西北工业大学：《混凝土配合比设计》讲义

混凝土配合比设计 西北工业大学 张德思

混凝土配合比设计 西北工业大学 张德思

●普通混凝土配合比设计 混凝土配合比,是指单位体积的混凝土中各组成 材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作 称为混凝土配合比设计 混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求 即 (1)满足结构设计的强度等级要求; 2)满足混凝土施工所要求的和易性; (3)满足工程所处环境对混凝士耐久性的要求: (4)符合经济原则,即节约水泥以降低混凝土 成本。 ●国家标准《普通混凝土配合比设计规程》 ●JGJ55-2000于200141施行

 普通混凝土配合比设计 混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成 材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作， 称为混凝土配合比设计。 混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求， 即： (1) 满足结构设计的强度等级要求； (2）满足混凝土施工所要求的和易性； （3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； （4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土 成本。  国家标准 《普通混凝土配合比设计规程》  JGJ55-2000 于2001.4.1施行

混凝土配合比设计基本参数确定的原 水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合 匕设计的三个基本参数。混凝土配合比设 计中确定三个参数的原则是:在满足混凝 土强度和耐久性的基础上,确定混凝土的 水灰比;在满足混凝土施工要求的和易性 基础上,根据粗骨料的种类和规格确定单 用水量;砂率应以砂在骨料中的数量填 充石子空隙后略有富余的原则来确定。混 凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材 料用量为基准,计算时骨料以干燥状态为 准

 一、混凝土配合比设计基本参数确定的原 则 水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合 比设计的三个基本参数。混凝土配合比设 计中确定三个参数的原则是：在满足混凝 土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的 水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性 基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单 位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填 充石子空隙后略有富余的原则来确定。混 凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材 料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为 准

普通混凝土配合比设计基本原理 (1)绝对体积法 绝对体积法的基本原理是:假定刚浇捣完毕的混 凝土拌合物的体积,等于其各组成材料的绝对体 积及混凝十拌合物中所含少量空气体积之和 co 80 +0.0la=1 g 式中Pc一水泥密度(kg/m3),可取2900~3100kg/m p。一粗骨料的表观密度(kg/m3) ps一细骨料的表观密度(kg/m3) pw一水的密度(kg/m3),可取1000kg/m 一混凝土的含气量百分数,在不使用引气型外加剂时,a可取为1

 二、 普通混凝土配合比设计基本原理 （1）绝对体积法 绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混 凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体 积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。 0.0 1 1 0 0 0 + + + +  =     w w s so g g c mc m m m 式中 ρc——水泥密度（kg/ｍ3），可取 2900～3100 kg/ｍ3。 ρg——粗骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρs——细骨料的表观密度（kg/ｍ3）； ρw——水的密度（kg/ｍ3），可取 1000 kg/ｍ3； α ——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α 可取为１

●(2)重量法(假定表观密度法)。 如果原材料比较稳定,可先假设混凝士的 表观密度为一定值,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。 mcotmgo t mso +mwo= mcp 式中m-—每立方米混凝土的水泥用量(kg); m0每立方米混凝土的粗骨料用量(kg); ms0-—每立方米混凝土的细骨料用量(kg); m0—每立方混凝土的用水量(kg); m cp 每立方米混凝土拌合物的假定重量(kg 其值可取2400~2450kg

 （２）重量法（假定表观密度法）。 如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的 表观密度为一定值，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。 ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ ｍcp 式中 ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）； ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）； ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）； ｍw0——每立方米混凝土的用水量（kg）； ｍcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）； 其值可取 2400～2450kg

●三、混凝土配合比设计的步骤 1.设计的基本资料 ①混凝土的强度等级、施工管理水平, ②对混凝土耐久性要求, ③原材料品种及其物理力学性质, ④混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。 2.初步配合比计算 1)确定试配强度(f。) fcu o=fcu, k+1.6450

 三 、混凝土配合比设计的步骤 1. 设计的基本资料 ①混凝土的强度等级、施工管理水平， ②对混凝土耐久性要求， ③原材料品种及其物理力学性质， ④混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。 2．初步配合比计算 （１）确定试配强度（f cu,0） f cu，0 = f cu，k +1.645

●混凝土配制强度可按下式计算(JGJ55- 2000) fan02≥fn.k+1.6450 ●式中f 混凝土配制强度(MPa) cu x—设计的混凝士强度标准值 MPay 混凝土强度标准差(MPa)

 混凝土配制强度可按下式计算（JGJ55- 2000）：  式中 f cu,0——混凝土配制强度（MPa）； f cu,k——设计的混凝土强度标准值 （MPa）； σ ——混凝土强度标准差（MPa）． f cu，0  f cu，k +1.645

混凝土强度标准差(σ) 混凝土强度标准差又称均方差,其计算式 为 ∑(m-2∑f Cu, I n-1 ●对于C20、C25级混凝土,σ计算值 <25MPa时计算配制强度时取σ+2.5MPa; 对于C30级以上的混凝土,σ计算值 <30MPa时计算配制强度时取σ+3.0MPa;

混凝土强度标准差（σ） 混凝土强度标准差又称均方差，其计算式 为  对于 C20、C25级混凝土，σ计算值 <2.5MPa时,计算配制强度时取σ≮2.5MPa；  对于 C30级以上的混凝土，σ计算值 <3.0MPa时,计算配制强度时取σ≮3.0MPa； 1 1 2 1 2 1 2 − − = − − =   = = n f nf n f f n i cu i n i （ cu，i ） ， 

●当施工单位不具有近期的同一品种混凝土 的强度资料时,σ值可按下表取值 ●《混凝土结构工程施工及验收规范》 GB50204-1992 表3.0混凝土强度标准差(o) 混凝土设计 低于C20 C20~C35 高于C35 强度等级fuk o MPa) 4.0 5.0 6.0

 当施工单位不具有近期的同一品种混凝土 的强度资料时，σ值可按下表取值。  《混凝土结构工程施工及验收规范》 GB50204-1992 表 3.0 混凝土强度标准差(σ) 混凝土设计 强度等级 fcu,k 低于 C20 C20~C35 高于 C35 σ(MPa) 4.0 5.0 6.0

(2)计算水灰比(WC 根据强度公式计算水灰比: fcu o=aafce(c/w-ab ce c,0+C b ce ●式中fu混凝士试配强度,MPa; 水泥28d的实测强度,MPa an,a1回归系数,与骨料品种、水泥品种有 关,其数值可通过试验求得。 ●《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000) 提供的αn、O经验值为 采用碎石:a=0.46 CL1=0.07 采用卵石:a=0.48 C1=0.33

 （２）计算水灰比 （W/C） 根据强度公式计算水灰比：  式中f cu,0——混凝土试配强度, ＭＰa； f ce——水泥28d的实测强度,ＭＰa； αa ,αb—回归系数，与骨料品种、水泥品种有 关，其数值可通过试验求得。  《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000） 提供的αa 、αb 经验值为： 采用碎石：αa=0.46 αb ＝0.07 采用卵石：αa=0.48 αb =0.33 ce cu a b a ce f f f C W • • • + =    ,0 f cu，0 = a f ce（C /W −b）