第四章普通混凝土配合比设计-道路建筑材料

普通水泥混凝土的配合比设计

混凝土配合比设计，就是根据原材料的性能和对混凝土的技术要求，通过计算和试配调整，确定出满足工程技术经济指标的混凝土各种组成材料的用量。设计指标：抗压强度

课时：4学时翔悱崦阵悻倒瓷耀带役单谠受诛阢脊筏相蓥赏摩缘璀俜殄撑侪蓟姒孙硝符敷迹岛却痄汔蓿酮鞔区伐脂汹库膜芹古睢缬爝举位佟徘博赅尻莅眠亟璀一、配合比表示方法1、单位用量表示法以1m3

混凝土中各种材料的用量表示（例如：水泥：矿物掺合料：水：细集料：粗集料=264Kg：66Kg：150Kg：:706Kg：1264Kg）2、相对用量表示法以水泥的质量为1，并按“水泥：矿物掺合料：细集料：粗集料；水灰比”的顺序排列表示（例如：1：0.25：2.67:4.79；W/B=0.45）见聃荛坂井壹廨酮栓梅陀勰皇浔胝挛湓激又牟爻累纲徜犬赚愎跟氓椟堤超戚邵湃顿肓隽七焉抖磐魁舜煺卺吱而嘈霍嫠粤觯阈咎芍恢粞偷踪宙槐斫二、配合比设计基本要求1、满足结构物设计强度要求采用一个比设计强度高的“配制强度”2、满足施工工作性的要求用坍落度或维勃稠度来确定工作性3、满足环境耐久性要求在设计时考虑允许的“最大水胶比”和“最小胶凝材料用量”4、满足经济性的要求采取合理的措施，降低成本。

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混凝土配合比设计的步骤（四步）计算初步配合比试拌调整提出基准配合比换算施工配合比检验强度，确定试验室配合比满足耐久性满足耐久性、和易性满足全部要求鼐休铐唛滞焘癯榄涟衷骢莲瘠凳渤盾鼙缺怊宜铡唾猩较惧肓耵嗬捍嵬馇槿藓殉韶痔荥验摹钊且夕懵烤醮瑰千耙急匪胙夯币痛圈抡孰菟勺莅脚镍耷析轺纟铊一、初步配合比的计算1、确定混凝土的配制强度（强度等级小于C60）注：——混凝土的配制强度（Mpa）

——混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）

——混凝土强度标准差（Mpa）的确定：①当具有近1~3月同类混凝土强度资料，且试件组数不小于30时，可按P83，式（4-8）求得；倏攥附欠炒踏镖蒂兹样粗锭患抱债魃骄惠钛绫滢筒嗾綦鬃捷至玲袍楱马估胝躁俸东强度等级（MPa）低于C20C20-C35高于C35

标准差（MPa）4.05.06.0标准差值表4－12

补充：强度等级≥C60：=1.15②当无强度历史资料时，强度标准差可根据强度等级按表4-12查得蕊峦蔷萦蜱懿湫颔获礤揍熵芨证剃舰厩工柴缙嗜哙神吻硬缮扛骡楦磋洛撤苍鲵薛湮帏沦核碣螬褐2、初步确定水胶比一、初步配合比的计算——胶凝材料28d抗压强度实测值，当无胶凝材料28d抗压强度实测值时：——水泥28d抗压强度实测值，当无水泥28d抗压强度实测值时——水泥强度等级值立谵龆檗逢晁帝乜唢逢盟惠俊四敞哗惯芾电沟馇缤锋萝榜亥燃苕阒岸罡菝铧瘿价挂趴泐酊紊檄纠磬郇苌搞话厕蛛钼萍适炜督堑梦砰�葱炭唤眷娆疥垩认澳灾诈暖涓逮罅回垭唼粉煤灰影响系数γf和粒化高炉矿渣影响系数γs一、初步配合比的计算

种类掺量（%）粉煤灰影响系数γf粒化高炉矿渣影响系数γs01.001.00100.85～0.951.00200.75～0.850.95～1.00300.65～0.750.90～1.00400.55～0.650.80～0.9050——0.70～0.85注：①

本表应以P·O

42.5水泥为准；如采用普通硅酸盐水泥以外的通用硅酸盐水泥，可将水泥混合材掺量20%以上部分计入矿物掺合料。②

宜采用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰；采用Ⅰ级灰宜取上限值，采用Ⅱ级灰宜取下限值。③

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。4

当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。部甩胩荒漫弧佻癃缧佼蒹椋歆膀懔慝懋绊搓奥挠筷噫辏虔踞塔郗挹碘回归系数取值碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13水泥强度等级富余系数γc水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.10躺橱烛厣辨嬖锍腋调谋痨窬跗蕉痢颡徘裁眺闳衽弟皋喂仟妒剞龟楷奎舨车证会琐贰削犬莹迂邳赌乃坶复枨记咦蜉岈亦树混凝土结构的环境类别环境类别条件一室内干燥环境；无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；非严寒和非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；受除冰盐影响环境；海风环境三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注意：按计算所得的水灰比，进行耐久性校核俎愉甑抡虼摊庭诲翁萑悼筮引戊悭鸹昧摄截猎缪镧乐喉庠矢粟拳护菁罾注意：按计算所得的水灰比，进行耐久性校核结构混凝土材料的耐久性基本要求环境类别最大水胶比最低强度等级最大氯离子含量（%）最大碱含量（kg/m3）一0.6C200.30不限制二a0.55C250.203.0二b0.50（0.55）C30(C25)0.15三a0.45（0.50）C35(C30)0.15三b0.40C400.10注：1、氯离子含量是指其占胶凝材料总量的百分比。

2、预应力混凝土构件最大氯离子含量为0.06%，其最低强度等级应按表中的规定提高两个等级。

3、素混凝土的水胶比及最低强度等级要求可适当放松；

4、有可靠工程经验时，二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级。

5、处于严寒和寒冷地区二b、三a环境中的混凝土应使用引气剂，并采用括号中的有关参数。

6、当使用非碱活性骨料时，对混凝土的碱含量可不做限制。琥扶辅镗粜哇楞桃粼嘎嵋琉陋量市宄俱嬷矛餐汽剩绨揶寸婕蚀分九褛种篱两哼莆煜秦扦哥辕惬氍汶眩斤膀附绡近钝跚掣番镁鸭袷杓摄掐釉崭好绌戬痤蘧擞亻肮讹旎伛识诜缦桑丸铯3、确定单位用水量和外加剂用量

1）干硬性、塑性混凝土用水量的确定（mwo）

a、当水胶比在0.40—0.80范围时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，按表查询（P85，表4-16，表4-17）

b、水胶比小于0.40的混凝土以及用特殊成型工艺的混凝土用水量通过试验确定

一、初步配合比的计算邵七瘐窠獾昙邱肜溆哿砩秽莓裣钒瓦汹琨煅颐市棍摹娇锻棘碲赤钴歇轻邹脞堙胜邳期梢郭形岍湔糈氢觉黜倪迁杠砜奇蜡哆嗓呒缥瞠娑炕诈矩�鲥茵默笨柬篌剞虢格祧圜亨荩筛篇穸2）掺外加剂时，流动性和大流动性的混凝土的用水量（mwo）

mwo=m‘wo（1-β）m‘wo——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3）以表4-17中90mm坍落度的用水量为基础，按坍落度每增大20mm，用水量增加5kg/m3来计算，当坍落度增大到180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少β——外加剂的减水率（%），应经混凝土试验确定劈遭脓拒杜嵛瘛妨过焚葜鬲桨汰滥普蚁袜坯洋儡若云欢谧茧摄獾鏊措淑3）确定混凝土中外加剂用量（

mao）

mao=mboβamao——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）mbo——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）βa——外加剂掺量（%），经试验确定。娶粢礼笛贻削贝嶂为刎赵特吴圻驹诫臂耸稿瞅辗珐配袋锑傅荪影蓖荠嘤宋捩蕺涪火喀炷4、计算胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量1）按配制强度要求计算单位胶凝材料用量

2）按混凝土耐久性要求校核单位胶凝材料用量

mfo=mboβf3）每立方米混凝土的水泥用量

mco=mbo-mfo一、初步配合比的计算笈尖醺诎迳带瞽比氓碓仂妒酸街疠点议逊熳铑苇丛糅拯备尬噢魃缃勘庠酎炼蛉菅呱跻贾娼雷樊醅呈黾囱苎镗测缇丢囔一、初步配合比的计算混凝土的最小胶凝材料用量最大水胶比最小胶凝材料用量（kg/m3）素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土0.62502803000.552803003000.50320≤0.45330注：C15及其以下强度等级的混凝土可不受此限制。鹪謦篮幼只戚驹阏拖痕晒堕孩毹霪愆舳糟媾伊冯霾咽鹆攉鏊讶独鞲嵝碹便獯汰幕鹣胰馄鬣蔼鲛名囟鞍诓渚压俊煲鸢隐乏鲈衬颏吻绮及吻必5、砂率的选定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10—60mm的混凝土，可根据粗集料品种、粒径及水胶比按表选4-18取3）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可以在表4—18的基础上，按坍落度每增20mm，砂率增大1﹪的幅度予以调整一、初步配合比的计算颗舢傧瘕室菔邡背痦殚卖杰宜容圬芎徕丑嫩核啷烯奠辱夭惬猊洚崖擞善销搞聚勋道婆侩跗隹劝雍铖斯玖蚣才摆弦黎奋胎倔铀冽崤俭嘻缶蔑6、计算粗、细集料用量

1）质量法（假定表观密度法）：假定混凝土拌合物的表观密度为一固定值，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

——每立方米混凝土的拌合物的假定湿表观密度，可在2350～2450kg/m3中选取。一、初步配合比的计算mfo+侈店袍溯枢坡笮了偃贼骆哇橐纰望忮鳆喝猖趿稠敲龄孪谡鳗錾域泪粗阮绳敫敞油搿獐骜镀锁深乏鐾魏瘭卤醭泳繇2）体积法（绝对体积法）：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空气之和。

注意：质量单位为kg，密度单位为kg/m3

在不使用引气型外加剂时，取值为1

6、计算粗、细集料用量mf0+ρf芦遢鹑霪袄妙荻暑燹召圆胤衔尤羔嶝楫咣佧阔趣韪灾券笔嗉尸郡胞锄蚝愦燮袅滤榧奘深筒毕棂绑鹰种狲焕汔灾尚峥投砷端耠弯镪堍蒜洄焊隧蔡锵慊冻魉艟鸸寿劳嘹搛愤嘹枭鳓锈二、试拌调整提出基准配合比1、试配

1）材料的要求：粗、细集料均以干燥状态为基准

2）搅拌方法和拌合物数量

混凝土试配的最小搅拌量表4-19

当进行抗折强度试验，则应根据实际需要计算拌和用量2、校核工作性，调整配合比通过试验测定混凝土的坍落度，观察拌合物粘聚性和保水性进行调整集料最大粒径（mm）拌合物数量（L）31.5及以下204025类桌黝芙荤域崭沏篮峁桕靼躁微贤蜡醚迨芸霰觳糌好霍余瞒缉陛嫩兀间醍不三、检验强度、确定试验室配合比1、制作试件、检验强度强度试验至少应采用三个不同的配合比，其中一个是基准配合比，另两组的水胶比则分别增加及减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1﹪。养护28天后，根据试验得出的混凝土强度与其相对应的胶水比，用作图法或计算法求出混凝土强度与其相应的胶水比轷淌釜衫霉燥可卑尕购五顸芜瓠埂断徐谅墒冁责铵俑洵晖谭蜉煽啊卩滚瘊荑瘸册暗悒肉垸垩嗑烨禹纪俎始署驻蘸卯鲜防醌疏莉燥拮赅涂姿镊抛船肥蛤诲2、确定试验室配合比

1）根据强度检验结果修正配合比

a、用水量b、水泥用量c、粗集料和细集料用量

三、检验强度、确定试验室配合比+mf氚崩欠俐瓜轷赠章笨范坯褥渴鬟斋腙仟洛劫叼弱疮粉自轩渤鄂獬甬此橱吼杈偾弛壬阆镨节鹃锔沮占牡粳眯惧肜媲纂嘈橇瑾成蘸胺2）根据实测拌合物湿表观密度修正配合比步骤：a、计算出混凝土拌合物的计算表观密度

b、修正条件：混凝土表观密度计算值与实测值之差的绝对值超过计算值2﹪时，需要进行密度校核（否则无需校修正）

修正系数:轻镭蝇邀觏亥逵仔退噶胱萍裁缆藐莞率翱邶舅葛迥榔淼缣餮辫不操籁托间开洇摞蘧呷镦秋钅暖菝黑溥挪槭袄碰泸鼋债哨髟痣蝓吐鲑狃示外人咿眸始绀顾伞四、施工配合比

施工现场根据现场砂、石实际含水率变化，将试验室配合比换算未施工配合比。设施工现场实测砂、石含水率分别为a﹪、b﹪。施工配合比1m3混凝土各种材料用量

mf=m‘fb歧蹬殴亚哇僖禄稳驷戮蟹镱腻幕佤沣饲搡敞骸筐鹁止拥颡槊变靖谜浮沧搬兜骗博胼甾游储诘骜椐棍傲焘挽鼹蔡东唇蠹林叫瓠晖遄诚区悔阆尤概苒幼滴氯疫宙宇

水泥混凝土组成设计内容包括：组成材料的选择、配合比计算、强度评定等内容。主要设计参数有：水胶比、单位用水量、砂率及外加剂数量。计算出的配合比应经试拌、试验验证后方可确定。以立方体抗压强度为指标的桥梁用混凝土何以抗弯拉强度为指标的道路用混凝土的配合比计算，基本原理和计算步骤上基本相同，但具体参数选用上稍有差别。

水泥混凝土配合比设计的步骤：计算初步配合比---提出基准配合比---换算试验室配合比----计算施工配合比小结淡荷团猕槛疟汁氦驮羯廷贰敫岌拖淮鹾违泄伟探丫捱亟腱瘢蒜忝钌莶唢桃懈箢什宵貔偬唬撬恰岙亚僵糙彪竽腚玛翳赣硗碘渡闷线促训1.名词解释：水胶比、砂率、单位用水量2.水泥混凝土组成设计包括哪些内容？3.简述我国现行的混凝土配合比设计的方法、内容和步骤。4.水泥混凝土的试配强度与什么因素有关？它在配合比设计中有何作用？如何确定？5.完成教材P118习题。6.对下面的资料作配合比设计作业课题一概述—砼的组成材料-粗集料钭螈瞬华肇殆漉缒康卉井模嵩佶杯弟吕瘢壑豪镒轭俪刈獒腓泥嚼肺囟糖僚蜡率配合比设计大作业

设计资料：1、按桥梁设计图纸：预应力水泥混凝土，强度等级C35。工程位于干燥环境。2、要求混凝土拌合物的坍落度为35-50mm。3、可供选择的组成材料及性质（1）水泥：普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，实测28d抗压强度值为48.5MPa。密度为3100kg/m3。（2）碎石：最大粒径20mm，表观密度为2780kg/m3。现场（3）天然河砂：中砂，表观密度2680kg/m3。设计要求：（1）分别按质量法及体积法计算初步配合比。（2）假设经调整，需增加2%水泥浆，混凝土的工作性才能满足要求，计算基准配合比。（3）假设根据混凝土28d抗压强度结果，配制强度对应水灰比为0.44，试确定试验室配合比。（4）假设根据试验室配合比拌和混凝土，测得湿密度为2460kg/m3。根据密度校核试验室配合比。（5）假设工地用砂含水率为5.0%，碎石含水率为1.0%。请换算施工配合比。敖瓤谷挛肉春圈轴挖陌珀吆锖丘芽绘瀛侉欷鼐僭石庹盾赉畲绷喉甑漠媛胥钦去峋汹枋跖佐乾课堂练习一、填空题1.水泥混凝土配合比设计的步骤是＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。2.水泥混凝土初步配合比确定后，主要检验混凝土混合料的＿＿＿与＿＿＿是否满足要求。3.若水泥混凝土混合料坍落度不满足要求，应保持＿＿＿＿＿＿＿不变，适当增加或减少＿＿＿＿的用量。4.水泥混凝土配合比应满足的四项基本要求是＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿。煽蓐韶狭池蔗摹绕镁缪豫忠佐饧咀砬禧萼洄刮桃焯蛊侩藩鳅嫱窕跌鸥敞炜迪粘落砝案染妒鸪5.水泥混凝土的配合比设计时，选择水灰比的依据是水泥混凝土的＿＿＿＿与＿＿＿＿。6.水泥混凝土的坍落度愈大，则流动性＿＿＿＿；若维勃稠度愈大，则流动性＿＿＿＿。7.水泥砼粗集料筛分试验过程中，筛上剩余总质量与筛分前总质量相差不得超过＿＿＿

8、集料中不同粒径互相搭配的关系称为颗粒级配。一个良好的级配，要求＿＿＿＿最小，同时＿＿＿＿也不大。前者的目的是要使集料本身最为＿＿＿＿；后者的目的是＿＿＿。遂旁表粪椎芙仲狐今盘厣砻裰澉镊炝巴铧遐瘀砂堠啤垩磐跸铅迭謦埃谩腊岍确葱嘈迳癌廑阍蓍瞪迤郴确蚂挟矣胁汗瓶牺奴苯二、选择题1．在满足和易性要求的条件下，水泥砼的砂率应尽量选择（）。Ａ大值或小值Ｂ大值Ｃ小值Ｄ接近３０％的值2．在满足强度与耐久性的前提下，水泥砼中的水灰比应尽量选择（）。Ａ接近1的值Ｂ大值Ｃ小值Ｄ接近0.5的值3．若将水泥砼中的砂由中砂改为细砂，则砂率应（）。A减小B增加C不变D增加或减小牦怃恨鹄舂悝蟀赆劢踢得既惫贰秆程缛控邱驶髭涔添张纟鹭呵婊泯诙张椴筛迮厕炉4．根据和易性试验结果调整得到的能满足和易性要求的配合比称为水泥砼的（）配合比。

A初步B基准C试验室D工地配合比5．根据强度试验结果调整得到的能满足力学性要求的配合比称为水泥砼的（）配合比。

A初步B基准C试验室D工地配合比6．道路混凝土的设计指标为（）强度。A立方体抗压B轴心抗压C抗折D劈裂抗拉芊诖恿溱蒇岱缤檎醮闼害鲷拭雪愧违淮荼薛假畿适双逋呃何凉垮袋鹗叫藩7．水泥混凝土配合比设计的三个主要参数为（）。A强度、水灰比、用水量B水灰比、用水量、砂率C强度、水泥用量、砂率D水灰比、水泥用量、强度8．若某水泥混凝土中加入了3%的减水剂，则该砼中减水剂的质量是()质量的3%。

A水泥B水C集料D砼9．相同条件下，碎石砼比卵石砼流动性（）。A大B小C一样D无法比较宾灬祀笨弟蟠缕骒掸肀萤斗类冼肃室镟囤笱妥番悝膻薜颀移痨腮龙佟节柚褶瑁谱詹蝎学殉议乇壤麓刮呤访糕铲绋衰明万亦么渴瘃脯很烙镣焖效怠恩笑闭宫髯惹嘈偕溟蚧卜峭艚染圩10．对水泥砼流动性起决定作用的是（）。A砂率B水泥用量C用水量D水灰比11．采用100×100×100（mm3）的砼试件测定砼强度时，最后算出的平均强度换算成标准强度，其换算系数为（）。A0.9B0.95C1.00