浅谈自密实混凝土配合比计算方法
作者：王立保， 郭栋， 杨静， WANG Li-bao， GUO Dong， YANG Jing
作者单位：王立保,WANG Li-bao(河北建筑工程学校,河北保定,071000)， 郭栋,GUO Dong(邯郸职业技术学院,河北邯郸,056200)， 杨静,YANG Jing(华北电力大学科技学院建筑工程系,河北保定
,071000)
刊名：
山西建筑
英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE
年，卷(期)：2010,36(24)
参考文献(4条)
1.周虎;安雪晖;金峰低水泥用量自密实混凝土配合比设计试验研究[期刊论文]-混凝土 2005(01)
2.廉慧珍;张青;张耀凯国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状[期刊论文]-施工技术 1999(05)
3.刘成刚粉煤灰对自密实混凝土性能影响的研究[期刊论文]-山西建筑 2008(18)
4.范志宏;苏达根自密实混凝土配合比设计方法研究 2004(02)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/668890939.html,/Periodical_shanxjz201024115.aspx
幻灯片1 ●普通混凝土配合比设计 混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。 混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即： (1) 满足结构设计的强度等级要求； (2）满足混凝土施工所要求的和易性； （3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； （4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。 ●国家标准《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55-2000 于2001.4.1施行 幻灯片2 一、混凝土配合比设计基本参数确定的原则 水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是：在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。 幻灯片3 二、普通混凝土配合比设计基本原理 （1）绝对体积法 绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。 幻灯片4 （２）重量法（假定表观密度法）。 如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。
ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ ｍcp 式中 ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg ）； ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg ）； ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg ）； ｍw0——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重量（kg ）； 其值可取2400～2450kg 。 幻灯片5 三 、混凝土配合比设计的步骤 1. 设计的基本资料 ①混凝土的强度等级、施工管理水平， ②对混凝土耐久性要求， ③原材料品种及其物理力学性质， ④混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。 2．初步配合比计算 （１）确定试配强度（fcu,0） σ645.10+=k cu cu f f ，， 幻灯片6 混凝土配制强度可按下式计算（JGJ55-2000）： 式中 fcu,0——混凝土配制强度（MPa ）； fcu,k ——设计的混凝土强度标准值（MPa ）； σ ——混凝土强度标准差（MPa ）． σ645.10+≥k cu cu f f ，， 幻灯片7
现代混凝土配合比全计算法设计软件使用说明 混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用的基础。现代混凝土应包括高性能混凝土、高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实自流平混凝土和商品混凝土等。以强度(水灰比定则)为基础的传统配合比设计方法不能满足现代混凝土的要求。作者提出的"全计算法"是以强度、工作性和耐久性为基础建立了体积相关数学模型，通过严格的推导得到用水量和砂率的计算公式。并且将其二式与水胶比定则相结合计算出混凝土各组分的配比和用量。因此称谓全计算法。全计算法的研究、应用和推广工作己近十年，广泛用于各种大型混凝土工程和近100个混凝土预拌站，取得了良好的技术经济效益。为了便于广泛应用现制作成计算机软件。国家版权局计算机软件著作权登记号2005SR00529 1.现代混凝土配合比全计算法设计模板(1) . 2.HPC混凝土配合比设计模板(2) 3..固定用水量法混凝土配合比设计模板(3) 4.卵石流态混凝土配合比设计模板(4) 一. 模板使用说明 1..模板适用范围： 现代混凝土配合比全计算法设计模版(表1)适用于高性能混凝土(HPC)、高强混凝土(HSC)、流态混凝土(FLC)、泵送混凝土、引气混凝土和商品混凝土、自密实自流平混凝土，防渗抗裂混凝土、细砂混凝土、以及其他现代混凝土。 2.有关参数的变化范围： 模板(1)中红色的数值是使用者根据混凝土施工工程的设计要求和混凝土原材料的性能指标应输入的设计参数(共12项)。相关参数输入后，模板中自动生成混凝土系列配合比。 (1)..混凝土配制强度 fcu.p≥fcu.0+1.645σ 或 fco.p=fcu.0+10 (Mpa)
普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
混凝土配合比计算：C 35砼 原材料：①水泥：北元水泥；②砂：小保当：③石子：山西：④粉煤灰：锦界国华；⑤外加剂：神木恒正有限公司 1. 配制强度：fcu,o=fcu,k+1.645σ=35+1.645 *5=43.2 式中 fcu,o-----混凝土配制强度 (Mpa) fcu,k-----混凝土立方体积抗压强度标准值 σ------混凝土强度标准差 混凝土标准差按下表选用 2. 胶凝材料28天胶砂抗压强度： f b = γf *γs * f ce =0.85*1*42.5=36.1 3. 混凝土水胶比的计算：W/B=a a * f b /(f cu,o +a a *a b *f b ) =0.53 *36.1/(43.2+0.53*0.2*36.1)=0.41 式中 a a , a b ----回归系数，碎石值分别取0.53; 0.20
f b -----胶凝材料28天胶砂抗压强度(Mpa)，取值42.5 Mpa 水胶比W/B取值0.41 4.每立方米混凝土的用水量： 3,流动性和大流动性混凝土的用水量m＇ wo 为225kg/m3,掺外加剂混凝土每立方的用水 量m wo =m＇ wo *（1-β）=225*(1-0.24)=171 kg/m3 5.每立方米混凝土胶凝材料用量m bo , 每立方米混凝土胶凝材料用量m fo , m bo =m w0 / W/B=171/0.41=417 kg/m3 m fo = m bo *β f =417*20%=83 kg/m3 (即取85 kg/m3) m c0= m bo - m fo =417-85=332kg/m3 (即取332kg/m3) 5. 每立方米混凝土外加剂的用量： m ao = m bo *β a =417*2.5%=10.4 6．选用砂率βs为37% 7．每立方混凝土总容重2430 kg/m3 m c0+m f0 + m g0 + m s0 + m w0 =m cp =2430kg/m3 βs= m s0*100%/ (m g0 + m s0 ) 332+85+171+ m g0 + m s0 =2430
高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。
混凝土配合比设计说明书 设计强度：C50混凝土 一、设计依据： 1.中华人民共和国行业标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）； 2.中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）； 3.中华人民共和国国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 8076-2008）； 5.施工设计图纸 二、设计要求： 混凝土设计强度fcu.K=50Mpa，坍落度设计初始值：160～200mm 工程部位：预应力空心板，组合小箱梁，T梁，湿接缝，现浇横梁，桥面铺装。 三、原材料的选择： 水泥：常山南方水泥有限公司P.Ⅱ 52.5 水泥物理性能力学性能试验表 河砂：福建砂场 细度模数2.8 表观密度2.560g/cm3.堆积密度1.490g/cm3 空隙率41.8% 含泥量2.2% 泥块含量0.4% 碎石：天长岭碎石场 表观密度2.580g/cm3.堆积密度1.480g/cm3 空隙率38.0%
针片状颗粒含量8.9% 压碎值12.9% 含泥量0.6% 泥块含量0.1% 掺配比例为： 4.75-13.2mm=10% 13.2-19mm=50% 19-31.5mm=40% 水：饮用水 外加剂：江苏特密斯（TMS-YJ聚羧酸高效减水剂） 掺量：1.0% 减水率25% 四、混凝土配合比设计步骤： 1、计算配制强度fcu.0； 根据设计要求的强度等级，混凝土的配制强度按下式计算。 fcu.0=fcu.k+1.645×σ fcu.k---混凝土设计强度 1.645---混凝土强度达到95%保证率时的保证率系数。 σ---强度标准差（6.0Mpa） =50+1.645×6.0=59.9Mpa 2、计算水灰比：（W/C） 混凝土的水灰比W/C，根据下式计算。 W/C=（A×fce）/（fcu.0+A×B×fce） A、B---混凝土强度公式的回归系数，采用碎石时，A=0.53，B=0.20 fce---水泥强度 fcu.0---混凝土配制强度 =(0.53×57.8)/(59.9+0.53×0.20×57.8)=0.46 为了保证混凝土的耐久性，取W/C=0.31 3、单位用水量mwo的确定 根据水灰比W/C=0.32 碎石公称最大粒径为25mm，坍落度为160-200mm， 单位用水量为：W=215kg 为保证工程质量和施工工作性，在混凝土中掺加水泥用量的1.1%高效减水 剂。
举个例子说明： C35砼配合比设计计算书 工程名称：XX （一）原材情况： 水泥：北水P.O 42.5 砂：怀来澳鑫中砂粉煤灰：张家口新恒Ⅱ级 石：强尼特5～25mm碎石外加剂：北京方兴JA-2防冻剂 （二）砼设计强度等级C35，fcu，k取35Mpa，取标准差σ=5 砼配制强度fcu，o= fcu，k+1.645σ=35+1.645×5=43.2Mpa （三）计算水灰比： 水泥28d强度fce取44Mpa 根据本地碎石的质量情况，取a=0.46, b=0.07 W/C=0.46×44/（43.2+0.46×0.07×44）=0.45 （四）根据试配情况用水量取185kg/m3。 （五）确定水泥用量mc，mc=185/0.45=411kg 粉煤灰采用超量取代法，取代水泥13%，超量系数1.5，内掺膨胀剂6%，防冻剂掺量3.6%，经计算最终结果如下： 水泥用量为337kg/ m3粉煤灰用量为75kg/ m3膨胀剂用量为26kg/ m3 防冻剂用量为15.8kg/ m3 （六）假定砼容重为2400kg/m3，砂率为βs=43%，得 砂用量为757kg/ m3 石用量为1004kg/ m3 由此得每立方米的理论砼配比为： Kg/m3 水泥水砂子石子粉煤灰外加剂膨胀剂 337 185 757 1004 75 15.8 26 然后试配确定生产配合比 常规C10、C15、C20、C25、C30混凝土配合比是多少？ 要看混凝土的强度等级啊，强度等级不同，量也不同 混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。 混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两 种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。 常用等级 C20
常规C20、C25、C30混凝土配合比 混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间的比例关系。混凝土配合比通常用每立方米混凝土中各种材料的质量来表示，或以各种材料用料量的比例表示（水泥的质量为1）。 设计混凝土配合比的基本要求： 1、满足混凝土设计的强度等级。 2、满足施工要求的混凝土和易性。 3、满足混凝土使用要求的耐久性。 4、满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。 从表面上看，混凝土配合比计算只是水泥、砂子、石子、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况，确定满足上述四项基本要求的三大参数：水灰比、单位用水量和砂率。 混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k 划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。 混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。 1常用等级： C20 水：175kg水泥：343kg 砂：621kg 石子：1261kg
配合比为：0.51:1:1.81:3.68 C25 水：175kg水泥：398kg 砂：566kg 石子：1261kg 配合比为：0.44:1:1.42:3.17 C30 水：175kg水泥：461kg 砂：512kg 石子：1252kg 配合比为：0.38:1:1.11:2.72 2 混凝土强度及其标准值符号的改变 在以标号表达混凝土强度分级的原有体系中，混凝土立方体抗压强度用“R”来表达。 根据有关标准规定，建筑材料强度统一由符号“f”表达。混凝土立方体抗压强度为“fcu”。其中，“cu”是立方体的意思。而立方体抗压强度标准值以“fcu,k”表达，其中“k”是标准值的意思，例如混凝土强度等级为C20时，fcu,k=20N/mm2（MPa），即立方体28d抗压强度标准值为20MPa。 水工建筑物大体积混凝土普遍采用90d或180d龄期，故在C符号后加龄期下角标，如C9015，C9020指90d龄期抗压强度标准值为15MPa、20MPa的水工混凝土强度等级，C18015则表示为180d龄期抗压强度标准值为15MPa。 3 计量单位的变化 过去我国采用公制计量单位，混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令，推行以国际单位制为基础的法定计量单位制，在该单位体系中，力的基本单位是N（牛顿），因此，强度的基本单位为1 N/m2，也可写作1Pa。标号改为强度等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2（Pa），数值太小，一般以 1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用的计量单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。
混凝土配合比设计计算实例（JGJ/T55-2011） 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为75～90mm， 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下： 1.水泥：4 2.5级普通水泥，实测28d抗压强度f ce为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；砂率βs取33%； 3.石子：5～20mm的卵石，表观密度ρg=2720 kg／m3；回归系数αa取0.49、αb取0.13； 4. 拌合及养护用水：饮用水； 试求：（一）该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 （二）如果此砼采用泵送施工，施工要求坍落度为120～150mm，砂率βs取36%，外加剂选用UNF-FK高效减水剂，掺量0.8%,实测减水率20%，试确定该混凝土的设计配合比（假定砼容重2400 kg／m3）。
解：（一） 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2．计算水胶比： f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/（38.2+0.49×0.13×46）= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。) 0.55小于0.60，此配合比W/B 采用计算值0.55； 3、计算用水量（查表选用） 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4．计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率（查表或给定） 砂率 βs 取33； 6. 计算砂、石用量（据已知采用体积法） 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= +
现代混凝土土配合比设计------全计算法 传统混凝土配合比设计方法(如绝对体积法和假容重法),是以强度为基础的半定量计算方法,不能全面满足现代混凝土的性能要求,现代混凝土配合比计算方法是以工作性、强度和耐久性为基础建立数学模型，通过严格的数学推导的到混凝土的用水量和砂率的计算公式，并将此二式与水灰（胶）比定则相结合能计算出混凝土各组分（水泥、细掺料、砂、石、含气量、用水量和超塑化剂掺量等）之间的定量关系和用量。用于流态混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、商品混凝土以及防渗抗裂混凝土等现代化混凝土的配合比设计。 （一）高性能混凝土配合比全计算法设计高性能混凝土（HPC）与高强混凝土（HSC）和流态混凝土（FLC）最显著的差别就是混凝土配合比考虑工作性、强度和耐久性，其配合比设计的基本原则是：（1）满足工作性的情况下，用水量要小；（2）满足强度的情况下，水泥用量少、细掺料多掺；（3）材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求；（4）掺多功能复合超塑化剂（CSP）改善和提高混凝土的多种性能。因此，HPC的配合比设计比HSC和FLC更为严格合理，图--1表示各种材料类型的混凝土配合比分区范围，无论采取什么方法设计，HSC、FLCHE和PLC（塑性混凝土）的配合比在一个范围之内，而HPC在AB线附近，由此证明HPC的配合比设计必须严格、精确和合理。 图1 混凝土配合比组成图 一、强度与水灰（胶）比的关系 混凝土配合比设计是混凝土材料学中最基本而又最重要的一个问题，早在1919年Duff Ａbrams（D.艾布拉姆斯）就发表了混凝土强度的水灰比定则：“对于一定的材料，强度仅取决于一个因素，即水灰比。”这一定则可用下列公式表示： σc=a/b1.5（W/C） 式中:σ c----一定龄期的抗压强度
幻灯片1 ● 普通混凝土配合比设计 混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。 混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即： (1) 满足结构设计的强度等级要求； (2）满足混凝土施工所要求的和易性； （3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； （4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。 ● 国家标准 《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55-2000 于2001.4.1施行 幻灯片2 一、混凝土配合比设计基本参数确定的原则 水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。 混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是：在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。 幻灯片3 二、 普通混凝土配合比设计基本原理 （1）绝对体积法 绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。 1 01.00 =++ + + αρρρρw w s so g g c c m m m m 式中 ρc ——水泥密度（kg/ｍ3），可取2900～3100 kg/ｍ3。 ρg ——粗骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρs ——细骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρw ——水的密度（kg/ｍ3），可取1000 kg/ｍ3； α ——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为１。 幻灯片4 （２）重量法（假定表观密度法）。 如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。
混凝土配合比设计新法－全计算法 北京工业大学陈建奎教授 一.现代混凝土概念或理念 二.配合比全计算法设计的数学模型 三.砂率和用水量计算公式 四.混凝土配合比设计步骤 五.配合比设计工程应用实例 六.结论 一.现代混凝土概念或理念现代混凝土是由水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等组成的多相聚集体，并能满足“高工作性、高早强增强和高耐久性”的基本要求。现代混凝土应包括高性能混凝土、高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自流平自密实混凝土、防渗抗裂混凝土、水下浇筑混凝土和商品混凝土等。以强度为基础的传统混凝土配合比设计方法不能满足现代混凝土配合比设计的要求。 综合考虑工作性、强度和耐久性。其配合比设计的基本原则是： (1)满足工作性的情况下，用水量要小； (2)满足强度的情况下，水泥用量少，多掺细掺料； (3)材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求； (4)掺多功能复合超塑化剂(CSP)，改善和提高混凝土的多种性能。
配合混凝土配合比组成图二. 图1 比全计算法设计的数学模型 混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用中最基混即假 定容重法和(的问题。以强度为基础的传统配合比设计方法已不能满足现代混凝土配合比设计的要求。现代混)绝对体积法凝土配合比“全计算法”设计是以“工作性、强度和耐久性”为并推导出混凝土用水量和砂率的计算基础建立的普适数学模型，比定则相结合就能实现混凝土配(灰)公式。进而将此二式与水胶全计算法的创建和推广合比和组成的全计算，故称谓全计算法。应用几近十年，受到广泛的关注，取得良好的技术经济效益。近“现代混凝土配合期在总结混凝土工程应用实践的基础上编制了国 家版权局计算机软件著作权登记号比全计算法设计软件”(。这样使“全计算法”更加实用化、科学化和智能2005SR00529)化。全计算法不仅适用于所有现代混凝土的配合比设计和计算，而且能检验和验证其它配合比的正确性。 2 1.现代混凝土的数学模型现代混凝土组成复杂，其中包括水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等7个组分。最简单处理方法是用多项式表示： F(x)=a+bx+cx+fx+gx+hx+ix+jx 7412635(1)
第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法
C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水
混凝土配合比试验计算单 第 1 页共 5 页 C25混凝土配合比计算书 一、设计依据 TB 10425-94 《铁路混凝土强度检验评定标准》 TB 10415-2003《铁路桥涵工程施工质量验收标准》 JGJ 55－2011《普通混凝土配合比设计规程》 TB 10005-2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》 TB 10424-2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》设计图纸要求 二、技术条件及参数限值 设计使用年限：100年； 设计强度等级：C25； 要求坍落度：160～200mm； 胶凝材料最大用量限值500 kg/m3； 最大水胶比限值：0.60； 耐久性指标：56d电通量＜1500C；
第 2 页共 5 页 三、原材料情况 1、水泥：徐州丰都物资贸易有限公司，P·O 42.5（试验报告附后） 2、粉煤灰：中铁十五局集团物资有限公司，F类Ⅱ级（试验报告附后） 3、砂子：（试验报告附后） 4、碎石： 5～31.5mm连续级配碎石，5～10mm由石场生产；10～2０mm 由石场生产；16～31.5mm由石场生产；掺配比例5～10mm 为30%；10～20mm 为50%；10～31.5mm为20%（试验报告附后） 5、外加剂：山西桑穆斯建材化工有限公司，聚羧酸高性能减水剂（试验报告附后） 6、水：混凝土拌和用水（饮用水）（试验报告附后） 四、设计步骤 （1）确定配制强度 根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2011、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB 10415-2003，混凝土的配制强度采用下式确定： ） （a 2. 33 0.5 645 .1 25 645 .1 , 0, cu MP k fcu f= ? + = + ≥σ （2）按照《铁路混凝土结构耐久性设计设计规范》TB10005-2010规定，根据现场情况： 1、成型方式：混凝土采用罐车运输，混凝土泵送施工工艺。 2、粉煤灰掺量要求：水胶比≤0.60，粉煤灰掺量要求为≤30%。 3、含气量要求：混凝土含气量在2.0%～4.0%范围内。 4、水胶比要求：胶凝材料最大用量500Kg/m3, 最大水胶比0.60。 （3）初步选定配合比 1、确定水胶比 （1）水泥强度 f ce =r c f ce , g =1.16×42.5=49.3(MPa) （2）胶凝材料强度 f b =r f r s f ce =0.75×1.00×49.3=37.0(MPa)
混凝土配合比计算方法（以C20混凝土配合比为例计算）： （1）确定试配强度： MPa f f k cu o cu 6.264645.120645.1,,=×+=×+=σ 注：σ为强度标准差，是为了满足试配强度达到混凝土立方体抗压强度标准值并具有95%的保证率。一般情况下C20和C25的强度标准差不小于2.5MPa ，大于等于C30的混凝土强度标准差不小于3.0MPa 。σ一般是混凝土强度数据统计确定或由出题人给定，做题时不需要去计算。 （2）确定混凝土单位用水量： 一般情况下按照标准JGJ55-2011的规定查表确定：
如：C20混凝土，用5-31.5的碎石配制，坍落度要求在35mm-50mm 之间，查表可得用水量为185kg 。 （3）确定水灰比： 回归系数a a 、a b 按照JGJ55-2011（下表）确定： c g ce ce f f γ×=,， 其中为水泥的强度等级（PO42.5取42.5，PC32.5取32.5），g ce f ,c γ为水泥富余系数（一般在1.1左右，本次演示计算时取 1.0）。
70.05 .4207.046.06.265.4246.0/,=××+×=×?×?+×?=ce b a o cu ce a f f f C W （4）确定水泥用量 水泥用量通过用水量和水灰比计算得出： 如C20的用水量为185kg ，水灰比为0.70，水泥用量为185/0.70=264kg ； （5）确定砂率 砂率可根据标准JGJ55-2011确定（见下表）： 如C20混凝土水灰比为0.70.，最大粒径为31.5，查表可选择砂率在36-41%之间，本次计算选为40%。 （6）砂石质量计算： A ．质量法：
混凝土配合比设计 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法
B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料
D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水泥用量，且混凝土密实 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 抗冻混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.防冻剂 D.引气剂 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 高性能混凝土中水泥熟料中铝酸三钙含量限制在6%~12%的原因是（）。 A.铝酸三钙含量高造成强度降低 B.铝酸三钙容易造成闪凝 C.铝酸三钙含量高易造成混凝土凝结硬化快 D.铝酸三钙含量高易造成体积安定性不良 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第10题 抗渗混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.早强剂 D.引气剂 答案:B 您的答案：B
C40普通混凝土配合比设计计算书 一、设计依据： 1、JGJ55-2011 《普通混凝土配合比设计规程》； 2、GB50010-2010 《混凝土结构设计规范》； 3、GB/T50146-2014 《粉煤灰混凝土应用技术规范》； 4、JTG/T F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》； 5、GB/T50081-2019 《普通混凝土力学性能试验方法标准》； 6、GB/T 50082-2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》； 7、JTG E30-2005 《公路工程水泥混凝土试验规程》； 8、JTG E42-2005 《公路工程集料试验规程》； 9、JGJ/T 10-2011 《混凝土泵送技术规范》； 10、京台高速公路德州（鲁冀界）至齐河段改扩建工程主体工程设计图纸 二、设计要求及用途 1、设计标号：C40 2、设计坍落度：160-200mm 3、设计抗渗等级：P8 4、使用部位：桥梁工程(盖梁、墩柱等) 5、根据普通砼设计规程，混凝土强度标准差σ=5.0MPa，机械拌和。 三、组成材料 1、水泥：故城山水水泥有限公司，P.O42.5； 2、砂：行唐辉育砂厂，II区中砂,mx=2.8； 3、碎石：济南鲁平建材有限公司5-10mm、10-20mm、16-31.5mm碎石；碎石掺量分为5-10mm：10-20mm：16-31.5mm=20%：50%：30%，经掺配后合成筛分，级配符合5-31.5mm碎石连续级配要求；
4、水：饮用水，符合《公路桥涵施工技术规范》； 5、粉煤灰：山东华能德州电力实业总公司，F类Ⅰ级； 6、外加剂：德州中科新材料有限公司，ZK-T9H缓凝型聚羧酸系高性能减水剂。 四、设计步骤 1、计算试配强度 fcu.0=fcu,k+1.645σ=40+1.645×5.0=48.2Mpa 2、计算基准混凝土（不掺粉煤灰的普通混凝土）的材料用量： W） （1）确定水胶比（B aa=0.53 ab=0.20 yf=0.95 rc=1.16 fce,g=42.5 W/B=aa×fb/(fcu,o+aaabfcc)=0.53×0.95× 1.00× 1.16×42.5/48.2+(0.53×0.20×0.95×1.00×1.16×42.5)=0.47 根据经验选定W/B=0.36。 （2）确定用水量（mwo） 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3），根据施工运输距离、规范及设计要求，坍落度选用160-200mm，依本规程表5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础，按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m3，推定结果如下：205+(18-9)/2×5=232.5kg/m3,mwo=227.5kg/m3 掺外加剂时，每立方米流动性混凝土的用水量（mwo）可按下式计算： 减水剂减水率为25-33%，减水按29%计算，掺量为胶凝材料的1.0%。 m′wo=227.5kg/m3 Β=29% Mwo=m′wo×(1-29%)
浅谈自密实高性能混凝土配合比的计算方法 [日期：2006-11-17] 来源：《中国混凝土网》作者：[字体：大中小] 余志武潘志宏谢友均刘宝举 （中南大学土木建筑学院，湖南长沙 410075） 摘要：与普通混凝土相比，自密实混凝土配合比计算涉及的因素多，除了要满足强度要求外，对工作性更有很高的要求,因此，自密实混凝土配合比与普通混凝土配合比有很大差别。自密实混凝土至今没有形成统一的设计计算方法。本文对常用的自密实高性能混凝土配合比计算方法作了简单介绍，在对自密实高性能混凝土配合比计算参数如水胶比、浆集比、粗细骨料体积等方面作了一些探讨的基础上，结合固定砂石体积计算法，对全计算法进行了改进。改进后的计算方法更能符合自密实高性能混凝土的特点并且计算简单，使用方便，该方法对自密实混凝土的配制和应用推广有一定的意义。 关键词：高性能混凝土；自密实混凝土；配合比计算；配合比设计 中图分类号：文献标示码：A COMMENTS ON MIX CALCULATION METHOD OF SELF COMPACTING HIGH PERFORMANCE CONCRETE Yu Zhiwu Pan Zhihong Xie Youjun Liu Baoju (Civil and Architecture College, Central South University) Abstract: Comparing with mix calculation of ordinary concrete, mix calculation of self -compacting concrete (SCC) deals with more factors. Not only the demand of st rength should be met, but also the requirements for workability should be met well, so SCC is different from ordinary concrete. Up to now, there is no uniform mix me thod of SCC. In this paper, mix calculation method in common use is introduced con cisely. Based on discussions of mix design parameters such as water binder ratio, paste aggregate ratio, and volume content of fine and coarse aggregation, and refe rred to the fixed volume content of aggregate method, the modified overall calcula tion method is presented. It can well satisfy the demands of the trait of SCC, and the application of the method is simple and convenient. The method proposed in th is paper is beneficial to the popularization of SCC .
现代混凝土土配合比设计------全计算法传统混凝土配合比设计方法(如绝对体积法和假容重法),是以强度为基础的半定量计算方法,不能全面满足现代混凝土的性能要求,现代混凝土配合比计算方法是以工作性、强度和耐久性为基础建立数学模型，通过严格的数学推导的到混凝土的用水量和砂率的计算公式，并将此二式与水灰（胶）比定则相结合能计算出混凝土各组分（水泥、细掺料、砂、石、含气量、用水量和超塑化剂掺量等）之间的定量关系和用量。用于流态混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、商品混凝土以及防渗抗裂混凝土等现代化混凝土的配合比设计。 （一）高性能混凝土配合比全计算法设计高性能混凝土（HPC）与高强混凝土（HSC）和流态混凝土（FLC）最显著的差别就是混凝土配合比考虑工作性、强度和耐久性，其配合比设计的基本原则是：（1）满足工作性的情况下，用水量要小；（2）满足强度的情况下，水泥用量少、细掺料多掺；（3）材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求；（4）掺多功能复合超塑化剂（CSP）改善和提高混凝土的多种性能。因此，HPC的配合比设计比HSC和FLC更为严格合理，图--1表示各种材料类型的混凝土配合比分区范围，无论采取什么方法设计，HSC、FLCHE和PLC（塑性混凝土）的配合比在一个范围之内，而HPC在AB线附近，由此证明HPC的配合比设计必须严格、精确和合理。 图1 混凝土配合比组成图 一、强度与水灰（胶）比的关系 混凝土配合比设计是混凝土材料学中最基本而又最重要的一个问题，早在1919年Duff
Ａbrams（D.艾布拉姆斯）就发表了混凝土强度的水灰比定则：“对于一定的材料，强度仅取决于一个因素，即水灰比。”这一定则可用下列公式表示： σc=a/b1.5（W/C） 式中:σ c----一定龄期的抗压强度 3 a----经验常数,一般取925kg/m 该式成为混凝土配合比设计计算强度的基础,近80年来混凝土配合比设计几经发展,到目前为止最常用的两种方法是绝对体积法和假定容量法。 二、混凝土的普适体积模型， 混凝土是多相聚集、其组分包括：水泥、矿物细掺料、砂、石、水、空气和外加剂。我们基本观点如下：（1）混凝土各组成材料（包括固、气、液三相）具有体积加和性（2）石子间的空隙由干砂浆来填充（3）干砂浆的空隙由水来填充（4）干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气组成，根据以上观点混凝土普适体积模型建立如图---2