《土木工程材料》课程教学资源（PPT课件）普通混凝土的配合比设计

第10-2讲 普通混凝土的配合比设计 一、概述 (1)配合比的定义： 指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、 水、砂子和石子)用量之比： (2)配合比的表示方法： 通常用1m混凝土各材料的质量来表示，如1m3 混凝土中，水泥：300kg,水：180kg,砂 子：720kg,石子：2400kg: 或以各种组成材料用量的比例来表示： 水泥：砂：石=1：2.4：4，水灰比为0.60，其 中水泥为300kg G山东理正大学

1 第10-2讲 普通混凝土的配合比设计 一、概述 (1) 配合比的定义： 指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、 水、砂子和石子）用量之比； （2）配合比的表示方法： ✓ 通常用1m3混凝土各材料的质量来表示，如1m3 混凝土中，水泥：300kg, 水：180kg,砂 子:720kg,石子:2400kg; ✓ 或以各种组成材料用量的比例来表示： 水泥：砂：石=1：2.4：4，水灰比为0.60，其 中水泥为300kg

(3)普通混凝土设计的基本要求： (a)满足施工要求的砼拌合物和易性； (b)满足结构要求的强度等级； (c)满足环境和使用要求的耐久性； (d)在满足上述要求的前提下降低成本； (4)配合比设计的三个重要参数： (a)水灰比WC:表示水与水泥的用量之比； (b)单位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量 (c)砂率： B、= m砂 ×100% m砂+n石 山东理工大学

2 （3）普通混凝土设计的基本要求： （a）满足施工要求的砼拌合物和易性； （b）满足结构要求的强度等级； （c）满足环境和使用要求的耐久性； （d）在满足上述要求的前提下降低成本； （4）配合比设计的三个重要参数： （a）水灰比W/C：表示水与水泥的用量之比； （b）单位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量 （c）砂率： % m m m s 100 + = 砂 石 砂 

配合比设计的三个重要参数： 水灰比W/C 单位用水量 水泥 水泥浆 水 混凝土 砂子 骨料 石子 砂率B, 以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤！ 山东理工大学

3 配合比设计的三个重要参数： 水灰比W/C 砂率 单位用水量 以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤！  s

普通混凝土配合比设计的方法与步骤 混凝土配合比设计一般分四步： (一)初步配合比的确定： 主要是利用经验公式或经验资魁而获得的初步 配合比； (二)基准配合比的确定： 由初步配合比，经过实验调整， 得出满足和 易性的配合比； (三)实验室配合比的确定： 由基准配合比，经过实验调整，得出滋足强 度等要求的配合比； (四)施工配合比的确定：考虑砂、石的含水率 计算出满足施工要求的配合比 山东理工大学

4 二、 普通混凝土配合比设计的方法与步骤 混凝土配合比设计一般分四步： （一）初步配合比的确定： 主要是利用经验公式或经验资料而获得的初步 配合比； （二）基准配合比的确定： 由初步配合比，经过实验调整，得出满足和 易性的配合比； （三）实验室配合比的确定： 由基准配合比，经过实验调整，得出满足强 度等要求的配合比； （四）施工配合比的确定：考虑砂、石的含水率， 计算出满足施工要求的配合比

配合比设计的原理 ·原理一：用鲍罗米公式确定水灰比 ·原理二：细骨料体积略大于粗骨料的堆积孔隙以 利于流动，确定合理砂率； ·原理三：用恒定用水量法则，确定单位用水量； ·原理四：1立方米混凝土的质量或体积是各组分材 料的质量或体积之和。 根据这四个原理，建立四元一次方程组，计算求 出1立方米混凝土所需各组分材料的用量 山东理工大学

5 配合比设计的原理 ⚫原理一：用鲍罗米公式确定水灰比 ⚫原理二：细骨料体积略大于粗骨料的堆积孔隙以 利于流动，确定合理砂率； ⚫原理三：用恒定用水量法则，确定单位用水量； ⚫原理四：1立方米混凝土的质量或体积是各组分材 料的质量或体积之和。 根据这四个原理，建立四元一次方程组，计算求 出1立方米混凝土所需各组分材料的用量

一) 初步配合比的确定 1、确定水灰比W/C: 影响：水灰比的大小直接影响到混凝土的强度和 耐久性。 水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但 水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成 本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热； 因此，确定水灰比应分别根据强度和耐久性两 方面来考虑： 山东理工大学

6 （一） 初步配合比的确定 1、 确定水灰比W/C: 影响：水灰比的大小直接影响到混凝土的强度和 耐久性。 水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但 水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成 本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热； 因此，确定水灰比应分别根据强度和耐久性两 方面来考虑：

(1)求满足强度要求的水灰比(WC), 混凝土的配制强度公式如下： uo≥fu,k+1.645o.(10 (∫表示混凝土的配制强度； u,k表示混凝土的设计强度； o表示混凝土强度标准差，可查表o值(wPa) 混凝土强度等级 ≤C20 4.0 C25C45 5.0 C50C55 6.0 山东理正天学学

7 （1）求满足强度要求的水灰比（W/C）1 f f 1.645 .(1) cu,o  cu,k +  混凝土强度等级 ≤C20 4.0 C25~C45 5.0 C50~C55 6.0 值(MPa) 混凝土的配制强度公式如下： 表示混凝土强度标准差，可查表 cu o, f 表示混凝土的配制强度； f cu,k 表示混凝土的设计强度；   

又由强度公式可知，混凝土的配置强度与水灰比 (W/C)的关系为： fm.0=a。·f(C/W-&b)(2) x。,a为回归系数，与石子的品种有关； 采用碎石时，a,=0.53,心。=0.20： 采用卵石时，a。=0.49,a。=0.13: f表示水泥的实测强度 f表示水泥的强度等级； C/W表示混凝土的灰水比； 山东理工大学

8 又由强度公式可知，混凝土的配置强度与水灰比 （W/C）的关系为： ( / ).( ) f cu,0 =  a  f b C W − b 2    = = = = 采用卵石时， ； 采用碎石时， ； 为回归系数，与石子的品种有关； 0 49 0 13 0 53 0 20 . , . . , . , a b a b a b       表示混凝土的灰水比； 表示水泥的强度等级； 表示水泥的实测强度 C W f f b ce / ;

由上述公式(1)、（2)可求得满足强度 要求的水灰比(W/C) 1: .(3) fmk+l.645G+a,af。 f,表示水泥的实测强度， fcg表示水泥的强度等级： C/W表示混凝土的灰水比： ,0,为回归系数，与石子的品种有关： 山东理工大学

9 由上述公式（1）、（2）可求得满足强度 要求的水灰比（W/C）1： .( ) . ( ) , 3 1 645 1 cu k a b b a b f f f C W     + + = a ,b 为回归系数，与石子的品种有关； fb 表示水泥的实测强度， f ce,g 表示水泥的强度等级； C/ W表示混凝土的灰水比；       

(2)求满足耐久性要求的水灰比(WWC) 2 主要是根据结构的类型以及使用环境，查 P116表4.28，可求得该环境下结构的最大水灰 比(WC)2.即为满足耐久性要求的水灰比； (3)确定水灰比： 从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐 久性要求的水灰比为： =Min{W1C)1,(W1C)2} 山东理工大学G

10 （2）求满足耐久性要求的水灰比（W/C）2 主要是根据结构的类型以及使用环境，查 P116表4.28，可求得该环境下结构的最大水灰 比（W/C）2，即为满足耐久性要求的水灰比； （3）确定水灰比： 从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐 久性要求的水灰比为： Min(W /C) 1 ,(W /C) 2  C W =