混凝土配合比设计实例解析

【例10-2】 试设计某室内现浇钢筋混凝土T形梁混凝土配合比设计。

原始资料：

（1）已知混凝土设计强度等级为C30，无强度历史统计资料，要求混凝土拌和物坍落度为30～50mm。

（2）组成材料。

水泥：强度等级为42.5的硅酸盐水泥，富裕系数为1.13，密度为3.1×103kg/m3，无矿物掺合料。

砂：中砂，表观密度为2.65×103kg/m3。

碎石：最大粒径为31.5mm，表观密度为2.7×103kg/m3。

设计要求：

（1）按题给资料计算出初步配合比。

（2）按初步配合比在实验室进行试拌调整，得出实验室配合比。

【解】

（1）确定混凝土配制强度fcu，0。按题意已知，设计要求混凝土强度为30MPa，无历史统计资料，查表10-19知标准差为5.0MPa。混凝土配制强度为

（2）计算水胶比：

1）按强度要求计算水胶比，因无矿物掺合料，故水胶比即为水灰比。

a.计算水泥实际强度。由题意已知采用强度等级为42.5硅酸盐水泥，富裕系数为1.13，则水泥实际强度为

b.计算水胶比。已知混凝土配制强度为38.2MPa，水泥实际强度为48MPa，本单位无混凝土强度回归系数统一资料，查表得回归系数αa=0.46、αb=0.07，计算水胶比为

2）按耐久性校核水胶比。根据混凝土所处环境，查表10-16，允许最大水胶比为0.60，按强度计算的水胶比满足耐久性要求，采用0.56。

（3）选用单位用水量mw0。由题意已知，要求混凝土拌和物坍落度为30～50mm，碎石最大粒径为31.5mm。查表10-22选用混凝土用水量为185kg/m3。

（4）计算单位水泥用量mw0：

1）已知混凝土单位水用量为185kg/m3，水胶比为0.56，混凝土单位胶凝材料用量为

2）按耐久性校核单位胶凝材料用量。根据混凝土所处环境，查表10-17，最小胶凝材料用量不得小于300kg/m3，按强度计算单位胶凝材料用量符合耐久性要求，采用单位胶凝材料用量330kg/m3。因无矿物掺合料，故mc0=mb0=330kg/m3。(www.xing528.com)

（5）选定砂率βs。按已知集料采用碎石，最大粒径31.5mm，水胶比为0.56，查表10-24，选取砂率为0.33。

（6）计算砂石用量：

1）采用质量法计算。已知单位胶凝材料用量为330kg/m3，单位用水量为185kg/m3，混凝土拌和物湿表观密度为2400kg/m3，砂率为0.33，得

解方程组得：ms0=622kg/m3，mg0=1263kg/m3。

按质量法计算得初步配合比：

即：1.88∶3.83，W/B=0.56；

2）调整和易性，提出基准配合比：

a.计算试样材料用量。按计算初步配合比取样15L，则各种材料的用量为

水泥：330×0.015=4.95（kg） 砂：622×0.015=9.33（kg）

石子：1263×0.015=18.95（kg） 水：185×0.015=2.78（kg）

b.调整和易性。按计算材料用量拌制混凝土拌和物，测定其坍落度为10mm。为满足施工和易性要求，保持水胶比不变，增加5%水泥浆，故二次拌和用水量为2.78×（1+5%）=2.92（kg），水泥用量为4.95×（1+5%）=5.20（kg）。再经拌和，测得坍落度为40mm，黏聚性和保水性也良好，满足施工和易性要求，并测得拌和物表观密度为2416kg/m3。

c.提出基准配合比。则由式（10-13）得

故可得出基准配合比为：mcJ∶msJ∶mgJ∶mwJ=345∶619∶1258∶194

3）检验确定、测定试验室配合比：

a.检验强度。以0.56为基准，选用0.51、0.56和0.61共3个水胶比，分别拌制3个试样，其中对0.51和0.61进行和易性调整，满足设计要求。分别作成试块，实测28d抗压强度结果见表3-28。

表10-27　不同水胶比的混凝土强度值

经内插计算得，相应混凝土配制强度38.2MPa的胶水比B/W=1.75，即水胶比为0.57。

b.混凝土实验室配合比。根据新确定的水胶比，在用水量保持不变的情况下，可计算出实验室配合比，即

根据此配合比实测出混凝土拌和物的湿表观密度为2402kg/m3，计算配合比校正系数二者之差不超过计算值的2%，故可不再进行调整。

因此，实验室配合比为mc∶ms∶mg∶mw=340∶621∶1261∶194