普通混凝土配合比设计

之勘阻及广创作混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件 来确定各组成资料数量之间的比例关系。经常使用的暗示方法有 两种：一种是以 1m3 混凝土中各项资料的质量暗示，如某配合比： 水泥240kg，水180kg，砂630kg，石子1280kg,矿物掺合料 160kg，该混凝土 1m3总质量为2490kg；另一种是以各项资料相互间的质量比来暗示（以水泥质量为1），将上例换算成质量比为：水泥：砂：石：掺合料= 1：2.63：5.33：0.67，水胶比=0.45。市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求：（1）满足施工规定所需的和易性要求；（2）满足设计的强度要求；（3）满足与使用环境相适应的耐久性要求；（4）满足业主或施工单位渴望的经济性要求；（5）满足可持续发展所必须的生态性要求。混凝土配合比设计，实质上就是确定胶凝资料、水、砂和石 子这四种组成资料用量之间的三个比例关系：（1）水与胶凝资料之间的比例关系，经常使用水胶比暗示；（2）砂与石子之间的比例关系，经常使用砂率暗示；3）胶凝资料与集料之间的比例关系，经常使用单位用水量（1m3混凝土的用水量）来暗示。混凝土配合比设计步调包含配合比计算、试配和调整、施工 配合比的确定等。（1）初步配合比计算1）计算配制强度（feu, 0）。根据普通混凝土配合比 设计规程（JGJ 552011）规定，混凝土配制强度应按下列规 定确定： 当混凝土的设计强度小于 C60 时,配制强度应按下式确 定：式中feu, o混凝土配制强度，MPa；feu, k混凝土立方体抗压强度尺度值，这里取混凝土 的设计强度等级值，MPa；。混凝土强度尺度差，MPa。 当混凝土的设计强度不小于 C60 时,配制强度应按下式确 定：fcu,o21.15fcu, k混凝土强度尺度差。应根据同类混凝土统计资料计算确定， 其计算公式如下：式中feu, i统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值，MPa；mfcu统计周期内同一品种混凝土 n组试件的强度平均 值，MPa；n统计周期内同品种混凝土试件的总组数。当具有近1个月3个月的同一品种、同一强度等级混凝土 的强度资料，且试件组数不小于30时，其混凝土强度尺度差。 应按上式进行计算。对于强度等级不大于 C30 的混凝土，当混凝土强度尺度差计 算值不小于 3.0MPa 时，应按混凝土强度尺度差计算公式计算结果 取值； 当混凝土强度尺度差计算值小于 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 尺度差计算值不小于 4.0MPa 时，应按混凝土强度尺度差计算公式 计算结果取值；当混凝土强度尺度差计算值小于 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， 其强度尺度差。可按表6-3取值。混凝土强度尺度差。值表 6-3混凝土强度等级C20C25C45C50C55g （MPa）2）计算水胶比（W/B）。混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比应按下式计算：式中aa、ab 回归系数，回归系数可由表6-4采取；fb 胶凝资料28d胶砂抗压强度，可实测，MPa。回归系数aa和ab选用 表表6-4系数|碎石卵石aaab当胶凝资料28d抗压强度（fb）无实测值时，其值可按下式确定：fb=YfY sfce式中Yf、Ys粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，按表6-5选用；fce 水泥28d胶砂抗压强度，可实测，MPa。粉煤灰影响系数Yf和粒化高炉矿渣粉影响系数YS表6-5掺量（）粉煤灰影响系数（Yf）粒化高炉矿渣粉影响系数（YS）01020304050一注：1.采取I级、II级粉煤灰宜取上限值;2.采取S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采取S95级粒化 高炉矿渣粉宜取上限值，采取 S105 级粒化高炉矿渣粉宜 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 数应经试验测定。在确定fee值时，fee值可根据3d强度或快测强度推定28d 强度关系式得出。当无水泥 28d 抗压强度实测值时，其值可按下 式确定：fee =Y cfce, g式中Ye水泥强度等级值的富余系数（可按实际统计资料确 定）；当缺乏实际统计资料时，可按表6-6 选用；fee, g水泥强度等级值，MPa。水泥强度等级值的富余系数（Yc）表 6-6水泥强度等级值富余系数3）每立方米混凝土用水量的确定。干硬性和塑性混凝土用水量的确定。水胶比在0.400.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及 施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表 6-7、表 6-8 选取。干硬性混凝土的用水量（单位：kg/m3)表6-7拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目 指标维勃稠度（s）16201115510175180185160165170145150155180185190170175180155160165塑性魂混凝土的用水量（单位：kg/m3)表 6-8拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标10 3019017016015020018517516535 50200180170160210195185175坍落度（mm）55 702101901801722202051951857590215195185175230215205195流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步调计算：A.以表6-8中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大 20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。当 坍落度增大到 180mm 以上时，随坍落度的相应增加的用水量可减 少。B.掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算:mwa=mwo (1B)式中mwa掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；mwo未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；B外加剂的减水率，应经混凝土的试验确定，。4）每立方米混凝土胶凝资料用量（mbo）的确定。根据已选定的混凝土用水量mwo和水胶比（W/B）可求出胶凝资料用量：每立方米混凝土矿物掺合料用量（mfo ）的确定：mfo二mboBf式中 Bf 矿物掺合料掺量（），矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。采取硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，钢筋混凝土和预应力混凝土中矿物掺合料最大掺量宜分别符合表6-9和表6-10的规定。对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5。采取掺量大于30%的C类粉煤灰的混凝土应以实际使用的水泥和粉煤灰掺量进行安定性检验。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量表6-9矿物掺合料种类水胶比最大掺量（）采取硅酸盐水泥时采取普通硅酸盐水泥时粉煤灰4535粒化高炉矿渣粉钢渣粉磷渣粉硅灰复合掺合料4030655555453030102020106555大掺量预应力混凝土中矿物掺合料最矿物掺合料种类水胶比最大掺量（）采取硅酸盐水泥时采取普通硅酸盐水泥时粉煤灰粒化高炉矿渣粉钢渣粉磷渣粉硅灰复合掺合料352555452020105545302045351010104535每立方米混凝土水泥用量（mco）的确定:mco=mbomfo为包管混凝土的耐久性，由以上计算得出的胶凝资料用量还 要满足有关规定的最小胶凝资料用量的要求，如算得的胶凝资料 用量少于规定的最小胶凝资料用量，则应取规定的最小胶凝资料 用量值。5）砂率的确定。砂率可以根据以砂填充石子空隙，并稍有富 余，以扒开石子的原则来确定。根据此原则可列出砂率计算公式 如下:式中 Bs砂率，；mso, mgo每立方米混凝土中砂及石子用量，kg；Vso， Vgo 每立方米混凝土中砂及石子松散体积，其中Vso=VgoP , m3；pso,pgo砂和石子堆积密度，kg/m3；表 6-10p 一一石子空隙率，;B砂浆剩余系数（一般取1.11.4）。6）粗集料和细集料用量的确定。 当采取质量法时，应按下列公式计算：mcO+mfo+mgo+mso+mwo=mcp 式中mco每立方米混凝土的水泥用量，kg ；mfo每立方米混凝土的矿物掺合料用量，kg；mgo每立方米混凝土的粗集料用量，kg；mso每立方米混凝土的细集料用量，kg；mwo每立方米混凝土的用水量，kg；mcp每立方米混凝土拌合物的假定质量（其值可取23502450kg），kg；Bs砂率，。 当采取体积法时，应按下列公式计算：式中 Pc水泥密度（可取29003100kg/m3）, kg/m3；Pf矿物掺合料密度，kg/m3；Pg粗集料的表观密度，kg/m3；Ps细集料的表观密度，kg/m3；Pw水的密度（可取 1000kg/m3）, kg/m3；a混凝土的含气量百分数（在不使用引气型外加剂 时，a可取1）。粗集料和细集料的表观密度 Pg 与 Ps 应按现行行业尺度普通混凝土用砂、石质量及检验方法尺度（ JGJ 522006） 规定的方法测定。7）每立方米混凝土外加剂用量（mao）的确定。每立方米混 凝土外加剂用量（mao）应按下列计算：mao二mboBa式中 mao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资料用量，kg/m3；Ba外加剂掺量，,应经混凝土试验确定。（2）配合比的试配、调整与确定1）配合比的试配、调整。以上求出的各资料用量，是借助于 一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查得的，因 而纷歧定符合实际情况，必须通过试拌调整，直到混凝土拌合物 的和易性符合要求为止，然后提出供检验混凝土强度用的基准配 合比。2）配合比的确定。由试验得出的各胶水比值时的混凝土强 度，用作图法或计算求出与feu, o相对应的胶水比值，并按下列 原则确定每立方米混凝土的资料用量： 用水量（mw）和外加剂用量（ma）。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； 胶凝资料用量（mb）。胶凝资料用量（mb）应以用水量乘 以确定的胶水比计算得出； 粗、细集料用量（mg及ms）。粗、细集料用量（mg及 ms）应根据用水量和胶凝资料用量进行调整。3）混凝土表观密度的校正。其步调如下： 计算出混凝土的计算表观密度值（Pc, c）：Pc, c=mc+mf+mg+ms+mw 将混凝土的实测表观密度值（Pc, t）除以Pc, c得出校 正系数即 当 Pc,t 与 Pc,c 之差的绝对值不超出 Pc,c 的 2 时,由以上定出的配合比,即为确定的设计配合比；若二者之差 超出 2时,则要将已定出的混凝土配合比中每项资料用量均乘 以校正系数，即为最终定出的设计配合比。（3）施工配合比设计配合比,是以干燥资料为基准的,而工地存放的砂、石 资料都含有一定的水分。所以现场资料的实际称量应按工地砂、 石的含水情况进行修正,修正后的配合比,叫做施工配合比。现假定工地测出的砂的含水率为a%、石子的含水率为b%, 则将上述设计配合比换算为施工配合比,其资料的称量应为： 水泥： m，c=mc （kg）砂：m，s=ms （1+a%）（kg）石子： mg=mg （l+b%）（kg）水：mw=mwmsxa%mgxb%（kg）矿物掺合料：mf=mf （kg）