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摘要：本文以C35混凝土为例,依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55—2011来设计此混凝土。从而加深对此《规程》的理解。
关键词：混凝土配合比设计；配制强度；水灰比；单位用水量；适当砂率
Abstract: this paper C35 concrete as an example, on the basis of the general design of concrete rules JGJ 55-2011 to design the concrete. So as to deepen the understanding of this "code".
Keywords: design of concrete; Preparation strength; Water cement ratio; Unit consumption; Appropriate sand ratio.
中图分类号：[TU528.37]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 概述
混凝土配合比设计的任务,就是在满足混凝土工作性、强度、耐久性等技术要求的条件下,比较经济合理地确定水泥、水、砂和石子四种材料的用量比例关系。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减少和增加0.02，砂率可分别减少和增加1%。每种配比制作一组试件，标准养护28天后压强度。由试验得出的各水灰比时砼强度，用作图法求出与混凝土配制强度相对应的水灰比，确定用水量及水泥用量，再分别计算各材料用量。还应根据实测的砼容重再作必要的校正，K=гo(实测值)/r(计算值)，将以上定出的配合比中每项材料用量均乘以校正系数K，即为最终定出的配合比。以下是C35混凝土配合比计算步骤及方法。
2普通混凝土配合比设计计算
2.1确定混凝土配制强度(fcu,o)
=35+1.645×5=43.2 MPa
其中,fcu,o为混凝土配制强度,MPa;fcuk为混凝土立方体抗压强度标准值,MPa;δ为混凝土强度
标准差,MPa,这是施工单位混凝土质量控制水平高低的反映。系数1.645为保证fcu,o≥fcuk的保证率为95%时的概率度；
2.2根据水胶比公式计算水胶比W/B
W/B= =0.36
其中αa、αb为回归系数，分别为0.53，0.20；fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度值（Mpa）；
fb =粉煤灰影响系数×水泥强度等级富裕系数×水泥强度等级值=0.65×1.16×42.5=32 MPa
2.3确定单位用水量(mwo)
在水灰比确定后,混凝土中单位用水量表示水泥浆和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小值;单位用水量主要与混凝土的坍落度、细骨料的粗细、粗骨料的品种、粗骨料的粒径有关,其选用可参照JGJ 55-2011中用水量表。按用水量表当坍落度90时为基础，按坍落度每增大20㎜用水量增加5㎏，当坍落度增加到180㎜以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。以此，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。掺外加剂后的混凝土用水量可按下式计算：Mwa=（1－β）其中β为外加剂的减水率。外加剂减水率应经试验确定。结合现场经验，初定单位用水量为140kg。外加剂掺量—根据厂家提供资料，经试验确定。
2.4根据W/B计算每立方胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
2.4.1胶凝材料用量
按下式计算胶凝材料用量，并应进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量：Mb0 = mwo÷（W/B）=140/0.36=389kg,其中Mb0为计算配合比每立方米混凝土胶凝材料用量，（㎏/m3）；mwo为计算配合比每立方米混凝土用水量，（㎏/m3）；W/B为混凝土水胶比。
2.4.2每立方米混凝土矿物掺合料用量mfo
矿物掺合料用量mf0=每方砼胶凝材料用量Mb0×矿物掺合料掺量βf。=389×40%=156kg
2.4.3水泥用量
每方砼水泥用量=胶凝材料用量－矿物掺合料用量=389-156=233kg
2.5确定砂率(βs)
砂率对拌合料和易性影响较大,如选择不当,对强度和耐久性都有影响,在保证工作性要求条件下,砂率取小值同样有利于节约水泥,同时也要考虑粗骨料粒径大小对砂率的影响。砂率主要与水灰比、细骨料的粗细、粗骨料的品种、粗骨料的粒径有关,其选用可参照JGJ 55-2011中砂率表。根据现场经验，砂率初定40%。
2.6确定粗骨料和细骨料用量(mgo,mso)
混凝土假定容重为2400 kg/m3，按重量法公式计算mco+ mfo +mgo+mwo+ mso =2400 和
mso/(mso+mgo)=0.40得:mso =686 kg/m3；mgo=1118 kg/m3
3试验室试配、调整与确定
3.1配合比试拌
将上面所得的计算配合比作为试验室试配的基础, 混凝土试拌的最小搅拌量见下表1,
20L混凝土配合比材料用量/kg见表2
表1混凝土试拌的最小搅拌量
结论、分析和措施可根据以下情况处理：
⑴测得的坍落度符合设计要求，且混凝土的粘聚性和保水性很好，则此配合比即可定为供检验强度用的基准配合比，該盘混凝土可用来浇制检验强度或其他性能指标用的试块。
⑵如果测得的坍落度符合设计要求，但混凝土的粘聚性和保水性不好，则应加大砂率，增加细集料用量，重新称料，搅拌并检验混凝土的和易性。该盘混凝土不能用来做检验强度的试块。
⑶如果测得的坍落度低于设计要求，即混凝土过干，则可把所有拌合物（包括做过试验以及散落在地的）重新收集入搅拌机，加上少量拌合水（事先必须计量）并同时加入使水灰比不变的水泥量。重新搅拌后再检验混凝土的和易性。如一次添料后即能满足要求，则此调整后的配合比即可定为基准配合比。如果一次添料不能满足要求，则该盘混凝土作废。重新调整用水量（水灰比不变）或砂率，称料、搅拌、直到检验合格为止。
⑷如果测得的坍落度大于设计要求，即混凝土过稀，则此盘混凝土不能再继续其他试验。此时，应降低用水量，及水泥用量（水胶比不变），重新称料、搅拌、直到检验合格为止。
方法和原则：水胶比不变的前提下，①调整用水量；②增减外加剂用量；③调整砂率；④砂率不变，增加砂石用量。以及其他措施，要在此积累经验。倘若第一次试验不合格，按按以上步骤反复测试和调整，直到和易性符合要求为止，从而得到和易性合格的供混凝土强度试验用的试拌配合比。
试拌配合比(kg/m3)：
3.2强度测定与调整
3.2.1强度试验与强度测定
强度检验及水胶比调整时至少应采用三个不同配合比。其水胶比一个为试拌配合比，另外两个配合比水灰比较试拌配合比分别减少和增加0.02；用水量与试拌配合比相同，调整胶凝材料用量。砂率可分别减少和增加1%。
每种配合比至少做一组28d标准养护试件，进行混凝土强度试验，拌合物性能应符合设计和施工要求。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增减用水量、外加剂用量、或砂率，进行调整，此时保持水灰比不变。强度配合比及试验结果见表3.
表3.强度配合比(kg/m3)及试验结果
3.2.2混凝土强度与水胶比关系曲线图
强度和水胶比的关系曲线见图1，通过曲线图确定略大于配制强度对应的水胶比。在试拌配合比基础上，用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比作调整。胶凝材料用量应以用水量乘以确定的水胶比计算出来。粗骨料和细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整。强度合格的混凝土配合比见表4。
图1强度和水胶比的线性关系
表4 强度合格的混凝土配合比(kg/m3)
3.2.3混凝土表观密度的测定与调整
混凝土拌合物实测表观密度：2361kg/m³ 混凝土拌合物计算表观密度：2400kg/m³当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，配合比可维持不变；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数。(2400-2361)/2400/100%=1.6%＜2%,所以维持不变。
4结语
混凝土配合比确定后，必须对配合比进行多次的重复试验和相关耐久性试验验证，其各项指标不应低于设计要求，确保其稳定性和安全性。以上是本人通过日常试验工作的一点体会，提出自己的一些思路，总结出了可供参考的实践经验，有不足之处望同行给于指正。
参考文献
[1] JGJ 55-2011,普通混凝土配合比设计规程[S].中国建筑科学研究院.中国建筑工业出版社.2011.
[2]高洪祥.浅谈建筑中的混凝土[J].山西建筑,2008,34(3):182-183.
[3]曹建萍.混凝土配合比设计经验浅谈[J].山西建筑,2010,36(6):167-168.
[作者简介] 唐全（1971-），男，河北唐山人，中交武汉港湾工程质量检测有限公司，实验室主任 、工程师，主要从事材料、混凝土研究。
关键词：混凝土配合比设计；配制强度；水灰比；单位用水量；适当砂率
Abstract: this paper C35 concrete as an example, on the basis of the general design of concrete rules JGJ 55-2011 to design the concrete. So as to deepen the understanding of this "code".
Keywords: design of concrete; Preparation strength; Water cement ratio; Unit consumption; Appropriate sand ratio.
中图分类号：[TU528.37]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 概述
混凝土配合比设计的任务,就是在满足混凝土工作性、强度、耐久性等技术要求的条件下,比较经济合理地确定水泥、水、砂和石子四种材料的用量比例关系。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减少和增加0.02，砂率可分别减少和增加1%。每种配比制作一组试件，标准养护28天后压强度。由试验得出的各水灰比时砼强度，用作图法求出与混凝土配制强度相对应的水灰比，确定用水量及水泥用量，再分别计算各材料用量。还应根据实测的砼容重再作必要的校正，K=гo(实测值)/r(计算值)，将以上定出的配合比中每项材料用量均乘以校正系数K，即为最终定出的配合比。以下是C35混凝土配合比计算步骤及方法。
2普通混凝土配合比设计计算
2.1确定混凝土配制强度(fcu,o)
=35+1.645×5=43.2 MPa
其中,fcu,o为混凝土配制强度,MPa;fcuk为混凝土立方体抗压强度标准值,MPa;δ为混凝土强度
标准差,MPa,这是施工单位混凝土质量控制水平高低的反映。系数1.645为保证fcu,o≥fcuk的保证率为95%时的概率度；
2.2根据水胶比公式计算水胶比W/B
W/B= =0.36
其中αa、αb为回归系数，分别为0.53，0.20；fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度值（Mpa）；
fb =粉煤灰影响系数×水泥强度等级富裕系数×水泥强度等级值=0.65×1.16×42.5=32 MPa
2.3确定单位用水量(mwo)
在水灰比确定后,混凝土中单位用水量表示水泥浆和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小值;单位用水量主要与混凝土的坍落度、细骨料的粗细、粗骨料的品种、粗骨料的粒径有关,其选用可参照JGJ 55-2011中用水量表。按用水量表当坍落度90时为基础，按坍落度每增大20㎜用水量增加5㎏，当坍落度增加到180㎜以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。以此，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。掺外加剂后的混凝土用水量可按下式计算：Mwa=（1－β）其中β为外加剂的减水率。外加剂减水率应经试验确定。结合现场经验，初定单位用水量为140kg。外加剂掺量—根据厂家提供资料，经试验确定。
2.4根据W/B计算每立方胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
2.4.1胶凝材料用量
按下式计算胶凝材料用量，并应进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量：Mb0 = mwo÷（W/B）=140/0.36=389kg,其中Mb0为计算配合比每立方米混凝土胶凝材料用量，（㎏/m3）；mwo为计算配合比每立方米混凝土用水量，（㎏/m3）；W/B为混凝土水胶比。
2.4.2每立方米混凝土矿物掺合料用量mfo
矿物掺合料用量mf0=每方砼胶凝材料用量Mb0×矿物掺合料掺量βf。=389×40%=156kg
2.4.3水泥用量
每方砼水泥用量=胶凝材料用量－矿物掺合料用量=389-156=233kg
2.5确定砂率(βs)
砂率对拌合料和易性影响较大,如选择不当,对强度和耐久性都有影响,在保证工作性要求条件下,砂率取小值同样有利于节约水泥,同时也要考虑粗骨料粒径大小对砂率的影响。砂率主要与水灰比、细骨料的粗细、粗骨料的品种、粗骨料的粒径有关,其选用可参照JGJ 55-2011中砂率表。根据现场经验，砂率初定40%。
2.6确定粗骨料和细骨料用量(mgo,mso)
混凝土假定容重为2400 kg/m3，按重量法公式计算mco+ mfo +mgo+mwo+ mso =2400 和
mso/(mso+mgo)=0.40得:mso =686 kg/m3；mgo=1118 kg/m3
3试验室试配、调整与确定
3.1配合比试拌
将上面所得的计算配合比作为试验室试配的基础, 混凝土试拌的最小搅拌量见下表1,
20L混凝土配合比材料用量/kg见表2
表1混凝土试拌的最小搅拌量
结论、分析和措施可根据以下情况处理：
⑴测得的坍落度符合设计要求，且混凝土的粘聚性和保水性很好，则此配合比即可定为供检验强度用的基准配合比，該盘混凝土可用来浇制检验强度或其他性能指标用的试块。
⑵如果测得的坍落度符合设计要求，但混凝土的粘聚性和保水性不好，则应加大砂率，增加细集料用量，重新称料，搅拌并检验混凝土的和易性。该盘混凝土不能用来做检验强度的试块。
⑶如果测得的坍落度低于设计要求，即混凝土过干，则可把所有拌合物（包括做过试验以及散落在地的）重新收集入搅拌机，加上少量拌合水（事先必须计量）并同时加入使水灰比不变的水泥量。重新搅拌后再检验混凝土的和易性。如一次添料后即能满足要求，则此调整后的配合比即可定为基准配合比。如果一次添料不能满足要求，则该盘混凝土作废。重新调整用水量（水灰比不变）或砂率，称料、搅拌、直到检验合格为止。
⑷如果测得的坍落度大于设计要求，即混凝土过稀，则此盘混凝土不能再继续其他试验。此时，应降低用水量，及水泥用量（水胶比不变），重新称料、搅拌、直到检验合格为止。
方法和原则：水胶比不变的前提下，①调整用水量；②增减外加剂用量；③调整砂率；④砂率不变，增加砂石用量。以及其他措施，要在此积累经验。倘若第一次试验不合格，按按以上步骤反复测试和调整，直到和易性符合要求为止，从而得到和易性合格的供混凝土强度试验用的试拌配合比。
试拌配合比(kg/m3)：
3.2强度测定与调整
3.2.1强度试验与强度测定
强度检验及水胶比调整时至少应采用三个不同配合比。其水胶比一个为试拌配合比，另外两个配合比水灰比较试拌配合比分别减少和增加0.02；用水量与试拌配合比相同，调整胶凝材料用量。砂率可分别减少和增加1%。
每种配合比至少做一组28d标准养护试件，进行混凝土强度试验，拌合物性能应符合设计和施工要求。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增减用水量、外加剂用量、或砂率，进行调整，此时保持水灰比不变。强度配合比及试验结果见表3.
表3.强度配合比(kg/m3)及试验结果
3.2.2混凝土强度与水胶比关系曲线图
强度和水胶比的关系曲线见图1，通过曲线图确定略大于配制强度对应的水胶比。在试拌配合比基础上，用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比作调整。胶凝材料用量应以用水量乘以确定的水胶比计算出来。粗骨料和细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整。强度合格的混凝土配合比见表4。
图1强度和水胶比的线性关系
表4 强度合格的混凝土配合比(kg/m3)
3.2.3混凝土表观密度的测定与调整
混凝土拌合物实测表观密度：2361kg/m³ 混凝土拌合物计算表观密度：2400kg/m³当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，配合比可维持不变；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数。(2400-2361)/2400/100%=1.6%＜2%,所以维持不变。
4结语
混凝土配合比确定后，必须对配合比进行多次的重复试验和相关耐久性试验验证，其各项指标不应低于设计要求，确保其稳定性和安全性。以上是本人通过日常试验工作的一点体会，提出自己的一些思路，总结出了可供参考的实践经验，有不足之处望同行给于指正。
参考文献
[1] JGJ 55-2011,普通混凝土配合比设计规程[S].中国建筑科学研究院.中国建筑工业出版社.2011.
[2]高洪祥.浅谈建筑中的混凝土[J].山西建筑,2008,34(3):182-183.
[3]曹建萍.混凝土配合比设计经验浅谈[J].山西建筑,2010,36(6):167-168.
[作者简介] 唐全（1971-），男，河北唐山人，中交武汉港湾工程质量检测有限公司，实验室主任 、工程师，主要从事材料、混凝土研究。