普通混凝土配合比设计

试验员培训班试验员培训班普通混凝土配合比设计普通普通(水泥水泥)混凝土配合比设计混凝土配合比设计 一、混凝土配合比的基本概念一、混凝土配合比的基本概念 二、混凝土配制强度的确定二、混凝土配制强度的确定 三、混凝土配合比设计中的参数三、混凝土配合比设计中的参数 四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算 五、混凝土配合比的试配、调整与确定五、混凝土配合比的试配、调整与确定 六、普通砼配合比设计实例六、普通砼配合比设计实例一、混凝土配合比的基本概念一、混凝土配合比的基本概念 1.砼是由胶凝材料、水、粗细骨料、外加剂、外掺料砼是由胶凝材料、水、粗细骨料、外加剂、外掺料按一定比例配合，经拌合、成型、养护硬化而成的人按一定比例配合，经拌合、成型、养护硬化而成的人造石材。造石材。2.混凝土配合比设计，就是根据原材料的技术性能及混凝土配合比设计，就是根据原材料的技术性能及施工要求，确定出能满足工程要求组成材料用量。施工要求，确定出能满足工程要求组成材料用量。3.尽管混凝土原材料性能和施工的要求不同，但就配尽管混凝土原材料性能和施工的要求不同，但就配合比设计而言，共同的实质问题是确定四项原材料用合比设计而言，共同的实质问题是确定四项原材料用量之间的三个对比关系量之间的三个对比关系即水与水泥（水灰比）、即水与水泥（水灰比）、砂与石（砂率）、水泥浆与骨料之间的对比关系。砂与石（砂率）、水泥浆与骨料之间的对比关系。四项原材料用量之间的三个比例关系四项原材料用量之间的三个比例关系n1.水与水泥水与水泥n2.砂与石砂与石n3.水泥浆与骨料水泥浆与骨料 C W S G GSwcscw w 曲线高峰为混凝土平均强度的概率。以平均强度为对称轴，左右两边曲线是对称的，表明对称轴两边出现的概率大致相等。强度测定值愈接近平均强度，其出现的概率愈大；离对称轴愈远，即强度测定值愈高或愈低，其出现的概率愈小，并逐渐趋近于零。曲线与横坐标间的面积为概率的总和，等于100。曲线上的拐点与强度平均值的距离为强度的标准差，也称均方差。愈大，强度分布曲线又矮又宽，说明强度离散程度大，即混凝土质量不稳定。5强度保证率 强度保证率是指混凝土强度总体中，大于和等于设计要求的强度等级标准值的概率P。在正fcu态分布曲线上以阴影面积表示，如图所示。低于强度等级值所出现的概率即为不合格率(Q)。如设计要求的强度等级标准值为，实际测出的混凝土强度平均值为fcu，则可通过下式求出概率参数(或保证率系数)t，再由表查出混凝土强度保证率。也可以根据保证率系数和标准正态分布曲线方程式，求出强度保证率P()。Cvufcuufcukfcuufcukfcut,)(ufcuCvdtfpt2121强度正态分布曲线 混凝土配制强度 9.混凝土配合比应满足的四个条件：混凝土配合比应满足的四个条件：(设计设计 要求要求)10.混凝土配合比设计确定过程混凝土配合比设计确定过程术语：术语：1 1、普通混凝土：干密度为、普通混凝土：干密度为2000200028002800kgkgm3m3的水泥混凝土。的水泥混凝土。2 2、干硬性混凝土：拌合物的坍落度小于、干硬性混凝土：拌合物的坍落度小于l0mml0mm，且须用维勃稠度且须用维勃稠度(s)s)表示其表示其稠度的混凝土。稠度的混凝土。3 3、塑性混凝土：拌合物坍落度为、塑性混凝土：拌合物坍落度为10109090ramram的混凝土。的混凝土。4 4、流动性混凝土：拌合物坍落度为、流动性混凝土：拌合物坍落度为100100150150mmmm的混凝土。的混凝土。5 5、大流动性混凝土：拌合物坍落度等于或大于、大流动性混凝土：拌合物坍落度等于或大于160160mmmm的混凝土。的混凝土。6 6、抗渗混凝土：抗渗等级等于或大于、抗渗混凝土：抗渗等级等于或大于P6P6级的混凝土。级的混凝土。7 7、抗冻混凝土：抗冻等级等于或大于、抗冻混凝土：抗冻等级等于或大于F50F50级的混凝土。级的混凝土。8 8、高强混凝土：强度等级为、高强混凝土：强度等级为C60C60及其以上的混凝土。及其以上的混凝土。9 9、泵送混凝土：拌合物的坍落度不低于、泵送混凝土：拌合物的坍落度不低于l00mml00mm，并用泵送施工的混凝土。并用泵送施工的混凝土。1010、大体积混凝土：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于、大体积混凝土：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于lmlm，或预计会或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土 。二、混凝土配制强度的确定二、混凝土配制强度的确定 为使砼为使砼强度保证率强度保证率不小于不小于95%，必须使砼的配制强度，必须使砼的配制强度高于设计强度等级。高于设计强度等级。：645.1,kcufkcuf,混凝土配制强度混凝土配制强度(MPa)MPa)混凝土强度标准差混凝土强度标准差(MPa)MPa)。2.2.提高混凝土配制强度的条件：提高混凝土配制强度的条件：(1)(1)现场条件与试验室条件有显著差异时；现场条件与试验室条件有显著差异时；(2)(2)C30C30级及以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。级及以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。3.3.混凝土强度标准差，宜根据同类混凝土统计资料计混凝土强度标准差，宜根据同类混凝土统计资料计算确定，并应符合下列规定：算确定，并应符合下列规定：(1)1)计算标准差时，强度试件组数不应少于计算标准差时，强度试件组数不应少于2525组；组；(2)(2)当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C20C20和和C25MPaMPaC25MPaMPa；当混凝土强度等级当混凝土强度等级等于或大于等于或大于C30MPaMPaC30MPaMPa；(3)(3)当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204)GB50204)的规定取用。的规定取用。混凝土强度 等级 C20C20 C20C35C20C35 C35C35(MPa)4.04.0 5.05.0 6.06.0 三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数1 1、用水量、用水量 2 2、砂率、砂率()3 3、最大水灰比、最大水灰比、最小水泥用量最小水泥用量(耐久性要求耐久性要求)4 4、外加剂、外掺量使用、外加剂、外掺量使用5 5、砼最小含气量、砼最小含气量(耐久性耐久性要求）要求）三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数1 1、每立方米混凝土用水量的确定：、每立方米混凝土用水量的确定：(1)(1)干硬性和塑性混凝土用水量的确定：干硬性和塑性混凝土用水量的确定：A.A.水灰比在水灰比在0.400.400.800.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按干硬性和塑施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按干硬性和塑性混凝土用水量表选取。性混凝土用水量表选取。中砂时中砂时:取平均值取平均值 细砂时细砂时:增加增加5 51010kg(kgkg(kgm m3 3)粗砂时粗砂时 减少减少5 51010kgkg(kg(kgm m3 3)掺用各种外加剂或掺合料时，作相应调整。掺用各种外加剂或掺合料时，作相应调整。三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数拌合物稠度拌合物稠度 卵石最大粒径卵石最大粒径(mm)mm)碎石最大粒径碎石最大粒径(mm)mm)项目项目 指标指标 1010 2020 31.531.5 4040 1616 2020 31.531.5 4040 坍落坍落度度(mm)mm)10103030 190190 170170 160160 150150 200200 185185 715715 165165 35355050 200200 180180 170170 160160 210210 195195 185185 175175 55557070 210210 190190 180180 170170 220220 205205 195195 185185 75759090 215215 195195 185185 175175 230230 215215 205205 195195 塑性混凝土的用水量塑性混凝土的用水量(kgkgm m3 3)表表 B.B.水灰比小于水灰比小于0.400.40及采用特殊成型工艺的混凝土用水量及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。应通过试验确定。(2).(2).流动性和流动性和大流动性混凝土大流动性混凝土的用水量按下列计算：的用水量按下列计算：A.A.表中坍落度表中坍落度9090mm mm 的用水量为基础，按坍落度每增大的用水量为基础，按坍落度每增大2020mmmm用水量增加用水量增加5 5kgkg计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 B.B.掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：式中：式中：-掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg)kg)未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg)kg)-外加剂的减水率外加剂的减水率()。(3).(3).外加剂的减水率应经试验确定。外加剂的减水率应经试验确定。)1(wowammwam-wom三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 无历史资料可参考时，应符合下列规定：无历史资料可参考时，应符合下列规定：(1)(1)坍落度为坍落度为10106060mmmm凝土砂率，可根据粗骨料品种、凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按混凝土的砂率粒径及水灰比按混凝土的砂率()表选取表选取(2)(2)坍落度大于坍落度大于6060mmmm凝土砂率，可经试验确定，也可在凝土砂率，可经试验确定，也可在砂率砂率()表表的基础上，按坍落度每增大的基础上，按坍落度每增大2020mmmm率增大率增大1 1的幅度予以调整。的幅度予以调整。(3)(3)坍落度小于坍落度小于1010mmmm凝土，其砂率应经试验确定。凝土，其砂率应经试验确定。三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数水灰比水灰比(w wC)C)卵石最大粒径卵石最大粒径(mm)mm)碎石最大粒径碎石最大粒径 1010 20 20 40 40 16 16 20 20 40 40 0.400.40 26-3226-32 25-3125-31 24-3024-30 30-3530-35 29-3429-34 27-3227-32 0.500.50 30-3530-35 29-3429-34 28-3328-33 33-3833-38 32-3732-37 30-3530-35 0.600.60 33-3833-38 32-3732-37 31-3631-36 36-4136-41 35-4035-40 33-3833-38 0.700.70 36-4136-41 35-4035-40 34-3934-39 39-4439-44 38-4338-43 36-4136-41 混凝土的砂率混凝土的砂率()表表三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 砂率表选用要点：砂率表选用要点：中砂：用表中值中砂：用表中值 细砂：相应地减少细砂：相应地减少 粗砂：相应地增大粗砂：相应地增大 用一个单粒级粗骨料时：适当增大用一个单粒级粗骨料时：适当增大 对薄壁构件：取偏大值对薄壁构件：取偏大值 三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 3.3.混凝土的最大水灰比和最小水泥用量混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(耐久性要求耐久性要求)当进行混凝土配合比设计时，混凝土的最大水灰比和最小水当进行混凝土配合比设计时，混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，应符合表中的规定。泥用量，应符合表中的规定。用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为水泥用量即为替代前的替代前的水灰比和水泥用量。水灰比和水泥用量。C15C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。混凝土的最大水灰比和最小水泥用量限制表混凝土的最大水灰比和最小水泥用量限制表 环境环境 条件条件 结构物类别结构物类别 最大水灰比 最小水泥用量(kg)素混凝土 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 1.干燥环境 正常的居住或办公用房屋内部件 不作规定 0.65 O60 200 260 300 2.湿 环 境 无冻 害 高湿度的室内部件 室外部件 在非侵蚀性土和(或)水中的部件 0.70 0.60 0.60 225 280 300 有冻 害 经受冻害的室外部件 在非侵蚀性土和(或)水中且经受冻害的部件 高湿度且经受冻害的室内部件 0.55 0.55 0.55 250 280 3003.冻害和除冰剂的潮湿环境 经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件 0.50 0.50 0.50 300 300 300三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 通过试验确定。通过试验确定。应符合应符合(GBJll9)GBJll9)、(JGJ28)JGJ28)、(GBJl46)GBJl46)、用于水泥与混凝土中粒化高炉矿渣粉用于水泥与混凝土中粒化高炉矿渣粉(GBGBT8046)T8046)等等的规定。的规定。三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 5.5.砼最小含气量砼最小含气量(耐久性要求耐久性要求)的确定的确定 长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂或引气减水剂。或引气减水剂。引气剂的掺入量应根据混凝土的含气量引气剂的掺入量应根据混凝土的含气量并经试验确定，混凝土的最小含气量应符合表的规定；并经试验确定，混凝土的最小含气量应符合表的规定；混凝土的含气量亦不宜超过混凝土的含气量亦不宜超过7 7。混凝土中的。混凝土中的粗骨料和粗骨料和细骨料应作坚固性试验。细骨料应作坚固性试验。三、混凝土配合比设计中的基本参数三、混凝土配合比设计中的基本参数 粗骨料最大粒径粗骨料最大粒径(nm)nm)最小含气量最小含气量()40 40 25 25 20 20 4.54.5 5.0 5.0 5.5 5.5 长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的最小含气量表长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的最小含气量表含气量的百分比为体积比含气量的百分比为体积比)四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算混凝土配合比的计算步骤：混凝土配合比的计算步骤：配制强度配制强度并求出相应的并求出相应的水灰比水灰比；用水量用水量，并计算出每立方米混凝土的，并计算出每立方米混凝土的水泥用量水泥用量；3.3.选取砂率，计算选取砂率，计算粗骨料和细骨料的用量粗骨料和细骨料的用量，并提出，并提出供供试配用的初步配合比试配用的初步配合比。.四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算骨料状态说明：骨料状态说明：进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均系表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准以干燥状态骨料为基准。当以饱和。当以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。干燥状态骨料系指含水率小于干燥状态骨料系指含水率小于0 05 5的细骨料或含的细骨料或含水率小于水率小于0 02 2的粗骨料。的粗骨料。水灰比按下式计算水灰比按下式计算(强度等级小于强度等级小于C60C60级级)：cebacuaffcw.f0.ce 回归系数回归系数 水泥水泥28d抗压强度实测值抗压强度实测值(MPa)1.当无水泥当无水泥28d抗压强度实测值时，值可按下式确定抗压强度实测值时，值可按下式确定ba.cefgceccefyf,水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确 定水泥强度等级值定水泥强度等级值(MPa)MPa)水泥强度等级水泥强度等级 回归系数宜按下列规定确定：回归系数宜按下列规定确定：(1)(1)回归系数和应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试回归系数和应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；(2)(2)当不具备上述试验统计资料时，其回归系数可按下表当不具备上述试验统计资料时，其回归系数可按下表采用采用。cfgcef,四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算 石子品种石子品种 系数系数 碎碎 石石 卵卵 石石 a a 0.46 0.46 0.48 0.48 b b 0.07 0.07 0.33 0.33回归系数回归系数a、b选用表选用表四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算 2.2.每立方米混凝土的用水量每立方米混凝土的用水量 根据经验确定经验确定 查表查表四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算 按下式计算：按下式计算：cwmmcwo/四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算 根据经验确定根据经验确定 查表查表四、混凝土配合比的计算四、混凝土配合比的计算(1).(1).重量法重量法 ：按下列公式计算：按下列公式计算：%100sogososmmmcnwsgcmmmmm0000式中：式中：每立方米混凝土的水泥用量每立方米混凝土的水泥用量(kg)kg)；每立方米混凝土的粗骨料用量每立方米混凝土的粗骨料用量(kg)kg)每立方米混凝土的细骨料用量每立方米混凝土的细骨料用量(kg)kg)每立方米混凝土的用水量每立方米混凝土的用水量(kg)kg)砂率砂率()；每立方米混凝土拌合物的假定重量每立方米混凝土拌合物的假定重量(kg)kg)，其值可取其值可取2350235024502450kgkg 0cm0gm0sm0wmscpm(2).(2).体积法体积法按下列公式计算：按下列公式计算：式中：式中：c0 c0 水泥密度水泥密度(kg/mkg/m3 3)，可取可取290029003100 3100 kg/mkg/m3 3：g0 g0 粗骨料的表观密度粗骨料的表观密度(kg/mkg/m3 3)；s0 s0 细骨料的表观密度细骨料的表观密度(kg/mkg/m3 3)；w0 w0 水的密度水的密度(kg/mkg/m3 3)，可取可取10001000kg/mkg/m3 3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，取取1 1101.00000wwssggccmmmm%100)(000sgsmmm五、混凝土配合比的试配、调整与确定五、混凝土配合比的试配、调整与确定(一一)试配试配 1.1.试配条件试配条件 2.2.试配测试内容试配测试内容 (二二)配合比的调整与确定配合比的调整与确定(一一).).试配试配 试配时：使用的试配时：使用的原材、搅拌方法应与混凝土生产相同。原材、搅拌方法应与混凝土生产相同。试试配时，每盘混凝土的配时，每盘混凝土的最小搅拌量最小搅拌量mmmm及以下，拌合物数量不应及以下，拌合物数量不应小于小于1515L L；骨料最大粒径骨料最大粒径4040mmmm及以下，拌合物数量不应小于及以下，拌合物数量不应小于2525L L。2.2.试配测试内容试配测试内容 (1)(1)拌合物和易性：试配时，首先应进行试拌，以检查拌拌合物和易性：试配时，首先应进行试拌，以检查拌合物的性能。当试拌得出的拌合物合物的性能。当试拌得出的拌合物坍落度或维勃稠度坍落度或维勃稠度不能满不能满足要求，或足要求，或粘聚性和保水性粘聚性和保水性不好时，应在不好时，应在保证水灰比不变的保证水灰比不变的条件下相应调整用水或砂率，直到符合要求为止条件下相应调整用水或砂率，直到符合要求为止，并检测拌，并检测拌合物的表观密度合物的表观密度(kg/mkg/m3 3)(2)(2)基准配合比：基准配合比：w/cw/c不变，不变，满足和易性满足和易性的拌合物中各组分的拌合物中各组分的比例的比例为基准配合比为基准配合比。(3)(3)采用三个不同的配合比采用三个不同的配合比。其中一个为基准配合比，另。其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，外两个配合比的水灰比，较基准配合比分别较基准配合比分别；用水量应与基；用水量应与基准配合比相同，准配合比相同，砂率砂率可分别增加和减少可分别增加和减少1 1。当不同水灰比的混凝土拌合物当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。(4)(4)制作混凝土强度试验试件：制作混凝土强度试验试件：制作试件时应检验拌合物制作试件时应检验拌合物的坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物表观密度，的坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。(5)(5)强度试验：强度试验：进行混凝土强度试验时，每种配合比至少进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组应制作一组(三块三块)试件，标准养护到试件，标准养护到2828d d时试压。时试压。需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试压。以便提前定出混凝土配合比供施工使用。但应以标准养压。以便提前定出混凝土配合比供施工使用。但应以标准养护护2828d d强度或按现行国家标准强度或按现行国家标准(二二)、配合比的调整与确定、配合比的调整与确定 1.1.根据试验得出的混凝土根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比关系强度与其相对应的灰水比关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度相对应的灰水比，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：(1)(1)用水量应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强用水量应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；(2)(2)水泥用量应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；水泥用量应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；(3)(3)粗骨料和细骨料用量应在基准配合比的粗骨料和细骨粗骨料和细骨料用量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。料用量的基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。2.2.经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：(1)(1)计算混凝土的表观密度计算值计算混凝土的表观密度计算值 wsgcccmmmm,(2).(2).应按下式计算混凝土配合比校正系数应按下式计算混凝土配合比校正系数 式中式中：混凝土表观密度实测值混凝土表观密度实测值(kgkgm m3 3)；混凝土表观密度计算值混凝土表观密度计算值(kg/mkg/m3 3)cctc,tc,cc,3.3.当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过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计算值的2 2时，即为确定的设计配合比；当二者之差超过时，即为确定的设计配合比；当二者之差超过2 2时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即为即为确定的设计配合比。确定的设计配合比。4.4.根据本单位常用的材料，可设计出常用的混凝土配合比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，应根据原材料情况及混凝土质量检验备用；在使用过程中，应根据原材料情况及混凝土质量检验的结果予以调整。但遇有下列情况之一时，应重新进行配合的结果予以调整。但遇有下列情况之一时，应重新进行配合比设计：比设计：(1).(1).对混凝土性能指标有特殊要求时；对混凝土性能指标有特殊要求时；(2).(2).水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时；水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时；(3).(3).该配合比的混凝土生产间断半年以上时。该配合比的混凝土生产间断半年以上时。六、普通砼配合比设计实例六、普通砼配合比设计实例例例1：某工程采用现浇钢筋砼梁，最小截面为某工程采用现浇钢筋砼梁，最小截面为300300mmmm，钢筋钢筋最小间距为最小间距为6060mmmm。设计强度等级设计强度等级C25C25。施工要求不混凝施工要求不混凝土坍落度为土坍落度为40604060mmmm。原材料：水原材料：水P.O32.5RP.O32.5R，g/cmg/cm3 3；g/cmg/cm3 3；石子采用卵石，最大粒径石子采用卵石，最大粒径4040mmmm，g/cmg/cm3 3；水采用水采用饮用水。机械搅拌，振动成型。饮用水。机械搅拌，振动成型。(1)(1)混凝土配制强度的确定混凝土配制强度的确定 MPaMPa (2)(2)W/cW/c ocuf,MPaffKcuocu22.335645.125645.1.,MPafyfgcecce42.355.3209.1,cebacuaffcw.f0.ce44.042.3533.048.022.3342.3548.0 由于该结构是正常的居住或办公房屋内部件，根据由于该结构是正常的居住或办公房屋内部件，根据JGJ55JGJ55的的要求要求最大水灰比最大水灰比 (3)(3)确定用水量：确定用水量：卵石，坍落度卵石，坍落度40406060mmmm，1 1立方米混凝土立方米混凝土用水量用水量参照表选用参照表选用=165=165kg kg 由于该结构是正常的居住或办公房内部件，根据由于该结构是正常的居住或办公房内部件，根据JGJ55JGJ55要求要求最小水泥用量最小水泥用量不得小于不得小于260260kgkg，故计算水泥用量故计算水泥用量375375kgkg符合要求。符合要求。(4)(4)确定砂率确定砂率 参照表参照表砂率表砂率表的选用范围的选用范围26263131，现取，现取=30=30 (5)(5)计算砂、石用量计算砂、石用量 用体积计算用体积计算 S101.00000wwssggccmmmm%100)(000sgsmmm 联立方程，求得：联立方程，求得：砂子砂子=556kg =556kg 石子石子=1298kg=1298kg2 2确定基准配合比确定基准配合比 按照初步计算配合比，计算出按照初步计算配合比，计算出2525L(L(根据根据JGJ55JGJ55最小搅拌量最小搅拌量)混凝土拌和物所需材料的用量：混凝土拌和物所需材料的用量：kg kgkg kg kg kgkg kg1000110116560.265.21.3375SOGOMM 搅拌均匀后，实际测得坍落度值为搅拌均匀后，实际测得坍落度值为5555mmmm，粘聚性、保水性粘聚性、保水性均良好符合设计要求。均良好符合设计要求。混凝土基准配合比为：混凝土基准配合比为：水泥：砂：石：水水泥：砂：石：水=375=375：556556：12981298：165165 根据规范要求，配制三个不同水灰比的混凝土，并留置试根据规范要求，配制三个不同水灰比的混凝土，并留置试件。三种水灰比分别为：件。三种水灰比分别为：0.390.39、0.440.44、0.490.49。试件标准养护。试件标准养护2828d d，进行强度试验，得到混凝土试配强度，见下表：进行强度试验，得到混凝土试配强度，见下表：W WC C 试验强度试验强度 (MPa)MPa)W WC C试验强度试验强度(MPa)MPa)0.390.39 45.9 45.9 0.440.4436.9 36.9 0.490.49 31.231.2/按图求出与试配设计强度按图求出与试配设计强度32322 2MPaMPa相对应的水灰比为相对应的水灰比为0.470.47。符合要求的配合比为：符合要求的配合比为：用水量：用水量：165 165kgkg 水泥用量：水泥用量：351 351kgkg 砂用量：砂用量：556 556kgkg 石用量：石用量：1298 1298kgkg 混凝土拌和物实测表观密度为混凝土拌和物实测表观密度为23882388kgkgm m3 3。计算表观密度：计算表观密度：=351+165+1298+556=2370=351+165+1298+556=2370kgkgm m3 3 2%CC,WOmCOmSOmGOm76.02370237023881实测强度一水灰比关系实测强度一水灰比关系 故不需要调整。故不需要调整。试验室设计混凝土配合比为：试验室设计混凝土配合比为：水泥：砂：石：水水泥：砂：石：水 验证试验验证试验 设计过程结束设计过程结束五、利用相关成果进行配合比五、利用相关成果进行配合比设计实例设计实例 （一）配合比设计的基本原理 根据前述配制高性能混凝土的技术路线，混凝土配合比设计的目标，是要确定能满足工程技术要求的各种材料用量，配合比设计原理与普通混凝土基本相同，仍然依据三大法则，但也有不同之处。1.水灰比（或灰水比）法则 根据这一法则确定水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性，对高性能混凝土，由于将矿物细掺料当作胶结材的一部分因此计算的应该是水胶比（或胶水比）。2.最大密实度法则 该法则的基本思路是各项材料互相填充空隙，以达到混凝土密实度最大，换言之就是各项材料的密实体积总和等于1M3绝对密实的混凝土，即：V水泥+V掺合料+V砂+V石+V水+V气=1M3的混凝土。根据这一法则可确定配合比中的浆集比与砂率，以确保混凝土的强度、耐久性与经济性。3.最小单位用水量法则 根据这一法则，可在水胶比一定及原材料一定的情况下，确定能满足混凝土工作性的最小用水量，这和普通混凝土中的恒用水量法则相似。对高性能混凝土，由于骨料最大粒径和坍落度的波动范围很小，（分别是1025mm与1822cm），而且坍落度还可通过调整高效减水剂来控制，因此普通混凝土的恒用水量法则对高性能混凝土就不太适用，而改用最小单位用水量法则，但出发点两者是相同的。根据上述三大法则，可以初步确定混凝土配合比中的水胶比、浆集比、砂率与最小单位用水量这四个最基本的参数，再通过一定的方法，根据经验和试配确定外加剂和掺合料的用量。（二）配合比设计方法 由于高性能混凝土使用的原材料较多，技术要求较高，目前尚无统一的计算方法，各国都是根据本国的实际情况提出的设计方法，而且都是经验试验法，虽然各国的设计方法各种各样，但都遵循上述三大法则，所以方法并不重要，重要的是上述三大法则，这是基础，方法很多，下面只介绍一种常用的方法供参考。该法也是一个经验试验法，具体思路是将混凝土按密实体积分为两大部分：该法也是一个经验试验法，具体思路是将混凝土按密实体积分为两大部分：胶结材料浆体=水泥+水+外加剂+掺合料 骨料基体=砂+石子 需要确定的参数为：水胶比、用水量、浆集比、砂率、外加剂掺量、掺合料掺量。具体步骤是先计算空白混凝土的初步配合比，根据经验初步确定外加剂与细掺料的掺量，通过流动性的试验调整，确定基准配合比，再经过强度与耐久性试验调整，确定试验室理论配合比，最后通过含水率的换算确定施工配合比。1.计算初步配合比 （1）配制强度（fh）标准差按本单位历年的统计资料确定，若无统计资料，一般可按=6Mpa取用，资料证明，C50与C60级的配制强度应不低于强度等级的倍。C70和C80级的配制强度应不低于强度等级的倍。施工配制强度仍按fh=fou*计算。（2）水胶比（W/J）可按新的强度公式计算，62.0304.0WBffch 际强度 f标 。fc水泥实 或按下表，选用 表1 强度与水胶比关系 强度等级C50C60C70C80C90C100水胶比0.370.330.340.300.310.270.280.240.250.210.230.19配合比计算 （3）用水量（W）可根据强度等级按下表估计 表2 用水量与强度的关系强度等级C50C60C70C80C90C100用水量(kg/m3)185175165155145135 （4）胶结材用量B JWWJ/根据相关资料，C50与C60级混凝土中胶结材总量550kg/m3,C70与C80级混凝土中胶结材总量600kg/m3。（5）砂率（SP）可根据胶结材总量按下表选用。表3 砂率与胶结材的关系 胶结材总量(kg/m3)400450450500500550550600砂率（%）40383634 大量统计资料显示，C60C120级的高性能混凝土，砂率多在3444%之间，C80C100级的混凝土砂率集中在3842%之间，随着混凝土强度的增高，砂率有减少趋势，对有弹性模量要求的混凝土，砂率不宜过大。根据相关资料，砂率宜选用2834%。（6）砂、石用量（S，G）对高性能混凝土推荐按水泥浆实体积与骨料实体积之比为35:65的关系，以及选定的砂率，建立下列方程来计算，即)()()()(650)()()()(PgsSGSSGS砂率石砂砂石子视密度石子重砂视密度砂重 解方程即可求出砂、石用量。也可按假定表观密度法（假定混凝土表观密度为2480kg/m3）或绝对体积法计算。2.确定基准配合比 在初步配合比的基础上，假定外加剂和掺合料的掺量，通过混凝土施工性能（流动性，坍落度损失，可泵性等）的试验加以确定。高效减水剂的掺量随品种不同而不同，一般为胶结材总量的1.8%，可先采用1%试拌，逐步调整，最后确定最佳掺量。经验表明；粉煤灰可超量取代水泥，超量系数为。适宜的取代水泥量为25%，磨细矿渣、沸石粉、硅灰，单掺时，均可等量取代水泥，其适宜取代量分别各为1530%，710%，57%，根据相关资料，粉煤灰掺量不宜大于胶结材总量的30%，磨细矿渣不宜大于50%，沸石粉和硅粉都不宜大于10%，使用复合掺合料时，其掺量总和不宜大于胶结材总量的50%。具体操作时，高效减水剂一般可选定三个掺量，比如：、或1.2%试配，掺合料可选定粉煤灰二个超量系数，即、试配，列出方案表，逐一进行试验比较，优选出最佳配合。要注意的是，粉煤灰超量取代水泥后，可能要减少部分砂子用量，对坍落度损失太大，或可泵性指标达不到要求时，还需掺入缓凝剂或引气剂等其他外加剂或调换减水剂品种，所以试配调整是个很重要的阶段，要给予足够的重视。3.确定理论配合比 利用确定的基准配合比，制作试件进行强度和耐久性（抗渗、抗冻或其他项目）的试验。一般的作法：是选定三个水胶比（在已定的水胶比上下选定），制作强度试件和耐久性试件，试验后再确定合适的水胶比，若新确定的水胶比和原先的水胶比相差很大，尚需对配合比略加调整。4.施工配合比的换算 这和普通混凝土相同，不必重复。例例2：掺掺高效减水剂、粉煤灰高效减水剂、粉煤灰 工程某高层建筑，要求混凝土强度等级C60，泵送施工，坍落度1820cm，钢筋间距密集，粗骨料Dmax 20cm。选用的原材料：PO 水泥，密度c，河砂为中砂，Mx，表观密度s，碎石，Dmax=20cm，表观密度g，高效减水剂为NF，粉煤灰为I级，密度f，施工单位的标准差。配合比设计：1.计算初步配合比 （1）配制强度fh：fh=fou =60+1.6456=60+9.87=69.8770 （2）水胶比（W/J）按公式 62.0304.0WCffch62.05.5213.1304.070WC31.0CW （3）用水量（W0）根据C60查表2得：W0=175kg/m3 （4）水泥量（C0）300/56531.0175/mkgCWWC （5）砂率（SP）根据C=565kg/m3查表3得：SP=34%（6）砂、石用量（S0、G0）根据水泥浆实体积与骨料实体积之比为35:65的关系和已选定的砂率，可建立下列方程；34.065070.260.200000GSSGS 解之得：S0=588kg G0=1143kg 若按假定表观密度2480kg/m3计算得S0=592，G0=1148，若按绝对体积计算，得S0=582，G0=1131，可见，三者相差不多。通过上述计算得：1M3混凝土材料用量为：水泥C0=565kg 水W0=175kg 砂S0=588kg 石G0=1143kg 共计：2471kg 2.确定基准配合比 先初步确定高效减水剂掺量为胶结材的1%，I级粉煤灰超量取代系数c为。水泥取代率c为25%，则高效减水剂用量J=1%C0=565。则取代水泥的粉煤灰用量F=C0c=5650.25=141kg，此时的水泥用量C为C=C0F=565141=424kg。粉煤灰的总用量Ft=cF141=169kg。取代砂的粉煤灰用量（即超量部分）Fe=FtF=169141=28kg。粉煤灰取代水泥虽然重量相同，但由于粉煤灰的密度比水泥密度小，取代的体积比水泥的大，就必需减去一部分砂子来调平，这一部分体积差 cfCCFV0。因此计算超量取代砂的体积VS时,应加上这部分体积差,即 cffefeSCCFFVFV0 换算成砂的重量 ScffeCCFFS0 再从总用砂量中减去这部分取代的砂S后即为调整后的用砂量：或 ScftCCFSS00 代入得：kg50760.21.31412.2169588S 最后得1M3混凝土材料用量为：水泥C=424kg 粉煤灰总量Ft=169kg (F=113)水 W0=175kg 砂 S=507kg 石G0=1143kg 高效减水剂J0=5.65kg 共计：2423.65kg 注意：超量取代计算水胶比时，是W/C+F，而不是W/C+Ft。只有保持用水量不变，才能保证强度不变。根据此比例称取15l混凝土的材料用量进行试拌。测试结果如下表：表9 15l混凝土拌合物试拌性能测试结果 材料用量（kg）流动性指标可泵性指标C=6.36坍落度 22.8cm压力泌水率S10=28.6%Ft=2.54扩展度 530mm压力泌水率差值S140-10=71.4%W=2.631h坍落度损失0.5cm压力泌水率比值S10/S140=28.6%S=7.60Q=17.15无离析泌水，均匀性良好粘性指标t=25SJ=0.085结 论满足施工要求满足可泵性要求 因此该配合比不需调整，可确定为基准配合比。3.确定理论配合比 根据基准配合比按水胶比为、与三个值分别计算三种配料，制作强度和耐久性试件，标养28天后，进行测试，其试验结果如下表：表4 强度检验结果 序号W/JCWFtSGJ坍落度(cm)f28(MPa)附注10.296.802.632.727.6017.150.09121.878.2 20.316.362.632.547.6017.150.08522.565.5 30.335.962.632.407.6017.150.08023.246.5 现以W/J为例，说明表4中序号1各栏数字的计算式如下：保持用水量不变，则 07.929.063.2/JWWJ 水泥用量C=JF=JJc=J(1c)=9.07(10.25)=9.070.75=6.80 粉煤灰总用量Ft=cF=ccJ0.3=2.72 减水剂用量J=1%J=1%9.07=0.091 砂、石用量保持不变。测试结果，坍落度相差不大，现将B/W与f28的关系绘于下图中。4050607080PB/W3.033.233.333.43f28(MPa)强度与水胶比关系 将三点连一直线，从纵座标上找到fh=70MPa处，作水平线交于直线P点处，再作垂直线交于横座标处，此即为所求的胶水比B1/W1或W1/B1。根据新确定的水胶比，重新计算配合比，用水量仍保持不变，则胶结材总量 kg5833.0175/JWWJ。水泥 kg46625.015831JC 粉煤灰总量 =ccC0.25466=140kgtF砂S=522kg 石子G0=1143kg 用水量W0=175kg 高效减水剂 J=1%(C+cC)=1%(1+0.25)466=0.058kg 总计，1M3混凝土的重量为。上述就是试验室理论配合比。施工配合比的换算从略。普通混凝土普通混凝土标准标准n(1)(1)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB1751999）n(2)(2)普通混凝土用砂质量标准及检验方法（普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ5292）n(3)(3)普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法（普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法（JGJ5392）n(4)(4)高强高性能混凝土用矿物外加剂（高强高性能混凝土用矿物外加剂（GB/T187362002）n(5)(5)用于水泥和混凝土中的粉煤灰用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB159691)n(6)(6)用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（GB/T180462000）n）普通混凝土普通混凝土标准标准n(7)(7)混凝土拌合用水（混凝土拌合用水（JGJ6389）n(8)(8)混凝土外加剂（混凝土外加剂（GB80761997）n(9)(9)混凝土泵送剂（混凝土泵送剂（JC4732001JC4732001）n(10)(10)混凝土外加剂匀质性试验方法（混凝土外加剂匀质性试验方法（GB/T80772000）n(11)(11)普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ8285）n(12)(12)普通混凝土拌合物性能试验方法标准（普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T500802002）n(13)(13)普通混凝土力学性能试验方法标准（普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T500812002）n(14)(14)水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法（水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法（GB242081普通混凝土普通混凝土标准标准n(15)(15)混凝土抗氯离子渗透性能试验方法（混凝土抗氯离子渗透性能试验方法（ASTM C120297）n(16)(16)铁路混凝土用骨料碱活性试验方法铁路混凝土用骨料碱活性试验方法 岩相法（岩相法（1998）n(17)(17)铁路混凝土用骨料碱活性试验方法铁路混凝土用骨料碱活性试验方法 砂浆棒法砂浆棒法（1998）n(18)(18)铁路混凝土用骨料碱活性试验方法铁路混凝土用骨料碱活性试验方法 岩石柱法岩石柱法（1998）n(19)(19)铁路混凝土用骨料碱活性试验方法铁路混凝土用骨料碱活性试验方法 快速砂浆棒快速砂浆棒法（法（2002）普通混凝土普通混凝土标准标准n(20)(20)铁路混凝土工程预防碱铁路混凝土工程预防碱骨料反应技术条件骨料反应技术条件（TB/T30542002）n(21)(21)钻芯法检测混凝土强度技术规程（钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS02CECS02：8888）n(2 2)(2 2)回 弹 法 检 测 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程回 弹 法 检 测 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程（JGJ/T232001JGJ/T232001）n(23)(23)水工混凝土试验规程（水工混凝土试验规程（DL/T51502001DL/T51502001）n(24)(24)混凝土泵送施工技术规程（混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T1095JGJ/T1095）衷心地感谢您的聆听 期待着您的意见和建议 谢谢您的光临！