1、混凝土配合比设计 陶成云 2009年12月v一、任务、要求和方法一、任务、要求和方法v二、配合比的三大参数二、配合比的三大参数v三、配合比设计的步骤三、配合比设计的步骤v四、配合比设计实例四、配合比设计实例一、任务、基本要求和方法一、任务、基本要求和方法v（一）任务：（一）任务：v根据原材料的技术性质及施工条件合理选择根据原材料的技术性质及施工条件合理选择原材料，并确定出能满足工程所要求的技术原材料，并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。经济指标的各项组成材料的用量。（二）基本要求：（二）基本要求：v设计出的混凝土配合比应满足的基本要求是：v(1)满足施工对混凝土拌和物的
2、和易性要求；v(2)满足结构设计和质量规范对混凝土的强度等级要求；v(3)满足工程所处环境对混凝土的抗渗性、抗冻性及其他耐久性要求；v(4)在满足上述要求的前提下，尽量节省水泥，以满足经济性要求。（三）（三）混凝土配合比设计方法：v1绝对体积法 该法是假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气体积之和。v2假定表观密度法(假定容重法)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。v3查表法 根据试验，将各种配比列成表，以备参考。二、配合比的三大参数二、配合比的三大参数v组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石
3、子。v混凝土的四种组成材料可由三个参数来控制。v1水灰比 水与水泥的比例称为水灰比。水灰比是影响混凝土和易性、强度和耐久性的主要因素，水灰比的大小是根据强度和耐久性确定，在满足强度和耐久性要求的前提下，选用较大水灰比，这有利于节约水泥。v2砂率 砂子占砂/石总量的百分率称为砂率。砂率对混合料和易性影响较大，如选择不恰当，对混凝土强度和耐久性都有影响。应采用合理砂率。在保证和易性要求的条件下，取较小值，同样有利于节约水泥。v3用水量 用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kgm3)。在水灰比确定后，混凝土中单位用水量也表示水泥浆与集料之间的比例关系。为节约水泥，单位用水量在满足流动性条件下，取
4、较小值。三、配合比设计的步骤三、配合比设计的步骤v(一)设计的基本资料v(二)初步配合比的计算v(三)试配调整、确定基准配合比v(四)校核水灰比，确定试验室配合比v(五)施工配合比换算v1、混凝土的强度等级、施工管理水平，v2、对混凝土耐久性的要求，v3、原材料的品种及其物理力学性质v4、混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等v(一)设计的基本资料v1确定混凝土的配制强度v （规范规定的强度保证95%）v2选择水灰比()v(1)根据强度要求计算水灰比v根据混凝土的配制强度及水泥的实际强度，用经验公式计算水灰比：0,cufv(二)初步配合比的计算645.1,0,kcucuffcwmm/v式中 回
5、归系数，可通过试验测定，无试验资料时，v碎石混凝土 =0.46，=0.07；v卵石混凝土 =0.48，=0.33：v 水泥的实际强度，MPa；v无水泥实际强度数据时，可按 确定；v 水泥强度等级的强度标准值；v 水泥强度等级强度标准值的富裕系数，该值应按实际统计资料确定。cebacuceafffCW0,/ba、ababcefgcecceff,gcef,cv(2)查表4.0.4(JGJ 55-2000 P7)确定满足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。v(3)选择以上两个水灰比中的小值作为初步水灰比。v3选择单位用水量()v(1)干硬性和塑性混凝土 v当水灰比在0.400.80范围时，用水量根据粗骨
6、料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌和物稠度，参照表4.0.1选择。表中所列之单位用水量，砂石均以干燥状态(细骨料含水率小于0.5，粗骨料含水率小于0.2)为准。v水灰比小于0.40或大于0.08的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。0wm表4.0.1干硬性和塑性混凝土的用水量 单位：kgm3 拌和物稠度 卵石最大粒径(nun)碎石最大粒径(mm)项 目 指标 10 20 40 16 20 40 维勃稠度 (s)1520 175 160 145 180 170 155 1015 180 165 150 185 175 160 510 185 170 155 190 180 1
7、65 坍落度 (mm)1030 190 170 150 200 185 165 3050 200 180 160 210 195 175 5070 210 190 170 220 205 185 7090 215 195 175 230 215 195注：本表用水量系采用中砂时的平均值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510 kg，采用粗砂时，可减少 510kg；掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。v(2)流动性、大流动性混凝土 以表4.0.1中坍落度90 mm的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm用水量增加5 kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。掺外加剂时混凝土用水量可按
8、下式计算：v式中v 掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；v 未掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；v 外加剂的减水率，经试验确定。)1(0wwawmwam0wmv4计算水泥用量()v根据已经确定的水灰比W/C，以及水的用量，可以求出1m3中水泥的用量。v每立方米混凝土的水泥用量，可按下式计算：0cm同时，满足P7表4.0.4中最大水灰比和最小水泥用量的要求。CWmmwc/005选择砂率()为保证混凝土有良好的和易性，希望选择的砂率为最优砂率，但影响最优砂率的因素较多，无法用计算方法得到。根据普通混凝土配合比设计规程(JGJ552000)，砂率可根据下述方法进行。(1)坍落度为1060
9、mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按表4.0.2选取。s表4.0.2混凝土的砂率水灰比 W/C 卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)10 20 40 16 20 40 0.40 0.50 0.60 0.70 2632 3035 3338 3641 2531 2934 3237 3540 2430 2833 3136 3439 3035 3338 3641 3944 2934 3237 3540 3843 2732 3035 3338 3641注：本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或租砂，可相应地减小或增大砂率；只用一个单粒级粗骨科配制混凝土时，砂率应适当增大；对薄壁构件砂率取偏
10、大值；本表中的砂率系指砂与骨料总量的质量比。(2)坍落度大于60 mm的混凝土砂率，可经试验确定,也可在表4.0.2的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以调整。(3)坍落度小于10 mm的混凝土及掺用外加剂和掺合料的混凝土，其砂率应经试验确定。6计算砂石用量()、砂石用量的计算有质量法与体积法两种。(1)质量法质量法的补充条件为：每立方米混凝土中各种材料用量之和等于1 m3。混凝土的质量，即：00gsmm、v式中v 每立方米混凝土的水泥用量，kg；v 每立方米混凝土的细骨料用量，kg；v 每立方米混凝土的粗骨料用量，kg；v 每立方米混凝土的用水量，kg；v 每立方米混凝土拌和
11、物的质量，kg，可先假定为24002450 kg；v 砂率，。v将上两式联立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。cpwsgcmmmmm0000%100000gsssmmm0cm0gm0sm0wmcpmsv(2)体积法 体积法的补充条件为：每立方米混凝土中各种材料的绝对密实体积及混凝土拌和物中所含空气体积之总和等于1 m3，即：101.00000wwssggccmmmm%100000gsssmmmv式中v 水泥的密度，kgm3。，可取2 9003 100 kgm3。；v 细骨料的表观密度kgm3；v 粗骨料的表观密度 kgm3；v 水的密度，可取1 000 kgm3；v 混凝土的含气量百分数，
12、在不使用引气型外加剂时，可取 =1。v以上两式联立，也可计算出每立方米混凝土的砂石用量。csgwv混凝土初步配合比中的参数是根据经验公式及图表确定的，不一定符合和易性的要求，所以要通过试配进行调整。v 按初步配合比，根据表6.1.2规定的数量称取混凝土的各种材料，搅拌均匀后测定坍落度或维勃度，并观察其粘聚性及保水性。当坍落度或维勃度不能满足要求，或粘聚性、保水性不好时，应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止。v(三)试配调整、确定基准配合比v表6.1.2混凝土试配用最小搅拌量 骨料最大粒径(mm)拌和物数量(L)31.5及以下 40 15 25注：当采用机械搅拌时，搅
13、拌量不应小于搅拌机预定搅拌量的14。v调整可按以下原则进行：v(1)若坍落度与要求不符时，应保持水灰比不变，调整水泥浆用量。一般用水量每增减23，坍落度增减10 mm。v(2)若坍落度大于要求坍落度时，也可不减水泥浆，而保持砂率不变，增加骨料用量。v(3)若混凝土拌和物的砂浆量显得不足，粘聚性、保水性不良时，应适当增大砂率。反之，可减小砂率。每次调整都要对各种材料的调整量进行记录，调整后要重新进行坍落度试验，调整至和易性符合要求后，测定混凝土拌和物的实际表观密度，并提出供混凝土强度试验用的“基准配合比。v经和易性调整得出的基准配合比，其水灰比不一定选择合适，即强度不一定能满足要求，所以还应检验
14、混凝土的强度。v混凝土强度试验时应至少采用三个不同的配合比，v其中v一个应是基准配合比，v一个配合比的水灰比，宜较基准配合比增加0.05，v一个配合比的水灰比，宜较基准配合比减少0.05，v其用水量与基准配合比基本相同，砂率可分别增加或减小1。v当不同配合比的混凝土拌和物坍落度与要求值相差超过允许偏差时，可以增、减用水量进行调整。每种配合比至少制作一组(三块)试件，并标准养护到28 d时试压。在制作试件时，还需检验混凝土拌和物的和易性并测定混凝土拌和物的表观密度。(四)校核水灰比，确定试验室配合比v由试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度相对应的灰水
15、比，并确定每立方米混凝土各种材料用量(试验室配合比)。v(1)用水量()应取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整；v(2)水泥用量()应以用水量乘以选定出的灰水比计算确定；v(3)砂和石子用量(和 )应取基准配合比中的砂、石子用量，并按选定的灰水比进行调整；v(4)根据满足和易性及强度要求的配合比计算混凝土表观密度的计算值：cc,cmwmsmgmwsgcccmmmm,v(5)由于计算配合比时作了一些假定，故计算混凝土表观密度与实测表观密度不一定相等，需根据实测表观密度计算校正系数，并校正各种材料的用量。校正系数：式中 混凝土表观密度实测值，kgm3 混凝土表
16、观密度计算值，kgm3 注意：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，材料用量不必校正；若两者之差超过2时，将配合比中每项材料用量乘以校正系数d，即为确定的混凝土试验室配合比。cc,tc,ccc,t(五)施工配合比换算v试验室确定配合比时，骨料均以干燥状态为准，而工地现场的砂、石材料都含有一定的水分，为了准确地实现试验室配合比，应根据现场砂石的含水率对配合比进行换算。v若现场砂的含水率为a，石子的含水率为b，经换算后，每立方米混凝土各种材料的用量为：v水泥：=v砂：=(1+a)v石子：=(1+b)v水：=-a%-.b%cmcmsmsmgmgmwmwmsmgm砼拌和物坍落度
17、的测定坍落度四、混凝土配合比计算实例v普通混凝土配合比实例v掺减水剂混凝土配合比实例v膨胀混凝土配合比实例v抗渗混凝土配合比实例v粉煤灰混凝土配合比实例v泵送混凝土配合比实例v高强混凝土配合比实例v例例1某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为3050，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：v 水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；v 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度s=2.60/cm3；v 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度g=2.65/cm3；
18、v试求：混凝土计算配合比；v 2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为，石子含水率为1，试计算混凝土施工配合比。v解解v求混凝土计算配合比v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPav(2)确定水灰比（W/C）vfce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa53.09.4507.046.02.389.4546.0/0cebacuceafffCW，由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。v（3）确定用水量（mw
19、0）v 查表4.0.1.2，对于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为3050时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。v(4)计算水泥用量（mc0）v按表 4.0.4，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 349m3。kgCWmmwco34953.0185/0 v（5）确定砂率（s）v 查表4.0.2，对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.53时，其砂率值可选取32%37%，（采用插入法选定）现取s=。v（）计算砂、石用量（s0、g0）v用体积法计算，将mc0=349；mw0=185代入方程组100011016.265.21.3000wsogc
20、mmmm%35%10000sgsommm|解此联立方程，则得：s0=641，|g0=1192v（7）该混凝土计算配合比为：v m3混凝土中各材料用量为：水泥：349，水：185，砂：641，碎石：1192。以质量比表示即为：v 水泥：砂：石=：1.84：3.42，0.53v 2确定施工配合比v由现场砂子含水率为，石子含水率为1，则施工配合比为：v水泥 mc施=mc0=349v砂子 s施=s0（1+3%）=641（1+3%）=660v石子 g施=g0（1+1%）=1192（1+1%）=1204v水 w施=mw0s03%g01%v=1856413%11921%=154v例例2某框架结构工程现浇钢筋
21、混凝土梁，混凝土设计强度等级为 20，施工要求混凝土坍落度为50-70，施工单位无历史统计资料，所用原材料情况如下：v 水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm3，v 砂：中砂，Mx=2.70,级配合格，v 石：卵石，Dmax=40mm,级配合格，v试设计20混凝土配合比。v 解:v 1.初步计算：v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0），v由表3.0，5MPa vfcu,0=fcu,k+1.645=20+1.6455=28.2 MPav(2)计算水灰比（W/C）vfce=c fce,k=1.0 32.5=32.5MPa47.05.3233.048.02.285.3248.0
22、/0cebacuceafffCW，v（3）确定用水量（mw0）v 查表4.0.1.2，对于最大粒径为40的卵石混凝土，当所需坍落度为5070时,1m3混凝土的用水量可选用170kg。v(4)计算水泥用量（mc0）v按表 4.0.4，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 362m3。kgkgCWmmwco3627.36147.0170/0 v（5）确定砂率（s）v 查表4.0.2，对于采用最大粒径为40的卵石配制的混凝土，当水灰比为0.47时，其砂率值可选取26.8%32.1%，（采用插入法选定）现取s=30。v（）计算砂、石用量（s0、g0）v假定表观密度法计算，将m
23、c0=362；mw0=170代入方程组24000000wgscmmmm%30%10000sgsommm 186824001703620000wgwgmmmm%30%10000sgsommm 186824001703620000gsgsmmmm 00000000033.23.07.03.03.0%30%100sggsgsssgsommmmmmmmmm 3003000/130733.2/56196.56033.31868186833.2mkgmmmkgmmmsgsssv计算配比：vC:362kg,W:170kg,S:561kg,G:1307Kg,W/C=0.47v15升用量：C:4.34kg,W:
24、2.04kg,S:6.73kg,G:15.68kgv第二组：W/C=0.47+0.05=0.52:W:170kgvmc0=170/0.52=327kgv砂率：31%，mg0=2.23ms0v解得：S=589kg,G=1314kg,W=170kg,C=327kgv第三组：W/C=0.470.05=0.42:W:170kgvmc0=170/0.42=405kgv砂率：28%，mg0=2.57ms0v解得：S=511kg,G=1314kg,W=170kg,C=405kgv每 种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。v掺减水剂混凝土配合比设计掺减水剂混凝土配合比设计v一、砂浆减水率试验一、
25、砂浆减水率试验v1.基准砂浆流动度用水量测定（跳桌流动度140 5mm)v水泥：300 g，标准砂750g，基准砂浆流动度用水量M0v2.掺入推荐掺量的外加剂，测定 砂浆流动度为140 5mm时的用水量M1。v减水率：v二、混凝土减水率试验二、混凝土减水率试验(混凝土外加剂GB8076-1997)v1.基准混凝土单位用水量W0：C:310kg,Sp=3640%,塌落度：80 10mmv2.掺外加剂混凝土单位用水量W1：C:310kg,Sp=3539%,塌落度：80 10mm，外加剂采用推荐掺量v减水率WR:%100010MMM%100010WWWWRv二、二、掺减水剂混凝土配合比设计掺减水剂混
26、凝土配合比设计v1.首先按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比。v2.在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上，进行减水和减水泥，算出减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量。v3.重新计算砂、石用量。计算每立方米混凝土中的减水剂用量。v4.试配和调整。v例例3某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：v 水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；v 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度s=2.60/c
27、m3；v 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度g=2.65/cm3；v减水剂：HSP高效减水剂，减水率：20%v试求：混凝土计算配合比v解：v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPav(2)确定水灰比（W/C）vfce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa53.09.4507.046.02.389.4546.0/0cebacuceafffCW，由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表4.0.4,干燥环境容许最大水灰比为0.65，故可确定水灰比为0.53。|（3）确定用水量（mw0）|查表4.0.1.2，对
28、于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。|HSP 减水率为20%|用水量：W=185(1-20%)=148kg(4)计算水泥用量（mc0）kgCWmmwco27953.0148/0 v按表 4.0.4，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260，故可取 mc0 279m3。v（5）确定砂率（s）v 查表4.0.2，对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.53时，其砂率值可选取32%37%，（采用插入法选定）现取s=。v（）计算砂、石用量（s0、g0）v用体积法计算，将mc0=279；mw0=148代入方程组v解此联立方程，则得：
29、s0=696，v g0=1295100011016.265.21.3000wsogcmmmm%35%10000sgsommm v（7）减水剂HSP:J=2791.5%=4.19kgv混凝土计算配比为：C:279kg,S:696kg,G:1295kg,W:148kg,v HSP:4.19kgv（空白混凝土：C:349kg,S:641kg,G:1192kg,W:185kg）v vC:S:G:J=1:2.49:4.64:0.015,W/C=0.53v膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计膨胀剂与膨胀混凝土的配合比设计v一、膨胀剂一、膨胀剂:膨胀剂是与水泥、水拌和后，经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙，使混凝土产
30、生膨胀的外加剂。胀剂的限制膨胀率（%）要求为（混凝土膨胀剂JC476-1998）v膨胀剂的限制膨胀率用比长仪来测定。v二、膨胀混凝土的配合比设计二、膨胀混凝土的配合比设计v试配法：v1.选用34个水灰比建立强度与水灰比关系曲线。v2.单位用水量较普通混凝土增加1015%。按选定的水灰比计算水泥用量（不少于280kg/m3)。v3.补偿收缩混凝土的膨胀剂标准掺量为12%v（内掺法：E/(C+E)=12%)v4.砂率略低于普通混凝土。v5.计算砂石用量。v6.试拌调整（单位用水量需用塌落度核对）并制作强度与膨胀试件。v7.根据强度与水灰比关系曲线，自由膨胀率与水灰比关系曲线综合判定设计膨胀混凝土的
31、配合比。v抗渗混凝土的配合比设计抗渗混凝土的配合比设计v一、设计规程要求:v1.抗渗混凝土最大水灰比：满足表7.1.2v2.水泥+掺合料 320kg,砂率=35%45%表7.1.2抗渗等级最大水灰比C20C30C30P60.600.55P8P120.550.50P120.500.45v二、抗渗性能试验v进行抗渗混凝土配合比设计时尚应增加抗渗性能试验。v1.采用水灰比最大的配合比作抗渗试验，试验结果应符合下式要求：v式中 Pt6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力；P设计抗渗等级值。v2.掺引气剂时含其量应控制在35%2.010PPtv例例某水工结构工程现浇钢筋混凝土，混凝土设计强度等级为 30
32、，抗渗等级P14,施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：v 水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；v 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度s=2.60/cmv 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度g=2.65/cm3；v试求：混凝土计算配合比v解：v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPav(2)确定水灰比（W/C）vfce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa53.09.4507.04
33、6.02.389.4546.0/0cebacuceafffCW，kgCWmmwco37050.0185/0 对于水工结构混凝土，由表7.1.2,抗渗混凝土容许最大水灰比为0.50，故可确定水灰比应取0.50。|（3）确定用水量（mw0）|查表4.0.1.2，对于最大粒径为30的碎石混凝土，当所需坍落度为时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量（mc0）郁郁对于v抗渗混凝土要求：水泥+掺合料 320kgv故取水泥用量为：370kgv5）确定砂率（s）v 查表4.0.2，对于采用最大粒径为40的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.50时，其砂率值可选取30%35%，抗渗混凝土要求砂
34、率=35%45%,现取s=。v（）计算砂、石用量（s0、g0）v用体积法计算，将mc0=370；mw0=185代入方程组v解此联立方程，则得：s0=635，v g0=1181 (W/C=0.50)100011016.265.21.3000wsogcmmmm%35%10000sgsommm v抗冻混凝土的配合比设计抗冻混凝土的配合比设计v一、设计规程要求:v1.抗冻混凝土最大水灰比：满足表7.2.2v表7.2.2v2.最小水泥用量应满足表4.0.4要求v3.进行抗冻混凝土配合比设计时尚应增加抗冻性能试验。抗冻等级无引气剂时掺引气剂时F500.550.60F100-0.55F150及以上-0.50
35、表 4.0.4 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ552000）最大水灰比 最小水泥用量（）环境条件 结构物类别 素混凝土 钢筋 混凝土 预应力 混凝土 素混凝土 钢筋 混凝土 预应力 混凝土 1.干燥环境 正常的居住或办公 用房屋内部件 不作规定 0.65 0.60 200 260 300 无冻害 高湿度的室内部件 室外部件 在非侵蚀性土和（或）水中的部件 0.70 0.60 0.60 225 280 300 2.潮湿环境 有冻害 经受冻害的室外部件 在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件 高湿度且经受冻害中的室内部件 0.55 0.55 0.55 250 280 300 有冻害和除
36、冰剂的潮湿环境 经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件 0.50 0.50 0.50 300 300 300 注：当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量 v粉煤灰混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计（JGJ28-86)v一、设计方法:v1.按 JGJ55-2000进行普通混凝土基准配合比设计；v2.按表4.2.1选择粉煤灰取代水泥率（c）v表4.2.1 粉煤灰取代水泥率（c）v注：1.采用42.5水泥取上限，32.5水泥取下限2.C20 以上混凝土宜用I、II级粉煤灰，C15以下混凝土可用III级粉煤灰。混凝土等级普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥C1
37、515251020C20101510C25C3015201015v3.按所选用的粉煤灰取代水泥率（c），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);v mc=mc0(1 c)vmc0为每立方米基准混凝土的水泥用量v4.按表4.3.2选择粉煤灰超量系数（c）v表4.3.2 粉煤灰超量系数（c）v5.按超量系数（c），求出每立方米粉煤灰混凝土的掺量(mf);mf=c(mc0 mc)6.计算每立方米粉煤灰混凝土中的水泥、粉煤灰和细骨料的绝对体积，或采用重量法计算砂石重量。粉煤灰级别超量系数（c）I1.01.4II1.21.7III1.52.0v7.按粉煤灰超出水泥的体积，扣除同体积的细骨料用量。v8
38、.粉煤灰混凝土的用水量，按基准配合比的用水量取用。v9.试配调整，满足和易性及强度的要求。v例例粉煤灰混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为180，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差3MPa。所用原材料情况如下：v 水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.35；v 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度s=2.60/cmv531.5mm卵石，级配合格，石子表观密度g=2.65/cm3；vHSP高效减水剂：1%掺量，减水率：20%,I级粉煤灰v试求：粉煤灰混凝土计算配合比v解：v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,
39、0=fcu,k+1.645=30+1.6453=34.9 MPav(2)确定水灰比（W/C）vfce=c fce,k=1.35 32.5=34.9MPav查用水量表4.0.1-2选用mw0=210kgv高效减水剂减水率为20%v用水量：mw0=210(1-20%)=168kgv水泥用量：mc0=168/0.50=336kgv查表4.2.1选用粉煤灰取代水泥率（c=20%），求出每立方米粉煤灰混凝土的水泥用量(mc);v mc=mc0(1 c)=336(120%)=269kg由表4.3.2 对于I级粉煤灰，选用粉煤灰超量系数c=1.2，求出每立方米粉煤灰混凝土的粉煤灰掺量(mf)vmf=1.2(
40、336269)=1.267=80kg;mc+mf=269+80=349300kg,由表4.0.4，合格v采用重量法计算砂石重量：设粉煤灰混凝土的=2450kg/m3v假定表观密度法计算，将mc=269；mf=80kg mw=168代入方程组vms=716kg,mg=1217kg,每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：vmc=269；mf=80kg；mw=168，ms=716kg；mg=1217kg19332450gsgswfcmmmmmmm sggsgssgssmmmmmmmmmm70.137.063.037.037.0%37%100 v因试配得粉煤灰混凝土的实测表观密度为2410kg/m3,故得
41、校正系数：v由此得每立方米粉煤灰混凝土的材料用量为：vmc=265；mf=79kg；mw=165，ms=704kg；mg=1197kgv高效减水剂：3.44kg98.024502410泵送混凝土配合比v例：某高层商品住宅楼，主体为钢筋剪力墙混凝土结构，设计混凝土强度等级为C30，要求混凝土拌合物入泵时坍落度为150mm10mm，混凝土采用机械搅拌、振捣，现场搅拌所用原材料如下：v1、水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，实测强度为45.0MPa，密度为3.1g/cm3；v2、砂子：中砂，细度模数Mx=2.67，表观密度为2.63g/cm3 ；v3、石子：碎石，粒径520mm，表观密度为2.69g/c
42、m3 ；v4、粉煤灰：磨细二级干排灰，表观密度2.20 g/cm3 ；v5、外加剂：某混凝土外加剂厂BS-3型高效泵送剂，掺量为胶凝材料重量的0.8%，减水率为16%v6、水：饮用水v根据以上条件，设计混凝土初步配合比v(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPav(2)确定水灰比（W/C）v骨料采用碎石，回归系数v查表，结构物处于干燥环境，要求W/C0.65，因此可以取0.5246.0a07.0bv（3）确定单位用水量（mwa）v现场搅拌并泵送，故可不考虑经时坍落度损失。按每增加5kg水，坍落度约增加20mm算，查表，取mw
43、0=232kg。又因使用泵送剂，泵送剂的减水率为16%，故用水量vmwa=mw0（1-）v=232(1-0.16)=195kg/m3v（4）确定水泥用量(mc0)v粉煤灰采用等量取代法，且取代水泥百分率f=15%，得vmc=kg/m3 v 319)15.01(52.0195)1(/mwafCWv（5）计算粉煤灰用量v（mf0=）v干燥环境，水泥与粉煤灰总量为375kg/m3，大于300kg/m3。v（6）计算泵送剂用量(mb0)v泵送剂掺量为胶凝材料用量的0.8%，因此vmb0=3750.008=3.0 kg/m3v（7）确定合理砂率v查表4.0.2，W/C=0.52,Dmax=20mm，取v
44、（8）计算砂、石用量30wa/5631952.0195/mmkgmCWc%41sv假定表观密度法计算，将mc 0=319；mf0=56kg mw0=195代入方程组vmc0=319；mf0=56kg；mwa=195，ms0=729kg；mg0=1049kg；mb0=3.0kg高强混凝土配合比v计算方法和步骤按普通混凝土外，还应满足以下原则：v1、配置强度：按普通混凝土配制强度的方法确定；v2、水灰比：基准配合比中的水灰比，可根据现有试验资料选取。一般水灰比宜小于0.35；对于C80C100的超高强混凝土水灰比宜小于0.30；对于C100以上的特高强混凝土水灰比宜小于0.26；v3、选择用水量：
45、掺高效减水剂后，一般用水量宜控制在160180kg/m3,对于C80C100的超高强混凝土其用水量宜控制在130150kg/m3；v4、水泥用量：高强混凝土的水泥用量一般控制在400500kg/m3，最大不应超过550kg/m3，水泥和矿物掺合料总量不应大于600kg/m3；v5、砂率：根据经验和统计资料分析，高强混凝土砂率一般控制在2935%,对于泵送工艺宜控制在3342%高强混凝土配合比实例v1、工程情况v某高层建筑主体13层剪力墙、柱混凝土设计强度等级为C60级高强混凝土，该结构最小断面长为240mm，钢筋间最小净距为38mm，要求混凝土拌合物坍落度为5570mm。已知搅拌站生产水平的强
46、度标准差为=4.0MPa。v2、组成材料v水泥：普通52.5级，密度3100kg/m3，28天强度为55MPa；v河沙：中砂，细度模数 =2.9表观密度 =2660kg/m3v碎石：连续粒级，最大粒径25mm，表观密度 =2700kg/m3v减水剂：FDN高效减水剂，当掺量为水泥用量的0.8%时，碱水率为17%。v根据以上条件，设计混凝土配合比fgsv(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）vfcu,0=fcu,k+1.645=60+1.64554.0=66.6 MPav(2)确定水灰比（W/C）v初步取W/C=0.34v(3)计算用水量v已知混凝土坍落度55-70mm，碎石最大粒径为25mm，
47、查表4.0.1，选用mw0=201kg/m3,又已知FDN减水率为17%，计算混凝土用水量mw0=201（1-0.17）=167kg/m3v（4）计算水里用量v（4）计算水泥用量v已知单方混凝土用水量167kg，W/C=0.34,则v（5）计算减水剂用量v（6）选择砂率v初步选择砂率为v（7）计算砂、石用量v采用体积法300/49134.067.1/mkgcwmmwc30/39.3008.0491mkgma%35sv已知水泥密度，砂表观密度，碎石表观密度，将数据带入下式得到砂、石用量v由此，可以得出理论配比如下：v水泥：水：砂：石子：FDN高减剂v491：167：625：1161：3.93v 1：0.34：1.27：2.36：0.00875.070.065.060.02.62.83.03.2强度灰水比C/W66.6MPa2.84
