混凝土配合比设计方法
南京农业大学研究生院-大学生励志演讲稿
混凝土配合比设计方法
一、设计出的混凝土配合比应满足的基本要求是：
(1)满足施工对混凝土拌和物的和易性要求；
(2)满足结构设计和质量规范对混凝土的强度等级要求；
(3)满足工程所处环境对混凝土的抗渗性、抗冻性及其他耐久性要求；
(4)在满足上述要求的前提下，尽量节省水泥，以满足经济性要求。
二、混凝土配合比设计的三个参数
组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子。
混凝土的四种组成材料可由三个参数来控制。
1．水灰比水与水泥的比例称为水灰比。前面已
讲，水灰比是影响混凝土和易性、强度
和耐久性的主要因素，水灰比的大小是根据强度和耐久性确定，在
满足强度和耐久性要求
的前提下，选用较大水灰比，这有利于节约水泥。
2．砂率砂子占砂石
总量的百分率称为砂率。砂率对混合料和易性影响较大，如选择不
恰当，对混凝土强度和耐久性都有影响
。应采用合理砂率。在保证和易性要求的条件下，
取较小值，同样有利于节约水泥。
3．用水
量用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kg／m3)。在水灰比确定后，混凝
土中单位用水量也
表示水泥浆与集料之间的比例关系。为节约水泥，单位用水量在满足流
动性条件下，取较小值。
三、混凝土配合比设计的步骤
(一)设计的基本资料
1、混凝土的强度等级、施工管理水平，
2、对混凝土耐久性的要求，
3、原材料的品种及其物理力学性质
4、混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等
(二)初步配合比的计算
1．确定混凝土的配制强度
fcu.o=fcu.k+1.645σ
（规范规定的强度保证率P≥95%）
2．选择水灰比
(1)根据强度要求计算水灰比
根据混凝土的配制强度及水泥的实际强度，用经验公式计算水灰比：
式中A，B——回归系数，可通过试验测定，无试验资料时，
碎石混凝土A=0．48，B=0．52；
卵石混凝土A=0．50，B=0．61：
fce——水泥的实际强度，MPa；
无水泥实际强度数据时，可按fce=γc·fce.k确定；
fce.k——水泥强度等级的强度标准值；
γc——水泥强度等级强度标准值的富裕系数，该值应按实际统计资料确定。
(2)查表4—7确定满足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。
(3)选择以上两个水灰比中的小值作为初步水灰比。
3．选择单位用水量
(1)
干硬性和塑性混凝土①当水灰比在0．4～0．8范围时，用水量根据粗骨料的品种、
粒径及施工要求的
混凝土拌和物稠度，参照表4—19选择。表中所列之单位用水量，砂石
均以干燥状态(细骨料含水率小
于0．5％，粗骨料含水率小于0．2％)为准。②水灰比小于
0．4或大于0．8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。
(2)流动性(坍落度为100～150mm)、大流动性(坍落度大于160mm)混凝土
①以表4—19中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水
量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。
②掺外加剂时混凝土用水量可按下式计算
式中
mwa——掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；
mw0——未掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；
β——外加剂的减水率，％，经试验确定。
注：①本表用水量系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5～10kg，采用粗砂时，可减少5～10kg；
4．计算水泥用量
根据已经确定的水灰比mwmc，以及水的用量，可以求出1m3中水泥的用量。
每立方米混凝土的水泥用量，可按下式计算：
mc=mwowc
同时，满足P52面表4-7中最大水灰比和最小水泥用量的要求。
5．选择砂率(βs)
为保证混凝土有良好的和易性，希望选择的
砂率为最优砂率，但影响最优砂率的因素
较多，无法用计算方法得到。根据《普通混凝土配合比设计规程
》(JGJ／T55—96)，砂率
可根据F述方法进行。
(1)坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按查表选取。
注：①本表数值系中砂的选用砂翠，对细砂或租砂，可相应地减小或增大砂率；②只
用一个单粒级粗骨
科配制混凝土时，砂率应适当增大；③对薄壁构件砂率取偏大值；④本
表中的砂率系指砂与骨料总量的质
量比。
(2)坍落度等于或大于100mm的混凝土砂率，应在表4—20的基础上，按坍落度每增大
20mm，砂率增大1％的幅度予以调整。
(3)坍落度大于60mm或小于10mm的混凝
土及掺用外加剂和掺合料的混凝土，其砂率应
经试验确定。
6．计算砂石用量(mso、mgo)、砂石用量的计算用质量法。
质量法的补充条件为：每立方米混凝土中各种材料用量之和等于1m3。混凝土的质量，
即：
mc0+mf0+ms0+mg0+mW0=mcp
mso(mso+mgo)×100%=βs
式中
mc0——每立方米混凝土的水泥用量，kg；
ms0——每立方米混凝土的砂用量，kg；
mg0——每立方米混凝土的石子用量，kg；
mw0——每立方米混凝土的用水量，kg；
mcp——每立方米混凝土拌和物的质量，kg，可先假定为2400～2450kg；
βs——砂率，％。
将上两式联立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。
混凝土配合比设计方法
一、设计出的混凝土配合比应满足的基本要求是：
(1)满足施工对混凝土拌和物的和易性要求；
(2)满足结构设计和质量规范对混凝土的强度等级要求；
(3)满足工程所处环境对混凝土的抗渗性、抗冻性及其他耐久性要求；
(4)在满足上述要求的前提下，尽量节省水泥，以满足经济性要求。
二、混凝土配合比设计的三个参数
组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子。
混凝土的四种组成材料可由三个参数来控制。
1．水灰比水与水泥的比例称为水灰比。前面已
讲，水灰比是影响混凝土和易性、强度
和耐久性的主要因素，水灰比的大小是根据强度和耐久性确定，在
满足强度和耐久性要求
的前提下，选用较大水灰比，这有利于节约水泥。
2．砂率砂子占砂石
总量的百分率称为砂率。砂率对混合料和易性影响较大，如选择不
恰当，对混凝土强度和耐久性都有影响
。应采用合理砂率。在保证和易性要求的条件下，
取较小值，同样有利于节约水泥。
3．用水
量用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kg／m3)。在水灰比确定后，混凝
土中单位用水量也
表示水泥浆与集料之间的比例关系。为节约水泥，单位用水量在满足流
动性条件下，取较小值。
三、混凝土配合比设计的步骤
(一)设计的基本资料
1、混凝土的强度等级、施工管理水平，
2、对混凝土耐久性的要求，
3、原材料的品种及其物理力学性质
4、混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等
(二)初步配合比的计算
1．确定混凝土的配制强度
fcu.o=fcu.k+1.645σ
（规范规定的强度保证率P≥95%）
2．选择水灰比
(1)根据强度要求计算水灰比
根据混凝土的配制强度及水泥的实际强度，用经验公式计算水灰比：
式中A，B——回归系数，可通过试验测定，无试验资料时，
碎石混凝土A=0．48，B=0．52；
卵石混凝土A=0．50，B=0．61：
fce——水泥的实际强度，MPa；
无水泥实际强度数据时，可按fce=γc·fce.k确定；
fce.k——水泥强度等级的强度标准值；
γc——水泥强度等级强度标准值的富裕系数，该值应按实际统计资料确定。
(2)查表4—7确定满足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。
(3)选择以上两个水灰比中的小值作为初步水灰比。
3．选择单位用水量
(1)
干硬性和塑性混凝土①当水灰比在0．4～0．8范围时，用水量根据粗骨料的品种、
粒径及施工要求的
混凝土拌和物稠度，参照表4—19选择。表中所列之单位用水量，砂石
均以干燥状态(细骨料含水率小
于0．5％，粗骨料含水率小于0．2％)为准。②水灰比小于
0．4或大于0．8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。
(2)流动性(坍落度为100～150mm)、大流动性(坍落度大于160mm)混凝土
①以表4—19中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水
量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。
②掺外加剂时混凝土用水量可按下式计算
式中
mwa——掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；
mw0——未掺外加剂时每立方米混凝土的用水量，kg；
β——外加剂的减水率，％，经试验确定。
注：①本表用水量系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5～10kg，采用粗砂时，可减少5～10kg；
4．计算水泥用量
根据已经确定的水灰比mwmc，以及水的用量，可以求出1m3中水泥的用量。
每立方米混凝土的水泥用量，可按下式计算：
mc=mwowc
同时，满足P52面表4-7中最大水灰比和最小水泥用量的要求。
5．选择砂率(βs)
为保证混凝土有良好的和易性，希望选择的
砂率为最优砂率，但影响最优砂率的因素
较多，无法用计算方法得到。根据《普通混凝土配合比设计规程
》(JGJ／T55—96)，砂率
可根据F述方法进行。
(1)坍落度为10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按查表选取。
注：①本表数值系中砂的选用砂翠，对细砂或租砂，可相应地减小或增大砂率；②只
用一个单粒级粗骨
科配制混凝土时，砂率应适当增大；③对薄壁构件砂率取偏大值；④本
表中的砂率系指砂与骨料总量的质
量比。
(2)坍落度等于或大于100mm的混凝土砂率，应在表4—20的基础上，按坍落度每增大
20mm，砂率增大1％的幅度予以调整。
(3)坍落度大于60mm或小于10mm的混凝
土及掺用外加剂和掺合料的混凝土，其砂率应
经试验确定。
6．计算砂石用量(mso、mgo)、砂石用量的计算用质量法。
质量法的补充条件为：每立方米混凝土中各种材料用量之和等于1m3。混凝土的质量，
即：
mc0+mf0+ms0+mg0+mW0=mcp
mso(mso+mgo)×100%=βs
式中
mc0——每立方米混凝土的水泥用量，kg；
ms0——每立方米混凝土的砂用量，kg；
mg0——每立方米混凝土的石子用量，kg；
mw0——每立方米混凝土的用水量，kg；
mcp——每立方米混凝土拌和物的质量，kg，可先假定为2400～2450kg；
βs——砂率，％。
将上两式联立，即可求得每立方米混凝土的砂、石用量。