普通混凝土配合比设计和试配

1、预 拌 混 凝 土 配 合 比设 计 、试 配 与 确 定李 彦 昌8月1/68 国内外配合比设计方法介绍1目 录 配合比设计2 试配3 配合比确定4 应用举例5 结论62/68Mehta P K和Aitcin P C基于最正确浆骨比配合比设计方法。英国Domone P L J等基于最大密实度理论配合比设计方法。法国路桥试验中心基于Feret公式和Farris模型提议配合比设计方法。陈建奎全计算法。普通混凝土配合比设计规程JGJ55中质量法和体积法等。 国内外配合比设计方法介绍13/68 配合比设计24/68 配合比设计-设计流程25/68 配合比设计-设计流程26/68 配合比设计-设计流程

2、27/68以设计上流程共有：两个查表： 查表选择用水量 查表选择用砂率十二个公式：规程中公式+替换描述公式我们用Excel设计配合比设计计算软件：配合比设计模板.xlsm 配合比设计-设计流程28/68质量法与体积法对比质量法（前称重量法、假定容重法）特点简单易学：从使用者角度出发，流程很简化。不太准确：用假定来代替体积法繁琐试验和计算，经过表观密度试验进行校正，基本能够到达配合比计算精度，含有较强适用性。标准在条文说明中指出”在实际工程中，混凝土配合比设计通常采取质量法。体积法对技术要求略高。”因为质量法比较简单，多数偏向于使用质量法。 配合比设计-质量法与体积法对比29/68 体积法特点设

3、计基础：各原材料体积加和到达一立方米。愈加准确：能够准确计算出各种原材料用量，不需要经过试验进行调整。适用性强：适合用于当前配合比组分越来越复杂情况。表观密度试验：需要准确测定原材料表观密度。无法测定时，能够采取检测汇报中值。计算过程复杂：没有计算机辅助计算极难进行。 配合比设计-质量法与体积法对比210/68质量法和体积法最大区分在于混凝土配合比调整方面生产过程中配合比调整在所难免当前混凝土原材料质量波动很大，施工配合比调整非常频繁，调整参数包括砂率、外加剂掺量、掺合料取代率、原始用水量等。质量法弊端在于调整前后体积不一样调整后混凝土体积发生了一定程度改变。假如要准确到1m，需要频繁进行校正

4、。 配合比设计-质量法与体积法对比211/68质量法和体积法最大区分在于混凝土配合比调整方面体积法优越性在于调整前后混凝土配合比体积一直为1m：利用Excel函数和公式，能够准确、快速实现体积法参数调整。 配合比设计-质量法与体积法对比212/68对于引气混凝土而言，采取体积法优越性愈加显著。体积法能够经过设置含气量参数，来设计不一样含气量混凝土配合比。而质量法对此无能为力，只能辅助于实测表观密度和实测含气量后校正。下表举例说明：分别设计含气量为1%、2%、3%混凝土配合比。 配合比设计-质量法与体积法对比213/68体积法适合用于大多数特种混凝土配合比设计：只要设计配合比能确保其体积为1m，

5、原材料品种能够不受太多限制。比如：体积法不但适合用于普通混凝土设计，还能够进行砂浆、轻质混凝土、重混凝土、钢纤维混凝土等配合比设计。 配合比设计-质量法与体积法对比214/68 配合比设计2 配合比设计-校正系数215/68对于这一要求，本人认为，技术上是可行，是符合试验规律，但从经营角度看是不行，因为靠近2%误差，结算误差一样靠近2%，以300元/立方米价格计算，价差到达6元/立方米，这是买卖双方都难以接收。所以，本人提议将这一要求下调至1%更为合理。 配合比设计-校正系数216/68 配合比设计-强度确保率和标准差217/68因为混凝土强度波动很大，选择95%强度确保率作为设计依据，充分考

6、虑了混凝土是一个非匀质性材料特点，结合与结构整体协调性，是合理。但本人认为：作为结构实体中混凝土，强度确保率到达95%是能够接收，但作为搅拌站生产混凝土，强度确保率95%是难以接收。 配合比设计-强度确保率和标准差218/68原因主要是：预拌混凝土是搅拌站生产出来，出站（厂）时与浇筑到结构实体后混凝土强度差异很大，结构实体混凝土强度往往因运输和等候时间长、浇筑过程加水或加外加剂调整、漏振与振捣不足或过振、养护不及时与养护不充分甚至不养护等原因，而比生产出来时混凝土强度低很多。所以在设计配合比时应选择采取更大混凝土强度确保率系数。 配合比设计-强度确保率和标准差219/68值是统计出来，没有统计

7、数据时，规程提议采取4MPa（C20）、5MPa（C25C45）、6MPa（C50C55）。本人认为，不一样值选择主要是为了使设计出配合比愈加靠近真实情况，而真正需要考虑值选择情况应该在确定配合比阶段，合理确定值能够使混凝土配合比执行过程中愈加可靠。值选择将在混凝土配合比确定时深入阐述。 配合比设计-强度确保率和标准差220/68确定技术路线配合比计算出来轻易，确定技术路线难。本人认为，技术路线确实定应该考虑以下几方面。1、混凝土性能要求根据混凝土力学性能（强度：抗压强度、抗折强度等）、耐久性能（抗渗性能、抗冻性能、氯离子扩散性能、耐磨性能、抗冲击性能等）要求不一样，采取不一样技术路线。比如：

8、 配合比设计-技术路线确定221/68（1）设计低强度等级混凝土技术路线以提升混凝土粘聚性为根本，既确保混凝土强度不过高，又能确保混凝土含有很好粘聚性，采取提升砂率并尽可能采取细砂和含有较高石粉含量机制砂、增加掺合料用量等技术路线。 配合比设计-强度确保率和标准差2（2）设计高强度等级混凝土恰好与低强度等级混凝土相反，以尽可能降低混凝土粘聚性为根本，采取降低砂率并尽可能采取粗砂和石粉含量相对较低机制砂、优质一级粉煤灰、石灰石粉、硅灰（高于C80）、含有降粘作用外加剂、适宜用水量等技术路线。22/68（3）设计大致积混凝土技术路线以尽可能提升掺合料用量，降低水泥用量为根本，采取大掺量粉煤灰、大掺

9、量矿粉、以60d或90d强度作为验收强度、提升缓凝剂用量等技术路线。（4）设计抗冻融混凝土以混凝土适量引气为根本，采取掺加适当引气剂、聚羧酸外加剂先消后引、低烧失量粉煤灰、低含泥量砂等技术路线。（5）自密实混凝土为防止做成砂浆，影响混凝土性能，宜采取低用水量、低胶凝材料总量、低砂率 “三低”技术路线等。 配合比设计-技术路线确定223/682、工程与部位特点不一样工程部位对混凝土性能要求不一样，配合比设计时应充分考虑工程和浇筑部位特点采取适当技术路线。比如：（1）民用建筑剪力墙，因为其浇筑困难，宜采取适当提升单方用水量、提升坍落度、增加砂率、减小石子粒径、降低坍落度损失等技术路线。有条件时能够

10、采取自密实混凝土，尽可能降低人为原因影响。 配合比设计-技术路线确定224/68（2）市政桥梁墩柱、箱梁等因为其对外观质量要求高，宜采取粒形很好粗骨料并提升粗骨料用量、采取含泥量较低中粗砂、选择适当消泡剂并提升聚羧酸外加剂消泡剂用量、降低混凝土坍落度等技术路线。 配合比设计-技术路线确定225/68（3）地面混凝土，看似简单，但因为其对表面混凝土质量有较高要求，以及表面系数较大特点，不宜技术路线轻易造成表面起砂和表面起硬壳而难以抹面现象，宜采取低坍落度、低砂率、低掺合料用量、低外加剂用量“四低”技术路线等。因为工程类型千差万别，浇筑部位各不相同，这种情况包括面很广，不再一一列举。 配合比设计-

11、技术路线确定226/683、 原材料性能特点不一样地域、不一样搅拌站原材料都有不一样特点，且大部分搅拌站都见面临部分原材料质量不能充分满足要求要求情况。所以，进行配合比设计时，一点要认真分析原材料特点，扬长避短，使混凝土愈加具备可操作性。比如： 配合比设计-技术路线确定227/68（1）原材质量整体很好时，一定要把好原材料用好。那么，采取什么样技术路线才能算得上用好呢？本人认为，好原材料组合，要经过以降低单方用水量为关键配合比设计技术路线，在充分试配前提下，将高品质原材料价格高出部分降下来，力争到达与低品质原材料单方成本靠近甚至更低，到达用优质原材料配制出价格含有竞争力优质混凝土。 配合比设计

12、-技术路线确定228/68（2）当原材质量整体较差时，要把握住这么品质原材料能够用于什么样工程，能够浇筑什么样工程部位等，并以适当提升单方用水量为关键技术路线，确定合理配合比，既要确保物尽其用，又要坚持质量底限，做良心工程、放心工程。切不可采取超掺外加剂降低单方用水量来降低成本做法，造成拌合物非常敏感，控制难度大，质量问题不停，恶性循环。 配合比设计-技术路线确定229/684 、生产工艺特点混凝土配合比设计不能脱离本身工艺特点，只有按照本身工艺特点制订适当技术路线，确定配合比才是适合自己需要。尽管混凝土搅拌站工艺简单，基本雷同，但认真分析存在一定差异。比如： 配合比设计-技术路线确定230/

13、68（1）有搅拌站粉料仓多，储量大；骨料仓多，分类细；自行复配外加剂；搅拌设备管理到位，搅拌混凝土匀质性好等。能够按照不一样强度等级、不一样技术要求、不一样工程特点采取不一样技术路线设计配合比；采取不一样特点骨料搭配使用多级配技术路线细化配合比；等将外加剂分类，技术路线愈加灵活，混凝土性能愈加可控等。 配合比设计-技术路线确定231/68（2）有搅拌站粉料仓少，存放量少；骨料仓少，分类粗；直接外购外加剂成品；设备管理粗放，搅拌混凝土匀质性差等。缺乏采取不一样技术路线基本条件，配合比设计时没有了灵活性，只能采取照料大局，牺牲局部技术路线，尽力确保搅拌站正常生产经营活动。这些工艺特点正是我们工艺革

14、新方向。 配合比设计-技术路线确定232/68 试配3试配是配合比产生关键过程，做好试配是试验室主要工作，所以关于怎样能够做好试配，本人总结了以下几方面供参考。试拌首先应进行试拌，经过试拌检验设计出来配合比与实际之间差距和存在问题，然后做出调整，直到拌合物性能到达要求要求为止。33/68试拌过程就是配合比试验过程，是关键过程，是真正考验技术人员能力过程。因为：不论采取多么先进配合比设计技术，设计配合比往往依然存在这么或那样问题，无法直接投入使用，只有经过试拌才能发觉问题和处理问题，而发觉和处理问题是要靠大量实际经验和扎实理论知识，以及长久坚持不懈思索和探究，是理论和实践长久有效结合结果。 试配

15、-试拌334/68本人认为，试拌过程最主要就是找到适当单方用水量，即：（1）用水量不是越低越好 ，更不是越高越好。不能用外加剂超掺强制降低单方用水量；也不能因单方用水量过高使外加剂加不进去，造成坍落度损失快。（2）不一样原材料用组合应有一个最低用水量。 （3）经过试拌找到适当用水量，并确保配合比用水量大于这一最低用水量。 试配-试拌335/68试配配合比试验试拌处理混凝土拌合物性能，试配是确定配合比完整试验过程。以试拌配合比为基础，设计出对应试配用配合比：采取普通混凝土配合比设计规程JGJ55中要求上下波动小于0.05水胶比，按照一样设计路线计算出另外两个或更多配合比进行试验。 试配-配合比试

16、验336/68按照普通混凝土配合比设计规程JGJ55，每一个配合比产生，都需要最少三个配合比试配，并依据试配强度结果回归强度线性方程，然后按照配制强度计算出配合比，即为确定配合比。而当前搅拌站做法与规程中要求方法存在一定差异，通常按照系列配合比试验方法来确定系列配合比。 试配-配合比试验337/68系列配合比试验方法：按照试拌配合比设计出系列配合比水胶比相差小于0.05三个以上多个配合比，进行试配，并依据试配结果确定在试配水胶比范围内多个配合比，也就是系列配合比。这种方法实际是对规程中要求方法延伸，更适合预拌混凝土配合比试验。 试配-配合比试验338/68规程中设计方法适合用于配合比少，且比较

17、固定施工现场搅拌站，而对于个性化强、各种工程有不一样要求预拌混凝土搅拌站来说，需要大量配合比，假如按照规程要求标准做法，就需要大量重复配合比试验，而采取系列配合比试验愈加合理有效。合理有效试验方法应该被标准规范逐步接收，使这种方法成为能够指导大家进行配合比试验标准方法。 试配-配合比试验339/68试配注意事项混凝土是一种非匀质性材料，试验和生产误差都很大，为了降低混凝土试配结果误差，试配时应完善试验制度，使整个试验过程标准化，比如：（1）应制订配计划。（2）准备充分原材料，并对全部原材料进行检验和试验。 试配-试配注意事项340/68（3）完善试验条件。包含备好试验工具、试验仪器、检验搅拌机

18、叶片间隙等。（4）检验试模外观，测量尺寸偏差，涂刷隔离剂应尽可能少。（5）微膨胀混凝土应采取铁质试模。（6）搅拌机、振动台均应有计时器等。 试配-试配注意事项341/68另外，试配过程中，为了保准结果准确性和可靠性，应做到以下几点：（1）确保称量数据及试验数据准确性。（2）尽可能采取搅拌机搅拌。（3）确保搅拌最小量，不能少于20L。 试配-试配注意事项342/68（4）同系列配合比应在同一时间段做完；（5）不一样强度等级混凝土拆模时间应该不一样；（6）环境温度、湿度统计；（7）依据不一样目标留置充分试件等。 试配-试配注意事项343/68 配合比确定444/68确定混凝土强度确保率系数将标准中

19、1.645提升到2.02.5：对应强度确保率为97.72%99.38%，以确保实体强度确保率不低于95%。采取统计方法验收可取2.0普通民建结构及一些非主要结构，通常按照混凝土强度检验评定标准GB/T50107中统计方法进行检验与评定，经过验收难度相对较低，可取较低强度确保率系数。 配合比确定-确定强度确保率系数445/68采取非统计方法验收时可取2.5市政工程墩柱、盖梁和箱梁以及一些提出特殊要求主要工程等，通常采取标准中非统计方法进行检验与评定，经过验收难度较高，宜取较高确保率系数。 配合比确定-确定强度确保率系数446/68标准差值确实定值反应了混凝土强度稳定程度，其取值对于确定混凝土配合

20、比非常主要。能够经过以下几个方法取得。（1）按照一定周期统计不一样强度等级混凝土强度，得到值。能够用于某一周期内优化或调整配合比。（2）按配合比编号统计不一样时期混凝土强度，得到值。能够用于优化不一样时期同一个配合比。 配合比确定-标准差确定447/68（3）按照使用某种特定原材料时期，统计混凝土强度，得到值。能够用于优化使用某种特定原材料配合比。（4）按照施工方现场检测混凝土强度值统计混凝土强度，得到值。可按照现场需要优化配合比，确保抵达现场混凝土强度确保率。 配合比确定-标准差确定448/68依据本人掌握情况，进行强度统计作用主要有两方面，其一是为了合格性评定；其二是为了应付检验，能够将统

21、计结果用于指导配合比确定少之又少。强度统计结果综合反应了一个企业全方面质量管理水平，是非常客观公正，是量化，是能够横向对比找差距。 配合比确定-标准差确定449/68假如能够在此基础上发觉问题、分析原因和处理问题，能够给企业在质量管理上带来很大帮助。科学合理利用统计结果还能够有效控制成本。统计得越笼统，值越大，对成本控制越不利；统计得越精细，值越小，有利于配合比细化和优化，对成本控制越有利。 配合比确定-标准差确定450/68利用普通混凝土配合比设计规程JGJ55进行原材料性价比试验混凝土成本组成非常复杂，不但取决于原材料本身价格，同时与原材料性能有着亲密联络。本人依据多年成本控制经验，总结出

22、了一套“原材料经济性对比喻法”，即“原材料性价比试验方法”，用于选择性价比较高原材料，使混凝土成本更为合理。 应用举例551/68因为原材料性价比没有标准试验方法，所以造成对原材料性价比认识误区。只关注原材料本身单价，没有将价格与混凝土性能挂钩。喜欢用低价劣质原材料，认为这么能够降低成本，实际上这种情况下，不但混凝土质量会受到很大影响，混凝土单方成本也不一定降低，甚至会因原材料品质太差而造成成本增加，事与愿违，得不偿失。 应用举例552/68因为没有科学对比喻法，使一些优质原材料得不到应用，对提升混凝土质量不利，对行业发展不利，也使一些原材料供给商不顾原材料本身性能，牺牲质量，压低价格，来取得

23、竞争优势，压制了原材料行业生产品质提升和工艺革新。所以，科学和量化原材料性价比试验方法对原材料合理应用非常必要。 应用举例553/68原材料性价比试验方法特点该方法是按照两种或两种以上不一样厂家同类原材料，在其它原材料、试验条件和试验制度均相同情况下，找到相同工作性和相同强度所对应配合比单方成本试验方法，是能够实现定量评价原材料性价比试验方法。经过这种方法不但能够定量评价各种不一样厂家原材料经济性优劣，同时还能够勉励优质优价原材料推广应用。 应用举例-原材料性价比试验方法特点554/68试验流程1 、经过试拌使拌合物工作性相同。经过调整配合比各个参数，确保被对比原材料混凝土工作性相同。工作性相

24、同是经济性对比非常主要步骤，应尽可能降低人为误差。 应用举例-试验流程555/682 、按照试验结果，经过回归分析，使混凝土强度相同。按照普通混凝土配合比设计规程JGJ55要求试验方法进行试验，用对比原材料试配结果建立线性回归方程，确定相同强度对应水胶比，从而计算出相对应配合比，深入计算出各自对应配合比成本 应用举例-试验流程556/683、被对比原材料对应配合比成本差价即为原材料性价比。因为除被对比原材料不一样外，其它原材料均相同，试验条件和试验制度也相同，只要实现了拌合物性能相同和混凝土强度相同，被对比原材料所对应配合比就只用一个变量被对比原材料，其所对应配合比成本差就是由被对比原材料造成

25、，所以，我认为这个差值就是被对比原材料性价比。 应用举例-试验流程557/68下面是某搅拌站在本人指导下进行两个电厂粉煤灰（分别为级和级粉煤灰）性价比试验报告。关于级与级粉煤灰经济性对比报告为了准确确定使用和级粉煤灰经济性，我们按照原材料经济性对比喻法，分别对 、 级粉煤灰进行了配合比试验。试验本着以同原材料、同工作性、同试验条件和试验制度原则，用确定相同强度配合比成本方法来进行对比。经过试拌，我们分别对两种粉煤灰按照规定要求进行试配，结果如下。 应用举例-经济性对比汇报558/68 应用举例-经济性对比汇报5水胶比粉煤灰掺量矿粉掺量外加剂掺量配合比（kg/m3）7d强度(MPa)水水泥矿粉粉

26、煤灰外加剂中砂+细砂石0.5020%15%3.5%168228527012.3650+220100025.60.5520%15%3.5%168207486411.1640+250100023.00.4520%15%3.5%167253587813.6630+200100029.4回归方程R7d =12.99B/W0.12相关系数r=0.9991、 级粉煤灰试验数据59/68水胶比粉煤灰掺量矿粉掺量外加剂掺量配合比（kg/m3）7d强度(MPa)水水泥矿粉粉煤灰外加剂中砂+细砂石0.5020%15%3.5%172234547212.6630+200100024.20.5520%15%3.5%17

27、3212496511.4620+270100021.50.4520%15%3.5%172260608014.0620+200100028.2回归方程R7d=12.35B/W0.17相关系数r=0.9982、 级粉煤灰试验数据 应用举例-经济性对比汇报560/68水灰比粉煤灰掺量矿粉掺量外加剂掺量配合比（kg/m3）水水泥矿粉粉煤灰外加剂中砂+细砂石级灰配合比0.4820%15%3.5%167237557312.8640+2201000级灰配合比0.4620%15%3.5%172254597813.7630+20010003、按照同强度标准，选取7d强度值为27MPa，据此强度分别确定、级粉煤灰配合比 应用举例-经济性对比汇报561/68水胶比水泥矿粉粉煤灰外加剂砂石累计级灰0.485000.237=118.51800.055= 9.91500.073= 10.950.0128= 25.6550.64= 35.2380.22= 8.36501= 50258.51级灰0.465000.254=1271800.059= 10.621150.078= 8.970.0137= 27.4550.63= 34.65 380.2= 7.6501= 50266.244、成本对比（元/立方米） 应用举例-经济性对比汇报562/68依据以上对比试验，按照