混凝土配合比设计（初步配合比）

混凝土配合比设计（初步配合比）

混凝土配合比设计（初步配合比）

   混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比四个设计阶段。

    初步配合比主要是依据设计的基本条件，参照理论和大量试验提供的参数进行计算，得到基本满足强度和耐久性要求的配合比；基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过实配、检测，进行工作性的调整，对配合比进行修正；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，确定一水泥用量最少的方案，从而进一步调整配合比；而施工配合比是考虑实际砂、石的含水对配合比的影响，对配合比最后的修正，是实际应用的配合比。

     总之，配合比设计的过程是一逐步满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等设计目标的过程。  

混凝土配合比设计中的三个基本参数是：水灰比，即水和水泥之间的比例；砂率，即砂和石子间的比例；单位用水量，即骨料与水泥浆之间的比例。这三个基本参数一旦确定，混凝土的配合比也就确定了。

水灰比的确定主要取决于混凝土的强度和耐久性。从强度角度看，水灰比应小些，水灰比可根据混凝土的强度公式来确定。从耐久性角度看，水灰比小些，水泥用量多些，混凝土的密实度就高，耐久性则优良，这可通过控制最大水灰比和最小水泥用量的来满足。由强度和耐久性分别决定的水灰比往往是不同的，此时应取较小值。但当强度和耐久性都已满足的前提下，水灰比应取较大值，以获得较高的流动性。

砂率主要应从满足工作性和节约水泥两个方面考虑。在水灰比和水泥用量（即水泥浆量）不变的前提下，砂率应取坍落度最大，而粘聚性和保水性又好的砂率即合理砂率，这可由表初步决定，经试拌调整而定。在工作性满足的情况下，砂率尽可能取小值以达到节约水泥的目的。

单位用水量在水灰比和水泥用量不变的情况下，实际反映的是水泥浆量与骨料用量之间的比例关系。水泥浆量要满足包裹粗、细骨料表面并保持足够流动性的要求，但用水量过大，会降低混凝土的耐久性。水灰比在0.40-0.80范围内时，根据粗骨料的品种、最大粒径，单位用水量可通过规范确定。

      混凝土初步配合比的计算步骤：

一、计算混凝土配制强度 fcu,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，MPa。

注意：计算时，强度试件组数不应少于25组；

      当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值σ＜2.5MPa时，取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值σ＜ 3.0MPa时，取σ＝3.0MPa；

      当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）的规定取用。

二、确定水灰比mw/mc

（1）按混凝土强度要求计算水灰比

式中：  αa、αb——回归系数；应根据工程所用的水泥、集料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，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)

（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，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。

三、确定单位用水量mw

（1）水灰比在0.40～0.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。  

（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。

（3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：

                     mw0＝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。

四、计算水泥用量mc

（1）计算：

(2）复核耐久性

将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。

五、确定砂率βs :

主要从满足工作性和节约水泥考虑。

（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。

（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，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。

                  六、计算砂、石子用量ms0、mg0

（1）体积法

    又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成材料——水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即：

                      Vc + Vs + Vg + Vw + Va ＝1

（2）质量法

质量法又称为假定体积密度法。解方程组，可得ms0、mg0 。

解方程组可得ms0、mg0。