任务四 混凝土的配制,混凝土楼板裂缝,混凝土浇筑后，若混凝土配合比不合理、浇筑后养护不及时、内外温差过大等均会造成混凝土收缩过大形成裂缝学习目标：混凝土配制的基本要求；能进行基准配合比设计；实验室试制、配合比调整；施工配合比确定一、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＝0.56二、配合比设计的要求,满足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,水泥浆,骨料,混凝土,单位用水量mw,砂率βw,水灰比 mw/mc,与强度、耐久性有关,与流动性有关,与粘聚性、保水性有关,四、配合比设计的步骤与方法,（一）确定混凝土基准配合比 （二）试配、调整，确定设计配合比 （三）计算施工配合比,,（一）确定混凝土基准配合比,1.计算施工配制强度 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。
混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定： 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2.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＝0.33fce——水泥28d抗压强度实测值，MPa混凝土强度标准差,,,（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 3.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。
塑性混凝土的单位用水量，kg,,（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：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，应经试验确定干硬性混凝土的单位用水量，kg,,4.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 5.确定砂率βs （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6.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,混凝土砂率，％,,解方程组，可得ms0、mg0 。
式中： ρc、ρs、ρg、ρw——分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，kg/m3水泥的密度可取2900～3100kg/m3；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 （2）质量法质量法又称为假定体积密度法假定混凝土拌合物的质量为mcp ，kg解方程组可得ms0、mg0 式中： mc0、ms0、mg0、mw0——分别为1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；mcp——1m3混凝土拌合物的假定质量，kg可取2350～2450kg/m3βs——混凝土砂率 7.计算基准配合比 （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 ＝？二）试配调整，确定设计配合比,1.试配按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L或25L混凝土，分别测定其和易性、强度 2.调整 （１）调整和易性，确定基准配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能： 如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆； 如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。
记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（ρc,t）2）强度调整 一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度各种配比制作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定 3.设计配合比的确定 （1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量： ①单位用水量（mw）应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）应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）应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2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正： ①按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值ρc,c：ρc,c＝mc+ ms+mg+mw ②应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：式中： ρc,t——混凝土体积密度实测值，kg/m3；ρc,c——混凝土体积密度计算值，kg/m3。
③当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的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，得到设计配合比三）计算施工配合比,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＝ms（1+a％）＝mg（1+b％）＝mw－ms×a％－mg×b％施工配合比可表示为：,,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基准配合比解: 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3.24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：（2）复核耐久性：经复核，耐久性合格。
3.确定用水量mw0根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为40mm，查表取mw0＝160kg 4.计算水泥用量mc0 （1）计算： （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βs＝28％～33％，取βs＝30％ 6.计算砂、石子用量ms0、mg0,,（1）体积法 将数据代入体积法的计算公式，取α＝1，可得：解方程组，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg （2）质量法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解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg6.计算基准配合比 （1）体积法mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16， mw/mc ＝0.50； （2）质量法 mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20， mw/mc ＝0.50已知某混凝土的水灰比为0.5，用水量为180kg，砂率为33％，混凝土拌合料成型后实测其体积密度为2400kg/m3，试求该混凝土配合比。
解：已知W/C＝0.5，W＝180kg，Sp＝33％，实测混凝土拌合物ρoh实＝2400kg/m31) 求CW/C＝0.5C=180/0.5＝360kg/m3,,(2) 求S和G按质量法有 ①与Sp公式联立 ②将②代入①得 S＝614kg G＝1246kg该混凝土配合比为：C∶W∶S∶G＝360∶180∶614∶1246（kg）或者为1∶0.5∶1.70∶3.46例．某混凝土拌合物经试拌调整满足和易性要求后，各组成材料用量为水泥3.15㎏，水1.89㎏，砂6.24㎏, 卵石12.48㎏，实测混凝土拌合物表观密度为2450㎏／ｍ３；试计算每m3 混凝土的各种材料用量解：该混凝土拌合物各组成材料用量的比例为：C:S:G:W=3.15:6.24:12.48:1.89=1:1.98:3.96:0.60,由实测混凝土拌合物表观密度为2450㎏／ｍ３C+S+G+W=2450 ㎏C+1.98C+3.96C+0.60C=7.54C=2450㎏则每m3 混凝土的各种材料用量为：水泥： C=325 ㎏砂： S=1.98C=644 ㎏卵石： G=3.96C=1287 kg水： W=0.6C=195 kg [评注] 混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。
已知混凝土试拌调整合格后各材料用量为：水泥5.72kg，砂子9.0kg，石子为18.4kg，水为4.3kg并测得拌合物表观密度为2400kg/m3，试求其基准配合比(以1m3混凝土中各材料用量表示)若采用实测强度为45MPa的普通水泥，河砂,卵石来配制,试估算该混凝土的28天强度(A=0.46，B=0.07)解: 基准配合比为C=5.72×2400/(5.72+9+18.4+4.3)=367 kgS=9×2400/(5.72+9+18.4+4.3)=577 kgG=18.4×2400/(5.72+9+18.4+4.3)=1180 kgW=4.3×2400/(5.72+9+18.4+4.3)=275 kgfcu=0.46×45×(367/275-0.07)=26.2 MPa,,已知混凝土经试拌调整后，各项材料用量为：水泥3.10kg，水1.86kg ，砂6.24kg ，碎石12.8kg，并测得拌和物的表观密度为2500kg∕m3，试计算： （1）每方混凝土各项材料的用量为多少？ （2）如工地现场砂子含水率为3％，石子含水率为1％求施工配合比。