)、细(S0)骨料用量
重量法：
C 0 G 0 S 0W 0 ρoh
S0 S0 G0
(Sp)0
oh——混凝土伴合物表观密度（kg/m3），一般为2400-2450。
在原材料的品种、性能及其他条件不变的情 况下，水灰比（W/C）的大小，决定性地影响混 凝土的强度与耐久性。
ⅰ 满足强度要求的水灰比； ⅱ 满足耐久性要求的水灰比。 取同时满足二者要求的W/C。
ⅰ 满足强度要求的水灰比
混凝土配制强度与设计强度标准值的关系：
fcu,t=fcu,k-tk
GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》要求：
砂率的初步计算
S和G——砂和石的质量； Vos和Vog——砂和石的松散体积； P表示石子的空隙率。 用砂去填充石子空隙：则
Vos = VogP
设砂、石的堆积密度分别为：os、og，则砂率：
S pS S GρoV sρ oo sV s ρ oosV gog ρoρ P so P ρ sog
，
并要求∣oh实-oh计∣ ≤2%，若 ∣oh实-oh计∣＞2%时，
oh计
oh计
则：C3=δ C2；W3=δ W2；S3=δ S2；G3=δ G2
C3、W3、S3、G3、(W/C)2、(Sp)2
（4）施工配合比的确定
上述结果经过水分校正，即得到施工配合比。 若砂含水率Ws，石含水率Wg，得：
75-90 215 195 185 175 230 215 205 195
本表适用于W/C=0.4-0.8的混凝土
另外，单位用水量也可按下式计算：
Ww 0130(T K)
式中：Wwo——每立方米混凝土用水量，kg；
T——混凝土拌合物的坍落度，cm；
K——系数，取决于粗料与最大粒径，可参考表4.21取用。
—WC 0
选取每1m3混凝土的水用量(W0)
根据工程种类与施工条件，按《混凝土 结构工程施工及验收规范》GB50204-92确 定适宜的坍落度值（T）； 根据坍落度值及所用骨料的最大粒径， 按混凝土单位用水量选用表（P47表4.15） 定出每1m3混凝土的用水量；
W0
确定1m3混凝土的水泥用量（C0）
表4.21 混凝土用水计算公式中的K值
系 数
10
碎石 20
最大粒径/mm
卵石
40
80 10 20 40
80
K
57.5
53.0
48.5 44.0 54.5 50.0 45.5 41.0
（3）砂率的确定方法
由于砂子的粒径远比石子小，砂率的变动会 使骨料的总表面积有显著改变，对混凝土拌合物 的流动性和粘聚性也有很大影响。 最优砂率，是指在保证混凝土拌合物具有良 好的粘聚性并达到要求的流动性时水泥用量（或 用水量）最小的砂率。 砂率可根据拨开系数公式初步估算，然后通 过坍落度试验来确定。
其数值可通过试验求得。
《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）提供的
αa 、αb 经验值为：
采用碎石：αa=0.46
αb＝0.07
采用卵石：αa=0.48
αb =0.33
ⅱ 满足摘耐自J久GJ/性55-要200求0《普的通水混凝灰土比配合比设计规程》
环境条件
结构类型
最大水灰比
素混 钢筋 预应力 凝土 混凝土 混凝土
C2 W2(W C)2
Sa 2sG a2g10 0C 02 cW w 21 0
S2 S2 G2
(Sp)2
C2、W2、S2、G2、(W/C)2、(Sp)2
表观密度检验
1(m3) ×oh计= C2 + W2 + S2 + G2
设表观密度实测值为oh实，校正系数δ
=
oh实 oh计
最大水灰比
钢筋 混凝土
预应力 混凝土
0.65
0.60
最小水泥用量（㎏）
素混凝 土
钢筋 混凝土
预应力 混凝土
200
260
300
·高湿度的室内部件
无冻害
·室外部件 ·在 非 侵 蚀 性 土 和（ 或 ）水
0.70
0.60
0.60
225
280
300
2.
中的部件
潮湿
环境
·经受冻害的室外部件
·在 非 侵 蚀 性 土 和（ 或 ）水
表观密度检验。
坍落度试验调整
a.坍落度低于设计要求，保持水灰比不变，增加 适量水泥浆； b.坍落度太大，保持砂率（Sp）不变，增加骨料； c.坍落度合适，粘聚性和保水性不良时，调整砂 率。
试拌调整工作完成后，测出混凝土拌合物的 表观密度。
C1、W1、S1、G1、(W/C)1、(Sp)1 (W/C)0
无近期资料时按下表取值。
混凝土强度等级 低于C20 C20-C35 高于C35
值
4.0
5.0
6.0
水灰比计算
W
f a ce
C fcu,0 a f b ce
式中fcu,0——混凝土试配强度, ＭＰa； fce——水泥28d的实测强度,ＭＰa； αa,αb—回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，
4.4.4 混凝土配合比设计步骤
初步配合比计算； 配合比试配； 配合比的调整； 施工配合比的确定。
（1）初步配合比计算
配制强度的确定(fcu,t)； 初步确定水灰比值(W/C)； 选取每1m3混凝土的水用量(W0)； 确定1m3混凝土的水泥用量(C0)； 选取合理的砂率值(Sp)0； 计算粗(G0)、细(S0)骨料用量。
C = C2 或 C = C3； S = S2(1+Ws) 或 S = S3 (1+Ws) G = G2(1+Ws) 或 G = G3 (1+Ws) W = W2-S2Ws-G2Wg 或 W = W3-S3Ws-G3Wg
C、W、S、G、(W/C)、(Sp)
【例2】某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土 设计强度等级为 Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为 30～50㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强 度标准差σ＝5MPa。所用原材料情况如下： 水ｇ泥/c：m4３2，.5水级泥普强通度硅等酸级盐标水准泥值，的水富泥余密系度数为为ρｃ1=.038.1；0 砂３：；中砂，级配合格，砂子表观密度ρos=2.60ｇ/cm 石：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度 ρog=2.65ｇ/cm3；
有冻害 中且经受冻害的部件
0.55
0.55
0.55
250
280
300
·高 湿 度 且 经 受 冻 害 中 的 室
内部件
３ ．有 冻 害 和 除 冰 ·经 受 冻 害 和 除 冰 剂 作 用 的 剂的潮湿环境 室内和室外部件
0.50
0.50
0.50
300
300
300
注：当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量
配制强度的确定(fcu,t)
fcu,t=fcu,k+1.645
设计强度
概率保证度P%=95%
初步确定水灰比值(W/C)0
—WC = —fc—u,At—+fAc—eBf—ce
碎石：A=0.46，B=0.07 卵石：A=0.48，B=0.33
计算值与满足耐久性要求的水灰比（P47表4.14） 比较，取其小者。
水 水泥 砂 石
确定水灰比 水泥浆
确定砂率
骨料
确定单位用水量 满足各项技术 要求，且经济 合理的混凝土
在满足粘聚性要求下，取较小值
达到流动性要求下，取较小值
4.4.3 确定配合比参数的原则与方法
确定水灰比的原则和方法； 确定单位用水量的原则与方法；
砂率的确定方法。
（1）确定水灰比的原则和方法
实际中要考虑砂浆把石子隔开，因此实际砂率为：
(Sp)0= Sp
——砂浆剩余系数，又称拨开系数，一般取1.1-1.4。
最优砂率的试验确定
坍落度,mm 水泥用量,kg/m3
(最优砂率) 含砂率，%
含砂率与坍落度的关系 （水与水泥用量为一定）
(最优砂率) 含砂率，%
含砂率与水泥用量的关系 （达到相同的坍落度）
拌合10-15L混凝土进行坍落度及强度试验，如 两项要求都能达到，就可确定实验室配合比。如 强度符合要求，而坍落度偏低或偏高，可以保持 水灰比不变，通过增减用水量来调整坍落度；如 坍落度符合要求，强度不够，可以保持水量不变， 增加水泥用量，使强度提高。
（3）配合比的调整
坍落度试验调整； 强度试验调整；
干燥环境 正常的居住或办公用房室内 — 0.65 0.60
高湿度的室内；室外部件；
潮 无冻害 在非侵蚀性土和（或）水中 0.70 0.60
湿
的部件
环 境
经受冻害的室外部件；在非
有冻害
侵蚀性土和（或）水中且经 受冻害的部件；高湿度且经
0.55
0.55
受冻害的室内部件
0.60 0.55
有冻害和除冰 剂的潮湿环境
水灰比 =180/300 =0.6
4.4.1 混凝土配合比设计的要求
① 满足混凝土结构设计的强度等级； ② 满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性； ③ 满足耐久性等技术性能要求； ④ 在保证混凝土质量的前提下，作到尽量节约 水泥，合理使用材料和降低成本。
4.4.2 混凝土配合比设计中的三个参数
满足强度和耐久性要求的水灰比，取其较大值
P%=95%，tk=-1.645，则 fcu,t=fcu,k+1.645
根据Bolomey公式确定水灰比。
fcu,t=0.46fce(C/W-0.07) fcu,t=0.48fce(C/W-0.33)
碎石混凝土 卵石混凝土
的取值
σ
n
f2 cu,i
2
nf cu
i1
n 1
施工单位具有近期同一品种混凝土强度资料 时根据计算取值。对于C20、C25强度等级，计算 结果<2.5MPa时取2.5MPa；对于C30强度等级， 上式计算结果<3.0MPa时取3.0MPa。
4.4 普通塑性混凝土的配合比设计
4.4.1 混凝土配合比设计的要求 4.4.2 混凝土配合比设计中的三个参数 4.4.3 确定配合比参数的原则与方法 4.4.4 混凝土配合比设计步骤
混凝土配合比表示方法
以每立方米混凝土中各项材料的质量来表示： 水 泥 （ C ） 300kg ， 水 （ W ） 180kg ， 砂 （ S ） 720kg ， 石 （G）1200kg，每立方米混凝土材料总量为2400kg； 以各项材料间的用量比例来表示： 如水泥:砂:石=300:720:1200 =1:2.4:4.0
【例1】：根据初步计算配合比（水泥419 ： 砂561 ：石1250 ：水180） ，称取16L各材 料用量进行混凝土和易性试拌。测得混凝土
坍落度T=20mm，小于设计要求，增加5%的水
泥和水，重新搅拌测得坍落度为50mm，且粘 聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝 土表观密=2380kg/m3，求基准配合比。又经 混凝土强度试验，28天抗压强度为38.5MPa， 恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含 水率3.5%，石子含水率1.0%，求施工配合比。
C = —WC 0×W0 计算值与满足耐久性要求的最小水泥用量（P47 表4.14）比较，取其大者。
C0
表 4.0.4 混 凝 土 的 最 大 水 灰 比 和 最 小 水 泥 用 量 （ JGJ55— 2000）
环境条件
结构物类别
1.干 燥 环 境
正常的居住或办公 用房屋内部件
素混凝 土
不作规 定
强度试验调整
a.
(W/C)1-0.05 (Sp)1(1-1%) W1
fcu,a
b.
(W/C)1
(Sp)1
W1
fcu,b
c.
(W/C)1+0.05 (Sp)1(1+1%) W1
fcu,c
三个强度值与fcu,t进行比较，取最接近fcu,t时的参数。
(W/C)2、(Sp)2
按强度修正配合比
W2 W1
S0 G0
体积法：
C0 G0 S0 W0 10α1000L ρc ρag ρas ρw
S0 S0 G0
(Sp)0
ag、as——粗骨料、细骨料近似密度，g/cm3； ——混凝土含气量百分数（%），不使用引气型外加剂时，=1；
（2）配合比试配
由初步配合比计算得到： C0、W0、S0、G0、(W/C)外部件
0.50
0.50
0.50
（2）确定单位用水量的原则与方法
Kg/m3
拌合物稠度 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 35-50 200 180 170 160 210 195 185 175 度 55-70 210 190 180 170 220 205 195 185 mm