普通混凝土配合比设计方法-建筑材料（第3版）

1.初步配合比计算

混凝土的配合比设计（二）

（1）确定混凝土配制强度fcu，0。为了使所配制的混凝土具有必要的强度保证率（95%），要求混凝土配制强度必须大于其强度标准值。

式中　fcu，0——混凝土配制强度（MPa）；

　　　fcu，k——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；

　　　σ——混凝土强度标准差（MPa）。

（2）计算水胶比。

①按混凝土要求强度等级计算水胶比和水泥实际强度。

当混凝土强度等级小于C60时，水胶比可按式（5-26）计算。

式中　αa，αb——回归系数，应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验由表5-24取用；

　　　fce——水泥28 d抗压强度实测值。无水泥28 d抗压强度实测值时，可按式（5-27）计算：

　　　γc——水泥强度等级的富余系数，按各地区实际统计资料确定，按表5-15选用；

　　　fce，k——水泥强度等级的标准值（MPa）。

表5-24　回归系数

②按耐久性校核水胶比。确定水胶比时还应根据混凝土所处环境条件，校核满足耐久性要求的允许最大水胶比。如按强度计算的水胶比大于耐久性允许的最大水胶比，应采用允许的最大水胶比，见表5-25。

表5-25　普通混凝土最大水胶比和最小水泥用量的规定

（3）确定单位用水量mw0。

①水胶比在0.40～0.80范围内时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物的稠度，按表5-26及表5-27选取。

表5-26　塑性混凝土的单位用水量　kg/m3

②掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（mw0）可按式（5-28）计算：

式中　mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；

　　　——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3），以表5-27中90 mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20 mm 坍落度相应增加5 kg/m3 用水量来计算，当坍落度增大到180 mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少；

　　　β——外加剂的减水率（%），应经混凝土试验确定。

表5-27　干硬性混凝土的单位用水量　kg/m3

③每立方米混凝土中外加剂用量（ma0）应按式（5-29）计算：

式中　ma0——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）；

　　　mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m3），计算应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）的规定；

　　　βa——外加剂掺量（%），应经混凝土试验确定。

（4）计算单位水泥用水量mc0。

①按混凝土强度要求计算单位水泥用量。由已求得的水胶比和单位用水量可计算水泥用量：

②按耐久性校核单位水泥用量。确定水泥用量时还应根据混凝土所处环境条件，校核满足耐久性要求的允许最小水泥用量。按强度计算的水泥用量应不低于表5-25规定的最小水泥用量。

（5）选定砂率βs。

①坍落度为10～60 mm 的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、最大粒径及水胶比按表5-28选取。

表5-28　混凝土的砂率　%(www.xing528.com)

②坍落度大于60 mm 的混凝土砂率，可经试验确定；也可在表5-28基础上，按坍落度每增大20 mm 砂率增大1%的幅度予以调整。

③坍落度小于10 mm 的混凝土，其砂率应经试验确定。

（6）计算细、粗骨料单位用量（ms0、mg0）。

①质量法。该方法假定混凝土拌合物的表观密度为一固定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。在砂率已知的情况下，粗、细骨料的用量可由式（5-31）求得。

式中　mc0、ms0、mg0、mw0——1 m3 混凝土中水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）、水的用量（kg）；

　　　mcp——1 m3 混凝土拌合物的假定质量（kg），可根据施工单位积累经验确定，如缺乏资料，可在2 350～2 450 kg/m3 范围内选取；

　　　βs——混凝土砂率。

②体积法。体积法又称绝对体积法。该方法假定1 m3 混凝土拌合物的体积等于各组成材料的绝对体积与混凝土拌合物中所含空气体积之和。在砂率已知的情况下，粗、细骨料的用量可由式（5-32）求得。

式中　ρc、ρs、ρg、ρw——水泥的密度、砂的表观密度、石子（粗骨料）的表观密度、水的密度（kg/m3），水泥的密度可取2 900～3 100 kg/m3；

　　　α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。

一般认为，质量法比较简单，不需要各种组成材料的密度资料，如果施工单位已积累当地常用材料所组成的混凝土假定表观密度资料，也可获得较准确结果。体积法较复杂但较准确。

混凝土的配合比设计（三）

通过上述六个步骤，可计算出1 m3 混凝土中水泥、水、粗骨料、细骨料的用量，即混凝土的初步配合比。

2.试配、调整，提出基准配合比

（1）试配。按初步配合比称取相应的材料进行试配。试配时，混凝土的搅拌量按表5-29选取。当采用机械搅拌时，其搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。

表5-29　混凝土试配的最小搅拌量

（2）校核和易性，确定基准配合比。试拌后立即测定混凝土拌合物坍落度，并检查其黏聚性和保水性能，如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水胶比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现黏聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。最后提出供混凝土强度校核的基准配合比，即mca∶mwa∶msa∶mga。

3.检验强度，确定试验室配合比

（1）制作试件，检验强度。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水胶比值应较基准配合比分别增加或减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，砂率值可增加或减少1%。进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组（三块）强度试块，标准养护28 d进行强度测定。

（2）确定试验室配合比。根据强度检验结果及湿表观密度测定结果，进一步修订配合比，即可得到试验室配合比设计值。

①根据混凝土强度检验结果修正配合比。

a.单位用水量（mwb）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；

b.水泥用量（mcb）应以用水量乘以选定出来的胶水比计算确定；

c.细骨料和粗骨料用量（msb、mgb）应在基准配合比的用量基础上，按选定的水胶比进行调整后确定。

②根据实测混凝土拌合物湿表观密度结果修正配合比。

③根据强度检验结果修正后的混凝土配合比计算混凝土的表观密度计算值ρc，c：

④按式（5-34）计算混凝土配合比校正系数δ：

式中　ρc，t——混凝土表观密度实测值（kg/m3）；

　　　ρc，c——混凝土表观密度计算值（kg/m3）。

（3）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，则mcb∶mwb∶msb∶mgb即为确定的试验室配合比；当二者之差超过2%时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，即得最终确定的试验室配合比。

为最终确定的试验室配合比。

4.施工配合比换算

试验室最后确定的配合比，是按骨料为绝干状态计算的。而施工现场砂、石材料均为露天堆放，都有一定含水率。因此，施工现场应根据砂、石的实际含水率的变化，将试验室配合比换算为施工配合比。

设施工现场实测砂、石含水率分别为a%、b%。则施工配合比的各种材料单位用量可按式（5-36）计算。

施工配合比为mc∶mw∶ms∶mg。