混凝土配合比设计(培训教材)

培训教材混凝土配比设计前言混凝土配合比设计是一项涉及到很多因素的工作一是要保证混凝土硬化后的结构强度和所要求的其他性能是要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患三是在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料的用量四是对初步设计结果进行试配调整使之达到工程的要求五是要在满足上述要求的同时降低成本。混凝土配合比设计的基本流程主要有四个阶段一阶段是由使用单位根据设计图纸及施工单位的工艺条件，结合当地、当时的具体条件，提出要求，做好配比委托内容的准备第二阶段是选用材料选用设计参数这是整个设计的基础材料和参数的选择决定配合比设计效果以及设计是否合理第三阶段是计算用料，可用重量法或体积法计算；第四阶段是对配合比设计的结果进行试配、调整并加以确定配合比确定后应签发配合比通知书或者配合设计报告单搅拌站在进行搅拌前根据仓存砂、石的含水率作必的调整并根据搅拌机的规格确定每拌的投料量。搅拌后应留置试块并将试件强度反馈。混凝土配合比设计基本参数确定的原则水灰比单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是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。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。普通混凝土配合比设计基本原理：1）绝对体法：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。2）重量法假定表观密度法果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。

nn；cuicui；nn；cuicui；ｍ

＋ｍ

g0

＋ｍ

s0

＋ｍ

w0

＝ｍ

式中ｍｍ

——每立方米混凝土的水泥用量（——每立方米混凝土的粗骨料用量（

kgkg1、设计的本资料：混凝土的强度等级、施工管理水平；对混凝土耐久性要求；原材料品种及其物理力学性质；混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。2、初步配比计算：⑴确定试配强度（fcu,0f=fσ混凝土配制强度可按下式计算（f≥f+1.645σcu,kf——混凝土配制强度（MPaf——设计的混凝土强度标准值（MPacu,kσ——混凝土强度标准差（MPa）混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为：对于C20、C25级混凝土，σ计算值<2.5MPa时,计算配制强度时取σ≮fff2对于C30级以上的混凝土，σ计算值<3.0MPa时,算配制强度时取σ≮ii1当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，值可按下表取值。设计的混凝土强度等级f<C20C20~C35>C35cu,kσ（MPa）4.05.06.0⑵计算水灰比值（）混凝土强度等级不大于C60时，混凝土水灰比应按下式计算：

nf

2Cf

cu,o

cef

式中的回归系数

a

和

b

应根据工程使用的水泥、集料通过试验，建立灰

50~7021018017050~70210180170205水比和混凝土强度关系式而确定当不具备试验统计资料时其回归系数对碎石混凝土

a

可取0.46，

b

可取0.07；对卵石混凝土，

a

可取0.48，

b

可取0.33。即采用碎石时：

f

cu

f(/WCf

o

采用卵石时：

f

cuo

0.48f/0.33)Cf

o

0.48

式中——灰水比；W

——灰水比的倒数值即水灰比；f

ce

——水泥28d抗压强度实测值，。在无法取得水泥实际强度值时可采用下列公式：f

fce=

,式中：f

ceg

-----------水泥确定等级r

------水泥确定等级的富余系数。⑶用水量（）的确定：4.0.1-2

/㎝

3

()

(㎜

10

31.5

40

16

20

31.5

10~3019030~50200

170180

160170

150160

200210

185195

175185

11注本表用水量系采用中砂时的平均取值采用细砂时每立方米混凝土用水量可增加，采用粗砂则可减少5～10㎏；掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。

1

wo3培训教材wo3①当水灰比在0.4-0.8范围时，根据集料品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，按规选取定用水量②掺用各种外加剂或掺和料时，用水量应相应调整。③水灰比小于.040的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。④流动性、大流动性混凝土的用水量按下列步骤计算：⑤以规定坍落度90mm用水量为基础，按坍落度每增大用量增加，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量。⑥掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：m=m（1-）式中m——掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；m——未掺外加剂混凝土每立方米混凝土中的用水量，β——外加剂的减水率（⑷水泥用量（m）计算：根据已确定的W/C和ｍw0，可求1m混凝土中水泥用量ｍc0。水泥用量按下式计算：

co

co/C为保证混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量还应大于表规定的最小水泥量。如算得的水泥用量小JGJ55-2000标准中表规定值，应取规定的最小水泥用量值。表4.0.4混土的最水比和最水泥用2000）最大水比

最小水用量㎏）环境条1.干燥环境

结构物别正常的住或公用房屋部件

素混凝土不作规定

钢筋混凝土

预应力混凝土

素混凝土

钢筋混凝土

预应力混凝土无冻害

·高湿的室部件·室外件在非蚀性土水

潮湿环境

中的部·经受害的外部件在非蚀性土有冻害

中且经冻害部件度且受冻害的室内部件

３冻害和除冻害和冰剂用的剂的潮环境室内室外件

注：当活性合料取部分泥时表中的大水比及最水泥量即替代前水灰和水泥量

培训教材⑸选取砂率（

s

计算粗骨料和细骨料的用量：合理砂率可通过试验计算或查表求得试验是通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考准中表选用。表4-.0.2凝土砂率选用表%JGJ55-2000卵石最大粒径()石最大粒径)水灰比1640计算砂、石用量（

m

go

）在已知砂率的情况下粗、细集料的用量可用重量法或体积法计算。①重量法：原理：假定组成混凝土的水泥、砂、石、水等材料在密实状态下的体积密度为一个固定值。砂、石用量可用以下两个关系式计算：mmcogosouo

mm

100%co

-------每立方米混凝土的水泥用量，kg；m

go

------每立方米混凝土的粗集料用量，；

------每立方米混凝土的细集料用量，；uomcp

------每立方米混凝土的用水量，；-----每立方米混凝土拌和物的假定质量，kg，其值可取；

s

------砂率（%）②体积法：原理定刚拌和的混凝土拌合物的体积等于其各组成材料的绝对体积及其

培训教材所含少量空气体积的总和且等于1。砂、石用量可用以下两个关系式计算：coc

s

0.01

mm

100%式中：

c

-----水泥密度，，可取

-----粗集料的表观密度，kg/m3

sw

-----细集料的表观密度，kg/m3---------水的密度kg/m3，可取

----------凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取为。按上述两种方法的计算得的每立方米混凝土中各组成材料用量应该是接近的根据计算所求得各组成材料用量中以水泥为分母砂石和水用量为分子算得配合比如下：mmmco:so::wo）：砂水mmcococo⑹混凝土配合比的试配、调整与确定ⅰ试配：①确定每盘混凝土的最小搅拌量：骨料最大粒径31.5（mm及以下，拌合物数量15L料最大粒径40（mm合物数量（L）②按每盘混凝土量计算水泥、水、砂、石的用量。③称取每盘混凝土量计算水泥、水、砂、石的用量。④接通搅拌机、振动台电源，检查运行是否正常。⑤将搅拌机叶片、搅拌锅用湿布擦一遍。⑥将石子、水泥、砂子、依次倒入搅拌锅里。⑦打开搅拌机，将水徐徐倒入搅拌锅里，搅拌3min。⑧搅拌完毕立即进行稠度检验。⑨坍落度法用于集料最大粒径不大于40mm坍落度值不小于的混凝土拌合物稠度测定。试验设备：坍落度筒由薄钢板或其他金属制成的圆台形筒其内壁应光滑无凹凸部位底面和顶面应互相平行并锥体的轴线垂直。在坍落筒外2/3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士2）mm顶部直径（1002）mm高度（300士2）mm筒壁厚度不小于捣棒：直径为长600mm的钢棒，端部应磨圆。

培训教材试验步骤：①湿润坍落度筒及其他用具并把筒放在不吸水的刚性水平板上然后用脚踩住两边的脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。②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捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒插25。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捣透本层至下一层的表面。③浇灌顶层时混凝土应灌到高出筒口插捣过程中混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多于的混凝土，并用抹刀抹平。④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过程应在内完成。⑤从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在内完成。⑥结果评定：提起坍落度筒后，量测筒高与坍落后混凝土试件最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值混凝土拌合物坍落度以为单位结果表达精确至5mm。b.观察坍落后的混凝土试件的粘聚性及保水性粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落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。c.保水性以混凝土拌合物中稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起之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集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。⑦将安装好的试模放在振动台上并涂一层薄机油将混凝土拌合物一次装入试模中。⑧打开振动台开关，振动，模平顶面，放入养护室进行养护，⑨养护24h模，编号，继续养护共，养护温度士2℃，湿度大于。ⅱ配合比的调整与确定①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与混凝土配制强度（

f

）相对应的灰水比，按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：②用水量（

W

）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时的坍落度或维勃稠度进行调整确定；③水泥用量（

c

）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；④粗骨料和细骨料用（mg和ms应在基准配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。⑤经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：用水量（

W

）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时的坍落度或维勃稠度进行调整确定；

培b.水泥用量（c应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；c.粗骨料和细骨料用量（

m和mg

s

）应在基准配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。d算混凝土的表观密度计算值

c,

：

c

mc

e下式计算混凝土配合比校正系数：

c,tc,c式中

ctc

——混凝土表观密度实测值（kg/）——混凝土表观密度计算值（kg/）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，按本规程第条确定的配合比即为确定的设计配合比；当二者之差超过时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数（为确定的设计配合比。g根据本单位常用的材料，可设计出常用的混凝土配合比备用；在使用过程中，h有下列情况之一时，应重新进行配合比设计：对混凝土性能指标有特殊要求时；水泥、外加剂或矿物掺和料品种、质量有显著变化时；该配合比的混凝土生产间断半年以上时。配合比设计工作是所有常规检测试验中最为复杂的一项工作是工程试验的核心设计、试验项目之一。我们务必要勤于实践，善于学习钻研，以掌握这项技术技能来实践讲理论知识应用于工程的目的。以下是需要注意的几点：1）普通混土配合比设计规程（JGJ55-2011）即将于2011年1实施，其