普通混凝土配合比设计基础资料讲解

普通混凝土配合比设

计基础

普通混凝土配合比设计基础

第一部分基本知识

一基本参数

1．水灰比

2．单位用水量

3．砂率

二基本信息

1．混凝土强度等级

2．稠度要求

3．水泥品种、标号、强度富余系数

4．粗集料品种、最大粒径、级配情况

5．细集料品种、级配情况、细度模数

6．外加剂、掺合料基本情况

7．除强度和稠度外的其他性能要求（如耐久性要求等）

三基本原则

1．满足工作性、强度及耐久性等技术要求。混凝土应适于浇筑，具有良好的可施工性，同时离析和泌水应降至最小。强度和耐久性等应满足要求。

2．经济合理。措施有四：尽可能降低水泥用量；采用满足要求的最小坍落度；采用切实可行的集料最大粒径；采用最佳砂率。

四基本原理

混凝土配合比设计的基本原理是建立在混凝土和混凝土混合料的性能变化规律的基础上的。普通混凝土配合比有四个基本变量：水泥、水、细集料、粗集料。配合比设计的计算基础就是体现这四个基本变量之间相互关系的方程式。

1．确定用水量的方程----需水性定则(恒定用水量法则)。这个定则表示混凝土混合料的流动性与用水量之间的依赖关系。研究表明，对应于一定的砂石集料，拌制一定要求坍落度的混凝土其用水量不变。这个用水量多少与砂石集料有关。具体设计时可根据规范选用或根据经验确定。

m wo=10/3 *(T+k)

T：坍落度（cm），k：集料常数

2．确定水灰比和水泥用量的方程——水灰比定则。水灰比定则表明水灰比与混凝土抗压强度之间的依赖关系。混凝土强度与水灰比在0.40至0.84之间近似成线性关系。

W/C =A*f ce/(f cu,o+A*B* f ce) m co= m wo/（W/C）

f cu,o：混凝土配制强度，f ce：水泥实测强度

A，B：碎石取0.46和0.07，卵石取0.48和0.33

3．确定集料总用量的方程——绝对体积法和假定质量法

a．绝对体积法：m co/r c+ m wo/ r w+ m so/r s+ m go/r g+10а=1000

b．假定质量法：m co + m wo + m so + m go=m cp（2350—2450）

4．确定粗细集料比例的方程：颗粒级配问题。

a．最佳含砂率：保证混凝土强度与和易性要求的情况下用水量或水泥用量最小时的含砂率。在固定用水量时和易性最好，坍落度最大时的砂率就是最佳砂率。

b．影响最佳砂率的因素：石子最大粒径、石子品种、石子级配、砂细度模数、水泥用量。

c．粗集料最佳用量：取决于粗集料最大粒径和细集料的细度模数。

m go=[V y+1/10 *(2.80-M k)]*1000*r g(美国经验公式)

五砼和易性

1．和易性的概念：是指混凝土拌合物能保持其组分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。

2．影响和易性的主要因素

a．水泥浆数量和稠度。混凝土流动性大小与拌合物内的阻力大小有关。水泥用量越多，骨料间水泥浆层越厚，润滑作用越好，骨料间摩擦阻力就越小。但若水泥浆太稠，粘聚力变大，流动性会变小。如果混凝土偏稀而水泥浆量又过多时，会出现流浆及泌水，拌合物粘聚性及保水性变差，同时对强度和耐久性产生不利影响。水泥浆量过少，致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时，会产生崩塌现象。

b．砂率。砂率变化实质是使骨料总表面积和空隙率发生变化从而影响混凝土和易性。砂率过大，骨料总表面积和空隙率均增大，当水泥浆量一定

时，骨料颗粒表面的水泥浆层相对减薄，拌合物显得干稠，流动性变小。若砂率过小，则显得石子过多而砂子过少，形成砂浆量不足以包裹石子表面，并不能填满石子间空隙，使石子间没有足够的砂浆润滑层，使流动性、粘聚性、保水性都变差，使混凝土粗骨料离析，水泥浆流失。

c．组成材料的性质。如水泥、外加剂品种和骨料性质对和易性影响很大。以骨料为例，如果骨料级配好，空隙就小，在水泥浆量一定时，用于填充空隙的水泥浆就少，相对来说用于包裹骨料颗粒表面的水泥浆层就厚一些，和易性就好。

d．拌合物存放时间和环境温度。

第二部分基本经验

1．水泥的水化速率和强度与水泥的化学矿物组成密切相关。在水泥的四种矿物中，水化速率从大到小依次为C3A>C3S>C4AF>C2S。强度大小依次为C3S>C2S>C4AF>C3A。

2．和混凝土打交道，必须弄清除几个最基本的概念，它们是：和易性、砂率、空隙率、颗粒级配、细度模数。

3．最佳砂率调整原则

a．石子最大粒径越大，最佳砂率越小；

b．最大粒径相同，碎石最佳砂率比卵石最佳砂率大；

c．砂越细，最佳砂率越小；

d．水泥用量越多，砂率越小。

e．连续级配石子空隙率小，最佳砂率比单粒级石子小。

4．容重与集料粒径有关。对于单粒级石子，粒径大，空隙率小，容重就大。同样是连续级配石子，粒径大的，容重也更大。5-16mm碎石容重可能只有1250kg/m3，而5-31.5mm碎石容重可达1450 kg/m3。细石混凝土的容重也可能只有2300kg/m3，而5-31.5mm碎石砼容重约2400kg/m3。同样，细砂容重也比中粗砂的容重小。

5．砂细度模数不同，最佳砂率也不同。细度模数相差0.4左右，最佳砂率相差约2%。对于5-31.5mm碎石，用细度模数2.5的中砂配制坍落度100---120mm，水灰比0.55的砼，最佳砂率约37%，确定砂率时可以以此为基准，按坍落度每增加20mm，砂率增加1%进行推算。坍落度为160---