普通混凝土配合比設(shè)計(jì)總結(jié)

1、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)（新規(guī)范）一、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)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(jiǎn)稱混凝土，是指水泥混凝土）1.2 干硬性混凝土u. I r- -1|=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(jí)劃分為5個(gè)。）I '1.3塑性混凝土 11 ：拌合物坍落度為10mm90mm的混凝土。1.4 流動(dòng)性混凝土拌合物坍落度為100mm150mm的混凝土。1.5 大流動(dòng)性混凝土拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。I11.6 膠凝材料混凝土中水

2、泥和礦物摻合料的總稱。1.7 膠凝材料用量混凝土中水泥用量和礦物摻合料用量之和。 11 I I1.8 水膠比混凝土中用水量與膠凝材料用量的質(zhì)量比。（代替水灰比）（膠凝材料和膠凝材料用量的術(shù)語(yǔ)和定義在混凝土工程技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛接受）二、設(shè)計(jì)方法、步驟及相關(guān)規(guī)定2.1基本參數(shù)（1）水膠比W/B ;（2）每立方米碎用水量 mw；（3）每立方米碎膠凝材料用量 mb；（4）每立方米碎水泥用量 me;（5）每立方米碎礦物摻合料用量 mf；（6）砂率B s：砂與骨料總量的重量比；（7）每立方米碎砂用量ms;（8）每立方米碎石用量 mg。2.2理論配合比（計(jì)算配合比）的設(shè)計(jì)與計(jì)算基本步驟：混凝土配制強(qiáng)度的確定

3、；計(jì)算水膠比；確定每立方米混凝土用水量；計(jì)算每立方米混凝土膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量；確定混凝土砂率；計(jì)算粗骨料和細(xì)骨料用量。（1）混凝土配制強(qiáng)度的確定混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定確定： ：當(dāng)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：.r I .fcu,。之 fcu,k +1.645仃（1）式中：fcu,?；炷僚渲茝?qiáng)度（MPa）;%,k 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，這里取混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值（MPa）;二一一混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定:f cu,。-1.15fcu,k(2)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列規(guī)定確定:有近13個(gè)月同品種

4、、同等級(jí)混凝土強(qiáng)度資料，且試件組數(shù)不小于30,其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 時(shí)（ 30組數(shù)據(jù)）按式（3）統(tǒng)計(jì)計(jì)算：I n 22'、fcU,i -n m2cu(3)式中：fcu,i 第i組試件強(qiáng)度（MPa）;m2c u-一n組試件的強(qiáng)度平均佰：（MPa）;n 一一試件組數(shù)。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)不大于C30的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值不小于 3.0MPa時(shí)，按式（3） 計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值小于3.0MPa時(shí)，應(yīng)取3.0MPa。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于C30且小于C60的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值不小于4.0MPa時(shí),應(yīng)按式（3）的計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算值小于4.0MPa時(shí)

5、，應(yīng)取4.0MPa。當(dāng)沒(méi)有近期的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度資料時(shí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。可按下表取值。表i標(biāo)準(zhǔn)差仃取值（MPa混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差<C20C25C45C50C554.05.06.0（2）水膠比確定當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，混凝土水膠比宜按下式計(jì)算：W/B=af（4）fcu,0 , I'bfb式中：W B 混凝土水膠比； 二 i "%、«b回歸系數(shù)，按表2取值；I 1f b 膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa）,可以實(shí)測(cè)；也可按照式（5）計(jì)算確定。 j t I i I表2回歸系數(shù)0、丸取值表系數(shù)碎石卵石0.530.490.200.13當(dāng)膠凝材料28

6、d膠砂抗壓強(qiáng)度值（3）無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算：/ I f b=¥f%fce（5）式中：f、 s 粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)，按表 3選用；fce 水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa）,可以實(shí)測(cè)；也可按照式（6）計(jì)算確定。表3粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)YsX (%)01.001.00100.85-0.951.00200.75-0.850.95-1.00300.65-0.750.90-1.00400.55-0.650.80-0.90500.70-0.85注：1.采用I級(jí)、II級(jí)粉煤灰宜取上限值；2 .采用S75級(jí)?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用 S95級(jí)?；郀t礦渣粉

7、 宜取上限值，采用S105級(jí)?；郀t礦渣粉可取上限值加 0.05;3 .當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)經(jīng)試驗(yàn)確定當(dāng)水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度（）無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算：fce=cfce,g(6)式中：c 水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)，可按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定, 也可按表4選用；fce g水泥強(qiáng)度等級(jí)值（MPa）。ce, g表4水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（九）水泥強(qiáng)度等級(jí)32.542.51 11 152.51."二富余系數(shù)1.121.16、"，'U1.10耐久性驗(yàn)證：混凝土的最大水膠比 應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）的規(guī)定。（控制水膠 比

8、是保證耐久性的重要手段，水膠比是配比設(shè)計(jì)的首要參數(shù)）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)不同環(huán)境條件的混凝土最大水膠比作了規(guī)定。表5結(jié)構(gòu)混凝土材料水膠比基本要求I-環(huán)境等級(jí)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(yán)寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝土應(yīng)使用引氣劑，并可采用括號(hào)中的有關(guān) 參數(shù)。干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境;混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類別按表 6進(jìn)行劃分。環(huán)境類別條件一室內(nèi)干燥環(huán)境；無(wú)侵蝕性靜水浸沒(méi)環(huán)境二 a室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)與無(wú)侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境； 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與

9、無(wú)侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán) 境表6混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別b嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無(wú)侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境三a嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位發(fā)動(dòng)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(zhì)影響的環(huán)境混凝土的最小膠凝材料用量 應(yīng)符合表7的規(guī)定，配制C15及其以下強(qiáng)度等級(jí)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(yù)應(yīng)力混凝土一200260、 J XX &#

10、39;''J300二 a225280300二 b250280300三300300300（3）用水量確定每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mw。）應(yīng)符合下列規(guī)定:1）混凝土水膠比在0.40-0.80范圍時(shí)，可以按表8、9選取；2）混凝土水膠比小于0.40時(shí)，可通過(guò)試驗(yàn)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(xiàng)目指標(biāo)10.020.040.016.020.040.0維勃稠 度（s）16-2017516014518017015511-151801651501851751605-10185170155190180165表9塑

11、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(xiàng)目指標(biāo)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(shí)的取值。采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可以增加5kg-10kg ;采用粗砂時(shí)，可減少 5kg-10kg ;2.摻用礦物摻合料和外加劑時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。（4）膠

12、凝材料用量確定計(jì)算，并應(yīng)進(jìn)行試拌調(diào)整, I, mw0每立方米混凝土的膠凝材料用量（mb0）應(yīng)按式（7） 能滿足的情況下，取經(jīng)濟(jì)合理的膠凝材料用量。mb0式中：mbo計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）;mwo計(jì)算配合比每立方米混凝土中用水量（kg/m3）;W B水膠比。（5）砂率確定砂率（A）應(yīng)根據(jù)骨料的技術(shù)性質(zhì)、混凝土拌合物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定。當(dāng)缺乏砂率的歷史資料時(shí)，混凝土砂率的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：1）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)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

13、于60mm的混凝土，其砂率可經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，也可在表10的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以調(diào)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(duì)細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)的減少或增加；2 .采用人工砂配制混凝土?xí)r，

14、砂率可以適當(dāng)增加；3 .只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大。（6）粗、細(xì)骨料用量確定當(dāng)采用質(zhì)量法計(jì)算混凝土配合比時(shí)，粗、細(xì)骨料用量應(yīng)按式（8）計(jì)算，砂率按式（9）計(jì)算.mb。+mg。+ms。+ mwo = mcp（8）Ps =msoX100%（9）mgo mso式中：mbo計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）;mwo計(jì)算配合比每立方米混凝土中用水量（kg/m3） ;"，mgo計(jì)算配合比每立方米混凝土中粗骨料用量（kg/m3）;mso計(jì)算配合比每立方米?M凝土中細(xì)骨料用量（kg/m3）; lj B J ； / / y飛砂率；mcp 每立方米混凝土拌合物的假

15、定質(zhì)量（kg）,可取2350kg/m3-2450 kg/m3。當(dāng)采用體積法計(jì)算混凝土配合比時(shí)，粗、細(xì)骨料用量按式（10）、（11）計(jì)算。強(qiáng)+強(qiáng)+膽+%+0.0他=1（10）:b：g:s：wm 一Ps =so黑100%（11）mgo mso式中：Pb膠凝材料密度（kg/m3）;僅采用水泥作為膠凝材料時(shí)，便為水泥密度；:g 粗骨料的表觀密度（kg/m3）;:s 細(xì)骨料的表觀密度（kg/m3）;w 水的密度（kg/m3）,可取 1000 kg/m3；：混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣劑或引氣型外加 劑時(shí)，s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(yīng)采用強(qiáng)制式拌和機(jī)進(jìn)

16、行攪拌，攪拌方法與施工采用方法相同；實(shí)驗(yàn)室成型條件符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定；每盤(pán)混凝土試配的最小攪拌量應(yīng)符合表 11的規(guī)定，并不應(yīng)小于攪拌機(jī)公稱容量的 1/4且不應(yīng) 大于攪拌機(jī)公稱容量。表11混凝土試配的最小攪拌量粗，目料取大公稱粒徑（mm）拌合物數(shù)量（L）<31.52040.025在計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行試拌。 計(jì)算水膠比應(yīng)該保持不變，并應(yīng)通過(guò)調(diào)整配合比其他參數(shù) 使得混凝土拌合物性能符合設(shè)計(jì)和施工要求，然后修正計(jì)算配合比，提出試拌配合比。在試拌配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，并符合下列規(guī)定：1）應(yīng)采用三個(gè)不同的配合比，其中 一個(gè)應(yīng)為上述確定的試拌配合比，另外兩個(gè)配合比的 水膠 比宜比試拌

17、配合比分別增加和減少 0.05,用水量應(yīng)與試拌配合比相同，砂率可適當(dāng)增加和減少1% ;2）進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，拌合物性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工要求；3）進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)配合比應(yīng)至少制作一組試件，并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28d或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期進(jìn)行試壓。 11 ：（2）配合比的調(diào)整與確定根據(jù)得出的各組碎強(qiáng)度結(jié)果，繪制強(qiáng)度和膠水比的線性關(guān)系圖或插值法確定略大于碎配制強(qiáng)度（fcu,0）相對(duì)應(yīng)的膠水比數(shù)值?；蛘哌x三個(gè)（或多個(gè)）強(qiáng)度中的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的膠水比，該強(qiáng)度大等于配制強(qiáng)度。在試拌配合比的基礎(chǔ)上，用水量（mw）應(yīng)按試拌配合比中的單位用水量，并根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。膠凝材料用量（m

18、b）應(yīng)以用水量乘以確定的膠水比計(jì)算得出；粗骨料（mg）和細(xì)骨料（ms）用量應(yīng)按試拌配合比中砂率，根據(jù)用水量及膠凝材料用量進(jìn)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(jì)算應(yīng)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(yīng)按下式計(jì)算：Pc,c =mb +mg +ms +mw（12）式中：Pc,c 混凝土拌合物的表觀密度計(jì)算值（kg/m3）;mb每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）;mg 每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）;ms每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg/m3）;mw每立方米混凝土的用水量（kg/m3）;混凝土配合比校正系數(shù)按下式計(jì)算:7ct 6=(13)：c,c式中：二混

19、凝土配合比校正系數(shù)；Pc,t 混凝土拌合物的表觀密度實(shí)測(cè)值(kg/m3)。當(dāng)混凝土拌合物表觀密度實(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)，配合比保持不變；當(dāng)二者之差超過(guò)2%時(shí)，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù) a 02.4施工配合比當(dāng)工地所采用砂的含水量為 Ws,石子的含水量為Wg時(shí)，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：mb = mbI 1細(xì)骨料：ms =ms (1 Ws)11 I 1/ I /粗骨料：mq = m (1 Wq)ggg1 - -I-> 1 . f 、i ,:, ,< 、i.八/ I水：mw =mw - (mu Ws mg

20、 Wg)三、參考資料1 .普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ 55-2011 ),人民交通出版社；2 .混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010),人民交通出版社。四、計(jì)算示例4.1 設(shè)計(jì)資料(1)設(shè)計(jì)要求 、 11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(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(jí)，密度為Pc =3100kg/m3；砂：中砂，表觀密度 Ps =2600kg/m3 ；碎石：最大粒徑40mm,表觀密度Pg = 2650kg/m3;水：自來(lái)水。4.2 設(shè)計(jì)要求(1)確定理論(計(jì)算)配合比；(2)經(jīng)試拌坍落度為10m

21、m,采取措施：增加5%水泥漿，工作性滿足要求。請(qǐng)確定試拌配合 比？(3)(4)某施工現(xiàn)場(chǎng)砂子的含水率為 Ws=2%,碎石含水率為Wg=1%,請(qǐng)確定施工配合比？4.3設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1：理論配合比計(jì)算(1)混凝土配制強(qiáng)度的確定混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,查表得到混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為 仃=5.0MPa,混凝土的配制強(qiáng)度為:fcu,0 > fcu,k +1.645。=30 +1.645黑5.0 =38.225 MPa(2)水膠比確定水泥強(qiáng)度等級(jí)為fce,g =32.5 MPa,查表得到富余系數(shù)為1.12,那么水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度：fce = cGg =1.12 32.5 =36.4 MPa本次設(shè)計(jì)

22、采用水泥作為唯一的膠凝材料，因此， =1.0、% =1.0。膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度值f b為：f b= f sfce =36.4 MPa：-l)由于粗骨料為碎石，因此查表得到 3=0.53, 1ab =0.20;混凝土水膠比宜按下式計(jì)算：該結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別為二a,其最大水膠比為0.55。因此，計(jì)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：3mw0=175kg/m(4)膠凝材料用量確定根據(jù)水膠比W/B =0.46 , mw0=175kg/m3,計(jì)算得到水泥用量為：3mc0 =380

23、kg/m根據(jù)耐久性要求，二a環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最小水泥用量為280 kg/m3。本次計(jì)算所得的水泥用量滿足結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)于水膠比0.40時(shí)，砂率Ps=29.5 ;對(duì)應(yīng)于水膠比0.50時(shí)，砂率Ps=32.5 ;由水膠比0.46,通過(guò)線性內(nèi)插可知：32.5 - 29.5s=29.5+ (0.46 -0.40) 29.5=31.30.500.40(6)粗、細(xì)骨料用量確定采用體積法進(jìn)行配合比計(jì)算：mb0mgoms0 mw0001 _1:b:g:s;wmso100%mg。 mu。(10)(11)聯(lián)立方程組求解可得：3mg0 =1253kg/m3mso =571 kg/mmb0: mw0 ： ms0 ： mg°=380: 175: 571:1253以水泥質(zhì)量為1表示其他材料用量為:mb。： mw0 : mu。： mg° =1:0.46:1.50:3.30按體積法計(jì)算所得混凝土計(jì)算配合比為:步驟2:試拌配合比計(jì)算按計(jì)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