谈混凝土配合比设计

文章编号：1009-6825（2012）32-0124-02
谈混凝土配合比设计
收稿日期：2012-09-05
作者简介：侯文康（1978-），男，工程师
侯文康
（山西建筑工程（集团）总公司建筑工程研究所，山西太原030006）
摘
要：介绍了混凝土配合比设计的定义与基本要求，详细阐述了混凝土配合比设计的主要步骤及其重要性，结合具体工程的实
验室配合比研究，
提出了在设计混凝土配合比时应注意的事项，为类似工程施工提供参考。

关键词：混凝土，配合比，设计中图分类号：TU528
文献标识码：A
0引言
混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成。

凝固后坚硬如石，受压能力很好。

虽然其受拉能力差，容易因受
拉而断裂，但在其受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力，从而得到了良好的应用。

而混凝土配合比的设计直接决定了混凝土结构质量的好坏，是混凝土施工前最重要的一个环节。

以下我就将混凝土配合比设计的步骤及其注意事项做一简要介绍。

1配合比设计的定义
1）确定混凝土各组成材料之间的数量比例关系的过程叫配
合比设计。

2）表示方法：
a．单位体积混凝土内各项材料的质量用量，如：m b =270．0kg ；m s =706kg ；m g =1255kg ；m w =180kg 。

b．单位体积内各项材料用量的比值。

如：W /B =0．63（水胶
比）。

胶凝材料ʒ水ʒ砂子ʒ石子=1ʒ0．63ʒ2．3ʒ4．0。

2普通混凝土配合比设计的基本要求
1）混凝土应满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。

2）混凝土应满足设计要求的强度等级。

3）混凝土应满足工程所处环境条件所必需的耐久性。

4）混凝土在满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低水
泥用量，节约成本，即经济合理性。

为了满足上述四项基本要求，就必须研究原材料性能，研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素，从而确定合理的配合比以满足质量要求櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅。

表10
各组混凝土电通量试验结果
试验编号P0P2P4P656d 电通量C
1073
652
539
525
从表10数据可以看出，掺合料的加入有效的降低了混凝土的电通量，纯硅酸盐水泥配制的混凝土甚至在电通量指标上达不到设计要求，随着掺合料的加入，增加了混凝土的密实性，使电通
量降到了很低的水平。

P6电通量指标比P4稍低一些，
但相差很小，说明在掺合料35%以上时混凝土的密实程度已经接近最大，
同时考虑到混凝土综合性能，降低施工难度，保证施工质量，P4的掺合料比例最为合理。

4结语
1）在水灰比一定的情况下，掺合料的加入，对砂浆3d 和7d
强度有所降低，但28d 强度比基准高；在掺合料比例一定的情况下，
粉煤灰与矿渣粉比例为1ʒ2时，砂浆各龄期强度最高。

2）砂率在35% 40%之间，混凝土拌合物流动性均较好，并具有基本相同的强度。

3）使用SX-C10聚羧酸高效减水剂拌制的混凝土，具有很好
的坍落度保持能力；掺合料的使用提高了混凝土的和易性并增强了混凝土后期强度。

4）使用SX-C10聚羧酸高效减水剂，掺合料增至35%，混凝土具有很好的强度及各项耐久性指标。

5）掺合料比例的提高，增加了混凝土的密实度，具体表现为混凝土抗渗性、抗裂性能、抗冻性能、抗氯离子渗透提升。

参考文献：
［1］吴中伟，廉慧珍．高性能混凝土［M ］
．北京：中国铁路出版社，
1998．［2］陈肇元，朱金铨，吴佩刚．高强混凝土及其应用［M ］．北京：清华大学出版社，
1992．［3］孙振平，蒋正武，金慧忠，等．聚羧酸系减水剂在钢管混凝土桥拱施工中的应用［J ］．建筑技术，2006（1）：6-7．［4］郭延辉，郭京育．聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术
［M ］．北京：机械工业出版社，2005：216-222．
Research on the influence of admixtures to large box girder concrete performance
BAI Jin-ke
（Fourth Engineering Company ，China Railway Twelve Bureau Group ，Xi ’an 710021，China ）
Abstract ：In order to meet the characteristics of He-Wu line super-speed railuay engineering ，project used double mixed method of fly ash and slag powder ，with the use of poly carboxylic acid water reducing agent ，under the certain condition of total amount of cementitious material ，changed the blending ratio of admixtures ，investigated the influence of each index to concrete ，summed up the influence rules of admixtures blending ratio to the durability of concrete ，so as to find out the optimum blending ratio could meet the requirements of project．Key words ：fly ash ，slag powder ，durability
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421·第38卷第32期2012年11月
山西
建筑
SHANXI
ARCHITECTURE
Vol．38No．32Nov．2012
3确定试配强度1）当混凝土设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：f cu ，0=f cu ，k +1．645σ。

2）当混凝土设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式计算：f cu ，0≥1．15f cu ，k 。

其中，f cu ，0为混凝土配制强度，MPa ；f cu ，k 为混凝土立方体抗压
强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值，MPa ；σ为混凝土强度标准差，
MPa 。

注意：混凝土强度标准差的选择应符合JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程的要求。

4确定初步的配合比4．1
计算水胶比
水与胶凝材料的比例称为水胶比。

水胶比是影响混凝土和易性、
强度和耐久性的主要因素，水胶比的大小是根据强度和耐久性确定，在满足强度和耐久性要求的前提下，选用较大水胶比，这有利于节约水泥。

水胶比宜按下式计算（混凝土设计强度等级小于C60时）：
W /B =a a f a
f cu ，0+a a a b f b。

其中，W /B 为混凝土水胶比；a a ，a b 均为回归系数，按
《普通混凝土配合比设计规程》规定取值；f b 为胶凝材料28d 胶砂抗压的强度。

4．2
确定用水量
用水量是指1m 3
混凝土拌合物中水的用量，单位为kg /m 3。

在水灰比确定后，混凝土中单位用水量也表示水泥浆与集料之间的比例关系。

为节约水泥，单位用水量在满足流动性条件下，取较小值。

注意：掺外加剂时，应考虑外加剂的减水率。

4．3计算矿物掺合料、水泥等胶凝材料的用量
胶凝材料应按其28d 胶砂抗压强度实测值来考虑，当无实测值时，可按下式计算：
f b =γf γs f ce 。

其中，γf ，γs 分别为粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数；f ce 为水泥28d 胶砂抗压强度的实测值（如无实测值时可参照普通混凝土配合比设计规程进行取值）。

4．4确定砂率
砂子在砂、石总量中所占的百分率称为砂率。

合理砂率的选
择尤为重要，
对混凝土的和易性好坏起着决定性的作用，从长远看关系到混凝土的耐久性、坚固性。

注意：用水量、砂率的选择均应符合JGJ 55-
2011普通混凝土配合比设计规程的要求。

4．5计算粗细骨料的用量
可采用体积法或质量法进行计算。

采用体积法计算时应以
每立方米混凝土为单位；当采用质量法计算时应取每立方米混凝
土的假定质量为2350kg /m 3 2450kg /m 3。

5计算出实验室配合比
实验室配合比即单位体积内各项材料用量的比值。

如：W /B =0．63。

胶凝材料ʒ砂子ʒ石子ʒ水=1ʒ2．3ʒ4．0ʒ0．63。

6混凝土施工配合比计算
根据施工现场砂、石实际含水率，调整配合比。

假定实验室配合比为：胶凝材料ʒ砂ʒ石=m b ʒm s ʒm g 。

现场测得砂、石含水率分别为W s ，
W g 。

实际用水量m w =m w 0（原用水量）－W s m s －W g m g 。

水胶比保持不变，则必须扣除砂、石中的含水量，则施工配合比为：
胶凝材料ʒ砂ʒ石子=m b ʒm s （1+W s ）ʒm g （1+W g ）。

实际用水量m w =m w 0－W s m s －W g m g 。

7实例
某建筑工程混凝土施工实验室配合比为1ʒ1．75ʒ3．12，水胶
比0．5，每立方米混凝土的胶凝材料为380kg ，测得砂、石的含水
率分别为4%，
2%。

求：混凝土施工配合比。

解：计算出砂、石及水的用量分别为：m s =665kg ，m g =1186kg ，水：190kg 。

由胶凝材料ʒ砂ʒ石子=m b ʒm s （1+W s ）ʒm g （1+W g ）。

得到胶凝材料ʒ砂ʒ石子=380ʒ665ˑ（1+4%）ʒ1186ˑ（1+2%）=380ʒ693ʒ1210=1ʒ1．82ʒ3．18。

实际用水量m w =m w 0－W s m s －W g m g =190－692ˑ4%－
1210ˑ2%=138。

每立方米混凝土中各种材料的用量：
胶凝材料：380kg ，砂：692kg ，石子：1210kg ，水：138kg 。

则混凝土施工配合比为：1ʒ1．82ʒ3．18ʒ0．36。

这样得出的配合比就可以直接使用到混凝土现场搅拌中了。

8注意事项
1）施工中应严格控制混凝土拌合料的用水量。

在实际施工中，操作者为图施工方便，任意增加用水量，导致混凝土强度偏低的质量事故。

因此，现场应配备专业人员监督计量，做到信息化施工，确保混凝土施工质量。

2）及时调整生产配合比。

砂、石、骨料在混凝土中也起着重要的作用，施工中除了考虑其含泥量是否超标以外，实际含水量的准确测量也不容忽视，因此，在现场混凝土的配置中应考虑这部分用水量。

3）应准确计量砂、石材料。

施工单位在实际的生产中，要做到每车砂、石过称，把材料计量控制在规范允许偏差范围之内。

因为砂、石过多或过少都会影响到混凝土的和易性，对施工造成不利因素。

可见，混凝土配合比设计的合理与否至关重要，关系到混凝土结构的安全可靠，是关乎国计民生的大事，应引起我们施工人员的足够重视。

On design for concrete mix proportion
HOU Wen-kang
（Architectural Engineering Institute ，Shanxi Architectural Engineering （Group ）Corporation ，Taiyuan 030006，China ）
Abstract ：The paper introduces the definition and basic requirements for the concrete mix proportion design ，illustrates the main steps and im-portance for the concrete mix proportion design ，and points out the precautions for the design of the concrete mix proportion by combining with the mix proportion research in labs of some factual projects ，so as to provide some reference for the similar construction．Key words ：concrete ，mix proportion ，design
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521·第38卷第32期2012年11月
侯文康：谈混凝土配合比设计。