老师不在的时候-国奥男篮

普通水泥混凝土的组成设计
一、概述
混凝土吉各组成材料用量之比即为混凝 土的配合比。混凝土配合比设计就是根据原材料
的性能和对混凝土的技术要求，通过计算和试配调整，确 定出满足工程技术经济指标的混凝
土各组成材料的用量。本节阐述水泥、水、细集料和粗集料四组分的组 成设计。
1.混凝土配合比表示方法
水泥混凝土配合比表示方法，有下列两种：
1)单位用量表示法
以每1㎡混凝土中各种材料的用量表示，例如：水泥：水：细集料：粗集 料=330㎏：
150㎏：706㎏：1264㎏。
2)相对用量表示法
以水泥的 质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料；水灰比”的顺序排列表示，例如
1:2.14:3.82;W C=0.45.
2.配合比设计的基本要求
混凝土配合比设计，应满足下列四项基本要求：
1)满足结构物设计强度的要求
不论混凝土路面或桥梁，在设计时都会对不同的结构部位提出 不同的“设计强度”要求。
为了保证结构物的可靠性，采用一个比设计强度高的“配制强度”，才能满足 设计强度的要
求。
2)满足施工工作性的要求
按照结构物断面尺寸和形状、配筋的 疏密以及施工方法和设备来确定工作性(坍落度或
维勃稠度)。
3)满足环境耐久性的要求
根据结构物所处环境条件，如严寒地区的路面或桥梁、桥梁墩台在水位升降范围等，为
保证结构 的耐久性，在设计混凝土配合比时应考虑允许的“最大水灰比”和“最小水泥用量”。
4)满足经济性的要求
在保证工程质量的前提下，尽量节约水泥，合理地使用材料，以降低成本。
3．混凝土配合比设计的步骤
混凝土配合比设计可按下列步骤进行：
1)计算“初步配合比”
根据原始资料，按我国现行的配合比设计方法，计算初步配合比，即 水泥：水：细集料：
粗集料=m
co
：m
wo
：m
so：m
go
。
2)提出“基准配合比”
根据初步配合比，采用施工实际 材料，进行试拌，测定混凝土拌合物的工作性(坍落度
或维勃稠度)，调整材料用量，提出一个满足工作 性要求的“基准配合比”，即m
ca
：m
wa
：
m
sa：m
ga
。
3)确定“试验室配合比”
以基准配合比为基础，增加和 减少水灰比，拟定几组(通常为三组)适合工作性要求的配
合比，通过制备试块、测定强度，确定既符合 强度和工作性要求，又较经济的试验室配合比，
即m
cb
：m
wb
： m
sb
：m
gb
。
4)换算“施工配合比”
根据工地现 场材料的实际含水率，将试验室配合比换算为施工配合比，即m
c
：m
w
：m
s
：
m
g
。或1：m
w
m
c
：m
s
m
c
：m
g
m
c
。
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二、普通混凝土配合比设计方法(以抗压强度为指标的计算方法)
1．初步配合比的计算
1)确定混凝土的配制强度f
cu
，
o < br>为了使所配制的混凝土具有必要的强度保证率(即P=95%)，要求混凝土配制强度必须大
于其 标准值。按式(1)确定：
f
cu，o
f
cu，k
1.645

(1)
式中：f
cu
，
o
——混凝土的施工配制强度(MPa)；
f
cu
，
k
——混凝土立方体抗压强度标准值(即设计要求的混凝土 强度等级) (MPa)；
σ——由施工单位质量管理水平确定的混凝土强度标准差(MPa)。
混凝土标准差(σ)值按式(2)计算：



f
i1
n
2
cu，i
n

2
f
cu
(2)
n1
其中：f
cu
，
i
——第i组混凝土试件立 方体抗压强度值(MPa)；
μ
fcu
——n组混凝土试件立方体抗压强度平均值(MPa)；
n——统计周期内相同等级的试件级数，n≥25组。
混凝土强度标准差(σ)可根据近期同 类混凝土强度资料求得，其试件组数不应少于25
组。当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标 准计算值小于2.5MPa时，计算配制强度
时的标准差应取不小于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
值小于3.0 MPa时，计算配制强度时的标准差应取不小于3.0MPa。
若无历史统计资料时，强度标准差可根据要求的强度等级按表1规定取用。
标准差σ值 表1
强度等级(MPa)
标准差σ(MPa)
低于C20
4.0
C20～C35
5.0
高于C35
6.0
2)计算水灰比(WC)
(1)按混凝土要求强度等级计算水灰比和水泥实际强度，根据已确 定的混凝土配制强度
f
cu
，
o
，由式(3)计算水灰比：(MPa )

C

f
cu，o


a
f
ce



b

(3)

W

式中：f
cu
，
o
——混 凝土配制强度(MPa)；
α
a
、α
b
——混凝土强度回归系数， 根据使用的水泥和粗、细集料经过试验得出的灰水比
与混凝土强度关系式确定，若无上述试验统计资料时，可采用表2数值。
CW——混凝土所要求的灰水比；
f
ce
——水泥的实际强度值(MPa)。
回归系数α
a
、α
b
选用表 表2
集料类别
碎石
由式(3)得
回归系数
α
a

0.46
α
b

0.07

集料类别
卵石
回归系数
α
a

0.48
α
b

0.33
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
a
f
ce
W

(4)
Cf
cu，o


a


bf
ce
在无法取得水泥实际强度时，采用的水泥强度按式(5)计算：
f
ce


c
f
ce，k
(5)
式中：f
ce
——水泥强度等级的标准值
γ
c
——水泥强度等级值的富余系数，该值按各地区实际统计资料确定，通常取
γ
c
=1.00～1.13。
(2)按耐久性校核水灰比
按式( 4)计算所得的水灰比，系数强度要求计算得到的结果。在确定采用的水灰经时，
还应根据混凝土所处环 境条件，耐久性要求的允许最大水灰比(参见表3)进行校核。如按强
度计算的水灰比大于耐久性允许的 最大水灰比，应采用允许的最大水灰比。
普通混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 表3
最大水灰比
环境条件 结构物类别
素混凝土
钢筋
混凝土
预应力
混凝土
最小水泥用量(㎏)
素混凝土
钢筋
混凝土
预应力
混凝土
正常的居住
1.干燥环境 或办公用房
屋内部件
1)高温度的室
内部件
无冻害
2)室外部件
3)在非侵蚀性
土(或)水中的
2.潮
湿环
境
有冻害
部件
1)经受冻害的
室外部件
2)在非侵蚀性
土(或)水中的
部件
3)高温度且经
受冻害的室
内部件
3.有冻害除冰剂
的潮湿环境
经受冻害和
除洋剂作用
的室内部件
0.50 0.50 0.50 300 300 300
0.55 0.55 0.55 250 280 300
0.70 0.60 0.60 225 280 300
不作规定 0.65 0.60 200 260 300
注：①摘自《普通水泥混凝土配合比设计规程》（JTJ55-2000）；
②当用活性掺和料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量；
③配制C15及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。
3)选定单位用水量(m
wo
)
(1)水灰比在0.40～0.80范围时 ，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物
稠度，其用水量可按表5、表6选取。

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干硬性混凝土的用水量(㎏m) 表5
拌合稠度
项目
维勃稠度
(s)
指标
16～20
11～15
5～10
10
175
180
185
卵石最大粒径(㎜)
20
160
165
170
40
145
150
155
16
180
185
190
碎石最大粒径(㎜)
20
170
175
180
40
155
160
165
3

3
塑性混凝土的用水量(㎏m) 表6
拌合稠度
项目
坍落度
(㎜)
指标
10～30
35～50
55～70
75～90
10
190
200
210
215
卵石最大粒径(㎜)
20
170
180
190
195
31.5
160
170
180
185
40
150
160
170
175
16
200
210
220
230
碎石最大粒径(㎜)
20
185
195
205
215
31.5
175
185
195
205
40
165
175
185
195
注：①摘自《普通水泥混凝土配合比设计规程》（JTJ55-2000）；
②本表用水量采 用中砂时的平均值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～10㎏；采用粗砂时，则可减少5～
10㎏；
③掺用各种外加剂或掺合料时，用水时应相应调整。
(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用水量应通过试验确定。
(3)流动性和大流动性混凝土的用水量则以表6中坍落度90㎜的用水量为基础，按坍落
度每增大20 ㎜用水量增加5㎏，计算出未掺外加刘时的混凝土的用水量。
当掺外加剂时，混凝土用水量可按式6计算：
m
w，ad
m
wo
（1

ab
）
(6)
式中：m
w
，
ad
——掺外加剂混凝土的单位用水量(㎏m)；
3
m
wo
——未掺外加剂混凝土的单位用水量(㎏m)；
β
ad
——外加剂的减水率(%)，经试验确定。
4)计算单位水泥用量(m
co
)
(1)按强度要求计算单位用灰量 每立方米混凝土拌合物的用水量(m
wo
)选定后，即可根据强度或耐久性要求和已求得的
水灰比(WC)值计算单位水泥用量。
3
m
co

m
wo
(7)
W
C
(2)按耐久性要求校核单位水泥用量
根据耐久性要求，普通 水泥混凝土的最小水泥用量，依结构物所处环境条件确定，见
表3。按强度要求由式(7)计算得的单位 水泥用量，应不低于表3规定的最小水泥用量。
5)选定砂率(β
s
)
( 1)坍落度为10～60㎜的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、最大粒径和混凝土拌合物
的水灰比，按表 7确定。



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混凝土的砂率(%) 表7
水灰比
(WC)
0.40
0.50
0.60
0.70
卵石最大粒径(㎜)
10
26～32
30～35
33～38
36～41
20
25～31
29～34
32～37
35～40
31.5
24～30
28～33
31～36
35～39
40
24～30
28～33
31～36
34～39
16
30～35
33～38
36～41
39～44
碎石最大粒径(㎜)
20
29～34
32～37
35～40
38～43
31.5
28～33
31～36
34～39
37～42
40
27～32
30～35
33～38
36～41
注：①本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减小或增大砂率；
②只用一个单位级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大；
③对薄壁构件，砂率取偏大；
④本表中的砂率系指砂与骨料总量的质量比。
(2)坍落度大于60㎜的混凝土砂度，可按经 验确定，也可在表7的基础上，按坍落度每
增大20㎜，砂率增大1%的幅度予以调整。
(3)坍落度小于10㎜的混凝土，其砂率应经试验确定。
6)计算粗、细集料单位用量(m
go
、m
so
)
粗、细集料的单位用量，可用质量法或体积法求得。
(1)质量法
质量法又称假 定表观密度法。该法是假定混凝土拌合物的表观密度为一固定值，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。在砂率值为已知的条件下，粗、细骨料
的单位用量可由式8得

m
co
m
wo
m
so
m

(8)

m
so
100

s

m m
sogo

式中：m
co
、m
wo
、m
so
、m
go
——每立方米混凝土的水泥、水、细和粗骨料和用量(㎏)；
β
s
——砂率(%)；
3
m
cp
——每立方米混凝土拌合物的假定表观密度(㎏m)。其值可根据
施工单位积累的试验确定。如缺乏资料时，可根据集料的表观密度、
3
粒径以及混凝土强度等级，在2350～2450㎏m范围内选定。
表8可供参考。
混凝土假定湿表观密度参考表 表8
混凝土强度等级
假定湿表观密度(㎏m)
3
C7.5～C15
2300～2350
C20～C30
2350～2400
>C40
2450

(2)体积法
又称绝对体积法。该法是假定混凝土拌合物 的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土
拌合物中所含空气体积之总和。在砂率值为已知的条件下，粗、 细集料的单位用量可由式(9)
的关系求得：


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
m
co
m
wo
m
so
m< br>go
0.01

1


w
s

g


c
(9) 

m
so
100

s

mso
m
go

式中：β
s
、m
co
、、m
so
、m
g
o
——意义同式(8)
33
ρ
c
——水泥密度(㎏m)；可取2900～3100㎏m；
3
ρ
g
——粗集料的表观密度(㎏m)；
ρ
s
——细集料的表观密度
ρ
w
w
——水的密度，可取1000
α——混凝土的含气量百分率(%)，在不使用引气型外加剂时，
可取为1。
粗集 料和细集料的表观密度ρ
g
、ρ
s
应按行业标准《公路工程集料试验规程》（ JTG
E42-2005）测定（参见本书第二篇集料的表观密度试验）。
以上两种确定粗 、细集料单位用量的方法，一般认为，质量法比较简便，不需要各种
组成材料的密度资料，如施工单位已 积累有当地常用材料所组成的混凝土假定表观密度资
料，亦可得到准确的结果。体积法由于是根据各组成 材料实测的密度来进行计算的，所以获
得较为精确的结果。

























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水
泥
混
凝
土
配
合
比
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设
计




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