普通混凝土配合比設計總結

1、普通混凝土配合比設計（新規(guī)范）一、術語、符號1.1 普通混凝土干表觀密度為 2000kg/m32800kg/m3的混凝土。（在建工行業(yè)，普通混凝土簡稱混凝土，是指水泥混凝土）1.2 干硬性混凝土拌合物坍落度小于10mm且須用維勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。（維勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至為零的混凝土拌合物稠度，維勃稠度等級劃分為5個。）1.3 塑性混凝土拌合物坍落度為10mm90mm的混凝土。1.4 流動性混凝土拌合物坍落度為100mm150mm的混凝土。1.5 大流動性混凝土拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。1.6 膠凝材料混凝土中水泥和礦物摻合料的總稱。1.7 膠凝材料用量混凝土

2、中水泥用量和礦物摻合料用量之和。1.8 水膠比混凝土中用水量與膠凝材料用量的質量比。（代替水灰比）（膠凝材料和膠凝材料用量的術語和定義在混凝土工程技術領域已被廣泛接受）二、設計方法、步驟及相關規(guī)定2.1 基本參數(shù)（1）水膠比W/B；（2）每立方米砼用水量mw；（3）每立方米砼膠凝材料用量mb；（4）每立方米砼水泥用量mC；（5）每立方米砼礦物摻合料用量mf；（6）砂率S：砂與骨料總量的重量比；（7）每立方米砼砂用量mS；（8）每立方米砼石用量mg。2.2 理論配合比（計算配合比）的設計與計算基本步驟：ü 混凝土配制強度的確定；ü 計算水膠比；ü 確定每立方米混凝土

3、用水量；ü 計算每立方米混凝土膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量；ü 確定混凝土砂率；ü 計算粗骨料和細骨料用量。（1）混凝土配制強度的確定² 混凝土配制強度應按下列規(guī)定確定：當混凝土設計強度等級小于C60時，配制強度應按下式確定： （1）式中：混凝土配制強度（MPa）； 混凝土立方體抗壓強度標準值，這里取混凝土的設計強度等級值（MPa）； 混凝土強度標準差（MPa）。當設計強度等級不小于C60時，配制強度應按下式確定： （2）² 混凝土強度標準差應按下列規(guī)定確定：有近13個月同品種、同等級混凝土強度資料，且試件組數(shù)不小于30，其混凝土強度標準差時

4、 ( 30組數(shù)據(jù))按式（3）統(tǒng)計計算： （3）式中：第組試件強度（MPa）； 組試件的強度平均值（MPa）； 試件組數(shù)。對于強度等級不大于C30的混凝土，當混凝土強度標準差計算值不小于3.0MPa時，按式（3）計算結果取值；當混凝土強度標準差計算值小于3.0MPa時，應取3.0MPa。對于強度等級大于C30且小于C60的混凝土，當混凝土強度標準差計算值不小于4.0MPa時，應按式（3）的計算結果取值；當混凝土強度標準差計算值小于4.0MPa時，應取4.0MPa。當沒有近期的同一品種、同一強度等級混凝土強度資料時，其強度標準差可按下表取值。表1 標準差取值（MPa）混凝土強度標準差C20C25C

5、45C50C554.05.06.0（2）水膠比確定當混凝土強度等級小于C60時，混凝土水膠比宜按下式計算： （4）式中：混凝土水膠比； 、回歸系數(shù)，按表2取值； 膠凝材料28d膠砂抗壓強度（MPa），可以實測；也可按照式（5）計算確定。 表2 回歸系數(shù)、取值表系數(shù)碎石卵石0.530.490.200.13當膠凝材料28d膠砂抗壓強度值（）無實測值時，可按下式計算： （5）式中：、粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)，按表3選用； 水泥28d膠砂抗壓強度（MPa），可以實測；也可按照式（6）計算確定。 表3 粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)摻量 （%）01.001.00101.002030

6、4050注：1.采用級、級粉煤灰宜取上限值； 2.采用S75級?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用S95級?；郀t礦渣粉宜取上限值，采用S105級?；郀t礦渣粉可取上限值加0.05；3.當超出表中的摻量時，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)經(jīng)試驗確定當水泥28d膠砂抗壓強度（）無實測值時，可按下式計算： （6）式中：水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定，也可按表4選用；水泥強度等級值（MPa）。 表4 水泥強度等級值的富余系數(shù)（）水泥強度等級32.542.552.5富余系數(shù)1.121.161.10耐久性驗證：混凝土的最大水膠比應符合混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）的規(guī)定。（控制水

7、膠比是保證耐久性的重要手段，水膠比是配比設計的首要參數(shù)）混凝土結構設計規(guī)范對不同環(huán)境條件的混凝土最大水膠比作了規(guī)定。表5 結構混凝土材料水膠比基本要求環(huán)境等級一二a二b三a三b最大水膠比0.600.550.50（0.55）0.45（0.50）0.40注：處于嚴寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝土應使用引氣劑，并可采用括號中的有關參數(shù)?；炷两Y構暴露的環(huán)境類別按表6進行劃分。表6 混凝土結構的環(huán)境類別環(huán)境類別條件一室內(nèi)干燥環(huán)境；無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境二a室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴寒和寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直

8、接接觸的環(huán)境二b干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境三a嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動區(qū)環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境三b鹽漬土環(huán)境受除冰鹽作用環(huán)境海岸環(huán)境四海水環(huán)境五受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境混凝土的最小膠凝材料用量應符合表7的規(guī)定，配制C15及其以下強度等級的混凝土，可不受表7的限制。（在滿足最大水膠比條件下，最小膠凝材料用量是滿足混凝土施工性能和摻加礦物摻和料后滿足混凝土耐久性的膠凝材料用量）表7 最小膠凝材料用量環(huán)境類別素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土一200260300二a225280300二b250

9、280300三300300300（3）用水量確定每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（）應符合下列規(guī)定：1）混凝土水膠比在0.40-0.80范圍時，可以按表8、9選??；2）混凝土水膠比小于0.40時，可通過試驗確定。表8 干硬性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）項目指標10.020.040.016.020.040.0維勃稠度（s）16-2017516014518017015511-151801651501851751605-10185170155190180165表9 塑性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公

10、稱粒徑（mm）項目指標10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度（mm）10-3019017016015020018517516535-5020018017016021019518517555-7021019018017022020519518575-90215195185175230215205195注：1.本表用水量系采用中砂時的取值。采用細砂時，每立方米混凝土用水量可以增加5kg-10kg；采用粗砂時，可減少5kg-10kg；2.摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調(diào)整。（4）膠凝材料用量確定每立方米混凝土的膠凝材料用量（）應按式（7）計算，并應進行試拌調(diào)整

11、，在拌合物性能滿足的情況下，取經(jīng)濟合理的膠凝材料用量。 （7）式中：計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）；計算配合比每立方米混凝土中用水量（kg/m3）；水膠比。（5）砂率確定砂率（）應根據(jù)骨料的技術性質、混凝土拌合物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定。當缺乏砂率的歷史資料時，混凝土砂率的確定應符合下列規(guī)定：1）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經(jīng)試驗確定；2）坍落度為10mm-60mm的混凝土，其砂率可根據(jù)粗骨料品種、最大公稱粒徑及水膠比按照表7選取；3）坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可經(jīng)經(jīng)驗確定，也可在表10的基礎上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以調(diào)

12、整。表10 混凝土的砂率（%）水膠比卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）10.020.040.016.020.040.00.426-3225-3124-3030-3529-3427-320.530-3529-3428-3333-3832-3730-350.633-3832-3731-3636-4135-4033-350.736-4135-4034-3939-4438-4336-41注：1.本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應的減少或增加； 2.采用人工砂配制混凝土時，砂率可以適當增加； 3.只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大。（6）粗、細骨料用量確定當采用質

13、量法計算混凝土配合比時，粗、細骨料用量應按式（8）計算，砂率按式（9）計算。 （8） （9）式中：計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）；計算配合比每立方米混凝土中用水量（kg/m3）；計算配合比每立方米混凝土中粗骨料用量（kg/m3）；計算配合比每立方米混凝土中細骨料用量（kg/m3）；砂率；每立方米混凝土拌合物的假定質量（kg），可取2350 kg/m3-2450 kg/m3。當采用體積法計算混凝土配合比時，粗、細骨料用量按式（10）、（11）計算。 （10） （11）式中：膠凝材料密度（kg/m3）；僅采用水泥作為膠凝材料時，便為水泥密度；粗骨料的表觀密度（kg/m3）；細

14、骨料的表觀密度（kg/m3）；水的密度（kg/m3），可取1000 kg/m3；混凝土的含氣量百分數(shù)，在不使用引氣劑或引氣型外加劑時，可取1。2.3 混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定（1）配合比的試配混凝土試配應采用強制式拌和機進行攪拌，攪拌方法與施工采用方法相同；實驗室成型條件符合國家標準相關規(guī)定；每盤混凝土試配的最小攪拌量應符合表11的規(guī)定，并不應小于攪拌機公稱容量的1/4且不應大于攪拌機公稱容量。表11 混凝土試配的最小攪拌量粗骨料最大公稱粒徑（mm）拌合物數(shù)量（L）31.52040.025在計算配合比的基礎上進行試拌。計算水膠比應該保持不變，并應通過調(diào)整配合比其他參數(shù)使得混凝土拌合物性能

15、符合設計和施工要求，然后修正計算配合比，提出試拌配合比。在試拌配合比的基礎上進行混凝土強度試驗，并符合下列規(guī)定：1）應采用三個不同的配合比，其中一個應為上述確定的試拌配合比，另外兩個配合比的水膠比宜比試拌配合比分別增加和減少0.05，用水量應與試拌配合比相同，砂率可適當增加和減少1%；2）進行混凝土強度試驗時，拌合物性能應符合設計和施工要求；3）進行混凝土強度試驗時，每個配合比應至少制作一組試件，并標準養(yǎng)護至28d或設計規(guī)定齡期進行試壓。（2）配合比的調(diào)整與確定根據(jù)得出的各組砼強度結果，繪制強度和膠水比的線性關系圖或插值法確定略大于砼配制強度()相對應的膠水比數(shù)值?；蛘哌x三個（或多個）強度中的

16、一個所對應的膠水比，該強度大等于配制強度。在試拌配合比的基礎上，用水量（）應按試拌配合比中的單位用水量，并根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行適當調(diào)整。膠凝材料用量（）應以用水量乘以確定的膠水比計算得出；粗骨料（）和細骨料（）用量應按試拌配合比中砂率，根據(jù)用水量及膠凝材料用量進行調(diào)整；混凝土拌合物表觀密度和配合比校正系數(shù)的計算應符合下列規(guī)定：1）配合比調(diào)整后的混凝土拌合物的表觀密度應按下式計算： （12）式中：混凝土拌合物的表觀密度計算值（kg/m3）；每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；每立方米混凝土的細骨料用量（kg/m3）；每立方米混

17、凝土的用水量（kg/m3）；混凝土配合比校正系數(shù)按下式計算： （13）式中：混凝土配合比校正系數(shù)；混凝土拌合物的表觀密度實測值（kg/m3）。當混凝土拌合物表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時，配合比保持不變；當二者之差超過2%時，應將配合比中每項材料用量均乘以校正系數(shù)。2.4 施工配合比當工地所采用砂的含水量為，石子的含水量為時，將上述配合比換算為施工配合比，每立方米中各種材料的用量為：膠凝材料： 細骨料： 粗骨料： 水： 三、參考資料1.普通混凝土配合比設計規(guī)程（JGJ 55-2011），人民交通出版社；2.混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010-2010），人民交通出版社

18、。四、計算示例4.1 設計資料（1）設計要求非寒冷地區(qū)露天環(huán)境下某橋梁工程橋墩用鋼筋混凝土，混凝土設計強度等級C30，施工要求坍落度為35-50mm。（2）組成材料水泥：普通硅酸鹽水泥32.5級，密度為；砂：中砂，表觀密度；碎石：最大粒徑40mm，表觀密度；水：自來水。4.2 設計要求（1）確定理論（計算）配合比；（2）經(jīng)試拌坍落度為10mm，采取措施：增加5%水泥漿，工作性滿足要求。請確定試拌配合比？（3）（4）某施工現(xiàn)場砂子的含水率為=2%，碎石含水率為=1%，請確定施工配合比？4.3 設計計算步驟1：理論配合比計算（1）混凝土配制強度的確定混凝土設計強度等級為C30，查表得到混凝土強度標

19、準差為=5.0MPa，混凝土的配制強度為： MPa（2）水膠比確定水泥強度等級為 MPa，查表得到富余系數(shù)為1.12，那么水泥28d膠砂抗壓強度： MPa本次設計采用水泥作為唯一的膠凝材料，因此，、。膠凝材料28d膠砂抗壓強度值為： MPa由于粗骨料為碎石，因此查表得到=0.53，=0.20；混凝土水膠比宜按下式計算：該結構所處環(huán)境類別為二a，其最大水膠比為0.55。因此，計算所得的水膠比滿足混凝土耐久性的要求。（3）用水量確定混凝土拌合物施工要求坍落度為35-50mm，碎石最大粒徑為40mm，因此查表得到單位用水量為：=175kg/m3（4）膠凝材料用量確定根據(jù)水膠比，=175kg/m3，計

20、算得到水泥用量為：=380 kg/m3根據(jù)耐久性要求，二a環(huán)境下的鋼筋混凝土結構最小水泥用量為280 kg/m3。本次計算所得的水泥用量滿足結構耐久性要求。（5）砂率確定由碎石最大粒徑40mm，水膠比0.46，可得：對應于水膠比0.40時，砂率=29.5；對應于水膠比0.50時，砂率=32.5；由水膠比0.46，通過線性內(nèi)插可知：=29.5+=31.3（6）粗、細骨料用量確定采用體積法進行配合比計算： （10） （11）聯(lián)立方程組求解可得：=1253kg/m3=571 kg/m3按體積法計算所得混凝土計算配合比為：=380：175：571:1253以水泥質量為1表示其他材料用量為：=1:0.46:1.50:3.30步驟2：試拌配合比計算按計算配合比試拌0.025m3混凝土拌合物，各種材料用量為：水泥：0.025*380=9.5kg；水：0.025*175=4.375kg；砂：0.025*571=14.275；碎石：0.025*1253=31.325；采取措施：增加5%水泥漿，那么：水泥：0.025*380*（1+5%）=9.975kg；水：0.025*175*（1+