第11章 混凝土 混凝土配合比设计

1、第五节第五节 混凝土配合比设计混凝土配合比设计混凝混凝土配土配合比合比设计设计水灰比水灰比(W/C)：水与水泥之间的比例关系水与水泥之间的比例关系砂率砂率( S)：砂子与石子之间的比例关系砂子与石子之间的比例关系单位用水量：单位用水量：水泥浆与骨料之间的比例关系水泥浆与骨料之间的比例关系分别用分别用C、W、S、G表示每表示每1m3混凝土中的混凝土中的水泥、水泥、水、细骨料、粗骨料水、细骨料、粗骨料用量，配合比设计就是要确用量，配合比设计就是要确定这四个基本变量。定这四个基本变量。混凝土配合比设计是确定水泥、水、砂与混凝土配合比设计是确定水泥、水、砂与石子的用量。石子的用量。混凝土配合比设计基本

2、参数的原则混凝土配合比设计基本参数的原则n在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；混凝土的水灰比；n在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；n砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。略有富余的原则来确定。n混凝土配合比设计以计算混凝土配合比设计以计算1m1m3 3混凝土中各材料混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。n确定初步配合

3、比确定初步配合比n确定混凝土的配制强度确定混凝土的配制强度n初步确定水灰比初步确定水灰比n配合比的试配、调整与确定配合比的试配、调整与确定n试配与调整试配与调整n确定设计配合比确定设计配合比n混凝土表观密度的校正混凝土表观密度的校正n施工配合比施工配合比初步配合比基准配合比试验室配合比施工配合比原材料性能、混原材料性能、混凝土的技术要求凝土的技术要求实验室试拌调整实验室试拌调整强度、抗渗、抗强度、抗渗、抗冻等性能的检验冻等性能的检验砂、石的含水率砂、石的含水率 为使实际施工混凝土的强度保证率达到为使实际施工混凝土的强度保证率达到9595，必须使混凝土的配制强度，必须使混凝土的配制强度(f(fc

4、u,ocu,o) )高于设高于设计强度标准值计强度标准值(f(fcu,kcu,k) )。f fcu,ocu,o=f=fcu,kcu,k+1.645+1.645 0 0 0 0- -施工单位混凝土强度标准差的历史统计水平，施工单位混凝土强度标准差的历史统计水平，MPaMPa 施工单位具施工单位具有有3030组以上混凝土配制强度组以上混凝土配制强度的的历史统计资料历史统计资料时，时， 0 0按按下式求得：下式求得：122,0nfnfnicuicu施工单位施工单位无历史统计资料无历史统计资料时，时， 0 0按下表取值：按下表取值：fce 水泥水泥28d抗压强度实测值，抗压强度实测值，MPa；A、B

5、回归系数，采用碎石时，回归系数，采用碎石时，A=0.46，B=0.07； 采用卵石时，采用卵石时， A=0.48，B=0.33.ceocuceABffAfCW,【校核校核】为保证混凝土的耐久性，计算的为保证混凝土的耐久性，计算的W/CW/C值不得值不得大于大于表表11.1411.14中规定的最大水灰比，否则，应取表中中规定的最大水灰比，否则，应取表中规定的最大值。规定的最大值。用水量按下表进行选择。用水量按下表进行选择。( (表表11.11)11.11)00WWCC【校核校核】为保证混凝土的耐久性，计算的水泥用量不为保证混凝土的耐久性，计算的水泥用量不得得小于小于表表11.1411.14中规定

6、的最小值，否则，应取表中规中规定的最小值，否则，应取表中规定的最小值。定的最小值。根据根据1m3混凝土用水量混凝土用水量W0和灰水比和灰水比C/W，可，可求出水泥用量求出水泥用量C0： 合理的砂率值主要应根据混凝土拌合物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，的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定，按下表进行选取。按下表进行选取。砂率按下表进行选择。砂率按下表进行选择。( (表表11.12)11.12)粗细骨料的用量可用粗细骨料的用量可用绝对体积法绝对体积法或或假定表观假定表观密度法密度法求得。求得。11 . 0000000aWSGCWSGc绝对体积法：绝对体积法

7、：假定混凝土拌合物的体积等于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和。空气的体积之和。%100(%)000GSSSa混凝土中含气量百分数，混凝土中含气量百分数，%；不使用含气型；不使用含气型外加剂时，外加剂时，a=1.ccWSGC,0000假定表观密度法：假定表观密度法：假设一个混凝土拌合物的假设一个混凝土拌合物的表观密度表观密度 c,cc,c，则有：，则有：%100(%)000GSSS c,c根据试验资料确定，无资料时可根据骨料根据试验资料确定，无资料时可根据骨料的表观密度、粒径及混凝土强度等级，在的表观密度、粒径及

8、混凝土强度等级，在2400-2500kg/m3的范围内选取。的范围内选取。n调整和易性，确定基准配合比调整和易性，确定基准配合比n按初步计算配合比称取材料进行试拌。按初步计算配合比称取材料进行试拌。n混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查粘聚性和保水性能。如混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查粘聚性和保水性能。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。后再试拌，直到符

9、合要求为止。n当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度合物的实际表观密度(c,t)。此满足和易性的配比为。此满足和易性的配比为基准配合比基准配合比。n验强度和耐久性，确定初步设计配合比验强度和耐久性，确定初步设计配合比n 基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。一般采用三个不基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。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，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应较基准配合比分别增

10、加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作两组强度同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作两组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护准养护28d天进行强度测定。天进行强度测定。n确定混凝土初步配合比确定混凝土初步配合比n根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度(fcu,0)相相对应的灰

11、水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：的材料用量：n用水量用水量()取基准配合比中的用水量，并根据取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整；制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整；n水泥用量水泥用量()取用水量乘以选定出的灰水比计取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；算而得；n粗、细骨料用量粗、细骨料用量(、)取基准配合比中的粗、取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。至此，得细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。至此，得出混凝土初步配合比。出混凝土初步配合比。n确定混凝土正式

12、配合比确定混凝土正式配合比n在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度校正，方在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度校正，方法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值(c,c)，即，即 c,c= +n再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值(c,t)，然后按下式得出校正系数，然后按下式得出校正系数，即，即n当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的时，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比时，则上

13、述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过时，则须将初步配合比中每项材料用设计值。若二者之差超过时，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称通常也称实验室配合比实验室配合比。cctc,混凝土实验室配合比计算用料是以混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料干燥骨料为基为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实

14、际施工用的配合比。骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。设工地砂子含水率为设工地砂子含水率为a，石子含水率为，石子含水率为b。则。则施工配合比施工配合比1m3混凝土中各材料用量为：混凝土中各材料用量为： C =C S =S(1+a%) G =G(1+b%) W =WSa%Gb%【例例】 某办公大楼的预制钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级某办公大楼的预制钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为为C30，要求强度保证率为，要求强度保证率为95%。施工要求坍落度为。施工要求坍落度为30-50mm（混（混凝土由机械搅拌与振捣），该施工单位无历史统计资料。采用的凝土由机械搅拌与振捣），该施工单位无历史统计资料。

15、采用的材料：材料：普通硅酸盐水泥：强度等级为普通硅酸盐水泥：强度等级为42.5的，的，28d实测强度为实测强度为45.5MPa，密度密度 c=3100kg/m3；中砂：中砂：Mx=2.7，表观密度，表观密度 os=2650kg/m3，堆积密度，堆积密度 os=1500kg/m3 ； 碎石：表观密度碎石：表观密度 oG=2700kg/m3 ，堆积密度，堆积密度 oG=1550kg/m3，最大，最大粒径为粒径为20mm，级配合理；，级配合理；自来水。自来水。1、试设计该混凝土的配合比（按干燥材料计算）。、试设计该混凝土的配合比（按干燥材料计算）。2、若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作

16、调整。、若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为又知现场砂子含水率为 ，石子含水率为，石子含水率为1，试计算混凝土，试计算混凝土施工配合比。并求施工配合比。施工配合比。并求施工配合比。解：解：1、设计该混凝土的配合比(1) 初步计算配合比 确定混凝土配制强度（fcu,0）查表11.15，取标准差0=5.0MPafcu,0= fcu,k + 1.6450= 30 + 1.6455 =38.2 MPa确定水灰比（W/C）本实验采用碎石，其回归系数A=0.46，B=0.07，则【校核】由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表11-14, 干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。确定用水量（w0） 查表11-11，单位用水量取195kg。【校核】按表 11-14，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 C0 368/3。kgCWWCo36853. 0195/0确定砂率（s） 查表11-12，对于采用最大粒径为20的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.53时，其砂率值可选取32%37%，现取s= 35。计算水泥用量（C0）计算砂、石用量（s0、g0）采用绝对体积法计算，将C0=368；W0=195代入方程组