普通混凝土的配合比設計
普通混凝土的配合比是指混凝土的各組成材料數量之間的質量比例關係。確定比例關係的過程叫配合比設計。普通混凝土配合比，應根據原材料效能及對混凝土的技術要求進行計算，並經試驗室試配、調整後確定。
普通混凝土的組成材料主要包括水泥、粗集料、細集料和水，隨著混凝土技術的發展，外加劑和摻和料的應用日益普遍，因此，其摻量也是配合比設計時需選定的。
混凝土配合比常用的表示方法有兩種；一種以1m3混凝土中各項材料的質量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、細集料的實際用量按順序表達，如水泥300kg、水182 kg、砂680 kg、石子1310 kg；另一種表示方法是以水泥、水、砂、石之間的相對質量比及水灰比表達，如前例可表示為1：2.26：
4.37，w/c=0.61，我國目前採用的量質量比。
一、 混凝土配合比設計的基本要求
配合比設計的任務，就是根據原材料的技術效能及施工條件，確定出能滿足工程所要求的技術經濟指標的各項組成材料的用量。其基本要求是；
(1) 達到混凝土結構設計要求的強度等級。
(2) 滿足混凝土施工所要求的和易性要求。
(3) 滿足工程所處環境和使用條件對混凝土耐久性的要求。
(4) 符合經濟原則，節約水泥，降低成本。
二、 混凝土配合比設計的步驟
混凝土的配合比設計是乙個計算、試配、調整的複雜過程，大致可分為初步計算配合比、基準配合比、實驗室配合比、施工配合比設計4個設計階段。首先按照已選擇的原材料效能及對混凝土的技術要求進行初步計算，得出「初步計算配合比」。基準配合比是在初步計算配合比的基礎上，通過試配、檢測、進行工作性的調整、修正得到；實驗室配合比是通過對水灰比的微量調整，在滿足設計強度的前提下，進一步調整配合比以確定水泥用量最小的方案；而施工配合紼考慮砂、石的實際含水率對配合比的影響，對配合比做最後的修正，是實際應用的配合比，配合比設計的過程是逐一滿足混凝土的強度、工作性、耐久性、節約水泥等要求的過程。
三、 混凝土配合比設計的基本資料
在進行混凝土的配合比設計前，需確定和了解的基本資料。即設計的前提條件，主要有以下幾個方面；
(1) 混凝土設計強度等級和強度的標準差。
(2) 材料的基本情況；包括水泥品種、強度等級、實際強度、密度；砂的種類、表觀密度、細度模數、含水率；石子種類、表觀密度、含水率；是否摻外加劑，外加劑種類。
(3) 混凝土的工作性要求，如坍落度指標。
(4) 與耐久性有關的環境條件；如凍融狀況、地下水情況等。
(5) 工程特點及施工工藝；如構件幾何尺寸、鋼筋的疏密、澆築振搗的方法等。
四、 混凝土配合比設計中的三個基本引數的確定
混凝土的配合比設計，實質上就是確定單位體積混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、細集料（砂）這4項組成材料之間的三個引數。即水和水泥之間的比例——水灰比；砂和石子間的比例——砂率；骨料與水泥漿之間的比例——單位用水量。
在配合比設計中能正確確定這三個基本引數，就能使混凝土滿足配合比設計的4項基本要求。
確定這三個引數的基本原則是；在混凝土的強度和耐久性的基礎上，確定水灰比。在滿足混凝土施工要求和易性要求的基礎上確定混凝土的單位用水量；砂的數量應以填充石子空隙後略有富餘為原則。
具體確定水灰比時，從強度角度看，水灰比應小些；從耐久性角度看，水灰比小些，水泥用量多些，混凝土的密度就高，耐久性則優良，這可通過控制最大水灰比和最小水泥用量的來滿足（表三）。由強度和耐久性分別決定的水灰比往往是不同的，此時應取較小值。但當強度和耐久性都已的前提下，水灰比應取較大值，以獲得較高的流動性。
確定砂率主要應從滿足工作性和節約水泥兩個方面考慮。在水灰比和水泥用量（即水泥漿用量）不變的前提下，砂率應取坍落度最大，而黏聚性和保水性又好的砂率即合理砂率可由（表五）初步決定，經試拌調整而定。在工作性滿足的情況下，砂率盡可能取小值以達到節約水泥的目的。
單位用水量是在水灰比和水泥用量不變的情況下，實際反映水泥漿量與骨料間的比例關係。水泥漿量要滿足包裹粗、細集料表面並保持足夠流動性的要求，但用水量過大，會降低混凝土的耐久性。水灰比在0.
40-0.80範圍內時，根據粗集料的品種、粒徑、單位用水量可通過（表四）確定。
混凝土配合比設計的步驟
一、初步計算配合比
1、確定混凝土配製強度
混凝土的配製強度按下式計算；
式中；——混凝土配製強度（mpa），
——混凝土立方體抗壓強度標準值（mpa），——設計強度
——混凝土強度標準差（mpa），
其確定方法如下；
1. 可根據同類混凝土的強度資料確定。對c20和c25級的混凝土，其強度標準差下限值取2.
5mpa。對大於或等於c30級的混凝土，其強度標準差的下限值取3.0mpa。
2. 當施工單位無歷史統計資料時，可按表一取值。
3. 遇有下列情況時應適當提高混凝土配製強度；
1) 現場條件與試試驗室條件有顯著差異時，
2) c30及其以上強度等級的混凝土，採用非統計方法評定時。
混凝土的取值（混凝土強度標準差） 表一
混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表三
注；1、當用活性摻合料取代部分水泥時，表中的最大水灰比及最小水泥用量即為替代前的水灰比和水泥用量。
2、配製c15級其以下等級的混凝土，可不受本表限制。
3、確定用水量
根據施工要求的混凝土拌和物的坍落度、所用骨料的種類及最大粒徑查表四得。水灰比小於0.40的混凝土及採用特殊成型工藝的混凝土的用水量應通過試驗確定。
流動性和大流動性混凝土的用水量可以查表中坍落度為90mm的用水量為基礎，按坍落度每增大20mm，用水量增加5kg,計算出用水量。
塑性混凝土用水量（kg/m3） 表四
注；1、本表用水量第採用中砂時的平均取值。採用細砂時，每立方公尺混凝土用水量增加5~10kg，採用粗砂時， 則可減少5~10kg。
4、確定水泥用量
由已求得的水灰比w/c和用水量可計算出水泥用量。
由上工計算出的水泥用量應大於表三中、規定的最小水泥用量，若計算而得的水泥用量小於最小水泥用量時，應選取最小水泥用量，以保證混凝土的耐久性。
5、確定砂率
砂率可由試驗或歷史經驗資料選取。如無歷史資料，坍落度為10~60mm的混凝土的砂率可根據粗集料品種，最大粒徑及水灰比按表五選取。坍落度大於60mm有混凝土的砂率，可經試驗確定，也可在表五的基礎上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以調整。
坍落度小於10mm的混凝土，基砂率應經試驗確定。
混凝土的砂率（%） 表五
注；1、本表數值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應地減小或增大砂率。
2、只用乙個單粒級粗集料配製混凝土時， 砂率應適當增大。
3、對薄壁構件，砂率取偏大值。
6、計算砂、石用量、
1. 體積法
該方法假定混凝土拌和物的體積等於各組成材料的體積與拌和物中所含空氣的體積之和。 如取混凝土拌和物的體積為1m3，則可得以下關於、的二元方程組。
式中；、、、——每立方公尺混凝土中的水泥、細集料（砂）、粗集料（石子）、水的質量（kg）
、——粗集料、細集料的表觀密度（kg/m3）
、——水泥、水的密度（kg/m3）
——混凝土中的含氣量百分數，在不使用引氣型外加劑時，可取1。
二、基準配合比
按初步計算配合比進行混凝土配合比的試配和調整。試配時，混凝土的攪拌量可按表六選取。當採用機械攪拌時，其攪拌不應小於攪拌機額定攪拌量的1/4。
混凝土試拌的最小攪拌量表六
三、實驗室配合比
經調整後的基準配合比雖工作性已滿足要求，但經計算而得出的水灰比是否真正滿足強度的要求需要通過強度試驗檢驗。在基準配合比的基礎上做強度試驗時，就採用三個不的配合比，其中乙個為基準配合比的水灰比，另外兩個較基準配合比的水灰比分別增加和減少0.05。
其用水量應與基準配合比的用水量相同，砂率可分別增加和減少1%。
製作混凝土強度試驗試件時， 應檢驗混凝土拌和物的坍落度和維勃稠度、黏聚性、保水性及拌和物的體積密度，並以此結果作為代表相應配合比的混凝土拌和物的效能。進行混凝土強度試驗時，每種配合比至少應製作一組（三塊）試件，標準養護28d時試壓。需要時可同時製作幾組試件，供快速檢驗或早齡試壓，以便提前定出混凝土配合比供施工使用，但應以標準養護28d的強度的檢驗結果為依據調整配合比。
根據試驗得出的混凝土強度與其相對應的灰水比（c/w）關係，用作圖法或計算法求出與混凝土配製強度（）相對應的灰水比，並應按下列原則確定每立方公尺混凝土的材料用量；
混凝土配合比設計
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