普通混凝土配合比设计

6.1.5 普通混凝土配合比设计

混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件来确定各组成材料数量之间的比例关系。常用的表示方法有两种：

一种是以1m3混凝土中各项材料的质量表示，如某配合比：水泥240kg，水180kg，砂630kg，石子1280kg，矿物掺合料160kg，该混凝土1m3总质量为2490kg；

另一种是以各项材料相互间的质量比来表示（以水泥质量为1），将上例换算成质量比为：水泥∶砂∶石∶掺合料＝1∶∶∶，水胶比＝。

1.混凝土配合比的设计基本要求

市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求：

（1）满足施工规定所需的和易性要求；

（2）满足设计的强度要求；

（3）满足与使用环境相适应的耐久性要求；

（4）满足业主或施工单位渴望的经济性要求；

（5）满足可持续发展所必需的生态性要求。

2.混凝土配合比设计的三个参数

混凝土配合比设计，实质上就是确定胶凝材料、水、砂和石子这四种组成材料用量之间的三个比例关

系：

（1）水与胶凝材料之间的比例关系，常用水胶比表示；

（2）砂与石子之间的比例关系，常用砂率表示；

（3）胶凝材料与集料之间的比例关系，常用单位用水量（1m3混凝土的用水量）来表示。

3.混凝土配合比设计步骤

混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、试配和调整、施工配合比的确定等。

（1）初步配合比计算

1）计算配制强度（f cu，o）。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）规定，混凝土配制强度应按下列规定确定：

①当混凝土的设计强度小于C60时，配制强度应按下式确定：

f cu，o≥f cu，k＋σ

式中f cu，o——混凝土配制强度，MPa；

f cu，k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值，MPa；

σ——混凝土强度标准差，MPa。

②当混凝土的设计强度不小于C60时，配制强度应按下式确定：

f cu，o≥，k

混凝土强度标准差σ应根据同类混凝土统计资料计算确定，其计算公式如下：

σ=

式中f cu，i——统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值，MPa；

mf cu——统计周期内同一品种混凝土n组试件的强度平均值，MPa；

n——统计周期内同品种混凝土试件的总组数。

当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料，且试件组数不小于30时，其混凝土强度标准差σ应按上式进行计算。

对于强度等级不大于C30的混凝土，当混凝土强度标准差计算值不小于时，应按混凝土强度标准差计算公式计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于时，应取。

对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土，当混凝土强度标准差计算值不小于时，应按混凝土强度标准差计算公式计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于时，应取。

当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表6-3取值。

混凝土强

度标准差σ值 表6-3

2）计算水胶比（W /B ）。混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比应按下式计算：

a b cu o a b b +W f B f f ααα=，

式中 αa 、αb ——回归系数，回归系数可由表6-4采用；

f b ——胶凝材料28d 胶砂抗压强度，可实

测，MPa 。

回归系数αa

和αb 选用表 表6-4

当胶凝材料28d 抗压强度（f b ）无实测值时，其

值可按下式确定：

f b＝γf·γs·f ce

式中γf、γs——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，按表6-5选用；

f ce ——水泥28d胶砂抗压强度，可实测，MPa。

粉煤灰影响系数γf和粒化高炉矿渣粉影响系数γs表6-5

注： 1.采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值；

2.采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用

S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105

级粒化高炉矿渣粉宜取上限值加；

3.当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验测定。

在确定f ce值时，f ce值可根据3d强度或快测强度推定28d强度关系式得出。当无水泥28d抗压强度实测值时，其值可按下式确定：

f ce＝γc·f ce，g

式中γc——水泥强度等级值的富余系数（可按实际统计资料确定）；当缺乏实际统计资料时，可按表6-6选用；

f ce，g——水泥强度等级值，MPa。

水泥强度等级值的富余系数（γc）表6-6

3）每立方米混凝土用水量的确定。

①干硬性和塑性混凝土用水量的确定。

水胶比在～范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表6-7、表6-8选取。

干硬性混凝土的用水量（单位：kg/m3）表6-7

塑性魂混凝土的用水量（单位：kg/m3）表6-8

②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算：

A.以表6-8中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。当坍落度增大到180mm以上时，随坍落度的相应增加的用水量可减少。

B.掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：

m wa＝m wo（1－β）

式中m wa ——掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；

m wo——未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；

β——外加剂的减水率，应经混凝土的试验确定，％。