混凝土配合比設計例題第1頁，課件共56頁，創作于2023年2月【例題1】某工程制作室內用的鋼筋混凝土大梁，混凝土設計強度等級為C20，施工要求坍落度為35~50mm，采用機械振搗。該施工單位無歷史統計資料。采用材料：普通水泥，32.5級，實測強度為34.8MPa，密度為3100kg/m3；中砂，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1450kg/m3；卵石，最大粒徑20mm，表觀密度為2.73g/cm3，堆積密度為1500kg/m3；自來水。試設計混凝土的配合比(按干燥材料計算)。若施工現場中砂含水率為3%，卵石含水率為1%，求施工配合比。第2頁，課件共56頁，創作于2023年2月【解】(1)確定配制強度。

(2)確定水灰比(W/C)

(3)確定用水量(mW0)

(4)計算水泥用量(mC0）

(5)確定砂率

(6)計算砂、石用量mS0、mG0

(7)計算初步配合比

(8)配合比調整

(9)試驗室配合比

(10)施工配合比第3頁，課件共56頁，創作于2023年2月

(1)確定配制強度。該施工單位無歷史統計資料，查表5.21取σ=5.0MPa。fcu,o=fcu,k+1.645σ=20+8.2=28.2(MPa)(2)確定水灰比(W/C)①利用強度經驗公式計算水灰比：②復核耐久性查表規定最大水灰比為0.65，因此W/C=0.49滿足耐久性要求。第4頁，課件共56頁，創作于2023年2月(3)確定用水量(mW0)此題要求施工坍落度為35~50mm，卵石最大粒徑為20mm，查表得每立方米混凝土用水量：mW0=180kg(4)計算水泥用量(mC0）

mC0=mW0×C/W=180×2.02≈364(kg)

查表規定最小水泥用量為260kg，故滿足耐久性要求。(5)確定砂率根據上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒徑20mm，查表，選砂率βS=32%。第5頁，課件共56頁，創作于2023年2月(6)計算砂、石用量mS0、mG0

①按體積法列方程組

解得mSO=599kgmGO=1273kg第6頁，課件共56頁，創作于2023年2月②按質量法：強度等級C20的混凝土，取混凝土拌合物計算表觀密度m′CP=2400kg/m3，列方程組

解得mSO=594kmGO=1262kg第7頁，課件共56頁，創作于2023年2月(7)計算初步配合比①體積法mC0∶mS0∶mG0=364∶599∶1273=1∶1.65∶3.50W/C=0.49

②質量法mC0∶mS0∶mG0=364∶594∶1262=1∶1.63∶3.47W/C=0.49兩種方法計算結果相近。第8頁，課件共56頁，創作于2023年2月(8)配合比調整按初步配合比稱取15L混凝土拌合物的材料：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和易性調整將稱好的材料均勻拌和后，進行坍落度試驗。假設測得坍落度為25mm，小于施工要求的35~50mm，應保持原水灰比不變，增加5%水泥漿。再經拌和后，坍落度為45mm，粘聚性、保水性均良好，已滿足施工要求。

第9頁，課件共56頁，創作于2023年2月此時各材料實際用量為：水泥5.46+5.46×5%=5.73kg砂8.99kg石19.10kg水2.70+2.70×5%=2.84kg

并測得每立方米拌合物質量為mCP=2380kg/m3

②強度調整方法如前所述，此題假定W/C=0.49時，強度符合設計要求，故不需調整。第10頁，課件共56頁，創作于2023年2月(9)試驗室配合比上述基準配合比為：水泥∶砂∶石=5.73∶8.99∶19.10=1∶1.57∶3.33W/C=0.49則調整后1m3混凝土拌合物的各種材料用量為：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)×2380=372kgmS=1.57×372=584kgmG=3.33×372=1239kgmW=0.49×372=182kg第11頁，課件共56頁，創作于2023年2月試驗室配合比見下表：材料名稱水泥砂卵石水1m3混凝土拌合物各材料用量(kg)3725841239182質量配合比11.573.330.49第12頁，課件共56頁，創作于2023年2月(10)施工配合比1m3拌合物的實際材料用量(kg)：mC′=mC=375kgmS′=mS(1+a%)=584×(1+3%)=602kgmG′=mG(1+b%)=1239×(1+1%)=1251kgmW′=mW-mS·a%-mG·b%=182-17.5-12.4=152kg

第13頁，課件共56頁，創作于2023年2月【例題2】混凝土配舍比設計實剜

某工程的鋼筋混凝土梁(干燥環境)，混凝土設計強度等級為C30，施工要求坍落度為30～50mm(混凝土由機械攪拌，機械振搗)，施工單位無混凝土強度歷史統計資料。材料：普通硅酸鹽水泥，強度等級52．5號(實測28d強度58．0MPa)，密度ρc=3100kg／m3；中砂，表觀密度ρs=2650kg／m3；碎石，表觀密度ρg=2700kg／m3，最大粒徑20mm；自來水。施工現場砂的含水率為2％，碎石含水率1％。設計該混凝土的配合比，并換算為施工配合比。第14頁，課件共56頁，創作于2023年2月(一)初步配合比計算

1．確定配制強度

fcu.0=fcu.k+1．645σ

查表，當混凝土強度等級為C30時，取σ=5．0

fcu.0=30+1．645×5．0=38．2MPa

2．確定水灰比第15頁，課件共56頁，創作于2023年2月查表，干燥環境最大允許水灰比為0．65。所以取優mw／mc=0．533．確定單位用水量查表，取mwo=195kg。4．計算水泥用量第16頁，課件共56頁，創作于2023年2月查表4—7(P52)，最小水泥用量為260kg，所以應取mc0=368kg。5．確定砂率查表，βs=33％。6．計算砂石用量(1)質量法假定混凝土表觀密度mcp=2400kg／m3，mc0+ms0+mg0+mw0=mcp第17頁，課件共56頁，創作于2023年2月混凝土計算配合比為：mc0:mw0:ms0:mgo=368：195：606：1217=1：O．53：1．65：3．31(2)體積法第18頁，課件共56頁，創作于2023年2月解以上聯立方程，得：ms0=599kg，mg0=1223kg混凝土計算配合比為：mc0:mw0:ms0:mg0=368：195：599：1223=1：0．53：1．62：3．32兩種方法計算結果比較接近。．第19頁，課件共56頁，創作于2023年2月(二)試配調整1．和易性調整以體積法計算所得配合比為例。試拌15L混凝土，其材料用量為：水泥：0．015×368=5．52kg水：0.015×195=2．93kg砂：0.015×599=8．99kg第20頁，課件共56頁，創作于2023年2月石子：0．015×1223=18．35kg’按上述用量稱量并攪拌均勻，做坍落度試驗，測得坍落度為20mm。保持水灰比不變，增加用水量及水泥用量各4％，即用水量增加到3．08kg，水泥用量增加到5·81kg，測得坍落度為30mm，粘聚性、保水性均良好。經調整后各種材料用量為：水泥5·81kg，水3．08kg，砂8．99kg，石子18．35kg，總用量為36．23kg，實測混凝土拌和物的表觀密度為2415kg／ms。混凝土的“基準配合比”各種材料用量為：第21頁，課件共56頁，創作于2023年2月水泥用量：用水量：砂用量：石子用量：第22頁，課件共56頁，創作于2023年2月2．強度復核采用0．48、0．53、0．58三個不同的水灰比計算配合比，試拌測定坍落度均符合要求，標準養護28d后，測得的抗壓強度見表4—22。

表4—22不同水灰比的混凝土立方體抗壓強度

水灰比mw／mc灰水比mc／mw混凝土立方體抗壓強度fcu(MPa)0.480.530．582.081.891.7239.338.437.7第23頁，課件共56頁，創作于2023年2月用圖解法得，當立方體抗壓強度為38．2MPa時，相應的灰水比mc／mw=1·86，即水灰比mw／mc=0．54。3．實驗室配合比的計算(1)按強度檢驗結果修正配合比①用水量mw取基準配合比中的用水量，即：mw=197kg②水泥用量mcmc=mw/(mw/mc)=197/0.54=365kg第24頁，課件共56頁，創作于2023年2月③砂、石子用量ms，mg按基準配合比中的砂用量，即：ms=607kg；mg=1238kg(2)按實測表觀密度修正配合比根據符合強度要求的配合比試拌混凝土，測得混凝土拌和物的實測表觀密度為：

ρc,t=2405kg／m3混凝土拌和物表觀密度的計算值為：Pc,c=mw+mc+ms+mg=197+365+607+1238=2407kg／m3由于混凝土拌和物表觀密度的計算值與實測值之差的絕對值不超過計算值的2％，故不必進行修正。混凝土試驗室配合比見表4—23。第25頁，課件共56頁，創作于2023年2月材料名稱水泥水砂石子每立方米混凝土的用量3651976071238表4—23混凝土的實驗室配合比單位：kg第26頁，課件共56頁，創作于2023年2月(三)施工配合比水泥：m’c=365kg

砂：m’s=607+607×0．02=619kg石子：m’g=1238+1238×0．01=1250kg水：m’w=197-607×O．02—1238×0．01=172kg混凝土施工配合比見表4—24。第27頁，課件共56頁，創作于2023年2月表4—24混凝土的施工配合比單位．kg

材料名稱水泥水砂石子每立方米混凝土的用量3651726191250第28頁，課件共56頁，創作于2023年2月普通混凝土配合比設計實例【例題3】某辦公樓工程，現澆鋼筋混凝土梁，混凝土的設計強度等級為C20，施工要求坍落度為35～50mm（混凝土由機械攪拌，機械振搗），施工單位有歷史統計資料，混凝土強度標準差為4.5MPa.采用的原材料：32.5復合水泥（實測28天強度35.6Mpa），密度ρc＝3000kg/m3；中砂，表觀密度ρs=2660kg/m3；碎石，表觀密度ρg＝2700kg/m3，最大粒徑Dmax=19mm；自來水。要求：1、試設計混凝土配合比（按干燥材料計算）。2、施工現場砂含水率4％，碎石含水率1％，求施工配合比。第29頁，課件共56頁，創作于2023年2月【解】：初步計算配合比的計算⑴確定配制強度（fcu,o）

fcu,o

＝fcu,k+1.645σ＝20＋1.645×4.5=27.4Mpa⑵確定水灰比（W/C）采用碎石：αa,αb—回歸系數分別取0.46和0.07W/C=0.46×35.6/(27.4+0.46×0.07×35.6)=0.57

由于現澆鋼筋混凝土梁處于干燥環境，查表，（W/C）max<0.65，故可取w/c=0.57。第30頁，課件共56頁，創作于2023年2月⑶

確定單位用水量（mwo）

查表，取mwo＝195kg⑷

計算水泥用量（mco）

mco＝mwo/(W/C)=195/0.57=342(kg)

查表，最小水泥用量為260kg

故可取mco＝342kg⑸

確定合理砂率值（βs）根據骨料及水灰比情況，查表，取βs＝34％第31頁，課件共56頁，創作于2023年2月⑹計算粗、細骨料用量（mgo）及（mso）

用體積法計算:

解得：mgo＝1207kgmso=622kg第32頁，課件共56頁，創作于2023年2月采用質量法計算：解得：mgo＝1230kgmso=633kg

第33頁，課件共56頁，創作于2023年2月配合比的試配、調整1、按初步計算配合比試拌15L，其材料用量為水泥0.015×342=5.13kg

水0.015×195=2.93kg

砂0.015×633=9.50kg

石子0.015×1230=18.45kg攪拌均勻后做和易性試驗，測得的坍落度為20mm，不符合要求。增加5％的水泥漿，即水泥用量增加到5.39kg，水用量增加到3.08kg，測得坍落度為38mm，粘聚性、保水性均良好。試拌調整后的材料用量為：水泥5.38kg，水3.08kg，砂9.50kg，石子18.45kg，總重量36.41kg。混凝土拌和物的實測表觀密度為2465kg/m3，則拌制1混凝土的材料用量－第34頁，課件共56頁，創作于2023年2月拌制1M3

混凝土的材料用量：水泥：

水：砂：石子：第35頁，課件共56頁，創作于2023年2月檢驗強度

在基準配合比的基礎上，拌制三種不同水灰比的混凝土，并制作三組強度試件。其一是水灰比為0.57的基準配合比，另兩種水灰比分別為0.52及0.62，經試拌檢查和易性均滿足要求。經標準養護28天后，進行強度試驗，得出的強度值分別為：水灰比0.52（灰水比1.92）………31.5MPa

水灰比0.57（灰水比1.75）………27.9MPa

水灰比0.62（灰水比1.61）……24.8MPa第36頁，課件共56頁，創作于2023年2月確定設計配合比根據上述三組灰水比與其相對應的強度關系，計算（或作圖）出與混凝土配制強度（27.4MPa）對應的灰水比值。第37頁，課件共56頁，創作于2023年2月繪制強度與水灰比關系曲線，由圖，可查出與配制強度fcu,o=27.4MPa相對應的灰水比為1.72(水灰比為0.58)，即可得出符合強度要求的配合比如下：用水量取基準配合比用水量值，即：208kg；水泥用量208×1.72＝358kg；粗細骨料用量因水灰比值與基準配合比水灰比值相差不大，故可取基準配合比中的骨料用量，即砂643kg，石子1249kg。第38頁，課件共56頁，創作于2023年2月最后，按此配合比拌制混凝土拌合物，做和易性試驗，測得坍落度為38mm，觀察粘聚性，保水性均良好，滿足要求。測出拌合物的表觀密度為2460kg/m3。并根據實測表觀密度校正各材料用量。校正系數δ等于混凝土表觀密度實測值ρc,t與計算值ρc,c的比值.δ小于1.02。δ小于1.02，混凝土各材料用量不需修正.即可確定混凝土設計配合比為: 水泥:砂:石=358:643:1249=1:1.72:3.49w/c=0.58

第39頁，課件共56頁，創作于2023年2月現場施工配合比將設計配合比換算成現場施工配合比，用水量應扣除砂、石所含水量，而砂、石則應增加砂、石的含水量。所以施工配合比：

m/c＝358kgm/s=643×（1+4%）=669kgm/g=1249×（1+1%）=1261kgm/w=208-643×4%-1249×1%=170kgw/c=0.58摻減水劑時，用水量=m/w

（1-β）

β為外加劑減水率第40頁，課件共56頁，創作于2023年2月【例題4】某框架結構現澆梁,砼C30,截面300X450mm(鋼筋最小凈間距50mm),試進行配合比設計.第41頁，課件共56頁，創作于2023年2月解:1.確定原材料水泥:P.S42.5#,砂:中砂,級配合格,石:(5--31.5)5--30mm碎石,級配合格,(最小尺寸(截面)75mm

鋼筋最小凈間距37.5mm)第42頁，課件共56頁，創作于2023年2月2.求砼初步配合比(計算配合比)(1)確定砼配制強度fcu,ofcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645x5=38.23MPa(2)求水灰比W/C選W/C=0.53(3)確定用水量(WO)坍落度30--50mmWO=185Kg(4)計算水泥用量(CO)第43頁，課件共56頁，創作于2023年2月(5)確定砂率(SP)SP=35%(6)計算砂石用量體積法：得：重量法：（取新拌砼表觀密度）得：=185+356+644+1196=2381Kg第44頁，課件共56頁，創作于2023年2月（7）配合比砼表觀密度校正差值不校核若該例初步配合比：砼：C349kg，W185kg，S644kg，G1196kg

以重量比表示：第45頁，課件共56頁，創作于2023年2月3.摻FDN（萘系減水劑）減水劑(0.8%)

減水15%,減水泥5%(即和易性有所改善,又節約水泥)(1)C=349X(1-15%)=332kg(2)W=185X(1-15%)=157kg,w/c=0.47第46頁，課件共56頁，創作于2023年2月(w/c由0.530.47,SP若不變,粘聚性較大,故SP降低)S=645kgG=1252kg(3)求S和G(4)減水劑FDN:J=332X0.8%=2.66kg第47頁，課件共56頁，創作于2023年2月4.試驗室配合比(1)基準配合比-----檢驗和易性1>試拌試祥15