混凝土拌合物性能和配合比设计培训

1、混凝土拌合物性能和配合比设计一、概念混凝土是指胶结料（如水泥）、水、细集料（如砂子）、粗集料（如石子）以及必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按一定比例混合，通过搅拌成为塑性状态的拌和物，称为未凝固混凝土。未凝固混凝土在一定条件下，随着时间的推移逐渐硬化成具有强度和其他性能的块体，则称作硬化混凝土1。在影响混凝土结构工程质量与成本的诸多因素中，配合比设计至关重要，是根据工程要求、结构形式和施工条件确定混凝土的组份，即水泥、集料、水及外加剂的配合比例。配合比设计不同于其它项目的检测，需要试验人员熟悉各种原材料的性能，且需要具备丰富的实践经验。在配制混凝土时需要掌握混凝土拌合物和试件的制作方法，因此

2、将拌合物性能的试验方法也列入本部分。二、检测依据1、普通混凝土配合比设计规程（JGJ 55-2011）2、普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T 50080-20023、普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T 50081-2002）三、混凝土配合比设计及试验方法1、混凝土配合比设计的基本原则1.1配合比设计的基本原则混凝土配合比设计的基本原则是根据选用的材料，通过试验定出既能满足工作性、强度、耐久性和其他要求而且经济合理的混凝土各组成部分的用量比例。配合比设计的基本参数有： 混凝土的强度要求强度等级。 所设计混凝土的稠度要求坍落度。 所使用的水泥品种、强度等级及其质量水平，即强度富余系数g

3、c。 粗细集料的品种、最大粒径、细度以及级配情况。 可能掺用的外加剂或掺合料。 除强度及稠度以外的其他性能要求。1.2混凝土配合比设计的基本原理混凝土配合比设计的基本原理是建立在混凝土和混凝土混合料的性能变化规律的基础上的。如普通混凝土的配合比有四个基本变量：水泥、水、细集料和粗集料，可分别用C、W、X和Y表示单位体积混凝土的用量，配合比设计就是要确定这四个基本变量。为此，必须建立起四个表示各未知数之间相互关系的方程式。这些方程式体现出混凝土和混凝土混合料性能的变化规律。2、混凝土配合比设计步骤为了正确地设计配合比，在设计前，必须做好调查研究工作，并掌握下列资料：混凝土工程情况，包括强度要求、

4、结构物种类、部位尺寸，周围环境是否侵蚀、钢筋分布情况等。原材料的性能指标，掌握水泥的品种、强度等级，集料的密度、容重、空隙率、级配等试验数据及拌和混凝土用水情况。施工情况，混凝土拌和、捣实方法及其他施工技术等。混凝土配合比设计可以遵循以下步骤进行：2.1计算混凝土配制强度 1. 当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式确定：混凝土配制强度，MPa； 混凝土立方体抗压强度标准值，MPa； 混凝土强度标准差，MPa。2. 当混凝土的设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定：混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定，其试件组数不应少于30组。注：对预拌混凝土厂，统计资料可

5、取1个月；对现场拌制混凝土的施工单位，统计周期可根据实际情况确定，但不宜超过3个月。当混凝土强度等级为不大于C30时，如计算得到的<3.0MPa，取=3.0 MPa；当混凝土强度等级C30C60时，计算得到的<4.0 MPa，取不小于4.0 MPa。当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值可参考原国家标准混凝土结构工程施工及验收规范中的取值方法，见下表。 标准差混凝土强度标准值C20C25C35C50C554.05.06.0注：现场条件与试验室条件有显著差异时，应调高混凝土配制强度。 应根据施工单位实际情况加以适当调整。值的确定与混凝土生产质量水平有关。当混凝土的生产方能对生产过程

6、实施有效的质量控制，具有健全的管理制度时，可适当降低，反之要提高。2.2确定用水量的方程1. 混凝土水胶比在0.40-0.80范围时，可按下表选取；2. 混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。干硬性混凝土的用水量(kg/m3)拌和物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102040162040维勃稠度（s）16-2017516014518017015511-151801651501851751605-10185170155190180165 塑性混凝土的用水量（kg/m3）项目指标碎石最大粒径（mm）162031.540坍落度（mm）10303550557075902002

7、10220230185190205215175185195205165175185195注： 1. 上表用水量系用中砂时的平均取值，如采用细砂，每立方米混凝土用水量可增加510kg，采用粗砂时，则可减少510kg。2. 掺用各种外加剂或掺合料时，可相应增减用水量。4. 对于流动性和大流动性混凝土的用水量可按下列步骤计算： 以表中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算： 式中：掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg）； 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg）； 外加剂的减水率（%）

8、。 外加剂的减水率应经实验确定。2.3 确定水灰比和水泥用量的方程1.根据混凝土配制强度确定水灰比。混凝土强度与水灰比在0.40.84之间近似地成线性关系： 水胶比； 配制强度，MPa； 、回归系数； 胶凝材料28d抗压强度，MPa；当胶凝材料28d胶砂抗压强度值（）无实测值时，可按下式计算： 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数， 掺量（%）粉煤灰影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数01.001.00100.850.951.00200.750.850.951.00300.650.750.901.00400.550.650.800.9050-0.700.85 水泥28d抗压强度等级值，MPa； 水

9、泥标号富余系数，按1.101.16取值。2. 为水泥的28d抗压强度实测值，该值在配合比设计时可能难以取得。一般采用富余系数或根据已有的3d强度或快测强度推定28d强度关系式推定值。以上推定值的方法都是根据已有的经验推测，所以在使用时要注意留足强度富余。在当地缺乏配合比实际资料的情况下，回归系数可按下表采用。回归系数选用表 石子品种 系数碎 石卵 石0.530.490.200.133.每立方混凝土的胶凝材料用量（）应按下式计算： 式中：计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（Kg/m3） 计算配合比每立方米混凝土中用水量（Kg/m3） 水胶比。4.每立方混凝土的矿物掺和料用量（）应按下式计算：

10、 式中：计算配合比每立方米混凝土中矿物掺和料的用量（Kg/m3） 矿物掺和料掺量（%） 5.每立方混凝土的水泥用量（）应按下式计算：=式中：计算配合比每立方米混凝土中水泥用量（Kg/m3） 2.4 确定粗、细集料比例的方程确定砂率砂(细集料)在集料总量中所占的比例称为砂率。砂率对混凝土拌和物的流动性及粘聚性有较大的影响，在配合比设计时应确定合理的砂率值。合理砂率值，就是在用水量及水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌和物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性能良好时的砂率值2。影响砂率的因素很多，如：粗集料粒径大砂率小，粗集料粒径小砂率大；细砂的砂率小，粗砂的砂率大；碎石的砂率大，卵石的砂率小；

11、水灰比大则砂率大，水灰比小则砂率小；水泥用量大则可降低砂率，水泥用量小则可提高砂率。可通过下列方法确定砂率：（1）查表法按普通混凝土配合比设计规程要求，可按集料品种、规格及水灰比值，通过查表6确定。表6 混凝土的砂率（%）水灰比（W/C）卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）1020401620400.4026-3225-3124-3030-3529-3427-320.5030-3529-3428-3333-3832-3730-350.6033-3832-3731-3636-4135-4033-380.7036-4135-4034-3939-4438-4336-41 注：1.本表数值系中砂的

12、选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减小或增大砂率 2.只用一个单粒级粗集料配制混凝土时，砂率应适当增大； 3.对薄壁构件砂率取偏大值； 4.本砂率表适用于坍落度为1060mm的混凝土，坍落度大于60mm，也可在表1-5的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整，坍落度小于10mm时，其砂率应经试验确定； 5.掺有外加剂和掺合料的掺量应通过试验确定； 6.本表中的砂率系指砂与集料总量的质量比。（2）试验法需要比较准确地确定合理砂率的范围或需要了解砂率变化对混凝土拌和物性能的影响时，应经试验来确定合理砂率。混凝土拌和物的合理砂率是指在一定用水量及水泥用量的情况下，能使混合物获得最大

13、的流动性，且能保持粘聚性及保水性能良好时的砂率值。其步骤如下： 至少拌制五组不同砂率的混凝土拌和物，它们的用水量及水泥用量均相同，唯砂率值以每组相当23的间隙变动。 测定每组拌和物的坍落度(或维勃稠度)并同时检验其粘聚性和保水性。 用坐标纸作坍落度砂率关系图，如图上具有极大值，则极大值所对应的砂率即为该拌和物的合理砂率值。如果因粘聚性能不好而得不出极大值，则合理砂率值应为粘聚性及保水性能保持良好而混凝土坍落度最大时的砂率值。 砂率对混凝土强度的影响，在一定范围内并不明显。因此，合理砂率值主要应根据混合物的坍落度及粘聚性、保水性等特征来确定。各组强度试验结果作为分析时参考之用。（3）计算法计算法

14、确定砂率的原则是以砂子来填充石子空隙，并稍有富余来确定。由于计算较复杂，不做详细介绍。5、确定集料总用量的方程体积法和重量法在算出单位体积混凝土的用水量和水泥用量后，即可应用绝对体积方法或假定表观密度方法计算出单位体积混凝土中的集料总用量(绝对体积或质量)。（1）体积法是假设混凝土组成材料绝对体积的总和等于混凝土的体积，因此得下列方程式： 式中：、分别为每m3混凝土中水泥、砂、石和水的用量（kg/m3）； 、分别为水泥、水的密度，砂、石的表观密度(单位g/cm3，计算时换算成kg/m3)； 1000指1m3的体积为1000L。式中：可取2.93.1，=1.0 混凝土的含气量百分数，在不使用引气

15、型外加剂时，可取为1； 砂率（%）（2）重量法是假定混凝土混合物湿表观密度值为已知，求出单位体积混凝土的集料总用量(质量)：当采用重量法时，应按下列公式计算： + + + = 式中：每m3混凝土拌和物的假定质量(kg)，其值可取23502450kg。6、得出初步配合比配合比表示形式有两种。第一种以1m3混凝土中各材料的用量(kg)表示；第二种以混凝土中砂子、石子用量比例(以水泥用量为1的质量比)和水灰比表示。即水泥砂石QXY水灰比：7、试配与调整，得出试验室配合比（又叫理论配合比）。以上求出的初步配合比的各种材料用量，是借助于一些经验公式和数据计算得到，或是利用经验资料查得的，实际工作中，所用

16、材料情况往往变化很大，同时影响混凝土性能的因素又很多，所以用以上办法得到的数据仅是初步配合比，需要经过试配进行调整。下面介绍调整方法：初步配合比确定后，即可称取材料试配，试配拌和量应根据集料最大粒径确定，见表7。表7 混凝土试配用拌和量集料最大粒径（mm）拌和物数量（L）30或以下154030注：1.需进行抗冻、抗渗或其他项目的试验，则应根据试验项目的需要计算用量。 2.采用机械搅拌时，拌和量应不小于搅拌机定额拌量的1/4。（1）和易性调整按计算量称取各材料进行试拌，搅拌方法应尽量与生产时使用的方法相同。搅拌均匀后测坍落度并观察有无分层、泌水和流浆等情况。如果坍落度不符合设计要求，可保持水灰比

17、不变，增加适量水泥浆，并相应减少砂、石用量。对于普通混凝土，增加l0mm坍落度，约需增加水泥浆2-5。然后重新拌和，直至坍落度符合要求为止。如果坍落度大于要求时，且拌和物粘聚性不足，可减小水泥浆用量，并保持砂、石总质量不变，适当提高砂率(增加砂用量同时，相应地减少石子用量，以保持砂石总质量不变)，重新拌和，试验直至满足坍落度要求为止。另外，为简化起见，也可只增减水泥浆数量不相应改变砂石数量使和易性合格。坍落度的调整时间不宜过长，一般不超过20min为宜。经过调整后，应重新计算每m3混凝土的水泥、砂子、石子和水的用量，提出供检验混凝土强度用的基准配合比。（2）水灰比调整检验混凝土强度时至少应采用

18、三个不同的配合比。除基准配合比以外，另外两个配合比的水灰比值应按基准配合比分别相应增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。应调整使不同水灰比的三组混凝土拌合物均满足和易性要求，并制作混凝土强度试块。每种配合比应至少制作一组（三块）试块，标准养护28d试压。在有条件的单位可同时制作一组或n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使用。但以后仍必须以标准养护28d的检验结果为基准调整配合比。根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比（C/W）关系，用作图法或计算法求出混凝土配制强度和与之相对应的灰水比，即可定出调整后的配合比(称理论配合

19、比)。将实测表观密度除以计算表观密度得混凝土配合比校正系数，即： 式中：混凝土表观密度实测值（kg/m3）；混凝土表观密度计算值（kg/m3）。将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即得试验室配合比。8、确定施工配合比试验室配合比是以干燥材料为基准。实际施工现场存放的砂、石材料都含有一定的水分并且含水率经常变化，所以应随时根据现场砂石含水情况调整配合比，调整后的配合比称为施工配合比。实测砂子含水率为a，石子含水率为占b，则换算施工配合比，其材料用量为： 水泥 无变化 砂子 = (1+a)(kg) 石子 =(1+b)(kg) 水 =-×a-× b(kg) 水泥砂子石子=1XY

20、9、有特殊要求的混凝土配合比设计（1）抗渗混凝土抗渗混凝土所用原材料应符合下列规定： 粗骨料宜采用连续级配，其最大粒径不宜大于40mm，由于骨料含泥及泥块对混凝土抗渗特别不利，因此，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。细骨料的含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%； 外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂或引气减水剂，正确使用外加剂对提高混凝土的抗渗性能有好处，但是掺用引气剂的抗渗混凝土，其含气量宜控制在3%5%； 矿物掺和料能改善混凝土的孔结构，提高混凝土耐久性能，抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料。抗渗混凝土配合比设计除遵守普通混凝土配合设计的要求外，尚应符合下列规定：

21、 每立方米混凝土中的水泥和矿物掺合料总量不宜小于320kg，以避免缺浆而影响混凝土的密实性。砂率宜为35%45%。 供试配用的最大水灰比应符合表8的要求。表8 抗渗混凝土最大水灰比抗渗等级最大水灰比C20C30C30以上P6P8P120.600.550.550.50P12以下0.500.45 试配要求的抗渗水压值应设计值提高0.2MPa。（2）抗冻混凝土抗冻混凝土所用原材料应符合下列规定： 由于火山灰硅酸盐水泥的需水量大，对抗冻性不利，因此，应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 粗骨料宜采用连续级配，由于骨料含泥及泥块对混凝土抗冻性能不利，因此，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。

22、细骨料的含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；抗冻等级F100及以下的混凝土所用骨料均应进行坚固性试验。 抗冻混凝土宜采用减水剂，对抗冻等级F100及以上的混凝土就掺引气剂，掺用用混凝土的含气量宜根据骨粒径确定。抗冻混凝土的配合比设计除遵守普通混凝土配合比设计要求外，其最大水灰比还应符合表9的要求。表9 抗冻混凝土最大水灰比抗冻等级最大水灰比无引气剂时掺引气剂时F50F100F150以上0.550.600.550.50（3）高强混凝土配制高强混凝土所用原材料要求： 水泥应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 粗骨料强度与粒径成反比，即加工的粒径越小，

23、内部缺陷越少，在混凝土受力越均匀，颗粒强度越高。粒形越接近圆形，受力状态亦越好。强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；针片状颗粒含量不宜大于5.0%，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%。 细骨料的细度模数宜为2.6-3.0，含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。 高效减水剂是高强混凝土的特征组分，配制高强混凝土时应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。配制高强混凝土还应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料，活性矿物掺合料的使用，可调整水泥颗粒级配，起到增密、增塑。减

24、水效果和火山灰效应，改善骨料界面效应，提高混凝土性能。随着混凝土强度的提高，在保持胶结材料不超过限值时必须提高减水剂的减水率。高强混凝土的配合比设计要求： 鲍罗米公式在C60及以上等级的混凝土强度，其线性关系较差，离散性较大，因此，基准配合比中的水灰比，可根据现有试验资料选取。 配制高强混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试验确定。 高强混凝土的水泥用量不应大于550kg/m3；水泥和矿物掺合料的总量不应大于600 kg/m3。 高强混凝土配合比的试配进行调整时的两个配合比的水灰比宜较基准配合比分别增加和减少0.020.03。 高强混凝土设计配合确定后，应进行多次重复

25、试验进行验证，其平均值不应低于配制强度。（4）泵送混凝土泵送混凝土所用原材料要求： 由于火山灰质硅酸盐水泥需水量大，易泌水，因此泵送混凝土不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。 粗骨料宜采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%。 泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15%。 泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，粉煤灰的掺入能减少混凝土对管壁的磨阻力。确定泵送混凝土试配用坍落度时，一定要考虑坍落度的经时损失。泵送混凝土配合比设计要求： 泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60，否则浆体的粘度太小，制成的混凝土容易离析。水泥

26、与矿物掺合料的总量不宜小于300kg/m3，否则浆量不够，混凝土显得干涩，不利于泵送。 泵送混凝土的砂率宜为35%45%。 掺用引气型外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4%。因为引入的空气在混凝土形成无数细小可压缩体，会吸收泵压。（5）大体积混凝土大体积混凝土所用原材料要求： 水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥，以免短时间内产生大量水化热，在混凝土表面和内部产生温差，产生温度应力，引起混凝土开裂。 粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。 大体积混凝土应掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。大体积混凝土在保证强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料含料，以降低每立方米混凝土的水泥用量

27、。进行泵送混凝土配合比时，除遵守普通混凝土配合设计要求时，宜在配合比确定后进行水化热的验算或测定。（6）高性能混凝土配合比设计原则随着混凝土技术发展，近几年来高性能混凝土出现了蓬勃发展的势头。高性能混凝土是最近十几年来出现的混凝土新品种，是经过漫长时间的发展，在长期研究与实践中创造的至今较完善的混凝土。高性能混凝土的力学性能、长期性能、抗侵蚀性能要能得到保证，抗裂性好和体积稳定性好，其表现是低渗透性（包括水密性和抗化学侵蚀性）、无龟裂，内部结构的自愈性和长期强度缓慢持续发展。高性能混凝土在施工环节上也应达到最适应的工作性。环保性是高性能混凝土应具备的基本性能，这也是高性能混凝土中一般大量掺加粉

28、煤灰、矿粉等混合材的原因3。以耐久性为主的高性能混凝土配合比设计应考虑如下几点： 低用水量系指在满足工作性条件下尽量减少用水量。混凝土高拌和水量的后果是：抗压和抗折强度降低、吸水率和渗透性增大、水密性降低、干缩裂缝出现的几率加大、砂石与水泥石界面粘结力和钢筋与混凝土握裹力减小、混凝土干湿体积变化率加大和抗风化能力降低。一般高性能混凝土用水量要求165kg/m3。 低水泥用量系指满足混凝土工作性和强度条件下尽量减小水泥用量，这是提高混凝土体积稳定性和抗裂性的一条重要措施。过高的水泥浆会产生大的水化热，大的坍落度损失，塑性裂缝出现的几率大，弹性模量降低，干燥收缩与徐变值增大。 最大堆积密度系指优化

29、混凝土中集料的级配设计，获取最大堆积密度和最小空隙率，以便尽可能减少水泥浆的用量，来达到降低含砂率，减少用水量和水泥用量之目的。 水灰比适当在一定范围内混凝土抗压强度与其拌合物的灰水比（W/C）成正比，减小W/C，混凝土抗压强度和体积稳定性提高，但为保证混凝土的抗裂性能，水胶比应适当，不宜过小，过小的W/C易导致混凝土自生收缩增大。 活性掺合料与高效减水剂双掺高性能混凝土的配制必须发挥活性掺合料与高效减水剂的超叠加效应，从而达到减少水泥用量和用水量、密实混凝土内部结构，使混凝土强度持续发展，耐久性得以改善。使混凝土具有高电阻和低电渗4。总之耐久性好的HPC配合比设计关键是用水量低（减少渗透性，

30、掺减水剂改善工作性），水泥用量少（降低受侵蚀、减少碱含量、氢氧化钙和C3A含量），集料多（增加混凝土结构的稳定性），采用掺合料（抗渗与固体）。上述有特殊要求的混凝土配合比设计只是就混凝土耐久性的某一因素进行了要求，在工程实际中，混凝土大都是在两种或两种以上因素的作用下，如抗冻融作用与钢筋锈蚀、碱集料反应与氯盐腐蚀、还可能有碳化、硫酸盐侵蚀等参与，因此，混凝土配合比设计会更加复杂，对原材料、水灰比、集料和砂率等又有不同的要求。五、计算实例1、设计要求设某工程制作钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30，机械拌和、振捣，坍落度为120160mm，设计配合比。 2、原材料水泥：强度等级为32.5MP

31、a，密度为3.1 g/cm3，普通水泥，=1.15；砂子：中砂；石子：碎石，粒级520mm；高效减水剂（粉剂）：=20%，掺量为1%（内掺）。水：自来水。3、设计步骤（1）确定混凝土配制强度（），取标准差=5MPa，=30+1.645×5=38.2(MPa)（2）计算水胶比（W/B）采用的集料是碎石，最大粒径为20mm。对照表1-6符合耐久性要求。（3）确定用水量（）坍落度为90mm时，=215kg/m3，要求坍落度为120160mm，碎石最大粒径为20mm，查表1-3，因此设计用水量为 kg/m3，减水剂减水率为20%，实际用水量为230×（1-20%）=184 kg/m

32、3（4）计算胶凝材料用量（）水泥用量为：-=400-0=400 kg/m3外加剂用量为：400×1%=4.00 kg/m3（5）确定砂率（）采用查表法，查表1-5可知，W/C=0.46，碎石最大粒径为20mm，坍落度为60mm时的砂率为33%，坍落度为120160mm时砂率为：=（6）采用重量法，计算砂、石用量（、）用下列两个关系式计算 解联立方程 得=699( kg) =1165(kg) （7）计算初步配合比，见表10=4006931155；W/C=0.46表10 混凝土设计初步配合比用料名称水胶凝材料砂石水泥外加剂每m3混凝土材料用量1844004.006991165配合比0.4

33、610.011.742.91（8）试配与配合比调整用水量不变，水灰比分别增加和减少0.05，砂率相应地分别增加和减少1%，见表11，12。表11 混凝土配合比调整（基准水灰比增加0.05）用料名称水胶凝材料砂石水泥外加剂每m3混凝土材料用量1843543.547281162配合比0.5210.011.9363.090表12 混凝土配合比调整（基准水灰比减少0.05）用料名称水胶凝材料砂石水泥外加剂 每m3混凝土材料用量1844484.486551139配合比0.4110.011.3882.413三组配合比的实测表观密度与计算值之差的绝对值不超过计算值为2%，因此，不需进行表观密度调整。三组配合

34、比试件的28d实测强度值分别为：W/B=2.439，W/B=0.41，=45W/B=2.173，W/B=0.46，=35W/B=1.923，W/B=0.52，=27绘制强度与胶水比关系曲线（见图1）：由图可知对应于试配强度=38.2MPa的胶水比值为：B/W=2.361。图1 实测强度与胶水比关系示意图(38.2)(2.361)W/B（9）确定最终配合比设计值。 按强度修正配合比设计值。用水量：=184 kg/m3胶凝材料用量：=184×2.361=434 kg/m3其中减水剂为：434×1%=4.34 kg/m3砂、石用量：=（2450-）×37%=678 kg

35、/m3 =2450-=1154 kg/m3 最终配合设计值表13 混凝土配合比用料名称水胶凝材料砂石水泥外加剂每m3混凝土材料用量184429.664.346781154配合比0.4211.5622.659四、混凝土拌合物性能试验方法1、试验室拌和方法（1）目的及适用范围 通过混凝土的试拌确定配合比。 对混凝土拌和物性能进行试验。 制作混凝土的各种试件。（2）拌和物取样及试样制备 混凝土拌和物取样应具有代表性，试验用料应根据不同要求，从同一盘搅拌或者同一车运送的混凝土中取出，取样量应多于试验所需量的1.5倍，且宜不小于20L。 混凝土工程施工中取样进行混凝土试验时，取样方法和原则应按现行钢筋混

36、凝土结构工程施工及验收规范（GB 50204-2002）及普通混凝土拌和物性能试验方法标准（GB/T 50080-2002）有关规定进行：混凝土试样应在混凝土浇筑地点随机抽取，取样频率应符合如下要求：a 每100盘，且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样次数不得少于1次。b 每一工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盘时，其取样次数不得少于1次。c 采用多次采样的方法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土的约1/4处、1/2处和3/4处之间分别取样，从第一次取样到最后一次取样不宜超过15min，然后人工搅拌均匀。d 从取样完毕到开始做各项性能实验不宜超过5min。e 在试验室拌制混凝土进行试验

37、时，拌和用的骨料需提前运入室内。拌和时试验室的温度应保持在20±5，所用材料的温度与实验室温度保持一致。对所拌制的混凝土拌和物应避免阳光直射和风吹。注：需要模拟施工条件下所用的混凝土时，试验室原材料的温度宜保持与施工现场一致。f 试验室拌制混凝土时，材料用量以质量计，称量的精确度：骨料±1%；水、水泥、掺合料和外加剂均为±0.5%.g 拌和物取样后应尽快进行试验。试验前，试样应经人工略加翻拌，以保证其质量均匀，水泥如有结块，须用0.9mm筛孔将结块筛除，并仔细搅拌均匀待用。h 拌制混凝土所用的各项用具（如搅拌机、拌和钢板和铁锨等），应预先用水湿润。i 混凝土拌合物

38、的制备应符合普通混凝土配合比设计规程JGJ 55中的有关规定。（3）试验步骤 人工拌和：在拌和前先将钢板、铁锨等工具洗刷干净并保持湿润。将称好的砂、水泥倒在钢板上，先用铁锨翻拌至颜色均匀，至少翻拌3次，然后堆成锥形。将中间扒开一凹坑，加入拌和用水（外加剂一般随水一同加入），翻拌均匀，拌和时间为加水完毕时算起，在10min内完毕。 机械拌和：机械拌和混凝土时，先拌适量的混凝土进行挂浆（与正式配合比相同），避免在正式拌和时水泥浆的损失，并将挂浆用的混凝土倒在拌和钢板上，使钢板也粘有一层砂浆。将称好的石子、水泥和砂按顺序倒入机内预拌同转，然后将拌和用水倒入机内拌和1.52min。将机内拌和好的拌和物

39、倒在拌和钢板上，并刮出粘在搅拌机上的拌和物，人工翻拌均匀。注：采用机械拌和时，一次拌和量不宜少于搅拌机容积的20%。2、稠度试验方法稠度是一个综合技术指标，通常包括三方面的含义：流动性、粘聚性和保水性。流动性是指混凝土混合物在自重作用下或者机械振捣下，能够流动并均匀密实填满模板的性质；粘聚性是指混凝土混合物具有一定内聚性，使运输、浇灌和捣实过程中不致产生分层、离析、泌水。首先介绍坍落度与坍落扩展度法。坍落度试验方法是世界各国广泛应用的现场测试方法，在细节上有所不同，但无显著差别。（1）目的及适用范围本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土拌和物稠度测定。（2）仪器

40、设备图2 坍落度筒 坍落度筒：由薄钢板或其它金属制成的圆台形筒（见图2）。其内壁应光滑、无凹凸部位，底面和顶面应互相平行并与锥体的轴线垂直。在坍落筒外三分之二高度处安两个手把，下端应焊脚踏板。筒的内部尺寸为。底部直径200±2mm顶部直径100±2 mm高度300±2 mm筒壁厚度不小于1.5 mm 捣棒：直径16 mm、长600 mm的钢棒，端部应磨圆。（3）试验步骤 湿润坍落度筒及其它用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩住二边的脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。 把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三

41、分之一左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。 清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在510秒内完成。从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在150秒内完成。 提起坍落度筒后，量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值。（4

42、）结果评定 坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好，应予记录备查。 观察坍落后的混凝土试体的粘聚性及保水性。粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打。此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌合物中稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好。如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。当混凝土坍落度大

43、于220mm时，由于粗骨料堆积的偶然性，坍落度不能很好地反映混凝土拌和物的稠度，因此增加了坍落扩展度表征坍落度大于220mm的混凝土拌和物的稠度。用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均作为坍落扩展度值，否则，此次试验无效。坍落扩展度的表观形状又可以反映混凝土的抗离析性能，若发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出，正是混凝土在扩展的过程中产生离析而造成的，说明此混凝土抗离析性能不好。混凝土拌合物坍落度和坍落扩展度，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。3、凝结时间试验方法凝结时间是混凝土拌合物的一项重要指标，将混凝土工程中混凝土的搅拌

44、、运输以及施工具有重要的参考作用。（1）目的及适用范围本方法适用于从混凝土拌合物中筛出的砂浆用贯入阻力法来确定坍落度值不为零的混凝土拌合物凝结时间的测定。（2）仪器设备 贯入阻力仪。贯入阻力仪由加荷装置、测针、砂浆试验筒和标准筛组成，可以是手动的，也可以的自动的，且要符合以下要求：a 加荷装置：最大测量值应不小于1000N，精度为±10N；b 测针：长为100mm，承压面积为100mm2、50mm2和20mm2三种测针；在距贯入端25mm处刻有一圈标记。 标准筛：筛孔为5mm圆孔筛; 砂浆试验样筒。（3）试验步骤 对制备或现场取样的混凝土拌合物试样中，用5mm标准筛筛出砂浆，筛砂浆时

45、应注意尽量筛净，然后将其拌合均匀。将砂浆一次分别装入三个试样筒中，做三个试验。取样混凝土坍落度不大于70mm的混凝土用宜采用振动台振实砂浆；取样混凝土坍落度大于70mm的宜用捣棒人工捣实。用振动台振实砂浆时，将砂浆一次装入筒内，振动应持续到表面出浆为止，不得过振；用捣棒人工捣实时，每层应沿螺旋方向由外向中心均匀插捣25次，然后用橡皮锤轻轻敲打筒壁，直至插捣孔消失为止。振实或插捣后，砂浆表面应低于砂浆试样筒口约10mm；砂浆试样筒应立即加盖。 环境温度对混凝土拌合物凝结时间影响较大，因此，砂浆试验制备完毕，编号后应置于温度为20±2的环境中或现场同条件下待试，并在以后的整个测试过程中，

46、环境温度应始终保持20±2。现场同条件测试时，应与现场条件保持一致，但应避免阳光直射。在整个测试过程中，除在吸取泌水或进行贯入试验外，试样筒应始终加盖。 凝结时间测定从水泥与水接触开始计时。根据混凝土拌合物的性能，确定测针试验时间，以后每隔0.5h测试一次，在临近初、终凝时可增加测定次数。 在每次测试前2min，将一片20mm厚的垫块垫入筒底一侧使其倾斜，用吸管吸去表面的泌水，吸水后平稳地复原。 测试时将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上，测针端部与砂浆表面接触，然后在10±2s内均匀地使测针贯入砂浆25±2mm深度，记录贯入压力，精确至10N；记录测试时间，精确至1mi

47、n；记录环境温度，精确至0.5。 各测点的间距应大于测针直径的两倍且不小于15mm，测点与试样筒壁的距离应不小于25mm。 为确保试验精度，贯入阻力测试在0.228MPa之间应至少进行6次，直至贯入阻力大于28MPa为止。 在测试过程应根据砂浆凝结状况，适时更换测针，更换测针宜按表14选用表14 测针选用规定表贯入阻力（MPa）0.23.53.5202028测针面积（mm2）1005020（4）结果评定 贯入阻力的结果计算以及初凝时间和终凝时间的确定应按下述方法进行：贯入阻力应按下式计算： 式中：贯入阻力（MPa）； 贯入压力（N）； 测针面积（mm2）。计算应精确至0.1MPa 凝结时间宜通

48、过线性回归方法确定，是将贯入阻力和时间分别取自然对数和，然后把作自变量，作因变量作线性回归得到回归方程： =A+B 式中A、B为线性回归系数。根据上式求得当贯入阻力为3.5MPa时为初凝时间，贯入阻力为28MPa时为终凝时间： = = 凝结时间也可用绘图拟合方法确定，是以贯入阻力为纵坐标，经过的时间为横坐标（精确至1min），绘制出贯入阻力与时间之间的关系曲线，以3.5MPa和28MPa时划两条平行横坐标之间的关系曲线，分别与曲线相交的两个交点的横坐标即为混凝土拌合物的初凝和终凝时间。 用三个试验结果的初凝和终凝时间的算术平均值作为此次试验的初凝和终凝时间。如果三个测值的最大值和最小值中有一个

49、与中间值之差超过中间值的10%，则是以中间值为试验结果；如果最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的10%时，则此次试验无效。 凝结时间用hmin表示，并修约至5min。4、沁水与压力泌水试验泌水也是一种离析，混凝土凝结以前，新鲜混凝土内悬浮的固体粒子在重力作用下下沉，当混凝土保水能力不足时，混凝土表面会出现一层水，这种现象叫泌水6。混凝土拌合物泌水性能是混凝土拌合物在施工中的重要性能之一，尤其是对于大流动性的泵送混凝土来说更为重要。在混凝土的施工过程中泌水过多，会使混凝土丧失流动性，从而严重影响混凝土可泵性和工作性，并会给工程质量造成严重影响。混凝土中细砂含量不足，水泥颗粒太粗，水泥用量太少

50、或混凝土用水量太多均容易发生泌水。正确选择混凝土配合比可以在很大程度上控制泌水，如降低粗集料的最大粒径，尽可能用小坍落度的混凝土，必要时掺高效减水剂以减少用水量，增加混凝土内细颗粒材料等。（一）泌水试验（1）目的及适用范围本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm的混凝土拌合物泌水测定。（2）仪器设备 台秤：称量为50kg、感量为50g； 量筒：容量为10mL、50mL、100mL的量筒及吸管； 振动台、捣棒、试验筒。（3）试验步骤 装料及密实成型应用湿布湿润试样筒内壁后立即称量，记录试样筒的质量。再将混凝土试样装入试样筒，混凝土的装料及捣实方法有两种：用振动台振实。将试样一次装入试样筒内，开启振

51、动台，振动持续到表面出浆为止，且应避免过振；并使混凝土拌合物表面低于试样筒筒口30±3mm，用抹刀抹平。抹平后立即计时并称量，记录试样筒与试样的总质量。用捣棒捣实。采用捣棒捣实时，混凝土拌合物应分两层装入，每层的插捣次数应为25次；捣棒由边缘向中心均匀的插捣，插捣底层时捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；每一层捣完后用橡皮锤轻轻沿容量外壁敲打510次，进行振实，直至拌合物表面插捣孔消失，不见大气泡为止；使混凝土拌合物表面低于试样筒筒口30±3mm，用抹刀抹平。抹平后立即计时并称量，记录试样筒与试样的总质量。为了使混凝土拌合物外露面积的大小以及泌水后的蒸发量不受影响，在以下吸取混凝土拌合物表面泌水的整个过程中，应使试样筒保持水平、不受振动；除了吸水操作外，应始终盖好盖子；由于环境温度对混凝土拌合物泌水比较敏感，因此，室温应保持在20±2。 计时和称重从计时开始后60min内，每隔10mi