详细的混凝土配合比的计算方法案例

C40混凝土用于某公路K**+***桥钢筋混凝土施工，要求施工时现场坍落度为30～50mm，碎石的最大粒经为30mm。

材料选择

水泥：采用牡丹江产P.O42.5普通硅酸盐水泥。

砂：产地岔林河，细度模数2.62属于中砂，颗粒级配属Ⅱ区。

碎石：产地冷山，规格分别为16～31.5cm、4.75～16cm，压碎值、含泥量等指标也均符合规范求。

粗集料配合比设计

根据筛分结果粗集料的掺配比例为: 4.75～16cm cm碎石为35%

16～31.5cm cm碎石为65%。

按照上述比例掺配两种集料，经几次筛分试验，其结果均满足4.75～31.5cm碎石连续级配.配合比设计

1、计算初步配合比

1）确定混凝土配制强度（fcu,o）。

混凝土设计强度fcu，k=40Mpa

标准差σ=5.0 Mpa

则混凝土配制强度：

fcu,o= fcu，k+1.645×σ=48.2 Mpa

2）计算水灰比（W/C）

（1）按强度要求计算水灰比

①计算水泥实际强度

采用42.5普通硅酸盐水泥fce,k=42.5Mpa，富余系数γc=1.13

则水泥实际强度为：

fce=fce,k×γc =48.0Mpa

②计算水灰比

碎石 A=0.48

B=0.52

W/C=A×fce/(fcu,o+A ×B ×f ce)=0.45

（2）按耐久性校核水灰比

根据桥梁施工规范要求：严寒地区受严重冰冻，水流侵蚀最大水灰比不得大于0.65。按照强度计算的水灰比符合耐久性要求，故采用0.45。

（3）确定单位用水量

根据要求，混凝土拌和物的坍落度为30～50mm，碎石的最大粒径为30mm。

确定混凝土的单位用水量为：

mwo=185kg/m3

（4）计算单位水泥用量（mco）

①按强度计算单位用灰量

已知混凝土单位用水量为

mwo=185kg/m3

水灰比W/C=0.45

则计算单位混凝土用灰量：

mco=mwo×c/w=411kg/m3

②按耐久性校核单位用灰量

根据桥梁施工技术规范要求：严寒地区受严重冰冻，水流侵蚀作用且有钢筋，混凝土最小水泥用量为300 kg/m3 。按强度计算的单位用灰符合耐久性要求，故采用mco=411kg/m3。

（5）确定砂率（SP）

根据碎石的最大粒径为30mm，且水灰比为0.45

选定混凝土砂率为:

SP=33%

（6）计算粗，细集料单位用量（mgo , mso）

假定混凝土毛体积密度为2400 kg/m3

185+411+ mgo+ mso=2400 ¨¨¨¨¨①

mso×100/(mso+mgo) =33%¨¨¨¨¨②

解式①、②得：

mso=595 kg/m3

mgo=1209kg/m3

则混凝土初步配合比为：

mco: mso: mgo=1:1.45:2.94

W/C=0.45

2、试拌调整，提出基准配合比

1）计算试拌材料用量

按计算初步配合比试拌15L混凝土拌和物，各种材料用量：

水泥：411×0.015=6.165kg

水：185×0.015=2.775kg

砂：595×0.015=8.925kg

碎石：1209×0.015=18.135kg

2)调整工作性，提出基准配合比

按照计算材料用量拌制混凝土拌和物，测定其坍落度为40mm，而且拌和物的粘和性和饱水

性良好，满足施工和易性要求，因此提出基准配合比为：

mco: mso: mgo=1:1.45:2.94

W/C=0.45

3、检验强度

1)、采用水灰比分别为0.43，0.45，0.47 拌制三组混凝土拌和物，拌制时用水量不变，水泥用量分别为:

430 kg/m3

411 kg/m3

394 kg/m3

2 8天后抗压强度分别见下表:

水灰比:0.43

试件编号123456

抗压强度51.552.052.153.552.651.8

平均值52.3Mpa

水灰比:0.45

试件编号123456

抗压强度49.249.547.948.548.347.2

平均值48.4Mpa

水灰比:0.47

试件编号123456

抗压强度45.343.245.544.743.844.2

平均值44.5Mpa

２）、绘制灰水比和强度曲线:

强度(Mpa)

灰水比（略）

由混凝土强度与灰水比关系曲线关系可知，与试配混凝土强度38.2Mpa的灰水比值为2.22即水灰比为0.45。

4、确定试验室配合比

1）强度修正

根据强度、灰水比关系曲线，按强度修正后混凝土各材料用量为：

用水量mwb=185kg/m3

水泥用量 mcb =411kg/m3

砂用量msb =595kg/m3

碎石用量 mgb =1209kg/m3

实测混凝土拌和物的毛体积密度为ρh=2470kg/m3

校正系数K=2470/2400=1.03

修正后混凝土各材料用量为

水185×1.03=190kg/m3

水泥411×1.03=423kg/m3

砂595×1.03=612kg/m3

碎石1209×1.03=1244kg/m3

则试验室配合比为mcb:msb:mgb=1:1.45:2.94

W/C=0.45

根据试验室配合比拌制12组抗压试件，标准养护28天后抗压强度见下表：

试件编号123456

抗压强度

48.549.248.749.247.945.9

（Mpa）

试件编号789101112

抗压强度

48.948.051.752.449.248.7

(Mpa)

2)、强度评定

1、计算实测强度的平均值（mfcu）及标准差（sfcu）

标准差sfcu=1.68

平均值mfcu=49.0Mpa

2、根据试件组数（N=12）判定合格系数

λ1=1.70