普通混凝土的配合比设计.doc

普通混凝土的配合比设计步骤混凝土配合比设计包括初步配合比计算,试配和调整等步骤。1、 初步配合比的计算按选用的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步配合比的计算，以便得出试配用的配合比。（1） 配制强度（）的确定为了使混凝土强度具有要求的保证率，则必须使其配制强度高于所设计的强度等级值。因 令配制强度或试中-混凝土的配制强度，MPa-设计的混凝土立方体抗压强度标准值，MPa-混凝土强度标准差，MPa-混凝土强度变异系数；t-概率度。当设计要求的混凝土强度等级已知，混凝土的配制强度则可按下式确定：根据混凝土结构工程施工及验收规范（GB5024-92）和普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）的规定：即混凝土强度的保证率为95%，对应。混凝土强度标准差应根据施工单位统计资料，按下列规定确定：当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差应按下列公式计算：式中-统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值，MPa；-统计周期内同一品种混凝土n组强度的平均值，MPa；n-统计周期内同一品种混凝土试件的总组数，当混凝土强度等级为C20、C20，其强度标准差计算值低于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa；当强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值低于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应不小于3.0MPa。注：“同一品种混凝土”系指混凝土强度等级相同且生产工艺和配合比基本相同的混凝土。当施工单位不具有近期的同一品种混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差可按表4-30取用。 表4-30混凝土强度等级低于C20C20C35高于C354.05.06.0遇有下列情况时应适当提高混凝土配制强度：1） 现场条件与试验条件有显著差异时；2） 重要工程和对混凝土有特殊要求时；3） C30级及其以上强度等级的混凝土，工程验收可能采用非统计方法评定时。（2） 初步确定水灰比值（）根据已测定的水泥实际强度（或选用的水泥强度等级）、粗骨料种类级所要求的混凝土配制强度（），按混凝土强度公式计算出所要求的水灰比值（适用于混凝土强度等级小于C60）：式中A、B-回归系数，与骨料的品种等因素有关，其数值通过试验求得。普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）提供的A、B经验系数值取用：采用碎石：A=0.46、B=0.07采用卵石：A=0.48、B=0.33为保证混凝土必要的耐久性，水灰比还不得大于表4-25中规定的最大水灰比比值，如计算所得的水灰比大于规定的最大水灰比值时，应取规定的最大水灰比值。混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 表4-25环境条件结构类别最大水灰比最小水泥用量（kg）素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1、干燥环境正常的居住或办公用房屋内不做规定0.650.602002603002、潮湿环境无冻害高湿度的室内、室外部件、在非侵蚀性土和（或）水中的部位0.700.600.60225280300有冻害经常冻害的室外部件、在非侵蚀性土和（或）水中经常受冻害的部件0.550.550.552502803003、有冻害和除水剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300（3）选取每1混凝土的用水量（）用水量的多少，主要根据所要求的混凝土坍落度值及所用骨料的种类、规格来选择。所以应先考虑工程种类与施工条件，按表4-19确定适宜的坍落度值，再参考表4-21定出每1混凝土的用水量。混凝土灌注时的坍落度 表4-19项次结构种类坍落度（mm）1基础或地面等的垫层无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构10302板、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）50704配筋特密的结构7090干硬性和塑性混凝土的用水量（kg/） 表4-21拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标102031.540162031.540维勃稠度（s）15201015510175180185160165170145150155180185190170175180155160165坍落度（mm）1030305050707090190200210215170180190195160170180185150160170175200210220230185195205215175185195205165175185195注：1、本表用水量系采用中砂时的平均取，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510kg,采用粗砂则可减少510kg。2、 惨用各种外加剂或掺和料时，用水量应调整。3、 水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过实验确定。4、 本表摘自普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）。对流动性、大流动性混凝土（坍落度大于90mm）的用水量的计算见有关章节。另外，单位用水量也可按下式大致估算：式中-每1混凝土用水量，kg；T-混凝土拌合物的坍落度，cm；K-系数，取决于粗骨料种类与最大粒径，可参考表4-31取用。混凝土单位用水量计算公式中的K值 表4-31系数碎石卵石最大粒径（mm）1020408010204080K57.553.548.544.054.550.045.541.0注：1、采用火山灰硅酸盐水泥时，可增加4.56.0。2、采用细砂时，增加3.0。（4）计算混凝土的单位水泥用量（）根据已选定的每1混凝土用水量（）和得出的灰水比（）值，可求出水泥用量（）：为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还要满足表4-25中规定的最小水泥用量的要求。如算得的水泥用量少于规定的最小水泥用量，则应取规定的最小水泥用量值。（5）选取合理的砂率值（）合理的砂率值主要应根据混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定。一般应通过试验找出合理砂率。如无使用经验，则可按骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考表4-22先用合理砂率。坍落度小于10mm或大于60mm的混凝土砂率确定，见相关章节。水灰比（）卵石最大粒径（mm）卵石最大粒径（mm）1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641注：1、本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率。2、只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大。3、对薄壁构件砂率取偏大值。4、本表的砂率系指砂与骨料总量的重量比。另外，砂率也可根据以砂填充石子空隙并稍有富余，以拔开石子的原则来确定。根据此原则可列出砂率计算公式如下：式中-砂率，%；S、G-分别为每1混凝土中砂及石子用量，kg;、-分别为每1混凝土中砂及石子松散体积，；、-分别为砂和石子堆积密度，kg/;-石子空隙率，%；-砂浆剩余系数，又称拨开系数，一般取1.11.4。（6）计算粗、细骨料的用量（）及（）粗、细骨料的用量可用体积法或假定表观密度法求得。1）体积法 假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气的体积之总和。因此在计算1混凝土拌合物的各材料用量时，可列出下式：又根据已知的砂率可列出下式：式中-1混凝土的水泥用量，kg；-1混凝土的粗骨料用量，kg；-1混凝土的细骨料用量，kg；-1混凝土的用量，kg；-水泥密度，g/;-粗骨料近似密度，g/;-细骨料近似密度，g/-水的密度，g/；-混凝土含气量百分数（%），在不使用引气型外加剂时，可取为1；-砂率，%。由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。2）假定表观密度法（质量法）根据经验，如果原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌合物的表观密度将接近一个固定值，这就可先假设（即估计）一个混凝土拌合物表观密度（kg/）,因此可列出下式：同样根据已知砂率可列出下式：由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。在上述关系式中，取2.93.1，；及应由试验测得，可根据累积的试验资料确定，在无资料时可根据骨料的近似密度、粒径以及混凝土强度等级，在24002450kg/范围每选取。通过以上六个步骤便可将水、水泥、砂和石子的用量全部求出，得到初步配合比，供试配用。注：以上混凝土配合比计算公式和表格，均以干燥状态骨料为基准（干燥状态骨料系指含水率小于0.5%的细骨料或含水率小于0.2%的粗骨料），如需以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应作相应的修改。2、配合比的试配、调整与确定（1）配合比的试配、调整以上求出的各材料的用量，时借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查的，因而不一定能够符合实际情况，在工程中，应采用工程中实际使用的原材料。混凝土的搅拌、运输方法也应与生产时适用的方法相同，通过试拌调整，直到混凝土拌合物的和易性符合要求为止，然后提出供检验混凝土强度用的基准配合比。以下介绍和易性的调整方法：按初步配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后应测定坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。如坍落度不满足要求，或粘聚性和保水性不好时，则应在保持水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率。当坍落度低于设计要求，可保持水灰比不变，增加适量水泥浆。如坍落度太大，可在保持砂率不变条件下增加骨料。如出现含砂率不足，粘聚性和保水性不良时，可适当增大砂率；反之应减小砂率。每次调整后再试拌，直到符合要求为止。当试拌调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的表观密度（）。经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比，其水灰比值不一定选用恰当，其结果时强度不一定符合要求。所以应检验混凝土的强度。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，砂率值可分别增加或减少1%。每种配合比制作一组（三块）试块，标准养护28d试压（在制作混凝土强度试块时，尚需检验混凝土拌合物的和易性及测定表观密度，并以此结果作为代表这一配合比的混凝土拌合物的性能）。注：在有条件的单位可同时制作一组或几组试块，供快速检验或较早龄期时试压，以便提前定出混凝土配合比供施工适用，但以后仍必须以标准养护28d的检验结果为准，调整配合比。（3） 配合比的确定由试验得出的各灰水比值时的混凝土强度，用作图法或计算求出与相对应的灰水比值。并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：用水量（W）-取基准配合比中的用水量值，并根据制作强度试块时测得的坍落度（或维勃稠度）值，加以适当调整；水泥用量（C）-取用水量乘以经试验定出的、为达到所必需的灰水比值；粗、细骨料用量（G）及（S）-取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的水灰比值作适当调整。（3）混凝土表观密度的校正配合比经试配、调整确定后，还需根据实测的混凝土表观密度（）作必要的校正，其步骤为：计算出混凝土的计算表观密度值（）：将混凝土的实测表观密度值（）除以得出校正系数，即：当与之差的绝对值不超过的2%时，由以上定出的配合比，即为确定的设计配合比；若二者之差超过2%时，则须将已定出的混凝土配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即为最终定出的设计配合比。另外，通常简易的做法时通过试压，选出既满足混凝土强度要求，水泥用量又较少的配合比为所需的配合比，再作混凝土表观密度的校正。若对有特殊要求的混凝土，如抗渗等级不低于P6级