混凝土水灰比

（一）绝对体积法的基本原理

绝对体积法是以组成混凝土拌合物的水泥、砂子、石子及水等材料，经过充分搅拌后，互相填充而达到绝对密实为原则进行设计的，即混凝土体积等于各组成材料绝对体积的总和。

（二）设计步骤与方法 1．确定水灰比

根据水泥标号、混凝土强度和石子种类，按经验公式推导水灰比如下：由式（9-1），可化成

c

c R B A R R A C W

⋅⋅+⋅=

28

C

W

——水灰比； W ——用水量，kg ； C ——水泥用量，kg ；

R 28——混凝土28d 抗压强度，Mpa ； R C ——水泥标号，Mpa ；

A 、

B ——经验系数，查表9-5。

为保证混凝土的耐久性和密实度，采用的水灰比不应大于《钢筋混凝土工程施工及验收规范》中所列最大水灰比的规定。

2．确定用水量

配合比设计时应采用低加水量的原则。用水量的大小，主要根据施工对和易性的要求及粗骨料的种类和最大粒径等因素来确定，具体可查表9-7。

3．计算水泥用量

根据已确定的水灰比和用水量，用下式计算每立方米混凝土中的水泥用量C ： ⎪⎭

⎫ ⎝⎛=

C

W W C ，kg (9-7)

式中符号意义同前。

依上式求得的水泥用量应不小于《钢筋混凝土工程施工及验收规范》中所列最小水泥用量的规定，以保证混凝土的耐久性。

表9-7 混凝土用水量选用表 kg/m²

注：1. 本表用水量系采用中砂的均值。如采用细砂，每立方米混凝土用水量可增加5～10 kg ；采用粗砂则可减少5～10kg 。 2. 本表适用于水灰比为～的混凝土。

4．计算砂率S K %100⨯+=

石

砂砂G G G S k （9-8）

式中 S k ——含砂率；

G 砂——每立方米混凝土中含砂的质量； G 石——每立方米混凝土中含石的质量。

按混凝土体积内，砂子应填满石子的空隙（略有余）这一原则，可得到下式：

%100000⨯⋅+⋅⨯=K V V S K 石

砂空砂

空γγγ

V 空——石子的孔隙率；

γ0砂——单位体积（包括孔隙体积）砂的重量，t/m³； γ0石——单位体积（包括孔隙体积）石子的重量，t/m³； K ——修正系数，采用机械振捣，K=～；人工振捣K=～。

5．计算砂、石用量

根据绝对体积法原理，每m 3混凝土的拌合物中，各组成材料绝对体积之和为1 m 3，即： L G G C

W 1000=+

+

+

石

石

砂

砂

水泥

γγγ (9-10)

式中 水泥γ、砂γ、石γ——分别为水泥、砂、石的密度，t/ m³；

L ——体积单位，升； 其它量同前。

因为W 、C 及砂率S K 都已求出，将这些值代入上式，就可计算出砂、石用量。 （三）混凝土配合比设计示例

某工程预制C20钢筋混凝土，采用机械搅拌，坍落度要求为4cm ，原材料试验结果如下：

水泥：425号普通水泥，密度γ水泥= m³； 砂子：中砂，密度γ砂= m³，γ0砂= m³； 石子：卵石，最大粒径4cm ，密度γ石= m³，γ0石= m³，空隙率V 空=45%； 水：自来水。 1．水灰比计算

按规范要求，设计的混凝土标号，应提高10%～15%，则

R 28=20×=23MPa

水灰比：

60.05

.42459.0444.0235.42444.028=⨯⨯+⨯=⋅⋅+⋅=c c R B A R R A C W 式中 A 、B 查表9-5，A=，B=。

计算结果，满足规范中最大水灰比要求。 2．确定用水量W

每立方米混凝土用水量查表9-7得W=170kg 。 3．计算水泥用量C

3/2836.0170m kg C W W C ===

符合最小水泥用量要求。 4．计算砂率S K

%

35%1001.145

.15.145.05

.145.0%

100000=⨯⨯+⨯⨯=

⨯⨯+⋅⋅=

K V V S K 石

砂空砂空γγγ

5．计算砂、石用量 因，1000=+

+

+

石

石

砂

砂

水泥

γγγG G C

W ，代入各值得

100060

.265.20.3283170=+++石砂

G G ，化简为 73660

.265.2=+石砂G

G

又，根据含砂率公式：

35.0=+石

砂砂

G G G ，

得G 石=1.86G 砂将此代入上式可求出G 砂=673kg/ m³；G 石=1252kg/ m³。 6．初步配合比的计算

水泥：水：砂：石=283：170：673：1252，按水泥用量为1，则，水泥：水：砂：石=1：：：。 根据以上求出的配合比拌制的混凝土作试验，用试验结果再调整其配合比，直至使混凝土达到设计及施工要求。