普通混凝土配合比设计总结

1、吉林大学交通学院路桥系普通混凝土配合比设计（新规范）一、术语、符号1.1 普通混凝土干表观密度为 2000kg/m32800kg/m3的混凝土。（在建工行业，普通混凝土简称混凝土，是指水泥混凝土）1.2 干硬性混凝土拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。（维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划分为5个。）1.3 塑性混凝土拌合物坍落度为10mm90mm的混凝土。1.4 流动性混凝土拌合物坍落度为100mm150mm的混凝土。1.5 大流动性混凝土拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。1.6 胶凝材料混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。1.

2、7 胶凝材料用量混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。1.8 水胶比混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。（代替水灰比）（胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受）二、设计方法、步骤及相关规定2.1 基本参数（1）水胶比W/B；（2）每立方米砼用水量mw；（3）每立方米砼胶凝材料用量mb；（4）每立方米砼水泥用量mC；（5）每立方米砼矿物掺合料用量mf；（6）砂率S：砂与骨料总量的重量比；（7）每立方米砼砂用量mS；（8）每立方米砼石用量mg。2.2 理论配合比（计算配合比）的设计与计算基本步骤：ü 混凝土配制强度的确定；ü 计算水胶比；ü

3、; 确定每立方米混凝土用水量；ü 计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量；ü 确定混凝土砂率；ü 计算粗骨料和细骨料用量。（1）混凝土配制强度的确定² 混凝土配制强度应按下列规定确定：当混凝土设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式确定： （1）式中：混凝土配制强度（MPa）； 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）； 混凝土强度标准差（MPa）。当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定： （2）² 混凝土强度标准差应按下列规定确定：有近13个月同品种、同等级混凝土强度资料，且试件组数不小于30

4、，其混凝土强度标准差时 ( 30组数据)按式（3）统计计算： （3）式中：第组试件强度（MPa）； 组试件的强度平均值（MPa）； 试件组数。对于强度等级不大于C30的混凝土，当混凝土强度标准差计算值不小于3.0MPa时，按式（3）计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于3.0MPa时，应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土，当混凝土强度标准差计算值不小于4.0MPa时，应按式（3）的计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于4.0MPa时，应取4.0MPa。当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差可按下表取值。表1 标准差取值（MPa）混凝土强

5、度标准差C20C25C45C50C554.05.06.0（2）水胶比确定当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比宜按下式计算： （4）式中：混凝土水胶比； 、回归系数，按表2取值； 胶凝材料28d胶砂抗压强度（MPa），可以实测；也可按照式（5）计算确定。 表2 回归系数、取值表系数碎石卵石0.530.490.200.13当胶凝材料28d胶砂抗压强度值（）无实测值时，可按下式计算： （5）式中：、粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，按表3选用； 水泥28d胶砂抗压强度（MPa），可以实测；也可按照式（6）计算确定。 表3 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数掺量 （%）01.001.0

6、0100.85-0.951.00200.75-0.850.95-1.00300.65-0.750.90-1.00400.55-0.650.80-0.90500.70-0.85注：1.采用级、级粉煤灰宜取上限值； 2.采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05；3.当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数经试验确定当水泥28d胶砂抗压强度（）无实测值时，可按下式计算： （6）式中：水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定，也可按表4选用；水泥强度等级值（MPa）。 表4 水泥强度等级值的富余系数（）

7、水泥强度等级32.542.552.5富余系数1.121.161.10耐久性验证：混凝土的最大水胶比应符合混凝土结构设计规范（GB50010-2010）的规定。（控制水胶比是保证耐久性的重要手段，水胶比是配比设计的首要参数）混凝土结构设计规范对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定。表5 结构混凝土材料水胶比基本要求环境等级一二a二b三a三b最大水胶比0.600.550.50（0.55）0.45（0.50）0.40注：处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的混凝土应使用引气剂，并可采用括号中的有关参数。混凝土结构暴露的环境类别按表6进行划分。表6 混凝土结构的环境类别环境类别条件一室内干燥环境；无

8、侵蚀性静水浸没环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；非严寒和寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b干湿交替环境；水位频繁变动环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三a严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境；受除冰盐作用环境；海岸环境三b盐渍土环境受除冰盐作用环境海岸环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境混凝土的最小胶凝材料用量应符合表7的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表7的限制。（在满足最大水胶比条件下，最小胶凝材料用量是满足混凝土施工

9、性能和掺加矿物掺和料后满足混凝土耐久性的胶凝材料用量）表7 最小胶凝材料用量环境类别素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土一200260300二a225280300二b250280300三300300300（3）用水量确定每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（）应符合下列规定：1）混凝土水胶比在0.40-0.80范围时，可以按表8、9选取；2）混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。表8 干硬性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公称粒径（mm）碎石最大公称粒径（mm）项目指标10.020.040.016.020.040.0维勃稠度（s）16-2017516014518017015511-

10、151801651501851751605-10185170155190180165表9 塑性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公称粒径（mm）碎石最大公称粒径（mm）项目指标10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度（mm）10-3019017016015020018517516535-5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575-90215195185175230215205195注：1.本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可以增加5kg-10kg；采用粗

11、砂时，可减少5kg-10kg；2.掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。（4）胶凝材料用量确定每立方米混凝土的胶凝材料用量（）应按式（7）计算，并应进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量。 （7）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。（5）砂率确定砂率（）应根据骨料的技术性质、混凝土拌合物性能和施工要求，参考既有历史资料确定。当缺乏砂率的历史资料时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：1）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定；2）坍落度为10mm-60mm的混凝土，其砂率可根据粗

12、骨料品种、最大公称粒径及水胶比按照表7选取；3）坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可经经验确定，也可在表10的基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以调整。表10 混凝土的砂率（%）水胶比卵石最大公称粒径（mm）碎石最大公称粒径（mm）10.020.040.016.020.040.00.426-3225-3124-3030-3529-3427-320.530-3529-3428-3333-3832-3730-350.633-3832-3731-3636-4135-4033-350.736-4135-4034-3939-4438-4336-41注：1.本表数值系中砂的选用砂率，对细

13、砂或粗砂，可相应的减少或增加； 2.采用人工砂配制混凝土时，砂率可以适当增加； 3.只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大。（6）粗、细骨料用量确定当采用质量法计算混凝土配合比时，粗、细骨料用量应按式（8）计算，砂率按式（9）计算。 （8） （9）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）；计算配合比每立方米混凝土中粗骨料用量（kg/m3）；计算配合比每立方米混凝土中细骨料用量（kg/m3）；砂率；每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg），可取2350 kg/m3-2450 kg/m3。当采用体积法计算混凝土配合比时，粗、

14、细骨料用量按式（10）、（11）计算。 （10） （11）式中：胶凝材料密度（kg/m3）；仅采用水泥作为胶凝材料时，便为水泥密度；粗骨料的表观密度（kg/m3）；细骨料的表观密度（kg/m3）；水的密度（kg/m3），可取1000 kg/m3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气剂或引气型外加剂时，可取1。2.3 混凝土配合比的试配、调整与确定（1）配合比的试配混凝土试配应采用强制式拌和机进行搅拌，搅拌方法与施工采用方法相同；实验室成型条件符合国家标准相关规定；每盘混凝土试配的最小搅拌量应符合表11的规定，并不应小于搅拌机公称容量的1/4且不应大于搅拌机公称容量。表11 混凝土试配的最小搅拌量

15、粗骨料最大公称粒径（mm）拌合物数量（L）31.52040.025在计算配合比的基础上进行试拌。计算水胶比应该保持不变，并应通过调整配合比其他参数使得混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，然后修正计算配合比，提出试拌配合比。在试拌配合比的基础上进行混凝土强度试验，并符合下列规定：1）应采用三个不同的配合比，其中一个应为上述确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜比试拌配合比分别增加和减少0.05，用水量应与试拌配合比相同，砂率可适当增加和减少1%；2）进行混凝土强度试验时，拌合物性能应符合设计和施工要求；3）进行混凝土强度试验时，每个配合比应至少制作一组试件，并标准养护至28d或设计规定龄期进

16、行试压。（2）配合比的调整与确定根据得出的各组砼强度结果，绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于砼配制强度()相对应的胶水比数值。或者选三个（或多个）强度中的一个所对应的胶水比，该强度大等于配制强度。在试拌配合比的基础上，用水量（）应按试拌配合比中的单位用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行适当调整。胶凝材料用量（）应以用水量乘以确定的胶水比计算得出；粗骨料（）和细骨料（）用量应按试拌配合比中砂率，根据用水量及胶凝材料用量进行调整；混凝土拌合物表观密度和配合比校正系数的计算应符合下列规定：1）配合比调整后的混凝土拌合物的表观密度应按下式计算： （12）式中：混凝土拌合物

17、的表观密度计算值（kg/m3）；每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m3）；每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；混凝土配合比校正系数按下式计算： （13）式中：混凝土配合比校正系数；混凝土拌合物的表观密度实测值（kg/m3）。当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，配合比保持不变；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数。2.4 施工配合比当工地所采用砂的含水量为，石子的含水量为时，将上述配合比换算为施工配合比，每立方米中各种材料的用量为：胶凝材料： 细骨料： 粗

18、骨料： 水： 三、参考资料1.普通混凝土配合比设计规程（JGJ 55-2011），人民交通出版社；2.混凝土结构设计规范（GB 50010-2010），人民交通出版社。四、计算示例4.1 设计资料（1）设计要求非寒冷地区露天环境下某桥梁工程桥墩用钢筋混凝土，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为35-50mm。（2）组成材料水泥：普通硅酸盐水泥32.5级，密度为；砂：中砂，表观密度；碎石：最大粒径40mm，表观密度；水：自来水。4.2 设计要求（1）确定理论（计算）配合比；（2）经试拌坍落度为10mm，采取措施：增加5%水泥浆，工作性满足要求。请确定试拌配合比？（3）（4）某施工现场砂子的

19、含水率为=2%，碎石含水率为=1%，请确定施工配合比？4.3 设计计算步骤1：理论配合比计算（1）混凝土配制强度的确定混凝土设计强度等级为C30，查表得到混凝土强度标准差为=5.0MPa，混凝土的配制强度为： MPa（2）水胶比确定水泥强度等级为 MPa，查表得到富余系数为1.12，那么水泥28d胶砂抗压强度： MPa本次设计采用水泥作为唯一的胶凝材料，因此，、。胶凝材料28d胶砂抗压强度值为： MPa由于粗骨料为碎石，因此查表得到=0.53，=0.20；混凝土水胶比宜按下式计算：该结构所处环境类别为二a，其最大水胶比为0.55。因此，计算所得的水胶比满足混凝土耐久性的要求。（3）用水量确定混

20、凝土拌合物施工要求坍落度为35-50mm，碎石最大粒径为40mm，因此查表得到单位用水量为：=175kg/m3（4）胶凝材料用量确定根据水胶比，=175kg/m3，计算得到水泥用量为：=380 kg/m3根据耐久性要求，二a环境下的钢筋混凝土结构最小水泥用量为280 kg/m3。本次计算所得的水泥用量满足结构耐久性要求。（5）砂率确定由碎石最大粒径40mm，水胶比0.46，可得：对应于水胶比0.40时，砂率=29.5；对应于水胶比0.50时，砂率=32.5；由水胶比0.46，通过线性内插可知：=29.5+=31.3（6）粗、细骨料用量确定采用体积法进行配合比计算： （10） （11）联立方程组求解可得：=1253kg/m3=571 kg/m3按体积法计算所得混凝土计算配合比为：=380：175：571:1253以水泥质量为1表示其他材料用量为：=1:0.46:1.50:3.30步骤2：试拌配合比计算按计算配合比试拌0.025m3混凝土拌合物，各种材料用量为：水泥：0.025*380=9.5kg；水：0.025*175=4.375kg；砂：0.025*571=14.275；碎石：0.025*1253=31.325；采取措施：增加5%水泥浆，那么：水泥：0.025*380*（1+5%）=9.975kg；水：0.025*