详细的混凝土配合比的计算方法案例

C40 混凝土用于某公路K**+*** 桥钢筋混凝土施工，要求施工时现场坍落度为30 ～50mm ，碎石的最大粒经为30mm 。

材料选择

水泥：采用牡丹江产P.O42.5 普通硅酸盐水泥。

砂：产地岔林河，细度模数 2.62 属于中砂，颗粒级配属Ⅱ区。

碎石：产地冷山，规格分别为16 ～31.5cm 、4.75 ～16cm ，压碎值、含泥量等指标也均符合规

范求。

粗集料配合比设计

根据筛分结果粗集料的掺配比例为: 4.75 ～16cm cm 碎石为35%

16 ～31.5cm cm 碎石为65% 。

按照上述比例掺配两种集料，经几次筛分试验，其结果均满足 4.75 ～31.5cm 碎石连续级配. 配合比设计

1、计算初步配合比

1）确定混凝土配制强度（fcu,o ）。

混凝土设计强度fcu ，k=40Mpa

标准差σ=5.0 Mpa

则混凝土配制强度：

fcu,o= fcu ，k+1.645 ×σ=48.2 Mpa

2）计算水灰比（W/C ）

（1 ）按强度要求计算水灰比

①计算水泥实际强度

采用42.5 普通硅酸盐水泥fce,k=42.5Mpa ，富余系数γc=1.13

则水泥实际强度为：

fce=fce,k ×γc =48.0Mpa

②计算水灰比

碎石A=0.48

B=0.52

W/C=A ×fce/(fcu,o+A ×B ×f ce)=0.45

（2 ）按耐久性校核水灰比

根据桥梁施工规范要求：严寒地区受严重冰冻，水流侵蚀最大水灰比不得大于0.65 。按照强度计算的水灰比符合耐久性要求，故采用0.45 。

（3 ）确定单位用水量

根据要求，混凝土拌和物的坍落度为30 ～50mm ，碎石的最大粒径为30mm 。

确定混凝土的单位用水量为：

mwo=185kg/m3

（4 ）计算单位水泥用量（mco ）

①按强度计算单位用灰量

已知混凝土单位用水量为

mwo=185kg/m3

水灰比W/C=0.45

则计算单位混凝土用灰量：

mco=mwo ×c/w=411kg/m3

②按耐久性校核单位用灰量

根据桥梁施工技术规范要求：严寒地区受严重冰冻，水流侵蚀作用且有钢筋，混凝土最小水泥用量为300 kg/m3 。按强度计算的单位用灰符合耐久性要求，故采用mco=411kg/m3 。

（5 ）确定砂率（SP ）

根据碎石的最大粒径为30mm ，且水灰比为0.45

选定混凝土砂率为:

SP=33%

（6 ）计算粗，细集料单位用量（mgo , mso ）

假定混凝土毛体积密度为2400 kg/m3

185+411+ mgo+ mso=2400 ¨¨¨¨¨①

mso × 100/(mso+mgo) =33% ¨¨¨¨¨②

解式① 、② 得：

mso=595 kg/m3

mgo=1209kg/m3

则混凝土初步配合比为：

mco: mso: mgo=1:1.45:2.94

W/C=0.45

2、试拌调整，提出基准配合比

1）计算试拌材料用量

按计算初步配合比试拌15L 混凝土拌和物，各种材料用量：

水泥：411 ×0.015=6.165kg

水：185 × 0.015=2.775kg

砂：595 × 0.015=8.925kg

碎石：1209 ×0.015=18.135kg

2) 调整工作性，提出基准配合比

按照计算材料用量拌制混凝土拌和物，测定其坍落度为40mm ，而且拌和物的粘和性和饱水性良好，满足施工和易性要求，因此提出基准配合比为：

mco: mso: mgo=1:1.45:2.94

W/C=0.45

3、检验强度

1) 、采用水灰比分别为0.43 ，0.45 ，0.47 拌制三组混凝土拌和物，拌制时用水量不变，水泥用量分别为:

430 kg/m3

411 kg/m3

394 kg/m3

2 8 天后抗压强度分别见下表:

水灰比:0.43

试件编号 1 2 3 4 5 6

抗压强度51.5 52.0 52.1 53.5 52.6 51.8

平均值52.3Mpa

水灰比:0.45

试件编号 1 2 3 4 5 6

抗压强度平均值49.2

48.4Mpa

49.5 47.9 48.5 48.3 47.2

水灰比:0.47

试件编号 1 2 3 4 5 6

抗压强度平均值45.3

44.5Mpa

43.2 45.5 44.7 43.8 44.2

２）、绘制灰水比和强度曲线:

强度(Mpa)

灰水比（略）

由混凝土强度与灰水比关系曲线关系可知，与试配混凝土强度38.2Mpa 的灰水比值为 2.22 即水灰比为0.45 。

4、确定试验室配合比

1）强度修正

根据强度、灰水比关系曲线，按强度修正后混凝土各材料用量为：

用水量mwb=185kg/m3

水泥用量mcb =411kg/m3

砂用量msb =595kg/m3

碎石用量mgb =1209kg/m3

实测混凝土拌和物的毛体积密度为ρh=2470kg/m3