浅谈水泥混凝土配合比设计

　　摘要：在进行混凝土配合比的设计时，应该根据具体项目的结构设计的强度、耐久性、和易性等不同的施工要求，合理的选用原材料和各种材料用量之间的比例关系，从而优化并且设计出满足技术和经济等要求的合适的混凝土。本文通过对混凝土的配合比设计的研究，意在掌握混凝土配合比设计中的各个环节，继而为混凝土的相关施工提供更为精确的数据和更好的设计方案。

　　关键词：普通混凝土；配合比；水灰比

　　水泥混凝土，一般是指以水泥为主要的胶凝材料，同水、石子、砂，必要时加入化学添加剂以及矿物掺合料，并且按照适当的比例进行配合，通过均匀的搅拌而密实成型，最后经过养护硬化而形成的人造石材。其中，混凝土可以划分为两个阶段与状态：一是凝结硬化前的塑性状态，也就是新拌混凝土或混凝土拌合物；二是硬化之后的坚硬状态，也就是硬化混凝土或混凝土。

　　普通的混凝土配合比指的是混凝土中各个组成材料的用量之间的比例关系。其常用表示方法有两种：一种是用1m3混凝土中各项材料的质量来表示，例如：水泥（mc）350kg、石子（mg）1260kg、水（mw）180kg、砂子（ms）670kg、；另一种是通过各个组成材料的用量之间的质量比例来表示（例如，令水泥质量为1），将上述例子换算成质量的比例则为水泥：砂子：石子=1:1.91:3.60，W/C=0.51。水泥混凝土配合比设计一般需要由四个步骤组成，即初步计算配合比；试拌调整，提出基准配合比；检验强度，确定试验室的配合比；换算施工的配合比。

　　一、计算初步配合比

　　1.确定试配强度（fcu，o）

　　fcu，o≥fcu，k+1.645σ

　　上式中：fcu，o为混凝土的试配强度（MPa）；

　　fcu，k为混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；

　　σ为混凝土的强度标准差（MPa）。

　　其中σ的值可根据该施工单位近期同一品种的混凝土的强度试件实测的数据统计来确定；若无统计资料，可采用：C10～C20，σ=4.0MPa；C25～C30，σ=5.0MPa；C35～C60，σ=6.0MPa。

　　2.确定水灰比例（W/C）

　　W/C=a•fce/（fcu，o+a•b•fce）

　　上式中：a、b为回归系数。他们的值可以根据试验来确定；如果不具备试验统计资料，那么碎石采用，a＝0.46，b＝0.07；卵石采用，a＝0.48，b＝0.33；

　　Fce为水泥28d抗压强度实测值（MPa）

　　而无水泥28d抗压强度实测值的时候，可按下式计算：

　　fce＝γc•fce，g

　　上式中：γc为水泥强度等级富余系数，可以按照实际统计的资料来确定，在没有统计资料时，可取1.13来试算；

　　fce，g为水泥强度的等级值（MPa）

　　为了保证混凝土的耐久性，上式计算出的水灰比不可大于现行国家标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）所规定的最大水灰的比值。

　　3.选取1m3混凝土的用水量（mwo）

　　4.计算1m3混凝土的水泥用量（mco）

　　mco=mwo/（W/C）

　　其中上式所计算出的水泥用量也应符合现行的国家标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）规定的最小的水泥用量要求，以便既保证混凝土的强度又保证耐久性要求。

　　5.选择合理的砂率（βs）

　　砂率一般可以根据本施工单位对所用材料的试验选用合理的数值。如果没有历史资料可以参考，混凝土砂率的确定应该符合以下的规定：

　　（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率。

　　（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可以经试验确定，也可以按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度加以调整。

　　（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应该经过试验来确定。

　　6.计算粗骨料和细骨料的用量（mgo、mso）

　　mco+mso+mgo+mwo=mcp

　　βs=mso/（mso+mgo）×100%

　　上式中：mco、mso、mgo、mwo为1m3混凝土中水泥、粗骨料、细骨料以及水的用量（kg）；

　　Βs为砂率（%）；

　　Mcp为1m3混凝土的拌合物的假定质量，它的值可取在2350到2450（kg）之间。

　　二、试拌调整并提出基准配合比

　　1.按照初步的配合比来称取实际工程中所要使用的原材料展开试拌，并且每盘混凝土最小的搅拌量应该符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）的规定。

　　2.如果试拌出的混合物的易性不能满足要求，则应在保证水灰比不变的前提下，相应的调整水泥浆的用量或砂率，直到符合施工要求为止。此时应该测定混凝土拌合物的实际表观密度ρc，p，然后提出基准的配合比，即：

　　mca=mc拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp

　　msa=ms拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp

　　mga=mg拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp

　　mwa=mw拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp

　　上式中：mc拌、ms拌、mg拌、mw拌为调整后的拌合物当中各种材料的实际用量（kg）。

　　三、检验强度，确定试验室配合比

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