第 五 章水 泥 混 凝 土 5.7 普通混凝土的配合比设计混凝土配合比是指混凝土中水泥、砂、石子和水四种主要材料数量之间的比例关系。配合比设计就是合理确定单位体积混凝土中各组成材料的用量表示方法1、每m3混凝土中各材料的质量：如1m3混凝土：水泥300kg、水180kg、砂720kg、石子1200kg； 2、以水泥质量为1，各材料的质量比：如：水泥：砂：石：1：2.4：4.0，水灰比=0.60（一）混凝土配合比设计的基本要求（1）满足混凝土施工所要求的和易性;（2）达到混凝土结构设计的强度等级；（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；（4）符合经济原则，节约水泥，降低成本。（二）混凝土配合比设计的基本资料1、了解工程设计要求的混凝土强度等级，强度保证率，施工水平，以便确定混凝土配制强度；2、了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，主要是抗渗、抗冻性要求，以便确定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量；3、了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径，拌合物的坍落度；4、了解混凝土施工方法及管理水平，选择混凝土质量控制的标准差，计算配制强度；5、掌握原材料的性能。（三）混凝土配合比设计的步骤1、初步配合比的计算（经验公式或图表）2、试拌调整，确定基准配合比（满足和易 性）3、实验室配合比确定（强度及耐久性）4、施工配合比换算1、初步配合比的计算（1）配制强度的确定 普通混凝土配制强度： 普通混凝土强度标准差普通混凝土强度标准差0取值取值混凝土强度等级C350（Mpa）4.05.06.0水工大体积混凝土标准差水工大体积混凝土标准差0值值 混凝土强度等级C9015C9020C9025C9030C9035C9040C9045C9050（90d）MPa3.54.04.55.05.5（2）确定水灰比A、B选用表选用表 骨料以干燥状态为基准骨料以饱和面干状态为基准卵 石混凝土碎 石混凝土卵石混凝土碎石混凝土普通水泥矿渣水泥普通水泥矿渣水泥A0.480.460.5390.6080.6370.610B0.330.070.4590.6660.5690.581水灰比与混凝土抗渗等级的大致关系水灰比与混凝土抗渗等级的大致关系 水灰比0.450.50.50.550.550.600.600.650.650.75抗渗等级W12W8W6W4W2抗冻混凝土水灰比要求抗冻混凝土水灰比要求 抗冻等级F50F100F150F200F300水灰比0.580.550.520.50.45（3）确定单位用水量根据混凝土拌合物坍落度、粗骨料的种类和最大粒径来选取，参照表初步确定单位用水量 。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）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195（4）计算混凝土的单位水泥用量 根据已选定的单位用水量、水灰比，计算单位水泥用量 水泥用量还应大于规范规定的最小水泥用量。 （5）选取合理砂率 参照表或近似公式初步确定含砂率。水灰比0.400.450.500.550.600.650.70卵石最大粒径mm1026322834303531363338343936412025312733293431363237333835404024302632283330353136323734398021292431253226342735283629381502026212822302332243325342636碎石最大粒径mm1630353237333835403641384339442029343136323734393540373238434027322934303532373338354036418023292532263427362837293930401502127222923322434253526362738（6）计算砂、石用量 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的体积总和。=（2）假定表观密度法 =1初步配合比的试拌、调整初步配合比的试拌、调整 按初步配合比，称取拌制0.0150.030m3混凝土所需的各项材料，按试验规程拌制混凝土，测其坍落度，观察粘聚性及保水性。若和易性不符合要求，则调整砂率或用水量（保持水灰比不变），再进行拌和试验，直至符合要求。 2、基准配合比和易性调整好后，需测出该新拌混凝土的实际表观密度和本次拌和时各材料的实际用量。 根据拌和时各材料的实际用量（C、W、S、G）和实测的该拌合物的表观密度，按下式计算该混凝土的基准配合比：令 3 检验强度及耐久性，确定实验室混凝土配合比 按基准配合比，制作强度、抗渗、抗冻等试件，标准养护至规定龄期，进行试验。如果混凝土的强度、耐久性满足要求，基准配合比即为实验室配合比。否则，应将水灰比进行修正，并重新反复做试验，直至符合要求为止。 可以基准配合比为基础，同时拌制35种配合比，进行强度及抗渗性、抗冻性等性能试验。可作出强度水灰比曲线，抗渗等级及抗冻等级水灰比曲线，从中选出满足各项技术要求的配合比。 对于大型混凝土工程，在确定初步水灰比时，就同时选取35个值，对每一水灰比，又选取35种含砂率及35种单位用水量，组成多种配合比，平行进行试验并相互校核。 通过试验，绘制水灰比与单位用水量，水灰比与合理砂率，水灰比与强度、抗渗等级、抗冻等级等的关系曲线，并综合这些关系曲线最终确定实验室配合比。4、施工配合比的换算 骨料含水率变化时施工料单计算实测工地砂及石子的含水率分别为a%及b%，则混凝土施工配料为：【例5-1】 某房屋为钢筋混凝土框架工程，混凝土不受风雪等作用，设计混凝土强度等级C30，施工要求坍落度为3050mm，施工单位无强度历史统计资料，试设计该混凝土配合比。1. 基本资料基本资料（1）设计要求：混凝土强度等级为C30，强度保证率为95%，施工单位无强度历史统计资料，根据表取=5.0MPa；混凝土拌和物坍落度为3050mm。 （2）所用原材料： 1）水泥。根据该工程情况，选用强度等级42.5MPa的普通水泥。水泥实测强度49.3MPa，实测密度c3150kg/m3。 2）粗骨料。石灰岩碎石，DM40mm，取540mm连续级配，实测表观密度2700kg/m3，松散堆积密度1550kg/m3。 3）细骨料。河砂，细度模数为2.70，属中砂，级配合格，实测表观密度2650kg/m3，松散堆积密度1520kg/m3。 粗细骨料的品质均符合规范的要求，含水状态以干燥状态为基准。2初步配合比计算初步配合比计算 （1）混凝土施工配制强度计算 由配制强度公式有： 30.01.6455.038.2MPa （2）初步确定水灰比（W/C）： 由强度公式有 0.57 （3）初步估计单位用水量（W）： 根据已知的坍落度值3050mm，碎石最大粒径为40mm，查表可得： W=175（kg/m3） （3）初步估计砂率S/（S+G）： 根据碎石最大粒径DM=40mm，水灰比0.57，查表5-13有 =35% （5）计算粗、细骨料用量： 由于本例题中已知各材料的密度值，所以按绝对体积法计算为方便。 本题未使用引气剂，可取1.0，则有解上式得：S=683kg/m3；G=1267kg/m3。初步配合比为： C=307kg/m3、 W=175kg/m3、 S=683kg/m3、 G=1267kg/m3 3试拌调整，确定基准配合比试拌调整，确定基准配合比 按初步配合比，称取拌制0.02 m3混凝土所需的各项材料：C=6.14kg、S=13.66kg、G=25.34kg、W=3.50kg。 拌制混凝土，测得的坍落度为20mm，需增加水泥浆4%（即水泥0.24kg、水0.14kg）。重新拌和混凝土，测得坍落度为45mm，粘聚性及保水性良好，和易性满足要求。初步配合比：C=307kg/m3、 W=175kg/m3、 S=683kg/m3、 G=1267kg/m3该混凝土各种材料实际用量为：6.38kg、=13.66kg、25.34kg、3.64kg。实测混凝土拌和物表观密度2430kg/m3，计算得K=49.5716，可算得基准配合比为：C316kg/m3、S677kg/m3、G=1256kg/m3、W=180kg/m3。即 C：S：G：W1：2.14：3.97：0.57。4检验强度确定实验室配合比检验强度确定实验室配合比 以基准配合比为基础，分别拌制不同水灰比的三种混凝土，测定其表观密度及28d强度，按作图法求得W/C=0.53。 实测混凝土表观密度=2431kg/m3，可算得，该混凝土的各项材料用量为： C=337kg/m3、S=671kg/m3、 G=1244kg/m3、W=179kg/m3。