普通混凝土配合比设计和试配

普通混凝土配合比设计和试配李彦昌2012-12-18～20国内外配合比设计方法介绍1目录现行配合比设计原则、流程及争议2耐久性设计理念与思路3搅拌站常用配合比设计与试配4最佳浆骨比配合比设计方法

MehtaPK和AitcinPC基于

该方法是在现有HPC实践经验的基础上，对主要的配合比设计参数作出一些假设，从而得到试拌用的第一盘配料的配合比。

其主要假设有：一、水泥浆与骨料的体积比为35∶65。

二、用水量根据混凝土强度等级取不同的设定值。

三、假定含气量，再根据用水量和水泥浆体积，算出水泥用量。四、近似假设水泥与矿物掺合料(粉煤灰、硅灰及矿渣等)的体积

比

为75∶25，复合双掺时，硅灰与粉煤灰或矿渣的体积各为

10%，15%；

五、粗细骨料体积比设为60∶40；六、高效减水剂的掺量设为1%。

由于这种方法中有许多假设，所以第一盘配料经计算出的配合比仅能起引导作用，为了获得正确的配合比，尚需进行大量的试验。国内外配合比设计方法介绍1英国的DomonePLJ等基于最大密实度理论的配合比设计方法

一、使集料所占据的相对体积尽可能地多，集料颗粒之间的空隙由具有一定水胶比的浆体填充。二、浆体的水胶比根据混凝土的设计强度确定。但是如果浆体仅仅填充集料间的空隙，则混凝土拌和物将不能流动，必须使浆体有一定的富裕，以对集料起润滑作用。

三、此外还要考虑细集料颗粒的表面积效应，使实际使用的最优砂率小于集料颗粒堆积最密实时的砂率。

“最大密实度理论”可使混凝土在具有良好工作性的前提下胶结浆体的含量达到最小，以降低混凝土工作度的经时损失、水化热、收缩、徐变以及碱一集料应的可能性。国内外配合比设计方法介绍1法国路桥实验中心基于Feret公式和Farris模型建议的配合比设计方法

一、混凝土的强度可用Feret公式通过有限的配合比参数进行预测；按照Farris模型，认为混凝土是砂、石、水泥三类固相颗粒形成的复合悬浮液体，混凝土的工作性与拌合物的粘性密切相关。

二、根据上述理论，对混凝土的配合比作以下三项假设：有一定组成的混凝土强度主要受浆体性质的控制；不含砂、石的浆体可有最高的强度；当混凝土集料的组成一定时，拌和物的工作性取决于浆体的体积和浆体的流动性；

三、满足一定的强度及工作性要求时，需要浆体体积最小的砂率为最优砂率；对于等体积、等粘度、不同组成的浆体，最优砂率相同。

基于以上假设，大部分试验就可用模型材料进行，即用砂浆进行力学试验，用浆体进行流变试验。这样可大大减少试验的工作量。国内外配合比设计方法介绍1全计算法

陈建奎基于Mehta和Aitcin教授的观点和混凝土材料组成的四项假定：一、混凝土各组成材料（包括固、气、液相）具有体积加和性；

二、石子的空隙由干砂浆来填充；

三、干砂浆的空隙由水来填充；四、干砂浆由水泥、细掺料、砂和空隙所组成。五、水胶比决定强度。

对高性能混凝土配合比设计，提出一种全计算方法，修正了传统的绝对体积法，使高性能混凝土配合比设计从半定量走向定量、从经验走向科学，是混凝土配合比设计上一较大的改进。国内外配合比设计方法介绍1《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55中的质量法和体积法20世纪70年代末，配合水泥国家标准的修订，颁布《普通混凝土配合比设计技术规定》（JGJ55-81）。经历的几次修订：《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55-96、JGJ55-2000、JGJ55-2011）。其它设计规程《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330-2005《自密实混凝土应用技术规程》CECS203：2006《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ51-2002）这些设计规程对相应的混凝土进行了设计方法的规定。国内外配合比设计方法介绍1上述Bo宋lo项me旷y公式谋也是美眼国AC摇I(粮21宿1.粘1)、英折国(B物RE掘19奇88粥)、法采国(D过re锹ux钱1糕97幸0)、日众本等院配合群比设交计的利基础牢。配合田比确岭定原闻理现行配合比设计原则、流程及争议2设计势原则骨及基服本规猎定应根格据工城程性禾质和军所处贫的环叉境确灭定混这凝土别性能屠指标取和选谋择原胃材料攀。当生混凝秤土有吓多项铺性能侵要求码时，筒应采慨取措世施确前保主淘要技升术要脖求，冬并兼瓜顾其再他性垮能要铲求。最大贝水胶友比应购符合《混凝兼土结勒构设赶计规素范》G湾B5薯00然10蹈-2掉01星0的规练定。现行配合比设计原则、流程及争议2设计兰原则修及基丢本规基定矿物山掺合况料用多量应砌符合幕有关躁规定碌，并妈经试猴验确灰定。锡计算席出的蔽胶凝诞材料泻用量笔应符岭合《普皇通混灿凝土拜配合堪比设野计规捏程》JG喝J55沸-2拣01项1的规哪定。冬期亿配合捆比的绞设计槐应符帝合《建弦筑工够程冬渔期施肢工规污程》JG怜J/抛T10抓4-零20般11的要陶求。其它怕的性爪能指等标，关如含录气量己、碱娘总量叮等应谷参考聚相关冷标准沸规定伞。现行配合比设计原则、流程及争议2配合鸟比设众计流尾程工作性能强度质量控制水平σ胶凝材料品质及掺量配制强度水胶比原始用水量外加剂胶凝材料、集料、砂石用量系列水胶比试配砂石种类砂率强度保证率、保证系数耐久性能现行配合比设计原则、流程及争议2争议狭一：牺质量沫法与畏体积弯法质量法（针前称赔重量版法、包假定挽容重劈燕法）是JG乒J5肢5提出雾的新肯的设厘计方棵法，捎当时之是从全使用兼者的壁角度右出发惑，尽尊量简坛化设微计程你序而哥确定宿的。说它用妙不太轰精确炕的假退定来避代替昆以前圣体积昏法繁威琐的俘试验觉和计朗算，盯最后彩用修归正系紫数来殃校正圣，确廉保了暑配合池比的农计算粘精度。标准料在条施文说批明中侧指出免“在炸实际厉工程狂中，别混凝览土配屯合比蚀设计糊通常尾采用秩质量妹法。……体积轰法对塔技术牌要求核略高浑。”标准克中没治有明开确说暴明体暂积法睬和质妻量法高的区陵别和仁优劣玻，对于标准碍使用深者来说，无头法判徒断哪靠个方椒法的挠好坏畅，多笨数就慰偏向扫于使未用简午单的鸡质量箩法。其实奋，随很着现消代办古公软拨件的意普及舰，例珍如微包软Ex都ce绿l软件府的运欧用，桶可以遍很方箩便的神对配扔合比洽设计户的各绵个参沾数和省公式渴进行洒计算梦，从麦而得闹到精栋确的意配合殿比。现行配合比设计存在争议的地方2现行配合比设计存在争议的地方2质量鸭法和恼体积索法的纹优缺惠点质量酬法优点茂：简刺单易厉学。缺点团：误井差较惰大，魔需频宋繁校洽正体积肌法优点球：准比确。贩适用男面较窝广。缺点前：需贱要精撞确测这定原赠材料容的表愁观密欺度。现行配合比设计存在争议的地方2举例质量株法和踢体积申法的虎最大眯差别航之处之还在唯于混辽凝土谅配合被比调局整方雨面。现代雀混凝爸土原送材料踪蝶的质柔量波察动很谎大，免施工带配合钥比的严调整策非常趟频繁勉，调贱整的围各个州参数膛可能始有：砂率夺、外懂加剂脏掺量缝、掺辩合料纷取代彩比例赠、原常始用垒水量等。质量抱法的汗弊端胳：调蓬整后语的混圆凝土学体积染发生补了一敢定程扩度的吐变化坡。如注果要窑精确行到1m3，需淹要频图繁进乒行校或正。体积呀法：叶调整丹后的职混凝锅土配捞合比外体积种始终仔为1m3。利属用Ex队ce屡l函数刚和公免式，贝可以珠准确采、快添速的策实现足体积乖法的退参数筹调整勉。设计麻引气注混凝刮土配惕合比奔时的当差异体积孤法可乓以通稼过设柔置含考气量赛参数α，来邪设计戏不同姐含气休量的馒混凝粥土配漠合比冤。而拴质量济法对节此无顿能为驳力，针只能沾辅助迅于实声际含戏气量动时的售校正页。举例汉：分念别设各计含充气量赤为1%、2%、3%的混绝凝土话配合超比现行配合比设计存在争议的地方2注意截：体炒积法管设计拍的不椒同含乱气量湿配合女比需丑要考妻虑含课气量座损失默、振仪捣等进因素田导致邻的亏织方问嘉题，泉在设窝计时届可根妖据容坝重和替实测附的含达气量勇结果票进行盟修正北。修淹正好海的配嘱合比随不会述影响里实际造使用叉过程虽中的脖配合券比调崭整。现行配合比设计存在争议的地方2争议巷二：只应采炸用何劝种干城燥状畏态的夺骨料骨料非表面喘干燥局的状态垃分为：1、全袍干，2、气显干（晃干燥辜），3、饱和狱面干，4、湿抽润。全干忘状态象（或称烘姥干状态）：是砂在烘箱中烘良干至良恒重国，达气到内六、外巩部均衔不含具水。气干退状态忘（或闪者干以燥状菠态）底：在砂斧的内屠部含菜有一横定水斥份，盲而表回层和膏表面波是干视燥无象水的忠，砂付在干赌燥的刷环境违中自田然堆律放达输到干航燥往精往是肥这种状态。饱和面干碎状态蜂：骨密料其臭内部公孔隙蹈含水陷达到稍饱和穴而其狠表面套干燥。湿润雪状态扒：砂的常内部碑不但笛含水菠饱和阻，其睬表面兆还被魄一层掘水膜物覆裹蜘，颗啊粒间锡被水嘴所充盈。现行配合比设计存在争议的地方2饱和斥面干绢状态饱和面干聋状态扮，即歇砂的拳内部千和表光层均还含水皱达到窗饱和怪状态义，而去表面谷的开吵口孔昂隙及淘面层巷却处灶于无食水状屡态。拌合混凝肚土的砂却处于努这种酸状态鸭时，向与周肯围水帜的交岛换最裙少，加对配桥合比汽中水展的用蛙量影所响最山小。因此启，建麦议使悟用饱榆和面损干的沫砂子躲进行解混凝篇土配绪合比合的试垦配。争议芦来自召：JG锹J5缝5-寇20棚11规定赔使用荒骨料睬：细骨跌料含愁水率悟小于0.券5%，粗州骨料美含水籍率小中于0.蚊2%，接差近于损气干跟的状外态；妄而从迁配合埋比理凤论上茎说，万应该象用饱倾和面惊干状耕态的至骨料大。到底应该伏使用什么饼样干的燥状裹态的成骨料淘？我扑认为战如果章从实演用的切角度跳可使召用接烛近气韵干的怀骨料冶，从炼准确昂的角超度宜摧使用舍饱和借面干摆状态数的骨膀料。耐久性设计理念与思路3环境键对混魄凝土撇破坏晌原因插的分类耐久性设计理念与思路3注：凯钢筋纯锈蚀纷本身顽是电责化学肝作用也，但殿从砼冒保护愤层的养护筋探性讨糖论主飘要是餐物理驴作用祥，碳术化也置有化耗学作甜用配合扑比设国计时认应考球虑的框提高院耐久痕性措舒施破坏因素主要措施补充措施钢筋锈蚀碳化提高混凝土强度（C40~50以上）保证保护层厚度减少粉煤灰掺量，适当加大水泥用量氯离子加大保护层厚度，降低氯离子渗透系数（掺加粉煤灰、矿粉，适当提高混凝土强度）适当引气冻融交替掺合优质引气剂，保证混凝土的含气量

盐冻掺合优质引气剂，含气量高于普通冻融交替配筋构件还须补充防氯离子钢筋锈蚀的措施耐久性设计理念与思路3破坏因素主要措施补充措施碱集料反应选用非活性或低活性集料，限制混凝土中碱含量掺加粉煤灰、矿粉硫酸盐侵蚀选用低C3A水泥，掺加粉煤灰、矿粉适当提高强度，引气渗水提高强度，引气掺加粉煤灰、矿粉盐结晶掺加引气剂，保证含气量

弱酸性腐蚀提高强度

单项脖破坏酒因素惹的防流止措搞施耐久性设计理念与思路3耐久击混凝嘉土应赌该是猎抗裂毯性好各的混骆凝土唱，耐恋久混腰凝土螺应考租虑防伯止裂裹纹措鞭施，塌而耐滥久和影防裂兆措施侵许多奖是一巾致的吗。1．选绿用水婚泥低早搭强（衫防裂非要求R24视h<1时0-才12么MP血a）低水桶化热蝴、低C3A含量外、低拔含碱致量2．坚杏固耐础久的隔集料题，用偿锤式荐破碎夹机破咽碎的佣碎石饲（级耐配和什粒贤形嫩较好仔），屑冲洗植干净嫂。3．尽乎可能史减少慰胶凝豆材料渴总量仆，为弃此尽淋可能块降低预单方粪拌合分水量障。为质此选嗓择合斧适的备坍落掘度（阻纠正古现在念不管皆场合沿追求20参0－22助0m连m高坍横落度秃）4．掺护加粉肌煤灰便、矿舱粉或程两者掩复掺5．掺就加优积质引惩气剂设计苏和配角制耐蝇久性曾防裂侵混凝晋土的摘一般刷通用途径耐久性设计理念与思路3（1）确忧定环境阶破坏计的主月要因婶素和考次要窜因素。（2）根菜据破堵坏因登素和初服务阔年限疮确定营耐久移性的要求港指标烧。（3）采派取有缩慧效的损提高声耐久晒性的跌通用架措施导，综路合兼羡顾耐像久性鹊、强互度、室防裂即等要价求，殿确定举各项桑材料晶参数。（4）要已考虑么现场唱施工快条件堪，施串工质巧量水庭平，避施工项单位俱的质巧量保种证体磁系。唇同时嘱也要县考虑促经济棋性。其它具体某设计榴细节恭可参兼考：《混凝瓜土结构裁耐久非性设户计与饮施工指南(2框00举5修订钢版)》特CC狭ES忍0旺1-绞20古04耐久沉性综合夸设计企应注蚕意的交主要顶因素理和指玩标耐久性设计理念与思路3设计拥方法蔑：质量抛法、师体积利法。搅拌站常用配合比设计与试配4搅拌站常用配合比设计与试配4搅拌站常用配合比设计与试配4配合灵比设计窑细化填思路结合诊混凝傲土性袖能进资行配抖合比普设计不同感强度解等级助混凝瘦土的梦性能方，决艇定了痕设计虽采取跑的思臭路和星策略衬。例弯如C1原0~练C1蜻5，C2雨0~樱C4毒5，C5探0~枝C6脾0这三点个系勒列的仍混凝垂土特敌性不受同，恋需要兰分开刊进行骨设计哨。目前搅拌舟站常鱼用的系净列配重合比刚设计乒方法损是对《普通助混凝激土配哈合比嫌设计载规程》JG虏J5尿5的扩惩展和凯深化效，比铃较适牧合搅裕拌站宗的实广际情助况。样但系闻列配多合比牢设计衰应以喂设计振参数警基本哑相同亭为原销则，嫌水胶匆比跨贪度不哲宜过位大。搅拌站常用配合比设计与试配4搅拌站常用配合比设计与试配4C10~C15C20~C45C50~C60尽可能提高粘聚性保持粘聚性适中尽可能降低粘聚性用水量适当提高用水量适当居中尽量降低用水量掺合料取代量提高掺合料取代量居中掺合料取代量适当降低适当提高砂率砂率适中适当降低砂率适当降低外加剂用量外加剂用量居中适当提高外加剂用量结合工程僵部位满特征圣进行设计墙柱群、顶回板、唱大体购积、流地面嗓等工麻程部老位，由对混肾凝土胃的要延求不尼一，蹲需要嚷根据架不同围部位院进行恋配合州比设侵计。项例如凶大体援积混姻凝土玩采用暴高掺绑合料撒用量拾以减电少水臭化热睡、地惰面保限证较筑高的安水泥悼用量摄和较刚小的国坍落住度以峡防止业起砂请、墙澡柱采眼取较握高的孤强度耗保证悄率以予确保阅验收茧时的竞回弹战强度宁等。搅拌站常用配合比设计与试配4搅拌站常用配合比设计与试配4部位(构件)坍落度用水量水泥用量掺合料用量外加剂用量砂率窄剪力墙220mm以上高高适中适中大顶板180mm适中适中适中适中适中底板（大体积）180mm低低高高低地面160mm较高高低低低柱160mm适中较低较高较高较低结合造搅拌冒站可圣用材姨料性军能进何行设烛计搅拌承站正虚在使握用的咳原材划料品初种直鞭接影姥响混膏凝土港配合咏比的毙设计塔思路史。例造如粉朵煤灰滨和外薪加剂吹的质沫量影潮响原炮始用罗水量绝选择超，砂屿的质钳量影束响砂破率的以选择幻玉等等冶。结合狐搅拌泛站生典产工血艺进拐行骨料烛的存适储与角计量痕情况聪、搅每拌机的生拌产能遵力、米罐车测的性蓬能也够同样恼影响码混凝妖土配荷合比毙设计串思路姥。搅拌站常用配合比设计与试配4试配与矛配合寸比确妄定注第意事线项试配前茅的准朋备应作有万配计度划准备充足晨的原材边料所有原材息料要亭进行检测完善袍试验筋条件搅拌饿机叶卷片间游隙过与大要价及时射修理蓝或更罚换试模搞涂刷贝隔离停剂应避尽可易能少微膨徐胀混搜凝土衣应采戒用铁拢试模搅拌膛机、得振动科台均垃应有朴计时涉器等搅拌站常用配合比设计与试配4试配与瓶配合竭比确袭定注苗意事址项试配妹过程保证德称量萍数据痕及试竟验数条据的劲准确尸性尽量采用冲搅拌余机搅拌保证败搅拌泻最小确量，扫不能毫小于20逃L同系列辩配合撇比尽最可能在同娘