混凝土初步配合比设计、施工配合比调整（建筑材料）

普通混凝土配合比设计——计算配合比确定

普通混凝土是由水泥、砂、石和水组成，它们之间的数量关系直接影响着混凝土的拌合物的和易性、强度及耐久性。如何确定各材料间数量关系？引入1.定义：配合比是指混凝土各组成材料之间的数量关系。2.表示方法：1)单位体积混凝土内各项材料的用量，如：mc=270.0㎏；ms=706.1kg；mg=1255.3㎏；mw=180㎏。2)单位体积内各项材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子=1：2.3：4.0，W/C=0.63一、普通混凝土配合比设计的表示方法基本要求和易性经济性强度耐久性二、配合比设计基本要求：三、混凝土配合比设计的资料准备1.了解混凝土的设计强度等级fcu.k，稠度要求2.了解工程所处环境耐久性要求；3.了解钢筋配筋间距和结构的断面尺寸，确定骨料的最大粒径Dmax4.了解施工管理水平、施工方法等，以便正确选择混凝土的各项参数；5.了解各项原材料的物理参数。①水泥的品种、强度等级、密度；②砂、石骨料的种类、表观密度、级配、石子、最大粒径；③拌和用水的水质情况；（4）外加剂的品种、性能、适宜掺加量、减水率等四、混凝土配合比设计的三参数

胶凝材料、水、砂子、石子

（1）水和胶凝材料的关系（水胶比）

（2）砂和石子的关系（砂率）

（3）料浆与骨料的关系（单位用水量）四个基本变量：三个关系:水泥、掺合料

水胶凝材料浆砂石子

骨料WβsB/w受最大水胶比限制(结构耐久性)决定了强度受粗骨料种类及规格的影响决定了工作性受w/c及粗骨料的种类规格影响决定了工作性与经济性初步配合比基准配合比实验室配合比施工配合比五、混凝土配合比设计的步骤根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)所规定的步骤进行设计强度调整和易性调整含水率调整耐久性调整混凝土强度等级≤C20C25～C45C45～C55б值(N/㎜2)4.05.06.01.确定配制强度(fcu,o)（一）、确定初步配合比C60及以上等级，系数碎石卵石αa0.530.49αb0.200.132.确定水胶比值(W/B)

复核耐久性为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。最大水胶比限制根据工环境特点选择最大水胶比最小胶凝材料用量应该符合混凝土结构设计规范GB50010的规定，C15及以下等级不受下表限制钢筋混凝土中的掺加量胶凝材料胶凝材料包括水泥及粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等掺和材料。掺和材料的可以替代水泥，减少水泥用量。掺和材料应符合有关的质量规定。其掺加料须经试验确定。加入后对水泥强度产生影响拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102040162040维勃稠度(s)16～2017516014518017015511～151801651501851751605～101851701551901801653.确定用水量(mwo)（1)干硬性和塑性混凝土用水量①水胶比在0.40～0.80范围时，通过查表确定。干硬性混凝土塑性混凝土的用水量(kg/m3)拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.540坍落度(mm)10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195②水胶比小于0.4的混凝土及采用特殊工艺的混凝土，通过试验确定（2)流动性和大流动性混凝土用水量拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.540坍落度(mm)10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195①未掺外加剂时，以90mm为基础，每增大20mm，水量增加5kg②掺外加剂时，按下式计算：mwa=mw0(1-β)4.计算混凝土的单位水泥用量(mco)复核耐久性将计算出的胶凝材料用量与规定的最小胶凝材料用量比较：如计算值不低于规定的最小用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小用量。5.确定合理砂率()

1)应根据混凝土的和易性要求试验取得。

2)按坍落度、水胶比及骨料最大粒径查表选取。混凝土的砂率(%)水灰比卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3539～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～416.确定1m3混凝土的砂石用量质量法体积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。绝对体积法绝对体积法的基本原理是：如果原材料比较稳定，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。重量法（假定表观密度法）重量法的基本原理是：用1m3砼材料用量比表示水泥：砂：石：水=1：x:y:z7.得出初步配合比普通混凝土配合比设计——施工配合比确定

普通混凝土是由水泥、砂、石和水组成，它们之间的数量关系直接影响着混凝土的拌合物的和易性、强度及耐久性。如何确定各材料间数量关系？引入1.定义：配合比是指混凝土各组成材料之间的数量关系。2.表示方法：1)单位体积混凝土内各项材料的用量，如：mc=270.0㎏；ms=706.1kg；mg=1255.3㎏；mw=180㎏。2)单位体积内各项材料用量的比值。如：水泥：砂子：石子=1：2.3：4.0，W/C=0.63一、普通混凝土配合比设计的表示方法基本要求和易性经济性强度耐久性二、配合比设计基本要求：计算配合比试拌配合比设计配合比施工配合比三、混凝土配合比设计的步骤根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)所规定的步骤进行设计强度调整和易性调整含水率调整耐久性调整四、施工配合比确定在计算配合比计算中，砂石按照干燥状态，与实际工程有出入需要调整；砂率、单位用水量、标准差、经验系数αa、αb、γf、γs等都与实际不一定相符外加剂的建议用量、掺和材料的取代率等需要验证。

因此计算的初步配合比，必须经过试拌，检验拌合物的和易性、强度、耐久性等符合设计混凝土的要求，才能投入使用。

（一）计算配制1m3混凝土拌合物材料各种材料的用量

mb0——计算配合比每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg/m3）；

mc0——计算配合比每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；

mf0——计算配合比每立方米混凝土的矿物掺合料用量（kg/m3）；

mg0——计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；

ms0——计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m3）；

mw0

——计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；

ma0——计算配合比每立方米混凝土的外加剂用量（kg/m3）；

m′w0——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）

mcp——每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg/m3）；

五、试拌配合比的确定（二）拌制仪器设备

强制搅拌机——符合现行行业标准《混凝土试验用搅拌机》JG244的规定

搅拌方法：搅拌方式、投料方式和搅拌时间与工程实际相同。

拌合物的用量：试配的最小搅拌量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

试验环境：符合混凝土拌合物试验和力学性能、耐久性检验的要求。（17~25℃，相对湿度不低于50%）粗骨料最大公称粒径（mm）拌合物数量（L）≤31．52040．025混凝土试配的最小搅拌量（二）确定混凝土试拌配合比1.在计算配合比的基础上应进行试拌。计算水胶比宜保持不变，并应通过调整配合比其他参数使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。2.调整配合比其他参数依据测定拌合物稠度（坍落度、扩展度、维勃稠度），并检查其粘聚性和保水性能

（1）如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水胶比不变，增加或减少适量浆料数量（2）如出现粘聚性和保水性抗离析性不良，可适当提高砂率或者外加剂；每次调整后再试拌，直到符合要求为止

3.记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρo,h）。计算调整后混凝土试样总质量（mcb+msb+mgb+mwb=mQb)由此得出试拌配合比（调整后1m3混凝土中各材料用量）

（二）确定混凝土试拌配合比（三）设计配合比确定在试拌配合比的基础上应进行混凝土强度试验，并应符合下列规定：

1.应采用三个不同的配合比，其中一个应为确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较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，砂率可分别增加和减少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，并应标准养护到28d或设计规定龄期时试压。（三）确定设计配合比4.根据混凝土强度试验结果，宜绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于配制强度对应的胶水比；

5.在试拌配合比的基础上，用水量（mw）和外加剂用量（ma）应根据确定的水胶比作调整；

6.胶凝材料用量（mb）应以用水量乘以确定的胶水比计算得出；

7.粗骨料和细骨料用量（mg和ms）应根据用水量和胶凝材料用量进行调整计算。8.经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值ρc,c：

ρc,c＝mc＋mf＋mg＋ms＋mw

式中：ρc,c——混凝土拌合物的表观密度计算值（kg/m3）；

mc——每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；

mf——每立方米混凝土的矿物掺合料用量（kg/m3）；

mg——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；

ms——每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m3）；

mw——每立方米混凝土的用水量（kg/m3）。（二）确定设计配合比②应按下式计算混凝