混凝土行業(yè)培訓(xùn)教材 混凝土如何配比 混凝土配合比設(shè)計(jì)

1、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)效果以及設(shè)計(jì)是否合理

2、；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)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定。

3、混凝土配合比設(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。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表觀密度。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,0）：fcu,0=fcu,k+

4、1.645混凝土配制強(qiáng)度可按下式計(jì)算（jgj55-2000）：fcu,0fcu,k+1.645fcu,0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）； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（mpa）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差又稱均方差，其計(jì)算式為：對(duì)于 c20、c25級(jí)混凝土， 計(jì)算值2.5mpa時(shí),計(jì)算配制強(qiáng)度時(shí)取 2.5mpa；對(duì)于 c30級(jí)以上的混凝土， 計(jì)算值3.0mpa時(shí),計(jì)算配制強(qiáng)度時(shí)取 3.0mpa；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)，值可按下表取值。設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu,kc35（mpa）4.05.06.0計(jì)算水灰比值（）混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于c

5、60時(shí)，混凝土水灰比應(yīng)按下式計(jì)算：式中的回歸系數(shù)和應(yīng)根據(jù)工程使用的水泥、集料通過試驗(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)碎石混凝土可取0.46，可取0.07；對(duì)卵石混凝土，可取0.48，可取0.33。 即采用碎石時(shí)： 采用卵石時(shí)： 式中 灰水比；灰水比的倒數(shù)值即水灰比；水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值，mpa。在無法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度值時(shí)可采用下列公式：= 式中：-水泥確定等級(jí)-水泥確定等級(jí)的富余系數(shù)。用水量（）的確定：注：本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加510，采用粗砂則可減少510；摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)

6、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;外加劑的減水率（%）。水泥用量（）計(jì)算：根據(jù)已確定

7、的 w/c和w0，可求出1m3混凝土中水泥用量c0。水泥用量按下式計(jì)算： 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。選取砂率（），計(jì)算粗骨料和細(xì)骨料的用量：合理砂率可通過試驗(yàn)、計(jì)算或查表求得。試驗(yàn)是通過變化砂率檢測(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、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。計(jì)算砂、石用量（）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

8、、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：-每立方米混凝土的水泥用量，kg；-每立方米混凝土的粗集料用量，kg；-每立方米混凝土的細(xì)集料用量，kg；-每立方米混凝土的用水量，kg；-每立方米混凝土拌和物的假定質(zhì)量，kg，其值可取2350-2450kg；-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)體積及其所含少量空氣體積的總和且等于1。砂、石用量可用以下兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算：式中：-水泥密度，kg/m3，可取2900-3100 kg/m3-粗集料的表觀密度，kg/m3-細(xì)集料的表觀密度，kg/m3-水的密度kg/m3，可取1000

9、kg/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：混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定試配：確定每盤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）按每盤混凝土量計(jì)算水泥、水、砂、石的用量。稱取每盤混凝土量計(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。打開攪拌機(jī)，

10、將水徐徐倒入攪拌鍋里，攪拌3min。 攪拌完畢立即進(jìn)行稠度檢驗(yàn)。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

11、時(shí)保持位置固定。把按要求取得的混凝土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，搗棒可以稍稍傾斜。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。坍落度筒的提過程應(yīng)在5-10s內(nèi)完成。從開始裝料到提坍落度筒的整個(gè)過程應(yīng)不間斷地進(jìn)行，并應(yīng)在150s內(nèi)完成。結(jié)果評(píng)

12、定：a.提起坍落度筒后，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。將安裝

13、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。打開振動(dòng)臺(tái)開關(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2，濕度大于90%。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（）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（）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（）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計(jì)算確定；粗骨料和細(xì)骨料用量（mg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

14、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（）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（）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計(jì)算確定；c.粗骨料和細(xì)骨料用量（）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。d計(jì)算混凝土的表觀密度計(jì)算值：e按下式計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)：式中 混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值（kg/） 混凝土表觀密度計(jì)算值（kg/）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2%時(shí)，應(yīng)將配合比

15、中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù)（），即為確定的設(shè)計(jì)配合比。g根據(jù)本單位常用的材料，可設(shè)計(jì)出常用的混凝土配合比備用；在使用過程中，h遇有下列情況之一時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)：對(duì)混凝土性能指標(biāo)有特殊要求時(shí)；水泥、外加劑或礦物摻和料品種、質(zhì)量有顯著變化時(shí)；該配合比的混凝土生產(chǎn)間斷半年以上時(shí)。三、 混凝土配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)配合比設(shè)計(jì)工作是所有常規(guī)檢測(cè)試驗(yàn)中最為復(fù)雜的一項(xiàng)工作，也是工程試驗(yàn)的核心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)項(xiàng)目之一。我們務(wù)必要勤于實(shí)踐，善于學(xué)習(xí)鉆研，以掌握這項(xiàng)技術(shù)技能來實(shí)踐講理論知識(shí)應(yīng)用于工程的目的。以下是需要注意的幾點(diǎn)：1）普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（jgj55-2011）即將于2011年12月1日實(shí)施，其中部分增改內(nèi)容需要重點(diǎn)注意。2）目前的結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì)考慮到耐久性以及其他性能比較多，這給我們?cè)O(shè)計(jì)帶來了不少麻煩，工作變得