混凝土配合比设计例题

要求： 1、试设计混凝土配合比（按干燥材料计算）。 2、施工现场砂含水率4％，碎石含水率1％，求施工配 合比。
【解】：初步计算配合比的计算
⑴ 确定配制强度（fcu,o）
fcu,o ＝ fcu,k+1.645σ ＝ 20 ＋ 1.645×4.5=27.4
Mpa
⑵确定水灰比（WW/C）
a • fce
C
两种方法计算结果比较接近。
．
(二)试配调整 1．和易性调整 以体积法计算所得配合比为例。试拌15
L混凝土，其材料用量为： 水泥：0．015×368=5．52 kg 水：0.015×195=2．93 kg 砂：0.015×599=8．99 kg
石子：0．015×1 223=18．35 kg ’
mso
0.34
msomg o
解得：mgo＝1207 kg
mso=622 kg
采用质量法计算：
3 4 2mgo mso 1 9 52 4 0 0
Sp
mso 100%34% mso mgo
解得：mgo＝1230 kg mso=633 kg
配合比的试配、调整
1、按初步计算配合比试拌15 L，其材料用量为 水泥 0.015×342=5.13 kg 水 0.015×195=2.93 kg 砂 0.015×633=9.50 kg 石子 0.015×1230=18.45 kg
试验室配合比见下表：
(10)施工配合比 1m3拌合物的实际材料用量(kg) mC′=mC=375kg mS′=mS(1+a%)=584×(1+3%)=602kg mG′=mG(1+b%)=1239×(1+1%)=1251kg mW′=mW-mS·a%-mG·b%=182-17.5-12.4=152kg
(9)试验室配合比
水泥∶砂∶石=5.73∶8.99∶19.10=1∶1.57∶3.33 W/C=0.49 则调整后1m3 mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)×2380=372kg mS=1.57×372=584kg mG=3.33×372=1239kg mW=0.49×372=182kg
检验强度
在基准配合比的基础上，拌制三种不同水灰比 的混凝土，并制作三组强度试件。其一是水灰 比为0.57的基准配合比，另两种水灰比分别为 0.52及0.62，经试拌检查和易性均满足要求。
经标准养护28天后，进行强度试验，得出的强 度值分别为： 水灰比0.52（灰水比1.92）………31.5 MPa 水灰比0.57（灰水比1.75）………27.9MPa 水灰比0.62（灰水比1.61）…… 24.8MPa
fcu,o=fcu,k+1.645σ =20+8.2 =28.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C)
①利用强度经验公式计算水灰比：
C
W
fcu,v 0.48fce(W0.33)
0.49 C
②复核耐久性 查表规定最大水灰比为0.65，
因此W/C=0.49满足耐久性要求。
(3)确定用水量(mW0) 此题要求施工坍落度为35~50mm，卵石最大粒
kg 混凝土施工配合比见表4—24。
表4—24混凝土的施工配合比 单位．kg
普通混凝土配合比设计实例
【例题 3 】某办公楼工程，现浇钢筋混凝土梁，混凝土的 设计强度等级为C20，施工要求坍落度为35～50mm（ 混凝土由机械搅拌，机械振捣），施工单位有历史统 计资料，混凝土强度标准差为4.5MPa. 采用的原材料：32.5复合水泥（实测28天强度35.6Mpa ）kg，/m3；碎密石度，ρc＝表30观00密kg度/mρ3g；＝中27砂00，k表g/观m3密，度最ρ大s=2粒66径0 Dmax=19mm；自来水。
S
mSo mSo mGo
解得
mSO=594k mGO=1262kg
(7)
mC0∶mS0∶mG0=364∶599∶1273=1∶1.65∶3.50 W/C=0.49
mC0∶mS0∶mG0=364∶594∶1262=1∶1.63∶3.47 W/C=0.49 两种方法计算结果相近。
(8)配合比调整 按初步配合比称取15L 水泥 364×15/1000=5.46kg 砂子 599×15/1000=8.99kg 石子 1273×15/1000=19.10kg 水 180×15/1000=2.70kg ①和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度
混凝土配合比设计例题
【例题 1】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁 ，混凝土设计强度等级为C20，施工要求坍落 度为35~50mm，采用机械振捣。该施工单位无
采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为 34.8 MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密 度为2650kg/m3，堆积密度为1450kg/m3；卵石 ，最大粒径20mm，表观密度为2.73g/cm3，堆 积密度为1500kg/m3；自来水。试设计混凝土 的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂 含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合 比。
③砂、石子用量ms，mg 按基准配合比中的砂用量，即：
ms=607 kg； mg=1 238 kg (2)按实测表观密度修正配合比 根据符合强度要求的配合比试拌混凝土，测得混凝土拌
和物的实测表观密度为：
ρc,t=2 405 kg／m3 混凝土拌和物表观密度的计算值为：
Pc,c=mw+mc+ms+mg=197+365+607+1 238 =2 407 kg／m3 由于混凝土拌和物表观密度的计算值与实测值之差的绝
拌制1M3 混凝土的材料用量：
水泥：m c / o m c om w m c o m o so m goc t 3 5 .3 .4 6 9 1 24 3 6k 6 5g
水：mw / o33.0 .6491 246 250k8g 砂：ms/o39.5 .6401 246 654k3g 石子：mg / o1 3.8 .64 45 1 246 152k4g9
按上述用量称量并搅拌均匀，做坍落度试验，测得坍 落度为20 mm。
保持水灰比不变，增加用水量及水泥用量各4％，即用 水量增加到3．08 kg，水泥用量增加到5·81 kg，测得 坍落度为30 mm，粘聚性、保水性均良好。
经调整后各种材料用量为：水泥5·81 kg，水3．08 kg， 砂8．99 kg，石子18．35 kg，总用量为36．23 kg，实 测混凝土拌和物的表观密度为2 415 kg／ms。混凝土的 “基准配合比”各种材料用量为：
【解】 (1) 确定配制强度。 (2) 确定水灰比(W/C) (3) 确定用水量(mW0) (4) 计算水泥用量(mC0） (5) 确定砂率 (6) 计算砂、石用量mS0、mG0 (7) 计算初步配合比 (8) 配合比调整 (9) 试验室配合比 (10) 施工配合比
(1)确定配制强度。
该施工单位无历史统计资料，查表5.21取 σ=5.0MPa
水泥用量： 用水量： 砂用量： 石子用量：
2．强度复核
用图解法得，当立方体抗压强度为38．2 MPa时， 相应的灰水比mc／mw=1·86，即水灰比mw／ mc=0．54。
3．实验室配合比的计算 (1)按强度检验结果修正配合比 ①用水量mw 取基准配合比中的用水量，即：mw=197 kg ②水泥用量mc mc=mw/(mw/mc)=197/0.54=365kg
m com G om Som W o10 1000
c
oG oS
W
S 解得
mSo mSo mGo
mSO=599kg mGO=1273kg
②按质量法：强度等级C20的混凝土，取混 凝土拌合物计算表观密度m′CP=2400kg/m3，列
m c o m G o m S o m W o m C P
径为20mm，查表得每立方米混凝土用水量： mW0=180kg
(4)计算水泥用量(mC0） mC0=mW0×C/W=180×2.02≈364(kg) 查表规定最小水泥用量为260kg，故满足耐久性
(5)确定砂率 根据上面求得的W/C=0.49，卵石最 大粒径20mm，查表，选砂率βS=32%。
(6)计算砂、石用量mS0、mG0 ①按体积法列方程组
查表，干燥环境最大允许水灰比为0．65。 所以取优mw／mc=0．53
3．确定单位用水量 查表，取mwo=195 kg。
4．计算水泥用量
查表4—7(P52)，最小水泥用量为260 kg，所以 应取mc0=368kg。
5．确定砂率 查表，βs=33％。
6．计算砂石用量 (1)质量法 假定混凝土表观密度mcp=2 400 kg／m3，
mc0+ms0+mg0+mw0=mcp
混凝土计算配合比为：
mc0:mw0:ms0:mgo=368：195：606：1 217 =1：O．53：1．65：3．31
(2)体积法
解以上联立方程，得： ms0=599 kg，mg0=1 223 kg 混 凝土计算配合比为： mc0:mw0:ms0:mg0=368：195： 599：1 223 =1：0．53：1．62：3．32
fcu,0 a • b • f ce
采用碎石： αa,αb—回归系数分别取0.46和0.07 W/C=0.46×35.6/(27.4+0.46×0.07×35.6)=0.57
由于现浇钢筋混凝土梁处于干燥环境，查表，
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（W/C）max<0.65，故可取w/c=0.57。
⑶ 确定单位用水量（mwo） 查表，取mwo＝195 kg
中砂，表观密度ρs=2 650 kg／m3； 碎石，表观密度ρg=2 700kg／m3，最大粒径20 mm； 自来水。
施工现场砂的含水率为2％，碎石含水率1％。 设计该混凝土的配合比，并换算为施工配合比。
(一)初步配合比计算 1．确定配制强度
fcu.0=fcu.k+1．645σ 查表，当混凝土强度等级为C30时，取σ=5．0 fcu.0=30+1．645×5．0=38．2 MPa 2．确定水灰比
试验。假设测得坍落度为25mm，小于施工要求的 35~50mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经 拌和后，坍落度为45mm，粘聚性、保水性均良好，已满 足施工要求。
水泥 5.46+5.46×5%=5.73kg 砂 8.99kg 石 19.10kg 水 2.70+2.70×5%=2.84kg 并测得每立方米拌合物质量为 mCP=2380kg/m3 ②强度调整 方法如前所述，此题假定 W/C=0.49时，强度符合设计要求，故不需调整。
搅拌均匀后做和易性试验，测得的坍落度为20mm，不 符合要求。增加5％的水泥浆，即水泥用量增加到5.39 kg，水用量增加到3.08 kg，测得坍落度为38mm，粘聚 性、保水性均良好。
试拌调整后的材料用量为：水泥5.38 kg，水3.08 kg， 砂9.50 kg，石子18.45 kg，总重量36.41 kg。混凝土拌 和物的实测表观密度为2465 kg/m3，则拌制1 混凝土的 材料用量－
⑷ 计算水泥用量（mco） mco＝mwo/(W/C)=195/0.57=342(kg) 查表，最小水泥用量为260 kg 故可取mco＝342 kg
⑸ 确定合理砂率值（βs） 根据骨料及水灰比情况，查表，取βs＝34
％
⑹计算粗、细骨料用量（mgo）及（mso） 用体积法计算:
342 mg o mso 1950.0111 3000 2700 26601000
对值不超过计算值的2％，故不必进行修正。 混凝土试验室配合比见表4—23。
•表4—23混凝土的实验室配合比 单位：kg
(三)施工配合比 水泥：m’c=365 kg 砂：m’s=607+607×0．02=619 kg 石子：
m’g=1 238+1 238×0．01=1 250 kg 水：m’w=197-607×O．02—1238×0．01=172
【例题 2】混凝土配舍比设计实剜
某工程的钢筋混凝土梁(干燥环境)，混凝土设计强度 等级为C30，施工要求坍落度为30～50 mm(混凝土由 机械搅拌，机械振捣)，施工单位无混凝土强度历史统 计资料。
材料：普通硅酸盐水泥，强度等级52．5号(实测28 d 强度58．0 MPa)，密度ρc=3 100 kg／m3；