普通混凝土配合比設(shè)計(jì)(最新規(guī)范)

1、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土配合比設(shè)計(jì)就是根據(jù)工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件來(lái)確定各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。常用的表示方法有兩種：一種是以 1m3 混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量表示，如某配合比：水泥240kg，水 180kg，砂 630kg，石子1280kg，礦物摻合料160kg，該混凝土1m3 總質(zhì)量為2490kg；另一種是以各項(xiàng)材料相互間的質(zhì)量比來(lái)表示（以水泥質(zhì)量為 1），將上例換算成質(zhì)量比為：水泥砂石摻合料 12.63 5.33 0.67 ，水膠比 0.45 。1. 混凝土配合比的設(shè)計(jì)基本要求市政工程中所使用的混凝土須滿足以下五項(xiàng)基本要求：（ 1）滿足施工規(guī)定所需的和易性要求；（ 2）滿足設(shè)計(jì)

2、的強(qiáng)度要求；（ 3）滿足與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性要求；（ 4）滿足業(yè)主或施工單位渴望的經(jīng)濟(jì)性要求；（ 5）滿足可持續(xù)發(fā)展所必需的生態(tài)性要求。2. 混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)參數(shù)混凝土配合比設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上就是確定膠凝材料、水、砂和石子這四種組成材料用量之間的三個(gè)比例關(guān)系：（ 1）水與膠凝材料之間的比例關(guān)系， 常用水膠比表示；（ 2）砂與石子之間的比例關(guān)系，常用砂率表示；（ 3）膠凝材料與集料之間的比例關(guān)系， 常用單位用水量（ 1m3 混凝土的用水量）來(lái)表示。3. 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟包括配合比計(jì)算、試配和調(diào)整、施工配合比的確定等。（1）初步配合比計(jì)算1）計(jì)算配制強(qiáng)度（ fcu， o

3、）。根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ 552011）規(guī)定，混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定確定：當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度小于 C60 時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：fcu，ofcu，k1.645 式中fcu， o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，MPa。當(dāng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不小于C60 時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：fcu，o1.15 fcu， k混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)根據(jù)同類(lèi)混凝土統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算確定，其計(jì)算公式如下：nf cu2， inmfcu2i 1n1式中 fcu，i 統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種混凝土第 i 組試件的強(qiáng)度值， MPa

4、；mfcu統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種混凝土 n 組試件的強(qiáng)度平均值， MPa；n 統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同品種混凝土試件的總組數(shù)。當(dāng)具有近 1 個(gè)月 3 個(gè)月的同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度資料， 且試件組數(shù)不小于30 時(shí)，其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按上式進(jìn)行計(jì)算。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3.0 MPa 時(shí)，應(yīng)按混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式計(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 3.0 MPa 時(shí)，應(yīng)取 3.0 MPa。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4.0 MPa 時(shí)，應(yīng)按混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)

5、準(zhǔn)差計(jì)算值小于4.0 MPa 時(shí)，應(yīng)取 4.0 MPa。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 可按表 6-3 取值?；炷翉?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 值表 6-3混凝土強(qiáng)度C20C25C45C50C55等級(jí)（MPa）4.05.06.02）計(jì)算水膠比（W/ B）。混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于 C60 時(shí)，混凝土水膠比應(yīng)按下式計(jì)算：Wa f bBfcu，o + ab f b式中、ab 回歸系數(shù)，回歸系數(shù)可由表6-4 采用；fb 膠凝材料28d 膠砂抗壓強(qiáng)度，可實(shí)測(cè)， MPa?；貧w系數(shù) a和b 選用表表 6-4系數(shù)碎石卵石0.530.49ab0.200.13當(dāng)膠凝材料28d 抗壓強(qiáng)度（ fb）無(wú)實(shí)

6、測(cè)值時(shí)，其值可按下式確定：f ··fbfsce式中、粉煤灰影響系數(shù)和粒化高爐礦渣粉影fs響系數(shù)，按表 6-5 選用；fce 水泥28d 膠砂抗壓強(qiáng)度，可實(shí)測(cè)，MPa。粉煤灰影響系數(shù) f 和?；郀t礦渣粉影響系數(shù) s表 6-5摻量粉煤灰影響系數(shù)?；郀t礦渣粉影響（）（）系數(shù)（ ）fs01.001.00100.850.951.00200.750.850.95 1.00300.650.750.90 1.00400.550.650.80 0.90500.70 0.85注： 1. 采用級(jí)、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礦渣粉宜取上限值加 0.05 ；3. 當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定。在確定 fce 值時(shí)， fce 值可根據(jù) 3d 強(qiáng)度或快測(cè)強(qiáng)度推定 28d 強(qiáng)度關(guān)系式得出。當(dāng)無(wú)水泥28d 抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值時(shí)，其值可按下式確定：f ·f ，cecceg式中水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（可按實(shí)際c統(tǒng)計(jì)資料確定）；當(dāng)缺乏實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可按表6-6選用；fce，g水泥強(qiáng)度等級(jí)值， MPa。水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（ c）表 6-6水泥強(qiáng)度等32.542.552.5級(jí)值富余系數(shù)1.121.161.103）每立方米混凝土用水量的確定。干硬性

8、和塑性混凝土用水量的確定。水膠比在 0.40 0.80 范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表 6-7 、表 6-8 選取。干硬性混凝土的用水量（單位：拌合物稠度kg/m3）卵石最大粒徑表 6-7碎石最大粒徑（mm）（mm）項(xiàng)指20.040.016.020.040.010.0目標(biāo)16維勃20160145180170155175稠度11165150185175160180（s）17015519018016518515510塑性魂混凝土的用水量（單位： kg/m3）表 6-8拌合物稠度卵石最大粒徑碎石最大粒徑（mm）（mm）指1020314016203140項(xiàng)

9、目.0.0.5.0.0.0.5.0標(biāo)10191716152018171600000555坍落度（ mm）30 20 18 17 16 21 19 18 1735 00000555 21 19 18 17 22 20 19 18500002055555211918172321201955550555707590流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土的用水量宜按下列步驟計(jì)算：A . 以表 6-8 中坍落度 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)的混凝土用水量。 當(dāng)坍落度增大到 180mm 以上時(shí)，隨坍落度的相應(yīng)增加的用水量可減少。B. 摻外加劑時(shí)的混凝土用水量

10、可按下式計(jì)算：mwamwo（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的用水量， kg；外加劑的減水率， 應(yīng)經(jīng)混凝土的試驗(yàn)確定，。4）每立方米混凝土膠凝材料用量（mbo）的確定。根據(jù)已選定的混凝土用水量mwo 和水膠比（ W/ B）可求出膠凝材料 用量：mbo = mwoW B每立方米混凝土礦物摻合料用量（mfo）的確定：mfo =mbo·f式中f 礦物摻合料摻量（） ，礦物摻合料在混凝土中的摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥時(shí)，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土中礦物摻合料最大摻量宜分別符合表 6-9 和表 6-10 的

11、規(guī)定。對(duì)基礎(chǔ)大體積混凝土，粉煤灰、粒化高爐礦渣粉和復(fù)合摻合料的最大摻量可增加 5。采用摻量大于 30的 C 類(lèi)粉煤灰的混凝土應(yīng)以實(shí)際使用的水泥和粉煤灰摻量進(jìn)行安定性檢驗(yàn)。鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量表 6-9最大摻量（）礦物摻合料水膠比采用硅酸鹽水采用普通硅酸種類(lèi)泥時(shí)鹽水泥時(shí)粉煤灰0.445350.44030?；郀t礦0.46555渣粉0.45545鋼渣粉3020磷渣粉3020硅灰1010復(fù)合摻合料0.465550.45545預(yù)應(yīng)力混凝土中礦物摻合料最大摻量表 6-10礦物摻合料最大摻量（）水膠比采用硅酸鹽水采用普通硅酸種類(lèi)泥時(shí)鹽水泥時(shí)0.4粉煤灰35300.42520?；郀t礦0.4554

12、5渣粉0.44535鋼渣粉2010磷渣粉2010硅灰1010復(fù)合摻合料0.455450.44535每立方米混凝土水泥用量（mco）的確定：mco=mbo mfo為保證混凝土的耐久性，由以上計(jì)算得出的膠凝材料用量還要滿足有關(guān)規(guī)定的最小膠凝材料用量的要求，如算得的膠凝材料用量少于規(guī)定的最小膠凝材料用量，則應(yīng)取規(guī)定的最小膠凝材料用量值。5）砂率的確定。砂率可以根據(jù)以砂填充石子空隙，并稍有富余，以撥開(kāi)石子的原則來(lái)確定。根據(jù)此原則可列出砂率計(jì)算公式如下：VsoVgoPsmsoso'Vso'mgoso'Vso'go'Vgo'msoso'Vgo'

13、; P'so' P'''''''''soVgo PgoVgoso Pgo式中 砂率，；smso，mgo 每立方米混凝土中砂及石子用量， kg；V'so，V'go 每立方米混凝土中砂及石子松散體積，3其中 V'soV'goP'，m ；3' ，'砂和石子堆積密度，kg/ m ；sogoP石子空隙率，；砂漿剩余系數(shù)（一般取1.1 1.4 ）。6）粗集料和細(xì)集料用量的確定。當(dāng)采用質(zhì)量法時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算：mcomfomgomsomwomcpmsos100%m

14、somgo式中mco每立方米混凝土的水泥用量， kg； mfo 每立方米混凝土的礦物摻合料用量，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；mwo每立方米混凝土的用水量，kg；mcp每立方米混凝土拌合物的假定質(zhì)量（其值可取 23502450kg），kg；s 砂率，。當(dāng)采用體積法時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算：mmmgo+mmco +fo +'so' +wo +0.01=1cfgswmsos100%msomgo式中 水泥密度（可取29003100kg/ m3），ckg/ m3；f礦物摻合料密度， kg/ m3；g粗集料的表觀密度， kg/ m3；s

15、細(xì)集料的表觀密度， kg/ m3；w水的密度（可取1000kg/ m3），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 1）。粗集料和細(xì)集料的表觀密度與 應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)gs標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂、 石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（JGJ522006）規(guī)定的方法測(cè)定。7）每立方米混凝土外加劑用量（mao）的確定。每立方米混凝土外加劑用量（mao）應(yīng)按下列計(jì)算：m =m ·aoboa式中 mao計(jì)算配合比每立方米混凝土中外加劑用量， kg/ m3；mbo計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量， kg/ m3；a外加劑摻量，應(yīng)經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。（2）配合比的試配、調(diào)整與確定1）配合比

16、的試配、調(diào)整。以上求出的各材料用量，是借助于一些經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的，或是利用經(jīng)驗(yàn)資料查得的，因而不一定符合實(shí)際情況，必須通過(guò)試拌調(diào)整，直到混凝土拌合物的和易性符合要求為止，然后提出供檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度用的基準(zhǔn)配合比。2）配合比的確定。 由試驗(yàn)得出的各膠水比值時(shí)的混凝土強(qiáng)度， 用作圖法或計(jì)算求出與fcu， o 相對(duì)應(yīng)的膠水比值，并按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量：用水量（ mw ）和外加劑用量（ ma）。在試拌配合比的基礎(chǔ)上，用水量（ mw）和外加劑用量（ ma）應(yīng)根據(jù)確定的水膠比作調(diào)整；膠凝材料用量（mb）。膠凝材料用量（mb）應(yīng)以用水量乘以確定的膠水比計(jì)算得出；粗、細(xì)集料用量（ mg 及 ms）。粗、細(xì)集料用量（mg 及 ms）應(yīng)根據(jù)用水量和膠凝材料用量進(jìn)行調(diào)整。3）混凝土表觀密度的校正。其步驟如下：計(jì)算出混凝土的計(jì)算表觀密度值（， ）：ccc，cmcmfmg msmw將混凝土的實(shí)測(cè)表觀密度值（ ）除以 ，t，ccc得出校正系數(shù) ，即c， tc，c當(dāng) c t與 c c 之差的絕對(duì)值不超過(guò) c c 的 2時(shí)，由以上定出的配合比，即為確定的設(shè)計(jì)配合比；若二者之差超過(guò) 2時(shí)，則要將已定出的混凝土配合比中每項(xiàng)材