韦 琴

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

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）

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。

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 检验强度，确定试验室配合比 换算施工配合比 满足耐久性 满足耐久性、和易性 检验强度，确定试验室配合比 满足全部要求 换算施工配合比

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） 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；

标准差 值 补充： 强度等级≥C60： =1.15 ②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 表4－12 强度等级 标准差 值 表4－12 强度等级 （MPa） 低于C20 C20-C35 高于C35 标准差 4.0 5.0 6.0 补充： 强度等级≥C60： =1.15

一、初步配合比的计算 ——水泥28d抗压强度实测值， ——水泥强度等级值 2、初步确定水胶比 ——胶凝材料28d抗压强度实测值，

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 粉煤灰影响系数γf和粒化高炉矿渣影响系数γs 种类 掺量（%） 粉煤灰影响系数γf 粒化高炉矿渣影响系数γs 1.00 10 0.85～0.95 20 0.75～0.85 0.95～1.00 30 0.65～0.75 0.90～1.00 40 0.55～0.65 0.80～0.90 50 —— 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。

水泥强度等级富余系数γc 回归系数取值 碎石 卵石 αa 0.53 0.49 αb 0.20 0.13 水泥强度等级值 32.5 42.5 52.5 富余系数 1.12 1.16 1.10 回归系数取值 碎石 卵石 αa 0.53 0.49 αb 0.20 0.13

注意：按计算所得的水灰比，进行耐久性校核 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 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 0.6 C20 0.30 不限制 二a 0.55 C25 0.20 3.0 二b 0.50（0.55） C30(C25) 0.15 三a 0.45（0.50） C35(C30) 三b 0.40 C40 0.10 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。

一、初步配合比的计算 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

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

3）确定混凝土中外加剂用量（ mao ） mao= mbo βa 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材料用量（kg/m3） βa——外加剂掺量（%），经试验确定。

一、初步配合比的计算 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= mbo βf 3）每立方米混凝土的水泥用量 mco= mbo - mfo

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 0.6 250 280 300 0.55 0.50 320 ≤0.45 330 注：C15及其以下强度等级的混凝土可不受此限制。

一、初步配合比的计算 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 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 mfo+ 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。 mfo+

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。 6、计算粗、细集料用量 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 mf0 + ρf

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 20 40 25

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

+ mf 三、检验强度、确定试验室配合比 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 + mf

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:

四、施工配合比 mf=m‘fb 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

小 结 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

作业 课题一 概述—砼的组成材料-粗集料 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？ 课题一 概述—砼的组成材料-粗集料 作业 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

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2780 kg/m3。现场 （3）天然河砂：中砂，表观密度2680 kg/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2460 kg/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。

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＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿。

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＿＿＿。

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

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

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

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（ ）。 A 0.9 B 0.95 C 1.00 D 1.05

三、判断题 1.（ ）水泥混凝土中当集料总用量确定后，如砂率过小，则混凝土流动小。 2.（ ）水泥混凝土集料的粒径愈小，比表面愈大，需水量也愈大。 3.（ ）在水泥强度等级相同情况下，水灰比愈小，则水泥石强度愈高。 4.（ ）在水泥品种及其他条件相同的前提下，水灰比愈大，水泥浆用量多，水泥混凝土的干缩愈大。 5.（ ）水泥混凝土各组成材料密度的不同是产生泌水现象的主要内因之一。

6.（ ）能使水泥混凝土获得最大流动性的砂率叫最佳砂率。 7.（ ）经蒸气养护的普通水泥砼，其28d强度比正常养护条件下硬化的水泥砼强度高。 8.（ ）普通水泥混凝土的质量控制应从原材料质量、配合比、施工工艺、养护方法、试验条件等方面进行控制。 9.（ ）对普通砼的质量进行评价，当所取试样组数为8时，应采取数理统计法进行评价。

课堂练习答案 一、填空题 1、计算初步配合比、提出基准配合比、确定试验室配合比、换算施工配合比 2、和易性、强度 3、水灰比、水泥浆 2、和易性、强度 3、水灰比、水泥浆 4、和易性、力学性、耐久性、经济性 5、强度、耐久性 6、愈大、愈小 7、0.5% 8、空隙率最小、总表面积、紧密、节约水泥浆 二、选择题 1、C 2、B 3、A 4、B 5、C 6、C 7、B 8、A 9、B 10、C 11、B 三、判断题 1、√ 2、√ 3、√ 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×

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