第四节 混凝土的配合比设计
混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）用量之间的比例关系。常用的表示方法有两种：①以每立方米混凝土中各项材料的质量表示，如水泥300kg 、水180kg 、砂720kg 、石子1200kg ；②以水泥质量为1的各项材料相互间的质量比及水灰比来表示，将上例换算成质量比为水泥∶砂∶石=1∶∶4，水灰比=。
一、混凝土配合比设计的基本要求
设计混凝土配合比的任务，就是要根据原材料的技术性能及施工条件，合理选择原材料，并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。混凝土配合比设计的基本要求是：
(１)满足混凝土结构设计所要求的强度等级。 (２)满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性。
(３)满足混凝土的耐久性（如抗冻等级、抗渗等级和抗侵蚀性等）。
(４)在满足各项技术性质的前提下，使各组成材料经济合理，尽量做到节约水泥和降低混凝土成本。
二、混凝土配合比的三个参数
(一) 水灰比（W/C ）
水灰比是单位体积混凝土中水与水泥质量的比值，是影响混凝土强度和耐久性的主要因素。其确定原则是在满足强度和耐久性的前提下，尽量选择较大值，以节约水泥。
（二）砂率（βS ）
砂率是指砂子质量占砂石总质量的百分率。砂率是影响混凝土和易性的重要指标。砂率的确定原则是在保证混凝土拌和物粘聚性和保水性要求的前提下，尽量取小值。
（三）单位用水量
单位用水量是指1m 3混凝土的用水量。单位用水量的多少反映了单位混凝土中水泥浆与集料之间的比例关系。在混凝土拌和物中，水泥浆的多少显著影响混凝土的和易性，同时也影响强度和耐久性。其确定原则是在达到流动性要求的前提下取较小值。
水灰比、砂率、单位用水量是混凝土配合比的三个重要参数，在配合比设计中正确地确定这三个参数，就能使混凝土满足上述设计要求。
三、混凝土配合比设计的方法步骤
（一）配合比设计的基本资料
（１）明确设计所要求的技术指标，如强度、和易性、耐久性等。
（２）合理选择原材料，并预先检验，明确所用原材料的品质及技术性能指标，如水泥品种及强度等级、密度等；砂的细度模数及级配；石子种类、最大粒径及级配；是否掺用外加剂及掺和料等。 （二）初步配合比的计算 1．确定混凝土试配强度（）
在正常施工条件下，由于人、材、机、工艺、环境等的影响，混凝土的质量总是会产生波动，经验证明，这种波动符合正态分布。为使混凝土的强度保证率能满足规定的要求，在设计混凝土配合比时，必须使混凝土的试配强度高于设计强度等级，可按下式估计：
,0cu f ≥,cu k f -t （3-7）
式中 —混凝土的试配强度，MPa ；
—设计龄期要求的混凝土强度等级，MPa ；
σ—施工单位的混凝土强度标准差的历史统计水平，MPa ；若无统计资料时，可参考表3-16取值。
t —与混凝土要求的保证率所对应的概率度，见表3-17。
当设计龄期为28 d 时，抗压强度保证率P 为95%，此时t =,式3-7变为
,0cu f ≥,cu k f +σ （3-8）
2．确定水灰比值（/W C ）
（1）满足强度要求的水灰比：根据已测定的水泥实际强度f ce （或选用的水泥强度等级f ce,k ）、粗集料种类及所要求的混凝土配制强度，按混凝土强度经验公式（3-3）计算水灰比，则有
,0(
-)cu a ce b C
f f W αα= 变为
,a ce cu o a b ce
f W C f f ααα=+ (3-9） （2）满足耐久性要求的水灰比：根据表3-18、表3-19分别查出满足抗渗性、抗冻性要求的水灰比值，
与表3-14
（或表3-15）对照，取三者中的小值作为满足耐久性要求的水灰比。
同时满足强度、耐久性要求的水灰比，取(1)(2)中的小值。 3．确定单位用水量（m wo ）
（1）干硬性和塑性混凝土用水量的确定 ①/W C =～时，根据施工要求的坍落度值和已知的粗集料种类及最大粒径，可由表3-20（或表3-21）中的规定值选取单位用水量。
②/W C 小于的混凝土及采用特殊成型工艺的混凝土，用水量通过试验确定。
表3-19抗冻等级允许的最大水灰比
28d 抗冻等级 普通混凝土 引气混凝土 F50 F100 F150 F200
— —
3kg/m 3。
2.采用人工砂时，用水量需增加5 kg/m 3～10 kg/m 3。
3.掺入火山灰质掺和料时，用水量需增加10 kg/m 3～20 kg/m 3；采用Ⅰ级粉煤灰时，用水量可减少5 kg/m 3～10 kg/m 3。
4.采用外加剂时，用水量应根据外加剂的减水率作适当调整，外加剂的减水率应通过试验确定。
5.本表适用于骨料含水状态为饱和面干状态。
3
注: 1.本表用水量系采用中砂时的平均取值,采用细砂时,1m 3混凝土用水量可增加工5～10kg ，采用粗砂则可减少5～10kg 。
2.掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。
3.本表不适用于水灰比小于或大于的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土。
（2）流动性、大流动性混凝土的用水量按下列步骤计算：①以表3-20(或3-21)中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂的混凝土用水量；②掺外加剂时混凝土用水量按下式计算：
0(1)Wa W m m β=- （3-10）
式中 m wa —掺外加剂混凝土的单位用水量，kg/m 3；
m w0—未掺外加剂混凝土的单位用水量，kg/m 3； β—外加剂的减水率，%，经试验确定。
4．计算混凝土的单位水泥用量（m c0）
根据已选定的单位用水量（m w0）和已确定的水灰比（/W C ）值，可由下式求出水泥用量：
0/W C m m W C
=
（3-11）
根据结构使用环境条件和耐久性要求,查表3-13中规定的1m 3混凝土最小的水泥用量,最后取两值中大者作为1m 3混凝土的水泥用量。
5．确定砂率（βs ） (１)计算法
测得混凝土所用砂、石的表观密度和堆积密度，求出石子的空隙率，按以下原理计算砂率：砂子填充石子空隙并略有剩余。即
000000k ρ'100%ρρS s s S g s g
m P
m m k P β=
?=
''++×100% （3-12）
式中：βs —砂率，%；
m s 0、m g 0—分别为砂、石用量，kg ；
ρ0s ′、ρ0g ′—分别为砂、石的堆积密度，kg/m 3； p —石子的空隙率；
k —拨开系数（又称富裕系数）k =~，用碎石及粗砂取大值。 （2）试验法
在用水量和水灰比不变的条件下，拌制5组以上不同砂率的试样，每组相差2%~3%，测出各组的坍落度或维勃稠度。在坐标上绘出砂率与坍落度（或维勃稠度）关系图，从曲线上找出极大值所对应的砂率即为所求的最优砂率（见图3-6（a ））。
(3)查实践资料法：根据本单位对所用材料的使用经验选用砂率。如无使用经验，按集料种类规格及混凝土的水灰比值按表3-22（或表3-23）选取。
2.砂的细度模数每增减，砂率相应增减 %～ %。
3.使用碎石时，砂率需增加3 %～5 %。
4.使用人工砂时，砂率需增加2 %～3 %。
5.掺用引气剂时，砂率可减小2 %～ 3 %；掺用粉煤灰时，砂率可减小1 %～2 %。
2.本表适用于坍落度10～60mm 的混凝土。对坍落度大于60mm 的混凝土，应在上表的基础上，按坍落度每增大20mm ，砂率增大1%的幅度予以调整。
3.只用一个单粒级粗集料配制混凝土时，砂率应适当增大。
4.对薄壁构件砂率取偏大值。
6．计算1m 3混凝土的砂、石用量（m s 0、m g 0）
砂、石用量可用质量法或体积法求得，实际工程中常以质量法为准。
（1）质量法：根据经验，如果原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌合物的表观密度将接近一个固定值，可先假设（即估计）每立方混凝土拌合物的质量ρcp （kg/m 3）按下列公式计算m s 0、m g 0：
（3-13）
式中：ρcp —混凝土拌合物的假定表观密度，kg/m 3。可根据集料的表观密度、粒径及混凝土强度等级参
考表3-24选取； m c0—每立方米混凝土的水泥质量，kg ； m s0—每立方米混凝土的砂的质量，kg ； m g0—每立方米混凝土的石子的质量，kg ； m w0—每立方米混凝土的水的质量，kg ； βs —砂率，%。
32.骨料表观密度每增减100 kg/m 3，混凝土拌和物质量相应增减60 kg/m 3；混凝土含气量每增、减1%，拌和物质量相应增、减1%。
3.表中括弧内的数字为引气混凝土的含气量。 （2）体积法
假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积及拌合物中所含空气的体积之和，用下式计算1m 3混凝土拌合物的各材料用量：
(3-14)
式中：ρc 、ρw —分别对应水泥、水的密度（kg/m 3）； ρg
′、ρs
′—砂、石的表观密度（
kg/m 3）； α—混凝土含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可选取α=1。
解以上联式,即可求出m s 0、m g 0。
至此，可得到初步配合比，但以上各项计算多是利用经验公式或经验资料获得的，由此配成的混凝土有可能不符合实际要求，所以须对初步配合比进行试配、调整。
（三）试配、调整，确定基准配合比
采用工程中实际采用的原材料及搅拌方法，按初步配合比计算出配制15L~40L 所需的材料用量，拌制成混凝土拌合物。首先通过试验测定坍落度，同时观察粘聚性和保水性。若不符合要求，应进行调整。调整的原则如下：若流动性太大，可在砂率不变的条件下，适当增加砂、石用量；若流动性太小，应在保持水灰比不变的条件下，增加适量的水和水泥；粘聚性和保水水性不良时，实质上是混凝土拌合物中砂浆不足或砂浆过多，可适当增大砂率或适当降低砂率，调整到和易性满足要求时为止。其调整量可参考表3-25。当试拌调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的表观密度（ρct ），并重新计算出每立方米混凝土的各项材料用量，即为供混凝土强度试验用的基准配合比。
设调整和易性后试验的材料用量为水m wb 、水泥m cb 、砂m sb 、石子m gb ，则基准配合比为：
(3-15)
30000cp ρ1c s g w m m m m m +++=?{
s
00
100%βs s g m m m ?=+0s
00
100%βs s g m m m ?=+0000''c w g s 001αρρρρg c w s m m m m ++++．＝１{
{
3
ρ1ct wJ
wb wb cb sb gb
m m m m m m m ?=+++3ρ1ct CJ
cb
wb cb sb gb
m m m m m m m ?=+++3
ρ1ct sJ sb
wb cb cb gb
m m m m m m m ?=+++3
ρ1ct gJ gb
wb cb sb gb m m m m m m m ?=+++
式中m wJ 、m cJ 、m sJ 、m gJ — 基准配合比混凝土每立方米的用水量、水泥用量、细集料用量和粗集料用量，kg/m 3；
ρcP —混凝土拌和物表观密度实测值，kg/m 3。
经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比，满足了和易性的要求，但其水灰比不一定选用恰当，混凝土的强度和耐久性不一定符合要求，故应对混凝土强度和耐久性进行复核。
采用三个不同的配合比，其中一个是基准配合比，另两个配合比的水灰比则分别比基准配合比增加及减少，其用水量与基准配合比相同，砂率值可分别增加或减少1%。每种配合比制作一组（三块）试件，每一组都应检验相应配合比拌合物的和易性及测定表观密度，其结果代表这一配合比的混凝土拌合物的性能，将试件标准养护28d 时，进行强度、抗渗、抗冻指标测定，并做混凝土强度与灰水比的直线关系图，求出既符合强度要求，又符合耐久性要求的灰水比。最后按以下原则确定１m 3混凝土拌和物的各材料用量，即为实验室配合比。
1.用水量（m w ）—取基准配合比中用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度值，进行调整确定。
2.水泥用量（m c ）—以用水量乘以通过试验确定的与配制强度相对应的水灰比值。
3.砂、石用量（m s 、m g ）—取基准配合比中的砂、石用量，并按定出的水灰比作适当调整。
4.混凝土表观密度的校正
由强度复核之后的配合比，还应根据实测的混凝土拌和物的表观密度（ρct ）作校正，以确定1m 3混凝土的各材料用量。其步骤如下：
(1)计算出混凝土拌合物的计算表观密度（ρc,c ）：
,c c c w s g m m m m ρ=+++
（3-16）
(2)计算出校正系数（δ）： δ=
,ct c c
ρρ （3-17）
(3)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，上面确定出的配合比即为确
定的设计配合比；当二者之差超过2%时，应按下式计算出试验室配合比(每1m 3混凝土各材料用量):
(五）混凝土施工配合比的确定
混凝土的实验室配合比所用砂、石是以饱和面干状态（工民建为干燥状态）为标准计量的，且不含有超、逊径。但施工时，实际工地上存放的砂、石都含有一定的水分，并常存在一定数量的超、逊径。所以，在施工现场，应根据集料的实际情况进行调整，将实验室配合比换算为施工配合比。
１.集料含水率的调整
依据现场实测砂、石表面含水率（砂、石以饱和面干状态为基准）或含水率（砂、石以干燥状态为基准），在配料时，从加水量中扣除集料表面含水量或含水量，并相应增加砂、石用量。假定工地测出砂的表面含水率为a%，石子的表面含水率为b ％，设施工配合比１ｍ3混凝土各材料用量为m c ′, m s ′, m g ′, m w ′，则
（3-19）
２．集料超、逊径调整
根据施工现场实测某级集料超、逊径颗粒含量，将该级集料中超径含量计入上一级集料，逊径含量计
入下一级集料中，则该级集料调整量为：
{
,,,,,,''(1%)
'(1%)'%%
c c sh
s s sh
g g sh w w sh s sh g sh
m m m m
a m m
b m m
m a m b ==+=+=--．．,,,,c sh c w sh w s sh s g sh
g m m m m m m m m δ
δ
δδ=??
=??=??=?(3-18)
调整量＝（该级超径量＋该级逊径量）－（下级超径量＋上级逊径量） (3-20) 四、混凝土配合比设计实例
【例3-1】某混凝土坝，所在地区最冷月份月平均气温为－7℃，河水无侵蚀性，该坝上游面水位变化区的外部混凝土，一年内的总冻融次数为45次，最大作用水头50ｍ，设计要求混凝土强度等级为Ｃ25，无强度历史统计资料，坍落度为30～50mm ，混凝土采用机械振捣。原材料性能如下所述。水泥：强度等级为级的普通水泥，密度c ρ=cm 3；砂：当地河砂，细度模数X M =,表观密度S ρ=2610kg/m 3,其他性能均符合水工混凝土的要求；石子：采用当地的石灰岩石轧制的碎石,最大粒径为80mm,其中，小石：中石：大石=30：30：40，级配后的碎石视密度g ρ=2670kg/m 3。实测骨料超、逊径及表面含水率如表3-26所示。本工程的施工单位是一大型国有企业，该企业混凝土强度标准差的历史统计资料为,试根据给定资料进行试验室配合比及施工配合比设计。
【解】
A.初步配合比设计
(1)确定配制强度
,0cu f
由于混凝土施工的不均匀性及混凝土所处的条件等因素，确定强度保证率为95%。根据题意是属于无统计资料的混凝土（本句应去掉），其配制强度按式(3-8)计算。
,0cu f =,cu k f +σ
已知σ=。则
,0cu f =25+×=
（2）确定水灰比（/W C ） ①强度要求的水灰比 由式(3-9)得
a ,a αααce cu o
b ce
f W C f f =+
将
c ,γce ce k f f ==×=,a α= 及b α=代入上式，则得
,a α0.4648.0
0.67αα31.40.460.0748.0
a ce cu o
b ce f W C f f ?===++?? ②按耐久性要求的水灰比
由题意，查表3-11和表3-12得混凝土抗渗等级为P6，抗冻等级为F150。由P6查表3-18得满足抗渗性要求水灰比为～；由F150，查表3-19得满足抗冻要求的水灰比为；查表3-14，在寒冷地区，上游水位变化区允许的最大水灰比为。所以满足耐久性要求的水灰比为。
同时满足强度及耐久性要求的水灰比为。 (3)确定单位用水量m w0
查表3-20，按坍落度30～50mm 、碎石的最大粒径80mm ，得单位用水量为140kg,即m w0=140kg 。 (4)计算水泥用量m c0
00140
2800.50
w c m m W C =
==kg
结果满足表3-13中处于水位变化区的素混凝土最小水泥用量270kg/m 3的规定。 (5)选择砂率βs
根据粗骨料的最大粒径80mm 及水灰比,查表3-22得砂率为26～28%，取中间值27%；但因粗骨料是碎石，砂率应增加3%～5%，取%，则最后初选的砂率为%+%=% 。
(6)砂、石用量m s0、m g0
①质量法：假定1m 3混凝土拌和物的表观密度ρcp =2430kg/m 3，则由式（3-13） 得
cp g S m m ρ=+00×1m 3－（00g C m m +）
=2430-280 -140 =2010（kg ）
)(000g S S m m m +=×s β
= 2010 ×%
=623（kg ）
0000)(S g S g m m m m -+==2010-623=1387(kg)
②体积法：由式3-14 得0000
0280140
0.011131002610267010000.31g s s s g m m m m m ?++++?=?
?
??=+??
解得： 0S m =657(kg) 0g m =1463(kg)
若采用质量法计算结果，则混凝土的初步配合比为：
水:140kg ；水泥:280kg ； 砂:623kg ； 石子：1387kg （其中，小石416kg ，中石：416kg ，大石：555kg ）。 B.试拌调整，确定基准配合比
按计算出的初步配合比，称30L 混凝土所用材料进行混凝土试拌，其试拌用料量为： 水：；水泥:；砂:；石子：（其中，小石，中石，大石）。
假设通过第一次试拌测得混凝土拌和物的坍落度为20mm ，粘聚性和保水性较好，则其坍落度较原要求的平均值小20mm,应在保持水灰比不变的条件下增加用水量，根据经验参考表3-25，每增减10mm 落度时，加水量增减2%～4%，取平均值3%计算，故增加用水量?%×2= ，水泥用量增加 ㎏。因此，第二次试拌的材料用量为：水㎏，水泥㎏，砂和石用量仍各为㎏及㎏ 。经试拌后测得坍落度为40mm,满足要求。并测得拌和物的表观密度为2444㎏/m 3。则由式(3-15)得基准配合比为：
3
1ct cJ wb cb sb gb
m m m m m m ρ?=+++×Cb
m
=
2444
4.4528.90418.6941.61
+++×
=
2444
73.656
×=×=295(㎏)
3
1ct wJ wb wb cb sb gb
m m m m m m m ρ?=?+++=×=148㎏
3
1ct s J sb wb cb sb gb
m m m m m m m ρ?=
?+++=×=620㎏
3
1ct g J gb wb cb sb gb
m m m m m m m ρ?=
?+++=×=1381㎏
C.检查强度及耐久性 ，确定实验室配合比
以基准水灰比，另取 和 共三个水灰比的配合比，分别制成混凝土试件，进行强度、抗渗性、抗冻性试验。假设三组试件的抗渗性及抗冻性均符合要求，测得各试件的28d 的强度如表3-27所示。
据表3-27数据，因强度与灰水比成线性关系（见图3-7（b ）），通过计算可求出与配制强度f cu0=相对
应的灰水比为 (水灰比为 )，则符合强度要求的配合比为：
用水量m w =m wJ =148㎏，水泥用量=148× =292㎏，按混凝土拌合物表观密度2444kg/m 3重新计算砂石用量，得砂用量m s =621㎏，石用量m g =1383㎏。最后，实测出混凝土拌和物表观密度ρct =2420㎏，其计算表观密度ρc,c =m w +m c +m s +m g =148+292+621+1383=2444㎏/m 3。
因此，配合比校正系数δ=2420
0.99 2444
与试验室配合比相差不超过2%，故可不再进行调整。1m3混凝土各材料用量为：
水泥292㎏；水148㎏；砂子621㎏；石子1383㎏（小石、中石、大石分别为415㎏、415㎏、553㎏）。
D.计算混凝土施工配合比
根据试验室配合比及式3-19、3-20对施工现场骨料进行的施工配合比调整值如表3-28所示。
调整后的施工配合比为：水为123㎏，水泥为292㎏，砂子为609kg，小石为463㎏，中石为392㎏,大石为582㎏。
【例3-2】某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C25，施工要求坍落度为35～50mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史资料。采用原材料情况如下，水泥：强度等级的普通水泥，实测强度45MPa，密度ρc=cm3；砂:M X =的中砂，为Ⅱ区砂，视密度ρs′=2650㎏/m3，堆积密度ρ0s′=1450kg/m3；碎石：最大粒径D max=40mm，视密度ρg′=2700kg/m3，堆积密度ρ0g′=1520kg/m3；自来水。试进行实验室配合比设计，若已知施工现场砂子含水率为4%，石子含水率为1%，求混凝土的施工配合比。
混凝土配合比设计的步骤 （1）初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； （2）基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； （3）实验室配合比的确定 经过强度检验（如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验），定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”（也叫设计配合比）； （4）施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1）确定配制强度 2）初步确定水灰比值（W/C） 3）选择每1m3混凝土的用水量（W0） 4）计算混凝土的单位水泥用量（C0） 5）选取合理砂率Sp 6）计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7）书写初步配合比 （1）确定配制强度（fcu,o） 配制强度按下式计算： f cu.v f cu.k 1?645 （2）初步确定水灰比（W/C） 采用碎石时： C f cu,v °.46f ce（W 0.07） 采用卵石时： C f cu,v 0.48 f ce （0.33） W （3）选择单位用水量（mW0） ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a.水灰比在0.40?0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20 （P104 ）选取。 b.水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a.以表4-22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：
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。
普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前，需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件，主要有以下几个方面； (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况；包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度；砂的种类、表观密度、细度模数、含水率；石子种类、表观密度、含水率；是否掺外加剂，外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求，如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件；如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺；如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计，实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、细集料（砂）这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比；砂和石子间的比例——砂率；骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数，就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。
混凝土配合比设计的基本原则 1. 1 坚固性 坚固性是指混凝土的强度指标,因为混凝土的质量在目前是以抗压强度指标为主要依据的。影响混凝土抗压强度的因素很多,主要有水泥强度等级及水灰比、骨料种类及级配、施工条件等。 1) 水泥强度等级:水泥强度等级大致代表了水泥的活性,即在相同配合比的情况下,水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。在混凝土配合比设计中,主要从经济合理的角度来选择水泥强度等级,如果对水泥强度等级和品种没有选择的余地,那只能靠在配合比设计中调整比例,掺加外加剂等综合性措施加以解决。 2) 水灰比:混凝土单位体积中所用水的重量和水泥的重量比被称为水灰比。水灰比越大,混凝土的强度越低,为此,在满足和易性的前提下,混凝土用水量越少越好,这是混凝土配合比设计中的一条基本原则。 3) 骨料的种类及级配:砂子、石子在混凝土中起骨架作用,因此统称骨料。砂石由石材的品种、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质等指标来表示它的质量。砂石质量越好,配制的混凝土质量越好。当骨料级配良好,砂率适中时,由于组成了密实骨架,可使混凝土获得较高的强度。 4) 施工条件:如果施工条件较好,并有一定的管理措施时,可适当降低混凝土的坍落度;反之,如现场施工条件较差时,应适当提高混凝土的坍落度。
1. 2 和易性 混凝土的和易性是指在一定施工条件下,确保混凝土拌合物成分均匀,在成型过程中满足振动密实的混凝土性能。常用坍落度和维勃稠度来表示。 不同类型的构件,对和易性的要求在施工验收规范中已有规定,但还要结合施工现场的设备条件和管理水平来确定。影响混凝土和易性的因素很多,但主要一条就是用水量。增加用水量,混凝土的坍落度是增加了,但是混凝土的强度也下降了。因此,采用使用减水剂的方法成了改善混凝土和易性最经济合理和最有效的方法。 1. 3 耐久性 混凝土的耐久性是它抵抗外来及内部被侵蚀破坏的能力,新疆(北疆) 地处严寒地带,夏季炎热干燥,冬季严寒多雪,混凝土受大气的侵蚀很严重,所以,施工验收规范对最大水灰比和最小泥用量都作了规定,但是仅仅执行这些规定还不能完全满足耐久性的要求。为了提高混凝土的耐久性,就必须在配合比设计中考虑采取相应的措施,如水泥品种和强度等级的选择,砂石级配和砂率的调整,但最主要的是用混凝土外加剂和掺合料来提高混凝土的耐久性。 1. 4 经济性 混凝土配合比的设计应在保证质量的前提下,省工省料才是最经济的。水泥是混凝土中价值最高的材料,节约水泥用量是混凝土配合比设计中的一个主要目标,但必须是采用合理的措施达到综合性的经济指标才是行之有效的。首先,使用混凝土外加剂和掺合料,使用减水剂既可以改善混凝土的和易性,也可以达到节约水泥的目的,掺加粉煤灰可以代替部分水泥,并改善混凝土的性能。其次,加强技术管理,提高混凝土的匀质性。最后,根据当地的砂石质量情况采用合理砂率和骨料级配。 2 混凝土配合比设计的步骤 2. 1 熟悉现行的规范和技术标准 普通混凝土配合比设计的方法和步骤,应该遵守国家建设部发布的行业标准J GJ 5522000 普混凝土配合比设计规程。该标准规定了配合比设计应分三个步骤。 1) 配合比的设计计算;2) 试配;3) 配合比的调整与确定。该标准给出了许多全国性统一用的技术参数,如混凝土试配强度计算公式、混凝土用水量选用表、混凝土砂率选用表等。此外,配合比设计还必须掌握GB 5020422002 混凝土结构工程施工及验收规范和GB J107287 混凝土强度检验评定标准。 2. 2 原材料的准备和检验混凝土由四种材料组成:水泥、砂子、石子和水。目
普通混凝土配合比设计规程 《JGJ 55-2011》 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 最大水胶比最小胶凝材料用量(kg/m3) 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0.60 250 280 300 0.55 280 300 300 0.50 320 ≤0.45330 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 矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%） 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤45≤35 ＞0.40 ≤40≤30 粒化高炉矿渣粉≤0.40≤65≤55 ＞0.40 ≤55≤45 钢渣粉－≤30≤20 磷渣粉－≤30≤20 硅灰－≤10≤10 复合掺合料≤0.40≤60≤50 ＞0.40 ≤50≤40 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。 表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%） 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤35≤30 ＞0.40 ≤25≤20
C混凝土配合比设计新 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.
绥滨至嘉荫公路项目绥滨至名山段A5合同段（K24+300—K29+800）C35混凝土配合比设计龙建路桥股份有限公司
C35混凝土配合比设计 一、设计资料 1、部位：涵洞（盖板、桥面铺装、支撑梁、防撞墙、搭板等） 2、设计标号：C35 3、原材料 （1）水泥：安邦河普通硅酸盐水泥。 （2）中砂：松花江，II区中砂。 （3）碎石：富锦北山石场，连续级配碎石。 （4）水：饮用水，比重cm3 二、设计步骤 （一）计算初步配合比 1、确定试配强度 R yp=R y+Zσ 设计强度R y=35(MPa)，标准差σ查表取值为5。 保证率Z= 计算得出R yp = (MPa) 2、计算水灰比 已知水泥实际强度和混凝土配制强度，按混凝土要求强度等级计算水灰比： R s= γc R b W/C=AR s/ R yp+ABR s 因统计资料较少，所以选取富余系数γc=，水泥标号R b= MPa、水泥实际强度Rs=.
A、B为经验系数，由于设计采用碎石为粗集料，所以A取，B取 经计算得出: 水灰比W/C=。 3、选定单位用水量（m wo） 根据混凝土拌合物坍落度为3-7cm，碎石最大粒径为查表选用混凝土 用水量m wo =155kg/m3 4、计算单位用灰量(m co) m co = m wo W/C 经计算m co=364 kg/m3 5、选定砂率βs 根据采用碎石的最大粒径和水灰比查表选定砂率βs为34％ 6、计算砂石用量 假定混凝土湿表观密度ρcp=2400kg/m3。 m so+m Go=ρcp-m co-m wo m so/m so+m Go m so为单位中砂用量m Go为单位碎石用量 经计算：m so=639kg/m3 G O=1241kg/m3 7、确定初步配合比 m co:m wo:m so:m Go=364：155：639：1241=1：：： （二）调整配合比： 以初步配合比为基准，在砂率不变、用水量不变的情况下，对水灰比进行变动调节。以水灰比上、下调动％。 则确定出三组配合比情况为： A：m co:m wo:m so:m Go=364：155：639：1241
第七讲普通混凝土配合比设计 一、与混凝土有关的基本概念 1.混凝土—用水泥、砂、石、掺合料、水以及外加剂按设计比例配制，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土称为普通混凝土，简称混凝土。它是一种原料易得、施工便利、具有较好耐久性和强度的建筑材料。 2.混凝土标号—是指混凝土按标准方法成型，标准立方体试件（200mm×200mm×200m）在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度大于90%）养护28d所得的抗压强度值，单位为kgf/cm2（以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，三个测值中的最小值与较大值之差超过较大值20%时，舍去最小值，以剩余的两个测值的平均值作为该组试件的抗压强度值）。 3.混凝土强度等级—是指混凝土按标准方法成型、标准立方体试件（150mm×150mm×150mm）在标准养护条件下（温度20±2℃，相对湿度95%以上）养护28d所得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，以C与立方体抗压强度标准值MPa （N/mm2）表示。如：混凝土立方体抗压强度标准值ｆｃｕ，ｋ＝20MPa，其强度等级表示为C20。（混凝土立方体抗压强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值中的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值做为该组试件的抗压强度测定值，当最大值或最小值与中间值的差值均超过中间值
的15%时，则该组试件的抗压强度测定值无效。） 4.混凝土强度等级与混凝土标号的换算。 混凝土强度等级＝混凝土标号÷10－2 5.混凝土立方体试件抗压强度换算系数。 6．混凝土强度与齡期的关系 龄期—是指混凝土强度增长所需的时间。强度与龄期的关系，在标准养护时：R3→40%R28； R7→60～70%R28； R28达到设计强度。 7.砂率 砂率是指混凝土中砂在骨料（砂及石子）总量中所占的质量百分率。影响砂率的一般因素为： ⑴砂率随粗骨料的粒径增大而减小；随粒径减小砂率应增大。 ⑵细砂时砂率小，粗砂时砂率应增大。 ⑶卵石时砂率小，碎石时砂率应加大。 ⑷水灰比小时砂率小，水灰比增大时砂率应增大。
热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。
2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水
6.1.5 普通混凝土配合比设计 混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件来确定各组成材料数量之间的比例关系。常用的表示方法有两种： 一种是以1m3混凝土中各项材料的质量表示，如某配合比：水泥240kg，水180kg，砂630kg，石子1280kg，矿物掺合料160kg，该混凝土1m3总质量为2490kg； 另一种是以各项材料相互间的质量比来表示（以水泥质量为1），将上例换算成质量比为：水泥∶砂∶石∶掺合料＝1∶2.63∶5.33∶0.67，水胶比＝0.45。 1.混凝土配合比的设计基本要求 市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求： （1）满足施工规定所需的和易性要求； （2）满足设计的强度要求； （3）满足与使用环境相适应的耐久性要求； （4）满足业主或施工单位渴望的经济性要求； （5）满足可持续发展所必需的生态性要求。 2.混凝土配合比设计的三个参数 混凝土配合比设计，实质上就是确定胶凝材料、水、砂和石子这四种组成材料用量之间的三个比例关
系： （1）水与胶凝材料之间的比例关系，常用水胶比表示； （2）砂与石子之间的比例关系，常用砂率表示； （3）胶凝材料与集料之间的比例关系，常用单位用水量（1m3混凝土的用水量）来表示。 3.混凝土配合比设计步骤 混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、试配和调整、施工配合比的确定等。 （1）初步配合比计算 1）计算配制强度（f cu，o）。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）规定，混凝土配制强度应按下列规定确定： ①当混凝土的设计强度小于C60时，配制强度应按下式确定： f cu，o≥f cu，k＋1.645σ 式中f cu，o——混凝土配制强度，MPa； f cu，k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值，MPa； σ——混凝土强度标准差，MPa。 ②当混凝土的设计强度不小于C60时，配制强度应按下式确定：
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=-
混凝土配合比设计的步骤 1．计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时，σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25，计算值<时，应取σ=；当强度等级≥C30，计算值低于<时，应取用σ=。否则，按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) （混凝土强度等级小于C60） a α、 b α回归系数，应由试验确定或根据规定选取： ce f 水泥28d 抗压强度实测值，若无实测值，则 ce f ，g 为水泥强度等级值，c γ为水泥强度等级值的富余系数。 ce b a cu ce a f f f C W ααα+= 0,
若水灰比计算值大于表4-24中规定的最大水灰比值时，应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量： ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 ②水灰比在～时，根据坍落度值及骨料种类、粒径，按表4-26选定1m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量： 以表4-26中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量： wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；0w m 未掺外加剂 混凝土每立方米混凝土的用水量；β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4-24中规定量，则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10～60mm 的混凝土：如无使用经验，砂率可按骨料种 () β-=10w wa m m 0c m
C25普通混凝土配合比设计说明 一、设计所依据的试验规程及规范： 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005 《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005 《公路工程岩石试验规程》JTG E41-2005 《通用硅酸盐水泥》GB 175-2007 《混凝土外加剂》GB 8076-2008 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 二、设计要求： C25普通混凝土的配合比设计应满足：施工要求的工作性、结构要求的力学性能； 体积稳定性能和混凝土结构在所处环境条件下要求的耐久性，设计坍落度120-160mm，能满足混凝土结构工程的要求，确保其施工要求的工作性，体积稳定性，耐久性和设计强度等级要求。主要应用桥涵工程墩台基础、台身、台帽、墙身基础、排水工程等。 三、原材料情况： 1．粗集料：采用接山镇前寨子砂石料厂生产的碎石、规格为5-10mm：10-20mm：16-31.5mm，比例为（30%：50%:20%）。 2．细集料：采用接山镇前寨子砂石料厂生产的河砂，规格为Ⅱ级中砂。 3．水泥：山东鲁珠集团有限公司生产的P.O 42.5水泥。 4. 外加剂：长春北华建材有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，掺量0.9%，减水率初 选15%。 5．水：饮用水。 四．初步配合比确定 1．确定混凝土配制强度： 已知设计强度等级为25Mpa，无历史统计资料，查《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011表4.0.2查得：标准差σ=5.0 Mpa ?cu,0= ?cu,k+1.645σ= 25+1.645×5.0=33.225MPa 2．计算水泥实际强度（?ce） 已知采用P.O 42.5水泥，28d胶砂强度（?ce）无实测值时,可按下式计算： 水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表
水泥混凝土配合比设计步骤 (1) 配制强度：f cu,k=25Mpa f cu,o= f cu,k+1.645* o=25+1.645*5=33.2Mpa (2) 初步确定水灰比：(用经验公式计算，各指标选取) W/C= a a*f ce/(f cu,0 + a a*a b*f ce) =(0.53*36.5) / (33.2+0.53*0.20*36.5) =0.52 (3) 选取单位体积水泥混凝土的用水量： 由水灰比为0.52，混凝土拌合物的坍落度为10-30mm，碎石最大粒径为31.5mm, 在满足混凝土施工要求的基础上选取混凝土的单位用水量为：m wo=175kg/m 3。(4) 计算1m3水泥混凝土水泥用量： 由W/C=0.52,m w0=185 (kg/m3),得m co=m wo/(W/C)=337(kg/m3) 查表符合耐久性要求的最小水泥用量为320kg/m 3，所以取按强度计算的单位水 泥用量m co=337 ( kg/m 3) (5) 选取合理砂率，计算粗细集料用量：最大粒径31.5mm，水灰比0.52,查表 取混凝土砂率B s =35%o (6) 计算一组(3块试件)水泥混凝土各材料用量 3水用量175kg/ m '水泥用量337kg/m 砂用量680 kg/m 碎石用量1263 kg/m
(7) 配合比确定: 个人认为，单位用水量可取180(kg/m3) ，为保证混凝土强度，水灰比取0.5，单 位水泥用量360(kg/m3) ，根据密度法计算配合比，假定表观密度为2400 (kg/m3 )，单位粗集料用量与单位细集料用量为未知量，可设方程求解 M c0+ M g0+ M s0+ M w0=2400 M s0/ (M s0+ M g0 )*100=35 解得M g0=1560(kg/m3) ，M s0=840 (kg/m3) 通过计算得到个人的配合比为:单位用水量:单位水泥用量:单位细集料用量:单位粗集料用量=180:360: 840:1560
普通混凝土配合比设计例题 设计C20泵送混凝土，材料：水泥P.O42.5，中砂（筛余量25-0%），碎石（5-30mm）连续级配，减水剂YAN（参量0.8%，减水率14%）。 普通混凝土配合比设计，一般应根据混凝土强度等级及施工所要求的混凝土拌合物坍落度（或工作度——维勃稠度）指标进行。如果混凝土还有其他技术性能要求，除在计算和试配过程中予以考虑外，尚应增添相应的试验项目，进行试验确认。 普通混凝土配合比设计应满足设计需要的强度和耐久性。水灰比的最大允许值，可参见表1 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表1 注：1．当采用活性掺合料取代部分水泥时，表中最大水灰比和最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。 2．配制C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。 混凝土拌合料应具有良好的施工和易性和适宜的坍落度。混凝土的配合比要求有较适宜的技术经济性。 普通混凝土配合比设计步骤 普通混凝土配合比计算步骤如下： （1）计算出要求的试配强度f cu,0，并计算出所要求的水灰比值； （2）选取每立米混凝土的用水量，并由此计算出每立米混凝土的水泥用量；
（3）选取合理的砂率值，计算出粗、细骨料的用量，提出供试配用的计算配合比。 以下依次列出计算公式： 1．计算混凝土试配强度f cu,0，并计算出所要求的水灰比值（W/C） （1）混凝土配制强度 混凝土的施工配制强度按下式计算： f cu,0≥f cu,k＋1.645σ 式中f cu,0——混凝土的施工配制强度（MPa）； f cu,k——设计的混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； σ——施工单位的混凝土强度标准差（MPa）。 σ的取值，如施工单位具有近期混凝土强度的统计资料时，可按下式求得： 式中f cu,i——统计周期内同一品种混凝土第i组试件强度值（MPa）； μfcu——统计周期内同一品种混凝土N组试件强度的平均值（MPa）； N——统计周期内同一品种混凝土试件总组数，N≥250 当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算得到的σ＜2.5MPa，取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或高于C30时，如计算得到的σ＜3.0MPa，取σ＝3.0MPa。 对预拌混凝土厂和预制混凝土构件厂，其统计周期可取为一个月；对现场拌制混凝土的施工单位，其统计周期可根据实际情况确定，但不宜超过三个月。 施工单位如无近期混凝土强度统计资料时，可按表2取值。 σ取值表表2 查表取σ=5N/mm则f cuo≥20 N/mm＋1.645×5 N/mm≈28 N/mm （2）计算出所要求的水灰比值（混凝土强度等级小于C60时）
新旧混凝土配合比设计规程的比较 混凝土配合比设计新标准是2011年颁布并开始执行的JGJ55-2011，取代了旧标准JGJ55-2000，新标准中增加和修订了一些内容，使得标准更科学，更规范，更符合工程实际。新旧标准的主要区别有五个方面：一、增加了混凝土耐久性要求的规定（氯离子、含气量、碱含量等）；二、修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差；三、修订混凝土水胶比计算公式中胶砂强度取值和回归系数αa和αb；四、在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容； 五、增加了高强混凝土试配强度计算公式、水胶比、胶凝材料用量和砂率推荐表。下面分别详细论述。 第一个方面，新标准增加了混凝土耐久性要求的规定（氯离子、含气量、碱含量等）。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、长期性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能、长期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。强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求这是本次规程修订的重点之一。新标准规定混凝土配合比设计应满足混凝土耐久性设计的要求有：一、混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》
JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定。 二、长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境、以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定；掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表3.0.7的规定，最大不宜超过7.0%。 三、对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于 3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。 第二个方面，新标准修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差。混凝土配制强度应按下列规定确定： 1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：
普通混凝土配合比设计（新规范） 一、术语、符号 1.1 普通混凝土 干表观密度为2000kg/m3～2800kg/m3的混凝土。 （在建工行业，普通混凝土简称混凝土，是指水泥混凝土） 1.2 干硬性混凝土 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。 （维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划分为5个。） 1.3 塑性混凝土 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 1.4 流动性混凝土 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 1.5 大流动性混凝土 拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。
1.6 胶凝材料 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 1.7 胶凝材料用量 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 1.8 水胶比 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。（代替水灰比） （胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受） 二、设计方法、步骤及相关规定 2.1 基本参数 （1）水胶比W/B； （2）每立方米砼用水量m w； （3）每立方米砼胶凝材料用量m b； （4）每立方米砼水泥用量m C； （5）每立方米砼矿物掺合料用量m f； （6）砂率βS：砂与骨料总量的重量比； （7）每立方米砼砂用量m S； （8）每立方米砼石用量m g。 2.2 理论配合比（计算配合比）的设计与计算 基本步骤：
? 混凝土配制强度的确定； ? 计算水胶比； ? 确定每立方米混凝土用水量； ? 计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量； ? 确定混凝土砂率； ? 计算粗骨料和细骨料用量。 （1）混凝土配制强度的确定 ? 混凝土配制强度应按下列规定确定： 当混凝土设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式确定： σ645.1,0,+≥k cu cu f f （1） 式中：0,cu f ——混凝土配制强度（MPa ）； k cu f ,——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强 度等级值（MPa ）； σ——混凝土强度标准差（MPa ）。 当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定： k cu cu f f ,0,15.1≥ （2） ? 混凝土强度标准差应按下列规定确定： 有近1～3个月同品种、同等级混凝土强度资料，且试件组数不小于30，
混凝土配合比设计的步骤 1．计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时，σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25，计算值<2.5 MPa 时，应取σ=2.5 MPa ；当强度等级≥ C30，计算值低于<3.0 MPa 时，应取用σ=3.0 MPa 。否则，按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) （混凝土强度等级小于C60） a α、 b α回归系数，应由试验确定或根据规定选取： ce f 水泥28d 抗压强度实测值，若无实测值，则 ce f ，g 为水泥强度等级值，c γ为水泥强度等级值的富余系数。 若水灰比计算值大于表4 - 24中规定的最大水灰比值时，应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1 m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量： ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 σ6451.,,+=k cu t cu f f ce b a cu ce a f f f C W ααα+=0,g ce c ce f f ,γ=
②水灰比在0.40～0. 80时，根据坍落度值及骨料种类、粒径，按表4-26选定1 m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量： 以表4- 26中坍落度90 mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm 用水量增加5 kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量： wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；0w m 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4- 24中规定量，则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10～60 mm 的混凝土：如无使用经验，砂率可按骨料种类、粒径及水灰比，参照表4- 27选用 坍落度大于60 mm 的混凝土：在表4- 27的基础上，按坍落度每增大20 mm ，砂率增大1%的幅度予以调整； 坍落度小于10 mm 的混凝土：砂率应经试验确定。 6)计算粗、细骨料的用量(mg0，ms0) A.重量法： 0c m 、0g m 、0s m 、0w m 为1m3混凝土的水泥用量、粗骨料用量、细骨料用量和用水量。cp m 为1m3混凝土拌合物的假定重量，取2350～2450 kg/m3。 ()β-=10w wa m m 0c m C W m m w c 0 0=cp w s g c m m m m m =+++0000%100000?+=g s s s m m m β
混凝土施工管理工作程序 一、混凝土的原材料选择 1.水泥。水泥是混凝土中的主要胶凝材料，对混凝土质量影响很大。水泥质量控制的重点是稳定性控制。为确保混凝土质量，可从以下方面加以控制：(1)采用旋窑水泥。旋窑水泥的生产规模较大，其水泥安定性好，质量稳定，批与批之间强度及矿物组成波动小，有利于混凝土质量控制。(2)优先选用抗冻性好、抗硫酸盐能力强、标准稠度低、强度等级不低于42．5早强的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。(3)将水泥强度富余量、强度标准差、初终凝时间、对外加剂的适应性和经时坍落度损失率等技术指标相结合，综合评价水泥质量的优劣，实行优胜劣汰，选择水泥供应商(厂家)。(4)运用数理统计方法对水泥质量的稳定性进行评价，并根据统计结果，确定混凝土配合比及调整的依据。 水泥进场时必须按规定进行抽样检测，进行快速检验（如水泥凝结时间或安定性检验）并确认合格后方可使用，并在使用前向施工单位提供本批次所用水泥的复检报告和厂方质保资料。 商品混凝土应以质量稳定，信誉好的大型旋窑水泥为主，且进货时要严格控制散装水泥的入罐温度以不烫手为宜。并依据标准，对进厂的水泥按批复检凝结时间，安定性与强度等指标，不合格的水严禁使用，确保生产所用水泥的质量。 2.集料。在选择骨料时注重骨料的强度、级配、粒径、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量及其有害物质含量，这都将对混凝土质量产生影响。如砂、石中含泥量偏高，将影响混凝土的强度和耐久性；如石子针片状含量过高，则会影响混凝土的流动性，易造成堵泵，并降低混凝土的密实度。砂和碎石应采用质地坚硬、级配良好的中砂，细度模数在2.5～2.9之间，砂的含泥量应小于2％，泥块含量小于0.5％；碎石采用仙浴湾石场产5～31.5连续级配，压碎值小于10％，含泥量小于1％，泥块含量为0。 3.细掺合料。选用粉煤灰时，宜考虑选用相对固定的厂家，要求其货源供应充足，其质量波动就相对较小。华能电厂Ⅱ级干法灰，细度不大于20％，烧失量<5％，需水量比<103％。 4.外加剂。高效减水剂是配制高性能混凝土的技术关键。本次采用某建科院
普通混凝土配合比设计、试配与确定 第1题 已知水胶比为0.40，查表得到单位用水量为190kg，采用减水 率为20%的减水剂，试计算每方混凝土中胶凝材料用量kg A.425 B.340 C.380 D.450 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 普通混凝土的容重一般为_____ kg/m3 A.2200～2400 B.2300～2500 C.2400～2500 D.2350～2450 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注：
第3题 已知水胶比为0.35，单位用水量为175kg，砂率为40%，假定每立方米混凝土质量为2400kg，试计算每方混凝土中砂子用量kg A.438 B.690 C.779 D.1035 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 某材料试验室有一张混凝土用量配方，数字清晰为 1:0.61:2.50:4.45，而文字模糊，下列哪种经验描述是正确的。 A.水：水泥：砂：石 B.水泥：水：砂：石 C.砂：水泥：水：石 D.水泥：砂：水：石 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0
批注： 第5题 预设计C30 普通混凝土，其试配强度为（）MPa A.38.2 B.43.2 C.30 D.40 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 关于水灰比对混凝土拌合物特性的影响，说法不正确的是( ) A.水灰比越大，粘聚性越差 B.水灰比越小，保水性越好 C.水灰比过大会产生离析现象 D.水灰比越大，坍落度越小 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题