混凝土配合比設(shè)計(jì)培訓(xùn)教材

1、培訓(xùn)教材混凝土配合比設(shè)計(jì)前言：混凝土配合比設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及到很多因素的工作。 一是要保證混凝土 硬化后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和所要求的其他性能；二是要滿(mǎn)足施工工藝易于操作而又不遺 留隱患；三是在符合上述兩項(xiàng)要求下選用合適的材料和計(jì)算各種材料的用量；四是對(duì)初步設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行試配、調(diào)整使之達(dá)到工程的要求；五是要在滿(mǎn)足上述要求 的同時(shí)降低成本。一、配合比設(shè)計(jì)流程和基本原理混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本流程主要有四個(gè)階段，第一階段是由使用單位根 據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工單位的工藝條件，結(jié)合當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的具體條件，提出要求，做 好配比委托內(nèi)容的準(zhǔn)備；第二階段是選用材料、選用設(shè)計(jì)參數(shù)，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的 基礎(chǔ)。材料和參數(shù)的選擇決定配合比設(shè)計(jì)效

2、果以及設(shè)計(jì)是否合理；第三階段是計(jì)算用料，可用重量法或體積法計(jì)算；第四階段是對(duì)配合比設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行試配、 調(diào)整并加以確定。配合比確定后，應(yīng)簽發(fā)配合比通知書(shū)或者配合設(shè)計(jì)報(bào)告單。攪拌站在進(jìn)行攪拌前，根據(jù)倉(cāng)存砂、石的含水率作必要的調(diào)整，并根據(jù)攪拌機(jī)的規(guī) 格確定每拌的投料量。攪拌后應(yīng)留置試塊并將試件強(qiáng)度反饋?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)基本參數(shù)確定的原則： 水灰比、單位用水量和砂率是混凝 土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)。 混凝土配合比設(shè)計(jì)中確定三個(gè)參數(shù)的原則是：在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上， 確定混凝土的水灰比；在滿(mǎn)足混凝土施工要 求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類(lèi)和規(guī)格確定單位用水量； 砂率應(yīng)以砂在骨 料中的數(shù)量

3、填充石子空隙后略有富余的原則來(lái)確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)以計(jì)算 1m3混凝土中各材料用量為基準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)。普通混凝土配合比設(shè)計(jì)基本原理：1）絕對(duì)體積法：假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材 料的絕對(duì)體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和。毀+坐+生+如+0.01X1Pc P 百 A Pw式中Pu水泥密度（kgm3）,可取2900引00聊肝。p 瞻料的表觀密度p會(huì) 水的密度可取lODQkg/m壽a 鼬比的含氣量百分埶 在不使用引氣型外加劑時(shí)，2）重量法（假定表觀密度法）：如果原材料比較穩(wěn)定，可先假設(shè)混凝土的表 觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量之和即為其

4、表觀密度。m cogo + m so + m wo = m cp式中 m co 每立方米混凝土的水泥用量（kg ）;m go每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟1、設(shè)計(jì)的基本資料：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、施工管理水平；對(duì)混凝土耐久性 要求；原材料品種及其物理力學(xué)性質(zhì)；混凝土的部位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造情況、施工條件 等。2、初步配合比計(jì)算：確定試配強(qiáng)度（fcu,o）： fcu,o=fcu,k+1.645c混凝土配制強(qiáng)度可按下式計(jì)算（JGJ55-2000： fcu,ofcu,k+1.645c fcu,o混凝土配制強(qiáng)度（MPa）;fcu,k 設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）;（7 混凝土強(qiáng)

5、度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（7 ）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差又稱(chēng)均方差，其計(jì)算式為：對(duì)于C20、C25級(jí)混凝土，7計(jì)算值2.5MPa時(shí)，計(jì)算配制強(qiáng)度時(shí)取7 nn2.5MPa；y / ff） 2實(shí) f 2f 2對(duì)于C30級(jí)以上的混凝土，i 7計(jì)算值3.0MPa時(shí)，計(jì)算配制強(qiáng)度時(shí)取T 7 3.0MPa； _ 1n _當(dāng)施工單位不具有近期的同一品種混凝土的強(qiáng)度資料時(shí)，7值可按下表取值設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu,kC357 (MPa)4.05.06.0W計(jì)算水灰比值（C ）混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C60時(shí)，混凝土水灰比應(yīng)按下式計(jì)算:WafceCfcu,。*abfce式中的回歸系數(shù) ：a和b應(yīng)根據(jù)工程使用的水

6、泥、集料通過(guò)試驗(yàn)，建立灰水比和混凝土強(qiáng)度關(guān)系式而確定，當(dāng)不具備試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，其回歸系數(shù)對(duì)碎石混凝土 - a可取0.46, b可取0.07；對(duì)卵石混凝土，-a可取0.48, b可取0.33即采用碎石時(shí):采用卵石時(shí):feu,。=0.46 fce(C/W0.07)W _0.46feeC fcu,o 0.46 0.07 feefeu,。=0.48 fee(C/W 0.33)W _0.48fceC fcu,o 0.48 0.33 fee式中W灰水比;WC 灰水比的倒數(shù)值即水灰比；fce 水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值，Mpa。在無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度值時(shí)可采用下列公式:f ce = . f ce,g式中：f

7、ce,g水泥確定等級(jí)rc水泥確定等級(jí)的富余系數(shù)。用水量(mwo )的確定：拌合物稠度卵石最大粒徑(mm )碎石最大粒徑(項(xiàng) 目指標(biāo)102031.540162031.5坍1030190170160150200185175落3050200180170160210195185表4.0.1-2塑性混凝土的用水量(kg/ cm 3) ( JGJ55-2000mm注:本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值0采用細(xì)砂時(shí)0每立方米混凝土用水量 可增加510 kk，采用粗砂則可減少510 kk;摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用 水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。 當(dāng)水灰比在0.4-0.8范圍時(shí)，根據(jù)集料品種、粒徑及施工要求的混凝土拌 合物

8、稠度，按規(guī)選取定用水量 摻用各種外加劑或摻和料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。 水灰比小于.040的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應(yīng)通過(guò) 試驗(yàn)確定。 流動(dòng)性、大流動(dòng)性混凝土的用水量按下列步驟計(jì)算： 以規(guī)定坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大 20mm用水量增 加5kg，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)的混凝土的用水量。 摻外加劑時(shí)的混凝土用水量可按下式計(jì)算：mwa=mwo （1- 式中 mwa摻外加劑混凝土每立方米混凝土的用水量，kg;mwo未摻外加劑混凝土每立方米混凝土中的用水量，kg;B外加劑的減水率（）。水泥用量（mco）計(jì)算： 根據(jù)已確定的 W/C和m w0，可求出1m3混凝土中水泥用量m

9、c0。水泥用量按下 式計(jì)算：mcoW/Cmco為保證混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量還應(yīng)大于表 4.0.4規(guī)定的最 小水泥量。如算得的水泥用量小于 JGJ55-2000標(biāo)準(zhǔn)中表4.0.4規(guī)定值，應(yīng)取規(guī)定 的最小水泥用量值。表4.0.4混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ55 2000）環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類(lèi)別最大水灰比最小水泥用量（kg）素混凝 土鋼筋 混凝土預(yù)應(yīng)力 混凝土素混凝 土鋼筋 混凝土預(yù)應(yīng)力 混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公 用房屋內(nèi)部件不作規(guī)疋0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無(wú)凍害高濕度的室內(nèi)部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水 中的部件0.700.600.6022

10、5280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水 中且經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害中的室 內(nèi)部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰 劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的 室內(nèi)和室外部件0.500.500.50300300300注：當(dāng)用活性摻合料取代部分水泥時(shí)，表中的最大水灰比及最小水泥用量即為替代前的水灰比和水泥用量選取砂率（亠）,計(jì)算粗骨料和細(xì)骨料的用量：合理砂率可通過(guò)試驗(yàn)、計(jì)算或查表求得。試驗(yàn)是通過(guò)變化砂率檢測(cè)混合物坍 落度，能獲得最大流動(dòng)度的砂率為最佳砂率。也可根據(jù)骨料種類(lèi)、規(guī)格及混凝土的水灰比，參考 JGJ55-2000標(biāo)準(zhǔn)中表4.0.2選用。表4-

11、.0.2混凝土砂率選用表（%）（ JGJ55-2000 ）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑 （mm ）水灰比 102040162040計(jì)算砂、石用量（mso、mgo）在已知砂率的情況下粗、細(xì)集料的用量可用重量法或體積法計(jì)算。 重量法：原理：假定組成混凝土的水泥、砂、石、水等材料在密實(shí)狀態(tài)下的體積密度 為一個(gè)固定值。砂、石用量可用以下兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算：me。 mgo ms。 miu。二：s 匹 100%mso mgo每立方米混凝土的水泥用量，kg ；mgo-每立方米混凝土的粗集料用量，kg；mso每立方米混凝土的細(xì)集料用量，kg；uo-每立方米混凝土的用水量，kg;mep-每立方米混凝土拌和物的假

12、定質(zhì)量，kg,其值可取2350-2450kg； ps砂率（%） 體積法：原理：假定剛拌和的混凝土拌合物的體積等于其各組成材料的絕對(duì)體積及其3所含少量空氣體積的總和且等于 1m。100%式中：c砂、石用量可用以下兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算:me。叫。mgomw。0.0116ssms。mu。mg。水泥密度，kg/m3，可取 2900-3100 kg/m3pg -粗集料的表觀密度，kg/m3s -細(xì)集料的表觀密度，kg/m3水的密度kg/m3，可取1000kg/m3:混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，:可取為1按上述兩種方法的計(jì)算，所得的每立方米混凝土中各組成材料用量應(yīng)該是接 近的，根據(jù)計(jì)算所求得各

13、組成材料用量中以水泥為分母，砂、石和水用量為分子算得配合比如下：匹：匹：匹：匹二水泥(1)：砂：石：水me。me。 me。 m。混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定i試配： 確定每盤(pán)混凝土的最小攪拌量：骨料最大粒徑31.5 (mm)及以下，拌合物數(shù)量15 ( L);骨料最大粒徑40 (mm)，拌合物數(shù)量25 ( L) 按每盤(pán)混凝土量計(jì)算水泥、水、砂、石的用量。 稱(chēng)取每盤(pán)混凝土量計(jì)算水泥、水、砂、石的用量。 接通攪拌機(jī)、振動(dòng)臺(tái)電源，檢查運(yùn)行是否正常。 將攪拌機(jī)葉片、攪拌鍋用濕布擦一遍。 將石子、水泥、砂子、依次倒入攪拌鍋里。 打開(kāi)攪拌機(jī)，將水徐徐倒入攪拌鍋里，攪拌3min o 攪拌完畢立即進(jìn)行稠度檢驗(yàn)

14、。 坍落度法：用于集料最大粒徑不大于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土 拌合物稠度測(cè)定。試驗(yàn)設(shè)備：坍落度筒：由薄鋼板或其他金屬制成的圓臺(tái)形筒其內(nèi)壁應(yīng)光滑、無(wú)凹凸部位。底面和頂面應(yīng)互相平行并錐體的軸線垂直。在坍落筒外2/3高度處安兩個(gè)手把，下端應(yīng)焊腳踏板。筒的內(nèi)部尺寸為：底部直徑(200 士 2) mm頂部直徑(100 士 2) mm高 度(300 士 2) mm筒壁厚度不小于1.5mm搗棒：直徑為16mm、長(zhǎng)600mm的鋼棒，端部應(yīng)磨圓。試驗(yàn)步驟： 濕潤(rùn)坍落度筒及其他用具，并把筒放在不吸水的剛性水平板上， 然后用腳踩住 兩邊的腳踏板，使坍落度筒在裝料時(shí)保持位置固定。 把按要求取得的混凝土

15、試樣用小鏟分三層均勻地裝入筒內(nèi)，使搗實(shí)后每層高度 為筒高的1/3左右。每層用搗棒插搗25次。插搗應(yīng)沿螺旋方向由外向中心進(jìn)行， 各次插搗應(yīng)在截面上均勻分布。插搗筒邊混凝土?xí)r，搗棒可以稍稍?xún)A斜。插搗底 層時(shí)，搗棒應(yīng)貫穿整個(gè)深度，插搗第二層和頂層時(shí)，搗棒應(yīng)插搗透本層至下一層 的表面。 澆灌頂層時(shí)，混凝土應(yīng)灌到高出筒口。插搗過(guò)程中，如混凝土沉落到低于筒口， 則應(yīng)隨時(shí)添加。頂層插搗完后，刮去多于的混凝土，并用抹刀抹平。 清除筒邊底板上的混凝土后，垂直平穩(wěn)地提起坍落度筒。坍落度筒的提過(guò)程應(yīng) 在5-10S內(nèi)完成。 從開(kāi)始裝料到提坍落度筒的整個(gè)過(guò)程應(yīng)不間斷地進(jìn)行，并應(yīng)在150s內(nèi)完成。 結(jié)果評(píng)定：a. 提起坍

16、落度筒后，量測(cè)筒高與坍落后混凝土試件最高點(diǎn)之間的高度差，即為該 混凝土拌合物的坍落度值?；炷涟韬衔锾涠纫詍m為單位，結(jié)果表達(dá)精確至 5mm。b. 觀察坍落后的混凝土試件的粘聚性及保水性。 粘聚性的檢查方法是用搗棒在已 坍落混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打。此時(shí)，如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好， 如果錐體倒塌、部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示粘聚性不好。c. 保水性以混凝土拌合物中稀漿析出的程度來(lái)評(píng)定，坍落度筒提起之后如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而集料外露， 則表明此混凝土拌 合物的保水性能不好。如坍落度筒提起后無(wú)稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此混凝土拌合物保水性良好。

17、將安裝好的試模放在振動(dòng)臺(tái)上，并涂一層薄機(jī)油，將混凝土拌合物一次裝入試 模中。 打開(kāi)振動(dòng)臺(tái)開(kāi)關(guān)，振動(dòng)120s，模平頂面，放入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)， 養(yǎng)護(hù)24h拆模，編號(hào)，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)共28d,養(yǎng)護(hù)溫度20 士 2C,濕度大于90%。 ii配合比的調(diào)整與確定根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相對(duì)應(yīng)的灰水比（C/W）關(guān)系，用作圖法或計(jì) 算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu,0 ）相對(duì)應(yīng)的灰水比，按下列原則確定每立方米 混凝土的材料用量： 用水量（mw ）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)的坍落 度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定； 水泥用量（mc ）應(yīng)以用水量乘以選定出來(lái)的灰水比計(jì)算確定； 粗骨料和細(xì)骨料用量（mg

18、和ms）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗骨料和細(xì)骨料用量的基 礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。 經(jīng)試配確定配合比后，尚應(yīng)按下列步驟進(jìn)行校正：a用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)的坍落 度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定；b. 水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來(lái)的灰水比計(jì)算確定；c. 粗骨料和細(xì)骨料用量（叫和ms ）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗骨料和細(xì)骨料用量的基 礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。Pd計(jì)算混凝土的表觀密度計(jì)算值c，c:c,c 二 mcmg msmwe按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù);:c,t c,c式中混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值（kg/m.3c，c 混凝土表觀密度計(jì)算值（kg/m）f.當(dāng)混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的 2%時(shí)，按本 規(guī)程第2.4條確定的配合比即為確定的設(shè)計(jì)配合比；當(dāng)二者之差超過(guò) 2%時(shí)，應(yīng)