普通混凝土配合比设计与施工控制

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1、1普通混凝土配合比设计与施工控制一、与混凝土有关的基本概念1.普通混凝土干密度为 20002800/m3 的水泥混凝土。全释应为：用水泥、砂、石、水以及外加剂按设计比例配制，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土称为普通混凝土，简称混凝土。它是一种原料易得、施工便利、具有较好耐久性和强度的建筑材料。2.混凝土标号是指混凝土按标准方法成型，标准立方体试件（200mm200mm200m）在标准养护条件下（温度 203，相对湿度大于 90%）养护 28d 所得的抗压强度值，单位为 kgf/cm2（以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，三个测值中的最小值与较大值之差超过较大值 20%时，舍去

2、最小值，以剩余的两个测值的平均值作为该组试件的抗压强度值） 。3.混凝土强度等级是指混凝土按标准方法成型、标准立方体试件（150mm150mm150mm）在标准养护条件下（温度 202，相对湿度 95%以上）养护 28d 所得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过 5%，以 C 与立方体抗压强度标准值MPa（N/mm2）表示。如：混凝土立方体抗压强度标准值，20MPa，其强度等级表示为 C20。 （混凝土立方体抗压强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值中的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的 15%时，则取中间值做为该组试件的抗压强度测定值，当

3、最大值或最小值与中2间值的差值均超过中间值的 15%时，则该组试件的抗压强度测定值无效。 ）4.干硬性混凝土混凝土拌和物的坍落度小于 100且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。5.塑性混凝土混凝土拌和物坍落度为 1090的混凝土。6.流动性混凝土混凝土拌和物坍落度为 100150的混凝土。7.大流动性混凝土混凝土拌和物坍落度等于或大于 160的混凝土。8.抗渗混凝土抗渗等级等于或大于 P6 级的混凝土。9.抗冻混凝土抗冻等级等于或大于 F50 级的混凝土。10.高强混凝土强度等级为 C60 及以上的混凝土。11.泵送混凝土混凝土拌和物坍落度不低于 100并用泵送施工的混凝土。12.混凝土强

4、度等级与混凝土标号的换算混凝土强度等级混凝土标号10213.混凝土立方体试件抗压强度换算系数混凝土立方体试件抗压强度换算系数列表 1。表 1 混凝土立方体试件抗压强度换算系数表试件尺寸换算系数 （）标准试件尺寸（）2002002001501501501001001002002002001.000.950.9031501501501.051.000.9513混凝土强度与齡期的关系龄期是指混凝土强度增长所需的时间。强度与龄期的关系，在标准养护时： R340%R28；R76070%R28；R28达到设计强度。15.砂率砂率是指砂在骨料（砂及石子）总量中所占的质量百分率。影响砂率的一般因素为： 砂率随

5、粗骨料的粒径增大而减小；随粒径减小砂率应增大。 细砂时砂率小，粗砂时砂率应增大。 卵石时砂率小，碎石时砂率应加大。 水灰比小时砂率小，水灰比增大时砂率应增大。 水泥用量大时砂率小，水泥用量小时则砂率应增大二、混凝土配合比设计中基本参数的选取1.标准差选取 根据本单位施工的混凝土强度等级、设备、工艺、材料、配合比等基本相同的混凝土检查试件抗压强度资料，按下式计算：（f2cu,in2fcu）/（n1）式中 标准差（MPa） ；fcu,i统计周期内第i组混凝土试件的强度（ MPa） ；n统计周期内相同强度等级混凝土试件的总组数，4n25；fcu统计周期内n组混凝土试件强度的平均值（MPa） 。当混凝

6、土强度等级为 C20、C25 时，计算值低于 2.5MPa 时按2.5MPa 取用。当混凝土强度等级大于等于 C30 时，计算值低于 3.0MPa 时，按 3.0MPa 取用。 无本单位实际计算的标准差时，可按表 2 选用值。表 2 值选用表混凝土强度等级（MPa）C10C20C25C40C50C60标准差（MPa）3.54.04.55.05.56.02.粗骨料最大粒径dmax的选用：混凝土用的粗骨料应采用坚硬耐久的碎石、卵石或两者的混合物，其最大粒径不得大于板厚的 1/2 或结构截面最小尺寸的 1/4，也不得大于钢筋间最小间距的 3/4，且不大于 100。3.细骨料：应优先选用中砂（Mx3.

7、0-2.3） 。4.混凝土坍落度，可按表 3 选用：表 3 坍落度选用表坍落度（） 结 构 类 型房建铁路基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙，基础等）1030无配筋或配筋稀疏的混凝土结构（基础、墩台、隧道衬砌、挡土墙等）3050梁、板和大型及中型截面的柱子等3050普通配筋钢筋混凝土结构（板、梁、柱等）5070配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）5070配筋较密的钢筋混凝土结构（墙、梁、柱等）7090配筋特的结构70905配筋特密不便捣实的钢筋混凝土结构100140水下浇筑混凝土180220 泵送混凝土1601805.最大水灰比和最小水泥用量：进行配合比设计时，应按表 4 和

8、表 5 对混凝土的最大水灰比（水胶比）和最小水泥（胶凝材料）用量进行控制。表 4 房建工程最大水灰比和最小水泥用量限值最 大 水 灰 比最小水泥用量（ k/3） 环 境条 件结 构 物 类 别素混凝土钢筋混凝 土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝 土预应力混凝土1.干燥环境正常居住或办公用房屋内不作规定0.650.60200260300无冻害高湿度的室内、室外部件，在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.602252803002.潮湿环境有冻害经受冻害的室外部件，在非侵蚀性土和水中且受冻害的部件，高湿度室内受冻部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境0.5

9、00.500.50300300300表 5 铁路工程最大水灰比和最小水泥用量限值所 在 地 区 最 冷 月 平 均 气 温 （）低于-15-15-5高于-5混凝土所处的环 境 条 件最 大水灰比最 小水泥用量（kg/m3）最 大水灰比最 小水泥用量（kg/m3）最 大水灰比最 小水泥用量（kg/m3）受水流冲刷、冰冻作用的混凝土0.553000.602750.65250最低冲刷线以下的0.602750.652500.702306地下部分，不受水流作用的地上部分及不致遭受冰冻作用的混凝土三、混凝土配合比设计执行普通混凝土配合比设计规程 （JGJ55-2000） 。1.设计原则 满足设计要求：即满

10、足设计文件要求的混凝土强度等级； 满足施工要求：即满足混凝土在施工过程中（运输、浇筑、振捣）所需的和易性（和易性包括流动性即稠度：通常以坍落度和维勃稠度表示；粘聚性：通常以捣棒在已坍落的混凝土试体侧面轻轻敲打进行观察，坍落体均匀下沉表示粘聚性良好，出现倒塌、部分崩裂或离析现象则表示粘聚性不好；保水性：通常以观察已坍落的混凝土试体底部四周稀浆析出程度和坍落体表面粗骨料外露情况来评定，若坍落体底部四周有较多的稀浆析出和坍落体表面粗骨料出现失浆外露现象，则表示混凝土拌和物保水性能不好，如坍落体底部四周无或仅有少量稀浆析出和坍落体表面粗骨料不外露，则表示混凝土拌和物保水性能良好。 ） 。 力求节约：就

11、地取材，采用新材料，新技术，合理使用原材料，追求经济效益。2.设计依据 使用混凝土的施工单位、工程所处环境条件、工程名称、工程部位及结构情况（以便选定粗骨料最大粒径dmax） 。7 混凝土设计强度等级及施工单位管理水平。 混凝土用原材料（水泥、砂、石子、水、外加剂）产地、品种、规格及其技术性能指标。3.混凝土基准配合比设计、计算及确定步骤。 计算试配强度：（设采用 P.S32.5 水泥，dmax为 40碎石、中砂、饮用水，配制墩台 C20 混凝土，取 4MPa） 。fcu,0=fcu,k+1.645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（MPa） ；混

12、凝土立方体抗压强度标准差（MPa） 。fcu,0=20+1.6454.0=26.6MPa 计算水灰比W/C：W/C=afce/（fcu,0+abfce）式中 W/C水灰比；a、b回归系数，a（碎石取 0.46，卵石取 0.48） ；b（碎石取 0.07，卵石取 0.33） ；fce水泥 28d 抗压强度实测值（MPa） 。fce无实测值时，可按fce=cfce,g计算。式中 c水泥强度等级值的富余系数，由统计得到，专题试验得c=1.07；fce,g水泥商品强度等级 28d抗压强度规定值（ MPa） 。8W/C =0.461.0732.5/（26.60.460.071.0732.5）=0.58（

13、未超出最大水灰比限值） 。 查表 6 选用每立方米混凝土用水量mw0：据粗骨料品种、最大粒径和混凝土坍落度要求，由表 6 选定每立方米混凝土用水量mw0175k/m3。表 6 混凝土用水量选用表（k/m3）卵石最大粒径（）碎石最大粒径（）骨料品种规格（）10202531.540638016202531.5406380103019017017016015014514020018518517516515515035502001801801701601551502101951951851751651605570210190190180170165160220205205195185175170759

14、0215195195185175170165230215215205195185180说明： 本表用水量系采用中砂时的平均值，用细砂时，每方混凝土可增加 510，采用粗砂时可减少 510； 掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整； 流动性（Sb=100150） 、大流动性（Sb=160以上）混凝土的用水量以坍落度 90的用水量为基础，按坍落度每增大 20，用水量增加 5计算出未掺外加剂时的混凝土用水量； 掺外加剂流动性、大流动性混凝土用水量按下式计算：mwa=mw0（1）式中 mwa掺外加剂混凝土每立方米混凝土用水量（/m3） ；mw0未掺外加剂混凝土每立方米混凝土用水量（/m3） ；外加

15、剂减水率，经试验确定或参考说明书取用（） 。 本表适应于水灰比 0.400.80 范围使用，超出范围时经试验确定。 计算水泥用量mc0: mc0=mw0/（W/C） （kg） =175/0.58=302（kg） 查表 7 选用混凝土用砂率PS：9PS=ms0/（ms0+mg0） 100 式中 PS砂率（%） ； ms0每立方米混凝土砂子用量（kg/m3） ； mg0每立方米混凝土石子用量（kg/m3） 。 根据粗骨料品种、最大粒径和水灰比要求，可由表 7 查得砂率。表 7 混凝土砂率选用表（%）卵石最大粒径（）碎石最大粒径（）粗骨料 品种 规格水灰比1020254063801620254063800.4027 3 226 3 125 3 024 2 923 2 822 2 731 3 630 3 529 3 428 3 327 3 225 3 00.5031 3 630 3 529 3 428 3 321 3 226 3 133 3 832 3 731 3 630 3 52