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 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)。)1.3塑性混凝土拌合物坍落度為 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。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中水泥用

2、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(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)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)水膠比W/B ；每立方米砼用水量mw；每立方米砼膠凝材料用量mb；每立方米砼水泥用量me ；每立方米砼礦物摻合料用量mf；砂率B S：砂與骨料總量的重量比； 每立方米砼砂用量ms；每立方米砼石用量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；?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

3、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:fcu,0 fcu,k 1 645(1)式中：fcu,0 混凝土配制強(qiáng)度（MPa ）；fcu,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 ）；混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MP a ）o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:(2)fcu ,01 15 fcu ,k混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列規(guī)定確定:，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組有近13個(gè)月同品種、同等級(jí)混凝土強(qiáng)度資料

4、 數(shù)據(jù)）按式（3）統(tǒng)計(jì)計(jì)算：InIfcu,in mfcuF式中：fcu,i 第i組試件強(qiáng)度（MPa）；2mfcu n組試件的強(qiáng)度平均值（ MPa ）；n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 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 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)，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)差表1標(biāo)準(zhǔn)差 取值（MPa3.0MPa時(shí)，按式（3）計(jì)算結(jié)果取4.0MPa時(shí)，應(yīng)按式（

5、3）可按下表取值。(4)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 fcu,0a b f b式中：W/B 混凝土水膠比;a、 b 回歸系數(shù)，按表 2取值;f 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。(5)表2回歸系數(shù)a、 b取值表系數(shù)碎石卵石0.530.490.200.13當(dāng)膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度值（fb ）無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算:式中:s粉煤灰影響系數(shù)和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)，按表選用;fce 水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa）,可以實(shí)測(cè)

6、；也可按照式（6）計(jì)算確定。表3粉煤灰影響系數(shù)f和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)s摻量 （%）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)、n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礦渣粉宜取上限值，采用S105級(jí)粒化高爐礦渣粉可取上限值加0.05 ;3.當(dāng)超岀表中的摻量時(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（fce ）無(wú)實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下式計(jì)算:cec 'ce,g

7、(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;ce,g 水泥強(qiáng)度等級(jí)值（MPa ）o表4水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（水泥強(qiáng)度等級(jí)32.542.552.5富余系數(shù)1.121.161.10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環(huán)境等級(jí)-一一二 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

8、 b、三a類(lèi)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)。 混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類(lèi)別按表6進(jìn)行劃分。表6混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別環(huán)境類(lèi)別條件室內(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)的冰凍線以下與無(wú)侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境二 b干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；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)冬季水位變動(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

9、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(lèi)別素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土-一一200260300二 a225280300二 b250280300三300300300每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mw0）應(yīng)符合下列規(guī)定:（3）用水量確定1 ）混凝土水膠比在0.40-0.80范圍時(shí)，可以按表 8、9選取;5kg-10kg ；采用粗2 ）混凝土水膠比小于0.40時(shí)，可通過(guò)試驗(yàn)確定。表8

10、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)10.0 20.040.016.020.040.0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

11、-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）膠凝材料用量確定每立方米混凝土的膠凝材料用量（mb0）應(yīng)按式（7）計(jì)算，并應(yīng)進(jìn)行試拌調(diào)整，在拌合物性能滿足的情況下，取經(jīng)濟(jì)合理的膠凝材料用量。式中：mbo 計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（mb0 mw0W/Bkg/m 3)；mw0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（

12、s ）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。1）2）3）砂率增大當(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：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；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坍落度大于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1%的幅度予以調(diào)整。7選??；20mm、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-

13、3428-3333-3832-3730-350.633-3832-3731-3636-4135-4033-350.736-4135-4034-3939-4438-4336-41表10混凝土的砂率（%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，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。mb0mg0 ms0 mw0 mcp(8)msosmgomso100%(9)kg/m 3)；式中：mbo 計(jì)算配合比每立方

14、米混凝土中膠凝材料用量（mw0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（ms0 計(jì)算配合比每立方米混凝土中細(xì)骨料用量（kg/m3);kg/m3)；mcp每立方米混凝土拌合物的假定質(zhì)量（ kg），可取2350kg/m3-2450 kg/m 3。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。mb0mgomso0.01 1(10)mso100%mgomso(11)s 砂率;式中：b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）

15、；w 水的密度（kg/m3），可取1000 kg/m 3；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)， 可取1。2.3混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定 （1）配合比的試配攪拌方法與施工采用方法相同;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)公混凝土試配應(yīng)采用強(qiáng)制式拌和機(jī)進(jìn)行攪拌, 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 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(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)

16、計(jì)和施工要求，然后修正計(jì)算配合比， 提岀試拌配合比。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；28d或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期進(jìn)行試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)至壓。（fcu,O）相對(duì)（2）配合比的調(diào)整與確定根據(jù)得岀的各組砼強(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砼配制強(qiáng)度 應(yīng)的膠水比數(shù)值?；蛘哌x三個(gè)（

17、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（mb）應(yīng)以用水量乘以確定的膠水比計(jì)算得岀;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：c,c mbmg ms mw(12 )式中: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/m 3)；ms 每立方米混

18、凝土的細(xì)骨料用量（kg/m3);c,c 混凝土拌合物的表觀密度計(jì)算值（ kg/m3）；mw每立方米混凝土的用水量（ kg/m 3）；混凝土配合比校正系數(shù)按下式計(jì)算:C,t(13)C,c式中：一一混凝土配合比校正系數(shù);c,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 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)2.4施工配合比2%時(shí)，配合比保持不變；當(dāng)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 mb細(xì)骨料：msms(1Ws)粗骨料：

19、mgmg(1Wg)水：1mw mw (ms Ws mg Wg)1.普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ 55-2011)，人民交通岀版社;三、參考資料2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010 )，人民交通岀版社。 四、計(jì)算示例4.1設(shè)計(jì)資料C30，施工要求坍落度為(1 )設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)35-50mm。(2 )組成材料水泥：普通硅酸鹽水泥32.5級(jí)，密度為 c3100kg/m3 ；砂：中砂，表觀密度s 2600kg/m3 ；C30，查表得到混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為=5.0MPa，混凝土的配制強(qiáng)度為:fcu,0fcu,k1 .645301

20、.645 5.038.225 MPa3碎石：最大粒徑40mm，表觀密度 g 2650kg/ m ；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 10mm，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(2)水膠比確定水泥強(qiáng)度等級(jí)為fceg32.5MPa，查表得到富余系數(shù)為1.12，那么水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度:ce c fce,g 1232.536.4 MPa本次設(shè)計(jì)

21、采用水泥作為唯一的膠凝材料，因此,f 1.0、 s 1.0。膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度值 f b為:b f sfce 36.4 MPa由于粗骨料為碎石，因此查表得到a =0.53， b=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(lèi)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：mw0=175kg/m3(4)膠凝材料用量確定根據(jù)水膠比 W/B 0.46，mwo=175kg/m3,計(jì)算得到水泥用量為:3mc0=380 kg/ma環(huán)境下的鋼筋混凝

22、土結(jié)構(gòu)最小水泥用量為根據(jù)耐久性要求，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:280 kg/m3o本次計(jì)算所得的水泥用量滿足對(duì)應(yīng)于水膠比0.40時(shí)，砂率s=29.5 ;對(duì)應(yīng)于水膠比0.50時(shí)，砂率 s=32.5 ;由水膠比0.46，通過(guò)線性內(nèi)插可知:32.5 29.5s =29.5+ (0.460.50 0.40(6)粗、細(xì)骨料用量確定采用體積法進(jìn)行配合比計(jì)算：0.40)29.5=31.3mb0mg0msomwo0.01 1(10 )msomgo100%mso(11)聯(lián)立方程組求解可得:mg0=1253kg/m 3mso =571 kg/m 3按體積法計(jì)算所得混凝土計(jì)算配合比為:mb0 : mw0 :ms0:mg0 =380 : 175 : 571:1253以水泥質(zhì)量為1表示其他材料用量為:mb0 : mw0: ms0: mg。=1:0.46:1.50:3.30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：0.025T75=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.