常用混凝土配合比设计

出处：按学科分类—工业技术 华南理工大学出版社《建筑工程造价计算手册》第230页（4558字）

常用混凝土是由水泥、砂、石子和水等材料按一定比例配合，经搅拌、成型及养护硬化而成。

在混凝土中砂填充石子的孔隙，共同起着骨架作用，故通常把砂、石称为骨料(细、粗骨料)。水泥和水组成的水泥浆，填充砂、石之间孔隙，并包裹在砂、石颗粒表面。在混凝土硬化之前，水泥浆在骨料间起润滑作用，使混凝土拌合物易于搅拌，浇捣密实；在硬化之后形成水泥石，将砂石牢固地胶结成整体。

(1)混凝土配合比设计

以《普通混凝土配合比设计技术规定》(JGJ55－81)为依据进行混凝土配合比计算。

①配合比计算步骤：a．确定试配强度(R_h)；b．确定水灰比()；c．确定用水量(w_o)；d．计算粗、细骨料；(G_o、S_o)

；e．计算水泥量()；f．确定试配的配合比。

(2)计算和选定的计算方法

①计算试配强度(R_h)：

R_h=R_p+σ_o

式中 R_p－设计强度MP_a(兆帕)；

σ_o－经验系数(如无历史统计资料，σ_o可按下表取值)。

表5－5取值表

注：括号内数值为混凝土旧标号．

②计算灰水()比(即水灰比的倒数)值根据试配强度(R_h)按下式计算：

采用碎石时

采用卵石时

式中：－混凝土所要求的灰水比；

R_c－水泥实际强度(MP_a)。

在无法取得水泥实际强度数值时，可按下式计算：

式中 R_c－水泥强度；

K_c－水泥强度富余系数1．13。

混凝土的最大水灰比和最小水泥用量应符合《钢筋混凝土工程施工及验收规范》的规定(见表5－6)。

③选定混凝土用水量(w_o)按骨料品种、规格及施工要求的塌落度值选择每立方米混凝土的用水量(w_o)。用水量一般根据本单位所用资料，按经验选用。如无积累经验资料时，可参照表5－7选用。

表5－6 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表

注：(1)本表所列水灰比，系指水与水泥(包括外掺混合材料)用量之比；

(2)表中最小水泥用量包括外掺混合材料；当人工捣实时应增加25千克／米³；当掺入外加剂，且能有效地改善混凝土的和易性时，水泥用量可减少25千克／米³；

(3)强度为C8(100号)的混凝土，其最大水灰比和最小水泥用量可不受本表限制；

(4)寒冷地区系指最冷月份的月平均温度在－5－－15℃之间；严寒地区则指最冷月份平均气温低于－15℃。

表5－7 混凝土用水量选用表kg／m³

注：(1)本表用水量系采用中砂时的平均取值。如采用细砂时，每米3混凝土用水量可增加5－10千克，采用粗砂则可减少5－10千克。

(2)掺用各种外加剂或掺合料时，可相应增减用水量。

(3)混凝土的塌落度小于10毫米时，用水量按各地现有经验或经试验取用。

(4)本表不适用于水灰比小于0．4或大于0．8的混凝土。

④选定混凝土砂率 砂与砂石的比称为砂率(S_p)。

混凝土砂率一般可根据本单位所用的资料并根据经选用合理数值。如无使用经验，可按骨料品种、规格及水灰比选用，见表5－8。

表5－8 混凝土砂率(%)选用表

注：(1)表中数值系中砂的选用砂率。对细砂或粗砂，可相应地减少或增加砂率；

(2)本砂率表适用于塌落度为10－60毫米的混凝土。塌落度如大于60毫米或小于10毫米时，应相应地增加或减少砂率；

(3)只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率值应适当增加；

(4)掺有各种外加剂或掺合料时，其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。

表5－9 混凝土混合物塌落度选用表

⑤体积法和重量法 在已知砂率的情况下，粗、细骨料的用量可用体积法或重量求得。

a．用体积计算时，可使用以下两个关系式：

b．用重量法计算时，则可使用以下两个关系式：

C_o+G_o+S_o+W_o=r_h

式中 C_o－每米³混凝土的水泥用量(kg／m³)；

G_o－每米³混凝土的粗骨料用量(kg／m³)；

S_o－每米³混凝土的细骨料用量(kg／m³)；

W_o－每米³混凝土的用水量(kg／m³)；

r_c0－水泥密度(2．9－3．1g／cm³)；

rg－粗骨料视密度(g／cm³)；－细骨料视密度(g／cm³)；

r_n－水的密度(1．0g／cm³)；

a－混凝土含气量百分数(%)，在不使用含气型外加剂时a可取为1；

r_h－混凝土拌合物的假定容重(2400－2450kg／m³)；

S_p－砂率(%)。

(3)普通混凝土配合比设计实例

试制作现浇钢筋混凝土基础，混凝土设计强度为C18(200号)，采用普通硅酸盐水泥31．88兆帕(325号)，卵石最大粒径为40毫米，所需塌落度30－50毫米，水泥富余系数1．13，混凝土的试配强度Rh=18+4=22兆帕(200+40=240千克力／厘米²)。

解：①计算水灰比 采用卵石

将式中(即水灰比的倒数)

②选定用水量 已知混凝土所需塌落度为30－50毫米，卵石最大粒径40毫米，查表5－7得知用水量为170千克。

③计算水泥用量

④选用砂率已知水灰比()为0．5，卵石最大粒径40毫米，查表5－8得知砂率为33%。

⑤计算骨料 中砂(S_o)=(r_h－W_o－C_o)×33%

=(2400－170－340)×33%

=623．70kg

卵石(G_o)=r_h－W_o－C_o－S_o

=2400－170－340－623．70

=1266．30kg

⑥配制配合比 根据上述求得每立方米混凝土所需材料量，按单位重量比。

验算：

混凝土容重(r_h)=C_o+G_o+S_o+Wo

r_h=340+623．70+1266．30+170

=2400kg／m³

符合规定要求R_h=P_p+σ_o=200+40

=240kgf／cm²