混凝土3

结构设计的强度等级要求； 满足混凝土施工所要求的和易性； 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； 符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。
三、配合比设计基本参数
水灰比（ mw/mc ）、单位用水量（mw） 和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参 数。
水泥 水 砂 石子
0.48× 48.0 mw αa ⋅ fce ＝ ＝ .50 0 ＝ 38.2 + 0.48×0.33× 48.0 mc fcu， +αa ⋅αb ⋅ fce 0
（2）复核耐久性：查表4-25复核，耐久性合格。
五、配合比计算例题
3.确定用水量mw0
根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为 40mm，查表4-21取mw0＝160kg。
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（四）计算施工配合比
——现场砂石含水量的扣减 现场砂石含水量的扣减 假定现场砂、石子的含水率分别为a％和 b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用 量分别为： ′ mc ＝mc ′ ms ＝ms（1+a％） ′ mg ＝mg（1+b％） m′ ＝mw－ms×a％－mg×b％ w 施工配合比可表示为：
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（二）基准配合比——和易性的调整
初步计算配合比 调整_工作性 (保持w/c不变) 评定_工作性 合格 每m3砼材料用量 基准配合比
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不合格
单 材 拌 用 个 料 合 量 实 砼 观 度× 测 表 密 总 合 量 拌 用
（三） 实验室（设计）配合比——强度校验
基准配合比 W0，(w/c)0－0.05，砂率－1％ W0， (w/c)0 ＋0.05，砂率＋1％
§4－4 普通混凝土配合比设计
一、配合比及其表示方法
混凝土的配合比
是指混凝土各组成材料用量之比。 主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。 工程中常用“质量比”表示。
质量配合比的表示方法
（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。 例如水泥mc＝295kg，砂ms＝648kg，石子mg＝ 1330kg，水mw＝165kg。 （2）以各组成材料用量之比表示。例如上例也可 表示为：mc：ms：mg＝1：2.20：4.51， mw/mc＝0.56。
水泥浆 混凝土 水灰比 mw/mc
与强度、耐久 性有关
骨料
单位用水量mw
砂率βw
与粘聚性、保水 性有关
与流动性有关
四、配合比设计的步骤与方法
Ⅰ初步计算配合比
Ⅱ 基准配合比
调整坍落度 校核强度、 校核强度、耐久性 扣减工地砂石含水量
Ⅲ 实验室配合比
Ⅳ 施工配合比
例题
（一）初步配合比的计算
1.计算施工配制强度 fcu,0
4.计算水泥用量mc0
（1）计算：
m 160 mc0＝ w0 ＝ ＝ kg 320 mw / mc 0.50
（2）复核耐久性 经复核，耐久性合格。
5.确定砂率βs
根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、 水灰比0.50，查表4-22，βs＝28％～33％，取βs＝30 ％。
五、配合比计算例题
（一）初步配合比的计算
6.计算砂、石子用量ms0、mg0
（1）体积法：Vc + Vs + Vg + Vw + Va ＝1
mc0 ms0 mg0 mw0
ρc
+
ρs
+
ρg
+
ρw
+ 0.01 ＝ α 1
βs＝
ms0 ×100 ％ ms0 + mg0
α—混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。 混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取 ＝ 。 混凝土的含气量百分数
（一）初步配合比的计算
4.计算单位水泥用量mc0
（1）计算 （2）复核耐久性
mw0 mc0＝ mw / mc
计算出的水泥用量要满足表4-25 （p126）规定的最小水 泥用量,如计算值低于规定值时，则应取规定值。
5.确定砂率βs
（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可据表4-22 （p105） 选取。 （2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可 在表4-22基础上，坍落度每增大20mm，砂率增大1％确定。 （3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。
五、配合比计算例题
解:
1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0：
根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表4-30取σ＝5.0MPa，则 fcu,0 ＝ fcu,k + 1.645σ ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa
2.确定混凝土水灰比mw/mc
（1）按强度要求计算 根据题意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，则：
fcu， = fcu，k +1.645σ 0
式中: fcu,0——混凝土配制强度，MPa； fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝 土强度等级值，MPa； σ——混凝土强度标准差，（p133，表4-30）
混凝土强度标准差 强度等级 标准差σ，MPa ＜C20 4.0 C20～C35 5.0 ≥C35 6.0
（2）质量法
mc0 + ms0 + mg0 + mw0＝mcp
βs＝
ms0 ×100 ％ ms0 + mg0
mcp—1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取2350～2450kg/m3。
（一）初步配合比的计算
7.计算初步配合比
（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。 （2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0＝1：x： y， mw/mc ＝？。
′ ′ ′ ： ′ mc：ms：mg＝1 x：y，m′ / mc = ? w
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五、配合比计算例题
例题
某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级 为C30。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物 坍落度为30～50mm。施工单位无混凝土强度统计资料。 所用原材料如下： 水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，实测28d抗压强度 48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3; 砂：中砂，级配2区合格。表观密度ρs＝2.65g/cm3; 石子：卵石，5～40mm。表观密度ρg＝2.60g/cm3; 水：自来水，密度ρw＝1.00g/cm3。 试用体积法和质量法计算该混凝土的初步配合比。
（一）初步配合比的计算
3.确定单位用水量mw0
先根据粗集料的品种、粒径及施工要求（p102表4-19） 的坍落度，再按表4-21（p104）选取用水量。 也可按此估算： mw0 =10(T+K) / 3 （K值见表4-31） 掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：
mwa＝mw0（1－β）
式中： mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； mw0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； β——外加剂的减水率，应经试验确定。
6.计算砂、石子用量ms0、mg0 假定混凝土拌合物的质量为mcp＝2400kg，将数据 代入质量法计算公式，得：
ms0 + mg0＝2400－320－160 ms0 ×100 ＝ ％ ％ 30 ms0 +mg0
解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。
7.计算初步配合比
mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20， mw/mc ＝0.50。
强度复核
< fcon,0
弃
≥ fcon,0 & Min(C)
实验室配合比
（三） 实验室（设计）配合比——强度校验
设计配合比的确定
（1）确定1m3混凝土中的组成材料用量：
①单位用水量（mw）---在基准配合比用水量的基础上， 根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调 整确定； ②水泥用量（mc）---以用水量乘以选定出来的灰水比计 算确定； ③粗集料和细集料用量（ms、mg）---在基准配合比的用 量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。
（一）初步配合比的计算
2.确定水灰比mw/mc
mw αa ⋅ fce ＝ （1）按混凝土强度要求计算水灰比 mc fcu， +αa ⋅αb ⋅ fce 0
式中： αa、αb——回归系数可取碎石混凝土 αa＝0.46， αb＝0.07；卵石混凝土αa＝0.48，αb＝0.33。 fce——水泥28d抗压强度实测值，MPa。 fce =1.13 x fc （2）复核耐久性 为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水 灰比值不得超过规定的最大水灰比值(p126表4-25)， 若大于规定值，取规定值。
现行配合比设计方法的局限性
1)由于化学外加剂和矿物掺合料已成为必要组份， 而且前者对关键参数水胶比的影响非常显著；后者 则在许多场合下掺量很大，甚至超过水泥，因此其 品质在胶凝材料中起主导作用； 2)复杂多变的环境和工程需要多组分复合：多级配 的骨料，不同类型的外加剂、矿物掺合料、纤维等。 如丹麦的跨海桥梁与隧道工程用混凝土中，胶凝材 料包括水泥、粉煤灰、硅粉，外加剂3~4种，加上 骨料组分共十余种。
（三） 实验室（设计）配合比——强度校验
（2）经试配确定配合比后，进行校正：
①计算混凝土的体积密度计算值ρc,c(按上述方法确定的 各材料用量):ρc,c＝mc+ ms+mg+mw ②校正系数δ：
ρc，t δ＝ ρc，c
③当|ρc,c- ρc,t| / ρc,c ≤ 2％时，按（1）条确定的配合比 即为设计配合比；当二者之差超过2％时，应将配合 比中各组成材料用量均乘以校正系数δ，得到设计配 合比。