混凝土的配合比

混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。
1.1 混凝土配合比设计的基本要求
混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即：
(1) 满足结构设计的强度等级要求；
(2）满足混凝土施工所要求的和易性；
(3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；
(4）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。
1.2 混凝土配合比设计三个基本参数
水灰比：混凝土中水与水泥的比例称为水灰比。在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比。
砂率：砂子占砂石总量的百分比称为砂率。砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。
单位用水量：用水量是指混凝土拌合物中水的用量（kg/m3）。在水灰比确定后，混凝土中的单位用水量也表示水泥浆与集料之间的比例关系。在满足混凝土施工要求的和易性基础上，尽可能取较小的单位用水量。
1.3混凝土配合比设计的基本原理
（1）绝对体积法
绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。
（2）重量法（假定表观密度法）。
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。通常普通混凝土的表观密度为2350~2450 kg/m3。
（3）查表法
它是根据大量的试验结果进行整理，将各种配比列成表，使用时根据相应条件查表，选取适当的配比。因为它是直接从工程实际中总结的结果，比较实用，所以在工程中应用较广泛。
1.4混凝土配合比设计的步骤
（1）设计的基本资料
混凝土配合比设计的基本资料包括以下四个方面：
①混凝土的强度等级、施工管理水平。
②对混凝土耐久性要求。
③原材料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。
（2）初步配合比计算
1）确定试配强度
fcu,0=fcu,k+1.645S
式中：
fcu,0——混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k——设计的混凝土强度标准值（MPa）；
S ——混凝土强度标准差（MPa）
混凝土强度标准差（S）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为

对于 C20、C25级混凝土， S计算值<2.5MPa时,计算配制强度时取S≮2.5MPa；对于 C30级以上的混凝土， S计算值<3.0MPa时,计算配制强度时取S≮3.0MPa；
当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，S值可按下表取值。

表3-1混凝土强度标准差
混凝土强度标准差 低于 C20 C20—C35 高于C35
混凝土强度标准差 4.0 5.0 6.0
2）计算水灰比 （W/C）
根据强度公式计算水灰比：
fcu,0=αafce（C/W-αb）

式中：fcu,0——混凝土试配强度, MPa；
fce——水泥28d的实测强度,MPa；
αa,αb—回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。
《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）提供的αa 、αb 经验值为：
采用碎石：αa=0.46 αb＝0.07
采用卵石：αa=0.48 αb =0.33
3）选定单位用水量（mw0）
用水量根据施工要求的坍落度（参考表3-2）和骨料品种规格，
表3-2混凝土浇筑时的坍落度（GB50204-1992）
结构种类 坍落度
（㎜）
基础或地面等的垫层，无配筋的大体
积结构或配筋稀疏的结构 10-30
板、梁或大型及中型截面的柱子等 30-50
配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓。
细柱等） 50-70
配筋特密的结构 70-90
注：①本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，采用人工捣实其值可适当增大；
②需配制泵送混凝土时，应掺外加剂，坍落度宜为120～180㎜。
表3-3混凝土的用水量选用表 单位：kg
拌合物稠度 卵石最大粒径(㎜) 碎石最大粒径 (㎜)
项目 指标 10 20 31.5 40 16 20 31.5 40
坍落度(㎜) 0~30 190 170 160 150 200 185 175 165
35~50 200 180 170 160 210 195 185 175
55~70 210 190 180 170 220 205 195 185
75~90 215 195 185 175 230 215 205 195
注：①本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。
②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。
4）计算水泥用量（mc0）
根据已确定的和mw0，可求出lm3混凝土中水泥用量mc0:
mc0=mw0×C/W
为保证混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量还应大于表4.0.4规定的最小水泥量。
如算得的水泥用量小于表3-4规定值，应取规定的最小水泥用量值。
表3-4混凝土的最大水灰比和最小水泥用量
环境条件 结构物类别 最大水灰比 最小水泥用量（㎏）
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
2.潮湿环境
无冻害
有冻害 ·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
·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
3．有冻害和除冰剂的潮湿环境 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
5）选择合理的砂率值（βs）
合理砂率可通过试验、计算或查表求得。试验是通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。 也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考表3-5选用。
3-5混凝土砂率选用表 （%）
水灰比 卵石最大粒径（mm） 碎石最大粒径（mm）
10 20 40 16 20 40
0.4 26~32 25~31 24~30 30~35 29~34 27~32
0.5 30~35 29~34 28~33 33~38 32~37 30~35
0.6 33~38 32~37 31~36 36~41 35~40 33~38
0.7 36~41 35~40 34~39 39~44 38~43 36~41
6）计算粗、细骨料用量
①重量法（假定表观密度法）应按下式计算：
mc0＋mg0＋ms0＋mw0＝ mcp

mc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；
mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；
ms0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；
mw0——每立方米混凝土的用水量（kg）；
βs——砂率（％）；
mcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg）；
其值可取2400～2450kg。
②当采用体积法（绝对体积法）时，应按下式计算：

式中：ρ c—水泥密度（ k g /m3）， 可取2900～ 3100k g /m 3。
ρ g— 粗骨料的表观密度（ k g /m 3）；
ρ s— 细骨料的表观密度（ k g /m3）；
ρ w — 水的密度（ k g /m3）， 可取1000 k g /m3；
β s—砂率（%）；
α —混凝土的含气量百分数， 在不使用引气型外加剂时， α可取为1。
通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即初步配合比计算完成。
（3）配合比的调整与确定
通过计算求得的各项材料用量（初步配合比），必须进行试验加以检验并进行必要的调整
1）调整和易性，确定基准配合比
按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（ρc，t）。此满足和易性的配比为基准配合比。
2）检验强度和耐久性，确定试验室配合比
基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作两组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护28d天进行强度测定。
3）配合比的确定
①确定混凝土初步配合比
根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：
用水量（W）——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；
水泥用量（C）——取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；
粗、细骨料用量（S、G）——取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。至此，得出混凝土初步配合比。
② 确定混凝土正式配合比
在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度较正，其方法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值（ρc，c），即
ρc，c= C+W+S+G
再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值（ρc，t），然后按下式得出校正系数δ，即

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，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过2％时，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称实验室配合比。
（4）混凝土施工配合比换算
混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：
设施工配合比1 m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为C′、W′、S′、G′；并设工地砂子含水率为a％，石子含水率为b％。则施工配合比中1 m3混凝土中各材料用量为
C′=C
S′=S· (1+a%)
G′=G· (1+b%)
W′=W－S·a%－G·b%
请大家参考，并斧正！

　　所谓混凝土施工配合比是指混凝土在施工过程中所采用的配合比。
　　调整步骤：设试验室配合比为水泥：砂子：石子=1：x：y，现场砂子含水率为m，石子含水率为n，则施工配合比调整为： 1：x/（1-m）：y/（1-n）。
　　混凝土配合比设计是混凝土工程中很重要的一项工作，它直接影响到混凝土的顺利施工、混凝土工程的质量和混凝土工程的成本。
　　设计依据：
　　（1）混凝土配合比设计依据：
　　《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55–2011） 《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB 50204– 2002） 《混凝土质量控制标准》（GB 50164–92）
　　《普通混凝土拌和物性能试验方法》（GB/T 50080–2002） 《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T 50081–2002）
　　《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107–2010）和砂、石、外加剂、掺合料的相关标准。
　　（2）混凝土配合比设计的原则：
　　1．混凝土拌合物的和易性能够满足施工的需要；
　　2．混凝土的强度能够满足设计的要求；
　　3．混凝土应有良好的耐久性；
　　4. 在满足上述的要求时，尽量减少成本，增加效益。
　　2000年12月28日中华人民共和国建设部批准，于2001年4月1日起施行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55–2000）。原行业标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T 55-96）同时废止。
　　这次改标,主要是对原行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T55-96)进行了修订。

　　凝土配合比试验是指混凝土在施工过程中所采用的配合比。
　　调整步骤：设试验室配合比为：水泥：砂子：石子=1：x：y，现场砂子含水率为m，石子含水率为n，则施工配合比调整为：1：x（1+m）：y（1+n）。
　　混凝土配合比设计是混凝土工程中很重要的一项工作!它直接影响到混凝土的顺利施工、混凝土工程的质量和混凝土工程的成本。
　　混凝土配合比设计过程一般分为四个阶段，即初步配合比计算、基准配合比的确定，实验配合比确定和施工配合比的确定。通过这一系列的工作，从而选择混凝土各组分的最佳配合比例。