混凝土配合比计算方法 普通混凝土配合比设计规程

混凝土配合比计算方法 普通混凝土配合比设计规程

混凝土配合比设计是建筑施工中的关键技术环节，直接影响到混凝土的强度、耐久性和施工性能。本文将详细介绍普通混凝土配合比的设计规程和计算方法，帮助读者掌握这一重要技术。

普通混凝土定义

普通混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护、硬化而得的具有一定结构强度的结构或者构件，也称水泥混凝土，它广泛应用于工业和民用建筑以及一般构筑物配合比设计的基本资料。

混凝土是非均质的三相体，即固体、液体和气体。两种相接触的面称为界面，混凝土中界面的存在是无法避免的，对混凝土性能产生不良影响。混凝土拌合物三相所占的体积大致为，固相占总体积的73%84%、液相占15%22%、气相占1%~5%。三相的体积并非一成不变，在建筑后的凝结硬化过程中，三相所占的体积将不断的发生变化，但终凝以后变化减少，表现为总体积和液相在减少，而气相却在增加，主要是液相流失、蒸发和被固相所吸收造成。另外，三相的体积也会随环境条件的变化而发生变化。三相体积的改变是混凝土产生裂缝主要原因之一，尤其是混凝土产生终凝之前较为明显（即通常认为随行收缩，干燥收缩等引起的裂缝），但这种裂缝如果在浇筑后及时采取有效的养护措施，能够获得明显的控制效果。

在进行混凝土配合比的设计，就是在满足相关要求的前提下，尽量减少三相体体积的变化，通过试样将三相体得体积调整到最佳比例。

普通混凝土配合比设计的依据

1. 混凝土设计强度等级
2. 工程特征（工程所处环境、结构断面、钢筋最小净距等）
3. 水泥品种和强度等级
4. 砂、石的种类规格、表观密度以及石子最大粒径
5. 施工方法

普通混凝土配合比设计的依据标准

• 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55–2011）
• 《混凝土结构施工质量验收规范》（GB 50204–2015）
• 《混凝土质量控制标准》（GB 50164–2011）
• 《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）
• 砂、石、外加剂、掺合料的相关标准

普通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。

设计方法与步骤

普通混凝土配合比的设计步骤，首先按照原始资料进行初步计算。得出“理论配合比”；经过试验室试拌调整，提出满足施工和易性要求的“基准配合比”；然后根据基准配合比进行表观密度和强度的调整，确定出满足设计和施工要求的“试验室配合比”；最后根据现场砂石实际含水率，将试验室配合比换算成“生产配合比”。

混凝土配合比计算方法

设计要求及材料情况

1. 设计要求：C30承台混凝土，采用泵送施工，坍落度120mm~160mm。
2. 材料情况：P.O42.5水泥，fce（水泥的实际强度）=45.0；粗骨料：采用525mm及2531.5mm的两种碎石进行搭配，组成531.5mm的连续级配碎石，按525mm：25~31.5mm=8：2（重量比）的比例配制；细骨料：中砂，Mx=2.7；外掺料：Ⅱ级粉煤灰；外加剂：WP缓凝高效减水剂。

计算

1. fcu0=fcu 1.645σ=30 1.645×5.0=38.2Mpa。
2. w/c=aa×fce/(fcuo aa×ab×fce)=0.46×45.0/(38.2 0.46×0.07×45.0)=0.52
3. 根据施工要求，混凝土设计坍落度为120mm~160mm，取单位用水量为215kg，掺加1.7%的缓凝高效减水剂，减水率δ=22%，则混凝土单位用水量：mW0=mW(1-δ)=215×(1-22%)=168kg。
4. 单位水泥用量：mc=mwo/w/c=168/0.52=323kg
5. 用粉煤灰取代16.5%的水泥，取代系数为λ=1.3，则有

• 水泥用量：mc0=mc×（1-16.5%）=270kg。
• 粉煤灰用量：mf0=mc×16.5%×1.3=69.3kg。
• 减水剂用量：mFDN0=(mc0 mf0)×1.7%=5.77kg。

6. 假设混凝土单位容重mcp=2400kg/m，砂率βs=40%，则有：

• mc0 mf0 ms0 mg0 mW0=mcp
• mso/(mso mgo)×100%=βs
  得：细骨料ms0=757kg，粗骨料mg0=1136kg。
  则混凝土配合比：mc0：ms0：mg0：mf0：mFDN0：mW0=270：757：1136：69.3：5.77：168=1：2.80：4.21：0.26：0.021：0.62

根据规定，水灰比比基准水灰比减少0.03，则水灰比w/c=0.49

1. 单位水泥用量
   mc=mwo/w/c=168/0.49=343kg
2. 用粉煤灰取代16.5%的水泥，取代系数为λ=1.3，则有

• 水泥用量：mc1=mc×（1-16.5%）=286kg。
• 粉煤灰用量：mf1=mc×16.5%×1.3=73.6kg。
• 减水剂用量：mFDN1=(mc1 mf1)×1.7%=6.11kg。

3. 假设混凝土单位容重mcp=2400kg/m，砂率βs=39%，则有：

• 细骨料ms1=730kg，粗骨料mg1=1142kg。
  则混凝土配合比：mc1：ms1：mg1：mf1：mFDN1：mW0=286：730：1142：73.6：6.11：168=1：2.55：3.99：0.26：0.021：0.59。

自密实混凝土配合比的试配、调整与确定应符合下列规定：

1. 混凝土试配时应采用工程实际使用的原材料，每盘混凝土的最小搅拌量不宜小于25L。
2. 试配时，首先应进行试拌，先检查拌合物自密实性能必控指标，再检查拌合物自密实性能可选指标。当试拌得出的拌合物自密实性能不能满足要求时，应在水胶比不变、胶凝材料用量和外加剂用量合理的原则下调整胶凝材料用量、外加剂用量或砂的体积分数等，直到符合要求为止。应根据试拌结果提出混凝土强度试验用的基准配合比．
3. 混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比。当采用不同的配合比时，其中一个应为《普通混凝土配合比设计规程》第5．2．2条中第2款确定的基准配合比，另外两个配合比的水胶比宜较基准配合比分别增加和减少0.02；用水量与基准配合比相同，砂的体积分数可分别增加或减少1%。
4. 制作混凝土强度试验试件时，应验证拌合物自密实性能是否达到设计要求，并以该结果代表相应配合比的混凝土拌合物性能指标。
5. 混凝土强度试验时每种配合比至少应制作一组试件，标准养护到28d或设计要求的龄期时试压，也可同时多制作几组试件，按《早期推定混凝土强度试验方法标准》JGJ/T15早期推定混凝土强度，用于配合比调整，但最终应满足标准养护28d或设计规定龄期的强度要求。如有耐久性要求时，还应检测相应的耐久性指标。
6. 应根据试配结果对基准配合比进行调整，
7. 对于应用条件特殊的工程，宜采用确定的配合比进行模拟试验，以检验所设计的配合比是否满足工程应用条件。