1、配合比設計配合比設計o第一部分第一部分 概述概述o第二部分第二部分 配合比設計配合比設計 一、配合比設計定義 二、配合比設計流程 1、配制強度 2、原材料選擇 3、初步計算配合比 4、混凝土配合比的試配、調整與確定o第三部分第三部分 配合比設計案例配合比設計案例 1、摻外加劑混凝土配合比設計 2、摻粉煤灰混凝土配合比設計 3、高強混凝土配合比設計概概 述述o 配合比設計是實現預拌混凝土性能的一個重要過程，也是保證預拌混凝土質量的重要環節。施工配合比是以實驗配合比為基礎而確定的，普通混凝土的實驗配合比設計是確定了相應混凝土的施工配制強度后，按照普通混凝土配合比設計規程的方法和要求進行設計確定。o

2、 混凝土配合比設計要滿足強度結構設計的等級要求，施工的和易性、耐久性和經濟性。混凝土隨著材料科學的不斷發展，其用途也越來越廣泛，已到了跨行業、跨學科，互相滲透得非常廣泛的領域。 o 混凝土的配合比設計不同于結構設計，不是單純的理論計算，屬于試驗型而非經驗型學科的范疇。混凝土配合比設計牽涉到多個方面，既要保證混凝土硬化后的強度和耐久性，又要滿足施工和易性要求。通過經驗表格和經驗公式算出初步計算配合比后，還需要進行試配調整，以滿足施工和易性要求，并應進行強度試驗。在滿足上述性能的前提下，盡可能節約水泥，降低成本。配合比設計配合比設計o 一、配合比設計的定義一、配合比設計的定義 配合比設計是指根據混

3、凝土要求的性能和原材料的特性，確定混凝土的組成和成分。o 混凝土配合比設計必須達到以下四項基本要求，即： （1）滿足結構設計的強度等級要求； （2）滿足混凝土施工所要求的和易性； （3）滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求； （4）符合經濟原則，即節約水泥以降低混凝土成本。二、配合比設計流程二、配合比設計流程混凝土配合比設計基本參數確定的原則混凝土配合比設計基本參數確定的原則o 水膠比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設計的三個基本參數。 混凝土配合比設計中確定三個參數的原則是：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎上，確定混凝土的水膠比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據粗骨料的種類和規格確定單

4、位用水量；砂率應以砂在骨料中的數量填充石子空隙后略有富余的原則來確定。混凝土配合比設計以計算1m3混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干燥狀態為準。1 1、 配制強度配制強度1.1 1.1 混凝土的配制強度應按下列規定進行混凝土的配制強度應按下列規定進行：1、當混凝土的設計強度等級小于C60時，配制強度應按下式確定： fcu,0 fcu,k +1.645 式中 fcu,0混凝土配制強度(MPa)； fcu,k 混凝土立方體抗壓強度標準值，這里取混凝土的設計強度等級值(MPa)； 混凝土強度標準差(MPa)。2、當設計強度等級不小于C60時，配制強度應按下式確定： fcu,0 1.15 fcu

5、,k 1.2 1.2 混凝土強度標準差混凝土強度標準差o 當具有近1個月3個月的同一品種、同一強度等級混凝土的強度資料，且試件組數不小于30時，其混凝土強度標準差應按下式計算： （1.2-1）式中：混凝土強度標準差(MPa) ； fcu,i 第i組的試件強度(MPa)； mfcu n組試件的強度平均值(MPa)； n 試件組數。22,11ncu ifcuifnmn 對于強度等級不大于C30的混凝土，當混凝土強度標準差計算值不小于3.0MPa時，應按式(1.2-1)計算結果取值；當混凝土強度標準差計算值小于3.0MPa時，應取3.0MPa。 對于強度等級大于C30且小于C60的混凝土，當混凝土強

6、度標準差計算值不小于4.0MPa時，應按式(1.2-1)計算結果取值；當混凝土強度標準差計算值小于4.0MPa時，應取4.0MPa。o 當沒有近期的同一品種、同一強度等級混凝土強度資料時，其強度標準差可按下表取值。 標準差標準差值值(MPa)(MPa) 混凝土強度標準值C20C25 C45C50 C554.05.06.02 2、原材料選擇、原材料選擇o 2.1 2.1 膠凝材料膠凝材料 最大水膠比最小膠凝材料用量(kg/m3)素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土0.602502803000.552803003000.503200.453302.1.1 2.1.1 水泥水泥o 水泥品種的選擇：水泥品種

7、應根據水泥的特性水泥品種的選擇：水泥品種應根據水泥的特性和工程特點及施工環境進行選擇。用于建筑工和工程特點及施工環境進行選擇。用于建筑工程的常用水泥為五種，其特性如表程的常用水泥為五種，其特性如表2-12-1所示。根所示。根據工程特點及施工環境選用水泥時，可參照表據工程特點及施工環境選用水泥時，可參照表2-22-2。五種常用水泥特性o表2-1五種常用水泥的選用o 表2-2o 水泥強度等級的選擇 a、一般情況下，水泥強度為混凝土強度的1.5-2.0倍為宜。 b、配制高強度混凝土（30MPa以上）時，水泥的強度等級可降低為混凝土強度等級的0.9-1.5倍。 普通混凝土選用水泥強度等級的標準，可參考

8、下表。水泥強度等級的選用水泥強度等級的選用混凝土等級混凝土等級C20C20C25-C30C25-C30C30-C40C30-C40C45C45水泥強度等級水泥強度等級32.532.532.532.5、42.542.542.542.5、52.552.552.552.5、62.5 2.1.2 礦物摻合料礦物摻合料o 礦物摻合料在混凝土中的摻量應通過試驗確定。采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽時，鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量應符合表2.1.2-1的規定，預應力混凝土中礦物摻合料最大摻量宜符合表2.1.2-2的規定。對基礎大體積混凝土，粉煤灰、粒化高爐礦渣粉和復合摻合料的最大摻量可增加5%

9、。采用摻量大于30%的C類粉煤灰的混凝土應以實際使用的水泥和粉煤灰摻量進行安定性檢驗。表表2.1.2-1 2.1.2-1 鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量表表2.1.2-2 2.1.2-2 預應力混凝土中礦物摻合料的最大摻量預應力混凝土中礦物摻合料的最大摻量表表2.1.2-2 2.1.2-2 預應力混凝土中礦物摻合料的最大摻量預應力混凝土中礦物摻合料的最大摻量2.2 2.2 砂砂o 粒徑小于4.75mm、大于150m的骨料粒稱為細骨料，簡稱砂。1）通常使用天然河砂或淡水湖砂；使用海砂時應進行沖洗，經檢驗合格后方可用于鋼筋混凝土結構；山砂含礦物質較多，應經處理并檢驗合

10、格后方可使用。2）砂的粗細程度用細度模數表示，如表2-3。普通混凝土用砂，其細度模數在2.7-3.4之間的中粗砂較好。砂子的顆粒級配應處于表2-4所列的三個級配區中。如為特細砂，應按照特細砂混凝土設計。3）砂按技術要求分為類、類、類，選用時應與混凝土強度相匹配。如表2-5所示。表2-3表2-4表2-52.3 2.3 石子石子o 粒徑大于4.75mm的骨料粒稱為粗骨料，簡稱石子。石子的選用盡量按照就地取材的原則，配制高強度混凝土時宜選用碎石。其性能應符合下列要求：1）石子的最大粒徑應符合表2-6要求；2）級配合格，石子的顆粒級配應符合表2-7的要求；3）巖石的抗壓強度與混凝土強度等級之比不應小于

11、1.5，且火成巖的強度不應小于80MPa，變質巖的強度不應小于60MPa，沉積巖的強度不應小于30MPa。 4）泥和泥塊含量、針片狀含量、有害物質含量，堅固性指標和壓碎指標均應符合要求，如表2-8所示；5）石子按技術要求分為類、類、類，選用時應與混凝土強度相匹配。如表2-5所示。表 2-6表2-7表2-8表2-82.4 2.4 水水o 1）應采用飲用水或潔凈的天然水；o 2）海水不經處理不得用于鋼筋混凝土、預應力混凝土及有飾面要求的混凝土；o 3）工業廢水須經適當處理后方可使用。混凝土用水標準JGJ 63-2006 規定的混凝土用水中得物質含量限值見表2-9。表2-92.5 2.5 外加劑外加

12、劑o 混凝土摻用外加劑是混凝土發展史上的一次重大變革，為混凝土的而發展提供了更大、更廣闊的空間。隨著建筑業的發展，混凝土外加劑已經成為混凝土中不可缺少的第五大組分。3 3、初步計算配合比、初步計算配合比o初步計算配合比設計程序如下初步計算配合比設計程序如下：1、根據所選用水泥的實際強度和混凝土的設計強度確定水膠比；2、根據粗骨料的最大粒徑、工藝要求的坍落度和外加劑的性能，找出所需的用水量；3、根據水膠比和用水量，計算膠凝材料用量；4、根據水膠比和粗骨料的最大粒徑，確定砂率；5、根據用水量、膠凝材料用量和砂率，計算出砂石用量。3.1 3.1 水膠比水膠比o 當混凝土的強度等級小于C60時，混凝土

13、水膠比宜按下式計算: W/B= 式中：W/B混凝土水膠比; 、 回歸系數，按回歸系數取值表取值； 膠凝材料28d膠砂抗壓強度（MPa），可實測，且試驗方法應按現行國家標準水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）GB/T 17671執行；也可按執行。,0abcuabbfff babf3.1.1 3.1.1 回歸系數回歸系數（ 、 ）o 回歸系數宜按下列規定確定：1、根據工程所使用的原材料，通過試驗建立的水膠比與混凝土強度關系式來確定；2、當不具備上述試驗統計資料時，可按下表選用。ab3.1.2 3.1.2 膠凝材料膠凝材料28d28d抗壓強度值抗壓強度值o 當膠凝材料28天抗壓強度值無實測值時，可按下式

14、計算： 、 粉煤灰影響系數和粒化高爐礦渣粉影響系數，按表2-10選用； 水泥28d膠砂抗壓強度（MPa），可實測，也可按確定。bfbfsceff cefsf表表2-102-103.1.3 3.1.3 水泥水泥28d28d膠砂抗壓強度膠砂抗壓強度o 當水泥28d膠砂抗壓強度無實測值時，可按下式計算： 式中： 水泥強度等級值的富余系數，可按實際統計資料確定；當缺乏實際統計資料時，可按下表選用； 水泥強度等級值（MPa）。,cecce gffcefc,ce gf3.2 3.2 用水量和外加劑用量用水量和外加劑用量o 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mw0）應符合下列規定：1、混凝土

15、水膠比在0.40-0.80范圍時，可按表2-11和表2-12選取；2、混凝土水膠比小于0.40時，可通過試驗確定。表表2-11 2-11 干硬性混凝土的用水量干硬性混凝土的用水量(kg/m(kg/m3 3) )拌合物稠度拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（卵石最大公稱粒徑（mmmm）碎石最大公稱粒徑（碎石最大公稱粒徑（mmmm）項目項目指標指標10.0 10.0 20.0 20.0 40.0 40.0 16.0 16.0 20.0 20.0 40.0 40.0 維勃稠度（維勃稠度（s s）161620201751751601601451451801801701701551551111151518018

16、01651651501501851851751751601605 51010185185170170155155190190180180165165o 注：1、本表用水量系采用中砂時的取值。采用細 砂時，每立方米混凝土用水量可增加5kg-10kg， 采用粗砂時，可減少5kg-10kg； 2、摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調整。表表2-12 2-12 塑性混凝土的用水量塑性混凝土的用水量(kg/m(kg/m3 3) )拌合物稠度拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（卵石最大公稱粒徑（mmmm）碎石最大公稱粒徑（碎石最大公稱粒徑（mmmm）項目項目指標指標10.0 10.0 20.0 20.0 31

17、.5 31.5 40.0 40.0 16.0 16.0 20.0 20.0 31.5 31.5 40.0 40.0 坍落度坍落度(mm)(mm)10103030190190170170160160150150200200185185175175165165353550502002001801801701701601602102101951951851851751755555707021021019019018018017017022022020520519519518518575759090215215195195185185175175230230215215205205195195o 注：

18、1、本表用水量系采用中砂時的取值。采用細 砂時，每立方米混凝土用水量可增加5kg-10kg， 采用粗砂時，可減少5kg-10kg； 2、摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應相應調整。o 摻外加劑時，每立方米流動性或大流動性混凝土的用水量(mw0)可按下式計算： mw0= mw0，(1-)式中： mw0計算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3); mw0，未摻外加劑時推定的滿足實際坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3),以表2-12中90mm坍落度的用水量為基礎，按每增大20mm坍落度相應增加5 kg/m3用水量來計算，當坍落度增大到180mm以上時，隨坍落度相應增加的用水量可減少。

19、外加劑的減水率(%)，應經混凝土試驗確定。o 每立方米混凝土中外加劑用量(ma0)應按下式計算： ma0= mb0a式中： ma0計算配合比每立方混凝土中外加劑用量(kg/m3)； mb0計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量(kg/m3),計算應符合規定。 a外加劑摻量(%)，應經混凝土試驗確定。3.3 3.3 膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量o 3.3.1 每立方米混凝土的膠凝材料用量(mb0)應按下式計算，并應進行試拌調整，在拌合物性能滿足的情況下，取經濟合理的膠凝材料用量。 式中： 計算配合比每立方米混凝土中礦物摻合料用量(kg/m3)； 計算配合比每立方米

20、混凝土的用水量(kg/m3)； W/B 混凝土水膠比。00/wbmmW B0bm0wmo 3.3.2 每立方米混凝土的礦物摻合料用量(mf0)按下式計算： mf0 =mb0 f式中： mf0計算配合比每立方米混凝土中礦物摻合料用量(kg/m3)； f 礦物摻合料摻量(%)。o 3.3.3 每立方米混凝土的水泥用量(mc0)應按下式計算： mc0 = mb0 - mf0式中： mc0計算配合比每立方米混凝土中水泥用量(kg/m3)。3.4 3.4 砂率砂率o 砂率(s)應根據骨料的技術指標、混凝土拌合物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定。o 當缺乏砂率的歷史資料時，混凝土砂率的確定應符合下列規

21、定： 1、坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經試驗確定； 2、坍落度為10mm60mm的混凝土，其砂率可根據粗骨料品種、最大公稱粒徑及水膠比按表2-13選取； 3、坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可經試驗確定，也可在表2-13的基礎上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1%的幅度予以調整。表表2-13 2-13 混凝土的砂率混凝土的砂率(%)(%)3.5 3.5 粗、細骨料用量粗、細骨料用量o 3.5.1當采用質量法計算混凝土配合比時，粗、細骨料用量應按式(3.5.1-1)計算；砂率應按式(3.5.1-2)計算。 mf0+ mc0+ mg0+ ms0+ mw0= mcp (3.5.1-1)

22、s= ms0/(mg0+ms0)*100% (3.5.1-2)式中： mg0計算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量(kg/m3)； ms0計算配合比每立方米混凝土的細骨料用量(kg/m3)； s 砂率(%)； mcp每立方米混凝土拌合物的假定質量(kg)，可取2350 kg/m3 2450 kg/m3 。o.2 當采用體積法計算混凝土配合比時，砂率應按式(3.5.1-2)計算，粗、細骨料用量應按下式計算。式中：c水泥密度(kg/m3)，可按現行國家標準水泥密度測定方法GB/T 208 測定，也可按 2900 kg/m3 3100 kg/m3 ； f礦物摻合料密度(kg/m3)，可

23、按現行國家標準水泥密度測定方法GB/T 208 測定； g粗骨料的表觀密度(kg/m3)，應按現行行業標準普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準JGJ 52 測定； s細骨料的表觀密度(kg/m3)，應按現行行業標準普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準JGJ 52 測定； w水的密度(kg/m3)，可取 1000 kg/m3； 混凝土的含氣量百分數，在不使用引氣劑或引氣型外加劑時，可取 1。000000.011fgcswcfgswmmmmm4 4、混凝土配合比的試配、調整與確定、混凝土配合比的試配、調整與確定o 4.1 4.1 試配試配4.1.1 混凝土試配應采用強制式攪拌機進行攪拌，并應符合現

24、行行業標準混凝土試驗用攪拌機JG 244 的規定，攪拌方法宜與施工采用的方法相同。4.1.2 試驗室成型條件應符合現行國家標準普通混凝土拌合物性能試驗方法GB/T 50080 的規定。4.1.3 每盤混凝土試配的最小攪拌量應符合下表的規定，并不應小于攪拌機公稱容量的1/4且不應大于攪拌機公稱容量。粗骨料最大公稱粒徑(mm)拌合物數量(L)31.52040.025o4.1.4 在計算配合比的基礎上應進行試拌。計算水膠比宜保持不變，并應通過調整配合比其他參數使混凝土拌合物性能符合設計和施工要求，然后修正計算配合比，提出試拌配合比。o4.1.5 在試拌配合比的基礎上應進行混凝土強度試驗，并應符合下列

25、規定：1、應采用三個不同的配合比，其中一個應為4.1.4節確定的試拌配合比，另外兩個配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加和減少0.05，用水量應與試拌配合比相同，砂率可分別增加和減少1%；2、進行混凝土強度試驗時，拌合物性能應符合設計和施工要求；3、進行混凝土強度試驗時，每個配合比應至少制作一組試件，并應標準養護到28d或設計規定齡期時試壓。4.2 4.2 配合比的調整與確定配合比的調整與確定o 4.2.1 配合比調整應符合下列規定：1、根據4.1.5節混凝土強度試驗結果，宜繪制強度和水膠比的線性關系圖或插值法強度略大于配制強度對應的水膠比；2、在試拌配合比的基礎上，用水量和外加劑用量應根據確

26、定的水膠比作調整；3、膠凝材料用量應以用水量乘以確定的膠水比計算得出；4、粗骨料和細骨料用量應根據用水量和膠凝材料用量進行調整。o4.2.2 混凝土拌合物表觀密度和配合比校正系數的計算應符合下列規定：1、配合比調整后的混凝土拌合物的表觀密度應按下式計算： c,c = mc +mf +mg +ms +mw式中c,c混凝土拌合物的表觀密度計算值(kg/m3)； mc每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3)； mf每立方米混凝土的礦物摻合料用量(kg/m3)； mg每立方米混凝土的粗骨料用量(kg/m3)； ms每立方米混凝土的細骨料用量(kg/m3)； mw每立方米混凝土的用水量(kg/m3)。2、

27、混凝土配合比校正系數應按下式計算： = c,t / c,c 式中：c,t混凝土配合比校正系數； c,c混凝土拌合物的表觀密度實測值(kg/m3)。o4.2.3 當混凝土拌合物表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時，按4.2.1節調整的配合比可維持不變；當兩者之差超過2%時，應將配合比中每項材料用量均乘以校正系數()。o4.2.4 配合比調整后，應測定拌合物水溶性氯離子含量，試驗結果應符合相關規定。o4.2.5 對耐久性有設計要求的混凝土應進行相關耐久性試驗驗證。o4.2.6 生產單位可根據常用材料設計出常用的混凝土配合比備用，并應在啟用過程中予以驗證或調整。遇有下列情況之一時，

28、應重新進行配合比設計：1、對混凝土性能有特殊要求；2、水泥、外加劑或礦物摻合料等原材料品種、質量有顯著變化時。配合比設計案例o摻用減水性外加劑混凝土配合比設計1、提高混凝土強度的設計 1）維持基準混凝土配合比水泥用量和坍落度； 2）以準備提高的強度代入配制強度公式，得出新的配制強度； 3）用新的配置強度計算水膠比； 4）按新的水膠比與基準混凝土的膠凝材料用量算出新用水量；新舊用水量對比，得出減水率； 5）按減水率的要求尋找合適的減水劑，并確定摻量； 6）計算出新配合比； 7）采用新配合比按規定進行試配、調整，直至符合要求(減水劑效果不理想，可以換批號或換牌號再做試驗)o 例例1 1、已知原混凝土的基準配合比為 180:327:658:1222，原設計強度為C25，強度標準差為3.8MPa。水泥實測強度為45MPa，砂率為35%。現要求將設計強度提高到C30級，摻用減水劑，不增加水泥用量，請設計減水劑的摻量及新的配合比。o 2 2、節約水泥的設計方法、節約水泥的設計方法 1）以不摻減水劑時的原配合比為基準配合比； 2）按減水劑出廠使用說明書推薦的減水率(或試驗認可的減水率)，按照下式計算摻減水劑后的用水量： m mwwww= m= mw0w0(1-)(1-)式中