配合比培训教程

混凝土配合比设计陶成云2009年12月一、任务、要求和方法二、配合比的三大参数三、配合比设计的步骤四、配合比设计实例一、任务、基本要求和方法（一）任务：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经济指标的各项组成材料的用量。（二）基本要求：设计出的混凝土配合比应满足的基本要求是：(1)满足施工对混凝土拌和物的和易性要求；(2)满足结构设计和质量规范对混凝土的强度等级要求；(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；(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）混凝土配合比设计方法：1．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。2．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。3．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组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子。混凝土的四种组成材料可由三个参数来控制。1．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。2．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。3．用水量用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kg／m3)。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，取较小值。三、配合比设计的步骤(一)设计的基本资料(二)初步配合比的计算(三)试配调整、确定基准配合比(四)校核水灰比，确定试验室配合比(五)施工配合比换算1、混凝土的强度等级、施工管理水平，2、对混凝土耐久性的要求，3、原材料的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(一)设计的基本资料1．确定混凝土的配制强度（规范规定的强度保证≥95%）2．选择水灰比()(1)根据强度要求计算水灰比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,cuf(二)初步配合比的计算645.1,0,kcucuffcwmm/式中——回归系数，可通过试验测定，无试验资料时，碎石混凝土=0.46，=0.07；卵石混凝土=0.48，=0.33：——水泥的实际强度，MPa；无水泥实际强度数据时，可按确定；——水泥强度等级的强度标准值；——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。cebacuceafffCW0,/ba、ababcefgcecceff,gcef,c(2)查表4.0.4(JGJ55-2000P7)确定满足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。(3)选择以上两个水灰比中的小值作为初步水灰比。3．选择单位用水量()(1)干硬性和塑性混凝土①当水灰比在0.40～0.80范围时，用水量根据粗骨料的品种、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。②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：kg／m3拌和物稠度卵石最大粒径(nun)碎石最大粒径(mm)项目指标102040162040维勃稠度(s)15~2017516014518017015510~151801651501851751605～10185170155190180165坍落度(mm)10~3019017015020018516530~5020018016021019517550~7021019017022020518570~90215195175230215195注：①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5～10kg，采用粗砂时，可减少5～10kg；②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。(2)流动性、大流动性混凝土①以表4.0.1中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。②掺外加剂时混凝土用水量可按下式计算：式中——掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；——未掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；——外加剂的减水率，％，经试验确定。)1(0wwawmwam0wm4．计算水泥用量()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。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/005．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》(JGJ55—2000)，砂率可根据下述方法进行。(1)坍落度为10～60mm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)1020401620400.400.500.600.7026~3230~3533~3836~4125~3129~3432~3735~4024~3028~3331~3634~3930~3533~3836~4139~4429~3432~3735~4038~4327~3230~3533~3836~41注：①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；②只用一个单粒级粗骨科配制混凝土时，砂率应适当增大；③对薄壁构件砂率取偏大值；④本表中的砂率系指砂与骨料总量的质量比。(2)坍落度大于60mm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10mm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1m3。混凝土的质量，即：00gsmm、式中——每立方米混凝土的水泥用量，kg；——每立方米混凝土的细骨料用量，kg；——每立方米混凝土的粗骨料用量，kg；——每立方米混凝土的用水量，kg；——每立方米混凝土拌和物的质量，kg，可先假定为2400～2450kg；——砂率，％。将上两式联立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。cpwsgcmmmmm0000%100000gsssmmm0cm0gm0sm0wmcpms(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1m3，即：101.00000wwssggccmmmm%100000gsssmmm式中——水泥的密度，kg／m3。，可取2900～3100kg／m3。；——细骨料的表观密度kg／m3；——粗骨料的表观密度kg／m3；——水的密度，可取1000kg／m3；——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取=1。以上两式联立，也可计算出每立方米混凝土的砂石用量。csgw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。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。(三)试配调整、确定基准配合比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401525注：当采用机械搅拌时，搅拌量不应小于搅拌机预定搅拌量的1／4。调整可按以下原则进行：(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2％～3％，坍落度增减10mm。(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。(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’’。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，所以还应检验混凝土的强度。混凝土强度试验时应至少采用三个不同的配合比，其中一个应是基准配合比，一个配合比的水灰比，宜较基准配合比增加0.05，一个配合比的水灰比，宜较基准配合比减少0.05，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％。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28d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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比，并确定每立方米混凝土各种材料用量(试验室配合比)。(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；(2)水泥用量()应以用水量乘以选定出的灰水比计算确定；(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；(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,(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，kg／m3——混凝土表观密度计算值，kg／m3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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。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：水泥：=砂：=(1+a％)石子：=(1+b％)水：=-·a%-.b%cm'cmsm'smgm'gm'wmwmsmgm砼拌和物坍落度的测定坍落度四、混凝土配合比计算实例普通混凝土配合比实例掺减水剂混凝土配合比实例膨胀混凝土配合比实例抗渗混凝土配合比实例粉煤灰混凝土配合比实例泵送混凝土配合比实例高强混凝土配合比实例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Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为30～50㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρｃ=3.10ｇ/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρs=2.60ｇ/cm3；石：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度