水泥混凝土配合比设计作业指导书
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水泥混凝土配合比设计作业指导书
6.6.1 试验目的：混凝土配合比设计应符合混凝土的设计强度，耐久性及施工要求，并应经济合理。
6.6.2 依据标准：《水泥砼配合比设计规程》(JGJ55-2000)
6.6.3 仪器设备：混凝土搅拌机30-100L转速为18-22r/min;、天平称量1000g,感量0.5g、台秤称量100kg,感量50g;振动台、坍落度筒等。
6.6.4 设计步骤：
1、混凝土施工配制强度fcu.k的确定，利用下列公式计算确定
fcu.o=fcu.k+1.645σ
fcu.o-----混凝土施工配制强度_(MPa)
fcu.k------设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)
σ-----混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)
其中σ的选取可根据本单位近期混凝土强度统计资料计算求的；也可酌情选取，开工后则应尽快积累统计资料，对其进行修正。
2、选择水灰比
水灰比的选择应同时满足混凝土强度和耐久性要求。
2.1、建立强度与水灰比关系曲线的方法求水灰比。
按指定的坍落度，用实际施工应用的材料，拌制数种不同水灰比的混凝土拌合物，并根据28天龄期的混凝土立方体试件的极限抗压强度绘
制强度与水灰比的关系曲线，从曲线上查出混凝土施工配制强度相应的水灰比；
2.2、混凝土强度等级小于C60时，混凝土水灰比可按下式计算
W/C=αafce/fcu,o+αaαb fce
αa αb------回归系数
fce--------水泥28天抗压强度实测值(MPa)
2.3、按耐久性要求规定的水灰比最大允许值确定该工程耐久性要求的水灰比。
2.4、按强度要求得出的水灰比应与按耐久性要求规定的水灰比相比较，取其较小值做为配合比的设计依据。
3、选择用水量
根据所用的砂石情况和坍落度值，按各地区经验或按表选择用水量
用水量选用值表（kg/m3）
坍落度(mm) 碎石最大粒径（mm）20 40 63 80
10-30 185 170 160 150
30-50 195 180 170 160
50-70 210 195 185 175
4、确定最佳砂率
4.1、按选定的水灰比和用水量计算近似的水泥用量，
并按经验或可按表选取数种不同砂率，在保持水泥用量和其它条件相同的情况下，拌制混凝土拌合物，并测定其坍落度，其中坍落度最大的一种拌合所用的砂率，即为最佳砂率。
用卵石时，用水量可减少10-15 kg/m3
4.2、用粗砂时，用水量可减少10 kg/m3；采用细砂时可增加10 kg/m3
4.3、采用外加剂时可相应减少用水量。
砂率选用值（%）
碎石
最
大
粒
径（m m）近似水泥用量(kg/m3) 2
00
2
25
2
50
2
75
3
00
3
50
4
00
4
50
2 0 3
8-44
3
7-43
3
6-42
3
5-41
3
4-40
3
2-38
3
0-36
2
8-34
4 0 3
6-42
3
5-41
3
4-40
3
3-39
3
2-38
3
0-36
2
8-34
2
6-32
6 3 3
3-39
3
2-38
3
1-37
3
0-36
2
9-35
2
7-33
2
6-32
2
5-31
8 0 3
2-38
3
1-37
3
0-36
2
9-35
2
8-34
2
6-32
2
5-31
2
4-30
4.4、用卵石时，砂率可减小2%-4%；
4.5、用引气剂时，空气含气量每增加1%，砂率可减少0.5%-1.0%；
4.6、采用细砂时，砂率可减少3%；采用粗砂时，砂率可增加3%。
5、确定水泥用量
按选定的水灰比和已确定的最佳砂率，拌制数种水泥用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的水泥用量。
在海水环境对于有耐久性要求的混凝土，上述过程应在不掺减水剂的情况下进行，据以确定水泥用量，并不得低于下表规定。
海水环境按耐久性要求的最低水泥用量(kg/m3)
环境条件
钢筋混凝土、预应力
混凝土
素混凝土北方南方北方
南
方
大气区300 360 280 280 浪溅区360 400 280 280
水位变动F350 395
360
395
280 F300 360 360
区F250 330 330
F200 300 300
水下区300 300 280 280
5.1、耐久性要求的大体积混凝土，水泥用量应按混凝
土的耐久性和降低水泥水化热综合考虑；
5.2、掺加掺合料时，水泥用量可适当减小，但应符合
《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146）的有关规定；
5.3、南方地区，掺外加剂时，水泥用量可适当减小，
但不得降低混凝土的密实性；
5.4、对于有抗冻性要求的混凝土，浪溅区范围内的下
部1米，应随同水位变动区按抗冻要求确定其水泥用量。
6、确定砂石用量
6.1、计算每立方米混凝土中的砂石用量宜采用绝对体
积法
V=1000(1-0.01A)-Ww/ρw-Wc/ρc
Wfa=Vγρfs
Wca=V(1-γ)ρca
式中：A---混凝土拌合物中空气含量，对于普通混凝土取0；
Wc---每立方混凝土中水泥用量(kg)；ρc---水泥密度
(kg/L)：
Wfa---每立方混凝土中砂的质量(kg)：Wfa---砂的表
观密度(kg)：
Wca----每立方混凝土中的石的质量(kg)：ρca----石表观密度(kg/L)：
Ww----每立方混凝土的用水量(kg)：ρw---水的密度(kg/L)：
γ----砂率(按体积计)：V-----每立方混凝土中砂石料的绝对体积（L）：
6.2、如采用重量法时，应按下列公式计算粗细骨料的用量
Mco+Mgo+Mso+Mwo=Mcp βs= Mso/( Mgo+Mso)×100%
Mco---- 每立方米混凝土的水泥用量(kg)
Mgo ---- 每立方米混凝土的粗骨料用量(kg)
Mso ---每立方米混凝土的细骨料用量(kg)
Mwo ---每立方米混凝土的用水量(kg)
Βs---砂率
Mcp-----每立方米混凝土拌合物的假定重量，其值可取2350-2450kg
7、确定配合比
按以上确定的配合比和施工要求的坍落度，在保证水灰比不变的条件下，经试拌校正用水量或砂率，得出经济合理的基准配合比。
8、校核配合比设计：
按确定的基准配合比、及水灰比上下浮动0.05制作三个配
合比的试件，用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%，根据指定的要求，对混凝土强度、抗冻性和抗渗性等进行试验校核。
9、确定配合比：
根据试验得出的混凝土强度与其相对的灰水比关系，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，并确定每立方米混凝土的材料用量
9.1、用水量应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件实测调整确定。
9.2、水泥用量应以用水量乘以选定的灰水比计算确定。
9.3、粗细骨料应在选定的基准配合比的基础上根据灰水比调整确定。
9.4、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，按上述方法确定的配合比即为确定的设计配合比；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量乘以校正系数δ，即为确定的设计配合比。
δ=混凝土表观密度实测值/混凝土表观密度计算值。
