混凝土配合比设计步骤最终版模板.docx
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混凝土配合比设计步骤最终版模板
混凝土配合比设计的步骤
一、初步计算配合比
1、确定混凝土配制强度
混凝土的配制强度按下式计算;
=20+1.645*5=28.2MPa
式中;——混凝土配制强度（MPa）,
——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）,——设计强度
——混凝土强度标准差（MPa）,
其确定方法如下;
1.可根据同类混凝土的强度资料确定。
对C20级的混凝土,其强度标准差下限值取2.5MPa。
当施工单位无历史统计资料时,可按表一取值。
2.遇有下列情况时应适当提高混凝土配制强度;
1）现场条件与试试验室条件有显著差异时,
2）C30及其以上强度等级的混凝土,采用非统计方法评定时。
混凝土的取值（混凝土强度标准差）表一
混凝土的强度等级
小于C20
C20~C35
大于C35
4.0
5.0
6.0
2、确定水灰比W/C
当混凝土强度等级小于C60级时,混凝土水灰比按下式;
=（0.48*32.5）/（28.2+0.48*0.33*32.5）=0.47
式中;——回归系数,取值见表二;
——水泥28d抗压强度实测值（MPa）
回归系数选用表二
石子品种
系数
碎石
卵石
0.46
0.48
0.07
0.33
当无水泥28d抗压强度实测值时,按下式确定;
式中;——水泥强度等级值（MPa）
——水泥强度等级值富余系数,按实际统计资料确定。
——富余系数可取=1.13
由上式计算出的水灰比应小于表三中规定的最大水灰比。
若计算而得的水灰比大于最大水灰比,以保证混凝土的耐久性。
混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表三
环境条件
结构物类别
最大水灰比
最小水泥用量（kg）
素混
凝土
钢筋
混凝土
预应力混凝土
素混
凝土
钢筋
混凝土
预应力混凝土
干燥环境
正常的居住或办公用房屋内部件
不作规定
0.65
0.60
200
260
300
潮湿环境
无冻害
高湿度的室内部件
室外部件
在非侵蚀性土和（或）水中的部件
0.70
0.60
0.60
225
280
300
有冻害
经受冻害的室外部件
在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件
高湿度且经受冻害的室内部件
0.55
0.55
0.55
250
280
300
有冻害和除冰剂的潮湿环境
经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件
0.50
0.50
0.50
300
300
300
注;1、当用活性掺合料取代部分水泥时,表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。
2、配制C15级其以下等级的混凝土,可不受本表限制。
3、确定用水量
根据施工要求的混凝土拌和物的坍落度、所用骨料的种类及最大粒径查表四得。
水灰比小于0.40的混凝土及采用特殊成型工艺的混凝土的用水量应经过试验确定。
流动性和大流动性混凝土的用水量能够查表中坍落度为90mm的用水量为基础,按坍落度每增大20mm,用水量增加5Kg,计算出用水量。
塑性混凝土用水量（kg/m3）表四
拌和物稠度
卵石最大粒径（mm）
碎石最大粒径（mm）
项目
指标
10
20
31.5
40
16
20
31.5
40
坍落度
（mm）
10~30
190
170
160
150
200
185
175
165
35~50
200
180
170
160
210
195
185
175
55~70
210
190
180
170
220
205
195
185
75~90
215
195
185
175
230
215
205
195
注;1、本表用水量第采用中砂时的平均取值。
采用细砂时,每立方米混凝土用水量增加5~10Kg,采用粗砂时,则可减少5~10kg。
2、采用各种外加剂或掺和料时,用水量应相应调整。
掺外加剂时的用水量可按下式计算;
式中;——掺外加剂时每立方米混凝土的用水量（kg）
——未掺外加剂时的每立方米混凝土的用水量（kg）
——外加剂的减水率（%）,经试验确定。
根据碎石最大粒径40mm,塌落度10—30mm,确定每立方米用水量为165kg。
4、确定水泥用量
由已求得的水灰比W/C和用水量可计算出水泥用量。
=165/0.47=351kg
由以上计算出的水泥用量应大于表三中、规定的最小水泥用量,若计算而得的水泥用量小于最小水泥用量时,应选取最小水泥用量,以保证混凝土的耐久性。
5、确定砂率
砂率可由试验或历史经验资料选取。
如无历史资料,坍落度为10~60mm的混凝土的砂率可根据粗集料品种,最大粒径及水灰比按表五选取。
坍落度大于60mm有混凝土的砂率,可经试验确定,也可在表五的基础上,按坍落度每增大20mm,砂率增大1%的幅度予以调整。
坍落度小于10mm的混凝土,基砂率应经试验确定。
混凝土的砂率（%）表五
水灰比
（W/C）
卵石最大粒径（mm）
碎石最大粒径（mm）
10
20
40
16
20
40
0.40
26~32
25~31
24~30
30~35
29~34
37~32
0.50
30~35
29~34
28~33
33~38
32~37
30~35
0.60
33~38
32~37
31~36
36~41
35~40
33~38
0.70
36~41
35~40
34~39
39~44
38~43
36~41
注;1、本表数值系中砂的选用砂率,对细砂或粗砂,可相应地减小或增大砂率。
2、只用一个单粒级粗集料配制混凝土时,砂率应适当增大。
3、对薄壁构件,砂率取偏大值。
综上,根据表中数据,插入法得砂率为34%。
6、计算砂、石用量、
1.体积法
该方法假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料的体积与拌和物中所含空气的体积之和。
如取混凝土拌和物的体积为1m3,则可得以下关于、的二元方程组。
带入数据,得=666kg,=1233kg
式中;、、、——每立方米混凝土中的水泥、细集料（砂）、粗集料（石子）、水的质量（kg）
、——粗集料、细集料的表观密度（kg/m3）
、——水泥、水的密度（kg/m3）
——混凝土中的含气量百分数,在不使用引气型外加剂时,可取1。
2.质量法
该方法假定1m3混凝土拌和物质量,等于其各种组成材料质量之和,据此可得以下方程组。
式中;、、、——每立方米混凝土中的水泥、细集料（砂）、粗集料（石子）、水的质量（kg）,——每立方米混凝土拌和物的假定质量,可根据实际经验在2350~2450kg之间选取。
同以上关于和的二元方程组,可解出和。
则混凝土的初步计算配合比（初步满足强度和耐久性要求）为
:
:
:
=351:
666:
1233:
165
二、基准配合比
按初步计算配合比进行混凝土配合比的试配和调整。
试配时,混凝土的搅拌量可按表六选取。
当采用机械搅拌时,其搅拌不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。
混凝土试拌的最小搅拌量表六
骨料最大粒径（mm）
拌和物数量（L）
骨料最大粒径（mm）
拌和物数量（L）
31.5及以下
15
40
25
试拌后立即测定混凝土的工作。
当试拌得出的接种物坍落度比要求值小时,应在水灰比不变前提下,增加水泥浆用量;当比要求值大时,应在砂率不变的前提下,增加砂、石用量;当黏聚性、保水性差时,可适当加大砂率。
调整时,应即时记录调整后的各材料用量（mcb,mwb,msb,mgb）,并实测挏后混凝土拌和物的体积密度为（kg/m3）。
令工作性调整后的混凝土试样总质量为;
由此得出基准配合比（调整后的1m3混凝土中各材料用量）
式中;——实测试拌混凝土的体积密度。
三、实验室配合比
经调整后的基准配合比虽工作性已满足要求,但经计算而得出的水灰比是否真正满足强度的要求需要经过强度试验检验。
在基准配合比的基础上做强度试验时,就采用三个不的配合比,其中一个为基准配合比的水灰比,另外两个较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05。
其用水量应与基准配合比的用水量相同,砂率可分别增加和减少1%。
制作混凝土强度试验试件时,应检验混凝土拌和物的坍落度和维勃稠度、黏聚性、保水性及拌和物的体积密度,并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌和物的性能。
进行混凝土强度试验时,每种配合比至少应制作一组（三块）试件,标准养护28d时试压。
需要时可同时制作几组试件,供快速检验或早龄试压,以便提前定出混凝土配合比供施工使用,但应以标准养护28d的强度的检验结果为依据调整配合比。
根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比（C/W）关系,用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（）相对应的灰水比,并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量;
1.用水量（）应在基准配合比用水量的基础上,根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定。
2.水泥用量（）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定。
3.粗集料和细集料用量（和）应在基准配合比的粗集料和细集料用量的基础上,按选定的灰水比进行调整后确定。
经试配确定配合比后,尚应按下列步骤进行校正;
据前述已确定的材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值;
再按下式计算混凝土配合比校正系数;
式中;——混凝土表观密度实测值（kg/m3）
——混凝土表观密度计算值（kg/m3）
当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时,按以前的配合比即为确定的实验室配合比;当二者之差超过2%时,应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数,即为最终确定的实验室配合比。
实验室配合比在使用过程中应根据原材料情况及混凝土质量检验的结果予以调整。
但遇有下列情况之一时,应重新进行配合比设计;
1.对混凝土性能指标有特殊要求时,
2.水泥、外加剂或矿物掺和料品种,质量有显著变化时,
3.该配合比的混凝土生产间断半年以上时。
四、施工配合比
设计配合比是以干燥材料为基准的,而工地存放的砂石都含有一定的水分,且随着气候的变化而经常变化。
因此,现场材料的实际称量应按施工现场砂石、的含水情况进行修正,修正后的配合比称为施工配合比。
假定工地存放的砂的含水率a%,石子的含水率b%,则将上述自由诗配合比换算为施工配合比,其材料称量为;
水泥用量;
砂用量;
石子用量;
用水量;
当现场砂子含水率为3%,石子含水率为1%时,调整施工配合比为:
水泥用量=351kg,砂用量=686kg,
石子用量=1245kg,用水量=133kg。
、、、为调整后的试验室配合比中每立方米混凝土中的水泥、水、砂和石子的用量（kg）。
应注意,进行混凝土配合计算时,其计算公式中有关参数和表格中的数值均系以干燥状态骨料（含水率小于0.05%
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