普通混凝土配合比设计方法[1]
一、基本要求
1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线；
2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表
表1 普通混凝土配合比设计参数参考表(自定，待验证)
；
②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料；
③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土；
3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1普通混凝土ordinary concrete
干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。
2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete
拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。
2.1.3塑性混凝土plastic concrete
拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。
2.1.4流动性混凝土pasty concrete
拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。
2.1.5大流动性混凝土flowing concrete
拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。
2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete
抗渗等级不低于P6的混凝土。
2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete
抗冻等级不低于F50的混凝土。
2.1.8高强混凝土high-strength concrete
强度等级不小于C60的混凝土。
2.1.9泵送混凝土pumped concrete
可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。
2.1.10大体积混凝土mass concrete
体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。
2.1.11 胶凝材料binder
混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。
2.1.12 胶凝材料用量binder content
混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。
2.1.13 水胶比water-binder ratio
混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。
2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture
矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。
2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture
外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
2.2 符号
f cu,o——混凝土配制强度（MPa）；
f cu,k——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；
f b——胶凝材料28d抗压强度实测值（MPa）；
f ce,g——水泥强度等级值（MPa）；
m wa——掺外加剂时每立方米混凝土中的用水量（kg）；
m bo——计算配合比每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg）；
m co——计算配合比每立方米混凝土的水泥用量（kg）；
m go——计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；
m so——计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；
m wo——计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg）；
m c——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；
m b——每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg）；
m g——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；
m s——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；
m w——每立方米混凝土的用水量（kg）；
m cp——每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg）；
γf——矿物掺合料影响系数；
β——外加剂的减水率（％）；
βa——外加剂的掺量（％）；
βf——矿物掺合料的掺量（％）；
βs——砂率（％）；
ρc——水泥密度（kg/m3）；
ρf——矿物掺合料密度（kg/m3）；
ρg——粗骨料的表观密度（kg/m3）；
ρs——细骨料的表观密度（kg/m3）；
ρw——水的密度（kg/m3）；
α——混凝土的含气量百分数；
ρc,c——混凝土拌合物表观密度计算值（kg/m3）；
ρc,.t——混凝土拌合物表观密度实测值（kg/m3）；
δ——混凝土配合比校正系数。
P t——六个试件中不少于4个未出现渗水时的最大水压值（MPa）P ——设计要求的抗渗等级值
T t——试配时要求的坍落度值
T p——入泵时要求的坍落度值
ΔT——试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值
3 基本规定
3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。
3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。
表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量
3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。
表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和；
②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％；
③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。
表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
注：①粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级F类粉煤灰；
②在复合掺合料中，各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量。
3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定。
3.0.7 长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境、以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定；掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表3.0.7的规定，最大不宜超过7.0%。
注：含气量为气体占混凝土体积的百分比。
3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。
3.0.8混凝土耐久性设计[2]
限制每立方米混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，尽可能减水硅酸酸盐水泥用量。除此之外，还应保证混凝土施工质量。即要混凝土搅拌搅拌均匀、浇捣密实、加强养护，避免产生次生裂缝。
表3.0.8 环境分类与作用等级[2]
注：氯化物环境（Ⅲ和Ⅳ）对混凝土材料也有一定腐蚀作用，但主要是引起钢筋的严重锈蚀。反复冻融（Ⅱ）和其它化学介质对混凝土的冻蚀和腐蚀，也会间接促进钢筋锈蚀，有的并能直接引起钢筋锈蚀，但主要是对混凝土的损伤和破坏。
标准[3]对混凝土的最低强度等级、最大水胶比和每立方米混凝土胶凝材料最小用量作了如下规定：
表3.0.8 混凝土最低强度等级、最大水胶比、和胶凝材料用量[3]-3
注：1、对于氯盐环境（Ⅲ-D和Ⅳ-D），这一混凝土最大水胶比0.45宜降为0.40。
2、引气混凝土的最低强度等级与最大水胶比可按降低一个环境等级采用。
3、表中胶凝材料最小用量与骨料最大粒径约为20mm的混凝土相对应，当最大粒径较小或较大时需适当增减胶凝材料用量。
4、对于冻融和化学腐蚀环境下的薄壁构件，其水胶比宜适当低于表中对应的数值。
4 混凝土配制强度的确定
4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定：
1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.645f f σ≥+
(4.0.1-1)
式中，f cu,o —混凝土配制强度（MPa ）；
f cu,k —混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值（MPa ）； σ—混凝土强度标准差（MPa ）。
2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.15f f ≥
(4.0.1-2)
4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定：
1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：
σ=
(4.0.2)
式中，f cu ,i —第i 组的试件强度（MPa ）；
m fcu —n 组试件的强度平均值（MPa ）； n —试件组数，n 值应大于或者等于30。
对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa 时，σ应取3.0MPa 。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa 时，σ应取4.0MPa 。
2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
表4.0.2 标准差σ值 (MPa)
5 混凝土配合比计算
5.1 水胶比
5.1.1 混凝土强度等级小于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：
a b
cu,0a b b
/f W B f f ααα=
+
(5.1.1)
式中：W /B －混凝土水胶比；
αa 、αb —回归系数，按规程5.1.2条的规定取值；
f b —胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d 胶砂强度（MPa ），可实测，试验方法应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671执行；也可按本规程5.1.3条确定。
5.1.2 回归系数（αa 、αb ）宜按下列规定确定：
1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定； 2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2采用。
表 5.1.1 回归系数(α、α
5.1.3 当胶凝材料28d 胶砂抗压强度值(f b )无实测值时，可按下式计算：
b f s ce f f γγ=??
(5.1. 2)
式中：γf 、γs —粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.2选用；
f ce —水泥28d 胶砂抗压强度（MPa ），可实测，也可按本规程第5.1.4条规定。
表5.1.2 粉煤灰影响系数γ和粒化高炉矿渣粉影响系数γ
注：1 采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值；
2 采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒
化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
3 当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
5.1.4 当水泥28d 胶砂抗压强度（f ce ）无实测值时，可按下式计算：
ce c ce,g f f γ=?
(5.1.3)
式中：γc —水泥强度等级值的富余系数，可按这际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.3选用。
f ce,
g —水泥强度等级（MPa ）。
表5.1.3 水泥强度等级值的富余系数 (γ
5.2 用水量和外加剂用量
5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（m wo ）应符合下列规定：
1．混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取； 2．混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。
表 5.2.1-1 干硬性混凝土的用水量（kg/m 3）
表 5.2.1-2 塑性混凝土的用水量（kg/m 3）
注：① 本表用水量系采用中砂时的取值。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 。
②以本规程表5.2.1－2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m 3用水量来计
算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
③基于保证剩余强度和混凝土耐久性考虑，单方用水量需小于200kg ，采用低水胶比、大掺和料的方式设计混
凝土配合比。
5.2.2 掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（m wo ）可按下式计算：
'
w00(1)w m m β=?-
(5.2.2)
式中：m w0—计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m 3）；
'
0w m —未掺加外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量
（kg/m 3），以本规程表5.2.1－2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m 3用水量来计算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
β—外加剂的减水率（％），应经混凝土试验确定。 5.2.3 每立方米混凝土中外加剂用量应按下式计算：
a0b0a m m β=?
(5.2.3)
式中：m a0—计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg ）；
m b0—计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg ）； βa —外加剂掺量（%），应经混凝土试验确定。
5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.3.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量（m bo ）应按下式计算：
0b0/w m m W B =
(5.3.1)
式中：m b0—计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m 3）； m w0—计算配合比每立方米混凝土用水量（kg/m3）； W/B —混凝土水胶比。
5.3.2 每立方米混凝土的矿物掺合料用量（m f0）计算应按下式计算：
f0b0f m m β=
(5.3.2)
式中：m f0—计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg/m 3）；
βf —矿物掺合料掺量（%），可结合本规程3.0.5条和第5.1.1条的规定确定。 计算水胶比过程中确定的矿物掺合料掺量（%）。 5.3.3 每立方米混凝土的水泥用量（m co ）应按下式计算：
c0b0f0m m m =-
(5.3.3)
式中：m c0—计算配合比每立方米混凝土中水泥用量（kg/m 3）。
5.4 砂率
5.4.1 砂率（βs ）应根据骨料的技术指标，混凝土拌合物性能和施工要求，参考历史资料确定。
5.4.2 当缺乏砂率的历史资料时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：
1．坍落度小于10mm 的混凝土，其砂率应经试验确定。
2．坍落度为10～60mm 的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水灰比按表5.4.1选取。
3．坍落度大于60mm 的混凝土砂率，可经试验确定，也可在表5.4.1的基础上，按坍落度每增大20mm 、砂率增大1％的幅度予以调整。
表 5.4.1 混凝土的砂率（％）
注：○
1 本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率； ○
2 采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大； ○3. 只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大； ○
4 对薄壁构件，砂率宜取偏大值。 5.
5 粗、细骨料用量
5.5.1 当采用质量法计算混凝土配合比时，粗、累骨料用量应按式(5.5.1-1)计算；砂率应按式(5.5.1-2)计算。
f0c0g0s0w0cp m m m m m m ++++=
(5.5.1-1) s0
s g0s0
100%m m m β=
?+
(5.5.1-2)
式中：m g0—计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m 3）；
m s0—计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m 3）； m w0—计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg ）； βs —砂率（％）；
m cp —每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg ），按表5.5.1选取。
表5.5.1 普通混凝土假定质量 (m
5.5.2 采用体积法计算粗、细骨料用量时，应按公式5.5.1-2和下列公式计算：
g0
c0
fo
s0
w0
c
f
g
s
w
0.011m m m m m αρρρρρ+
+
+
+
+=
(5.5.2)
式中：ρc —水泥密度（kg/m 3），应按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定，也可取2900
kg/m 3～3100kg/m 3；
ρf ——矿物掺合料密度（kg/m 3），可按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定； ρg ——粗骨料的表观密度（kg/m 3），应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；
ρs ——细骨料的表观密度（kg/m 3），应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量
及检验方法标准》JGJ52测定；
ρw——水的密度（kg/m3），可取1000 kg/m3；
α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。
常用材料密度如下表：
表5.5.2 常用原材料密度
6 混凝土配合比的试配、调整与确定
6.1 试配
6.1.1 混凝土试配应采用强制式搅拌机，搅拌机应符合《混凝土试验用搅拌机》JG 244的规定，并宜与施工采用的搅拌方法相同。
6.1.2试验室成型条件应符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080的规定。
6.1.3 每盘混凝土试配的最小搅拌量应符合表6.1.3的规定，并不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。
表 6.1.3 混凝土试配的最小搅拌量
6.1.4 应在计算配合比的基础上进行试拌。宜在水胶比不变、胶凝材料用量和外加剂用量合理的原则下调整胶凝材料用量、外加剂用量和砂率等，直到混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，然后提出试拌配合比。
6.1.5应在试拌配合比的基础上，进行混凝土强度试验，并应符合下列规定：
1．应至少采用三个不同的配合比。当采用三个不同的配合比时，其中一个应为本规程第6.1.5条确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少0.05，用水量应与试拌配合比相同，砂率可分别增加和减少1％。
2．进行混凝土强度试验时，应继续保持拌合物性能符合设计和施工要求，并检验其坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及表观密度等，作为相应配合比的混凝土拌合物性能指标。
3．进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组试件，标准养护到28d或设计强度要求的龄期时试压；也可同时多制作几组试件，按《早期推定混凝土强度试验方法标准》JGJ/T15早期推定混凝土强度，用于配合比调整，但最终应满足标准养护28d或设计规定龄期的强度要求。
6.2 配合比的调整与确定
6.2.1 配合比调整应符合下述规定：
1．根据本规程6.1. 5条混凝土强度试验结果，绘制强度和胶水比的线性关系图，用图解法或插值法求出与略大于配制强度的强度对应的胶水比，包括混凝土强度试验中的一个满足配制强度的胶水比；
2．用水量（m w）应在试拌配合比用水量的基础上，根据混凝土强度试验时实测的拌合物性能情况做适当调整；
3．胶凝材料用量（m b）应以用水量乘以图解法或插值法求出的胶水比计算得出；
4．粗骨料和细骨料用量（m g 和m s ）应在用水量和胶凝材料用量调整的基础上，进行相应调整。
6.2.2 配合比应按以下规定进行校正：
1．应根据本规程第6.2.1条调整后的配合比按下式计算混凝土拌合物的表观密度计算值ρc,c ：
,c c c f g s w m m m m m ρ=++++
(6.2.2-1)
式中：ρc,c —混凝土拌合物的表观密度计算值（kg/m 3）； m c — 每立方米混凝土的水泥用量（kg/m 3）； m f —每立方米混凝土的矿物掺合料用量（kg/m 3）； m g —每立方米混凝土的粗骨料料用量（kg/m 3）； m s —每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m 3）； m w —每立方米混凝土的用水量（kg/m 3）。
2．应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：
,,c t
c c
ρδρ=
(6.2.2-2)
式中：δ—混凝土配合比校正系数；
ρc,t —混凝土拌合物表观密度实测值（kg/m 3）； ρc,c —混凝土拌合物表观密度计算值（kg/m 3）。
6.2.3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，按本规程第6.2.1条调整的配合比可维持不变；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（δ）。
6.2.4 配合比调整后，应测定拌合物水溶性氯离子含量，试验结果应合本规程表3.0.6的规定。
6.2.5 对耐久性有设计要求的混凝土应进行相关耐久性试验验证。
6.2.6生产单位可根据常用材料设计出常用的混凝土配合比备用，并应在使用过程中予以验证或调整。遇有下列情况之一时，应重新进行配合比设计：
1．对混凝土性能有特殊要求时；
2．水泥外加剂或矿物掺合料品种质量有显著变化时； 3．该配合比的混凝土生产间断半年以上时。 6.2.7混凝土施工配合比换算[4]
混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，即存在含水率（式(6.2.2-3)），因此必须将实验配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：
%100%?湿材料质量－干材料质量
含水率＝
干材料质量
(6.2.2-3)
设施工配合比1m3混凝土中胶凝材料、水、砂、石的用量分别为'b m 、'
w m 、's m 、'g m ；
并设工地秒子含水率a%、石子含水率为b%。则施工配合比1m3混凝土中各材料用量应为
'
b b m m = 6.2.2-4 '
(1%)s s m m a =?+
6.2.2-5 '(1%)g g m m b =?+ 6.2.2-6 '
%%w w s g m m m a m b =-?-?
6.2.2-7
例题：某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，环境作用等级为Ⅰ-A 级，设计使用寿命为100年，混凝土强度等级为C40，施工采用泵送浇筑，机拌机振，混凝土坍落度要求为180~200mm ，并根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5MPa 。所用原材料如下：
42.5级普通硅酸盐水泥，密度为3000kg/m 3；Ⅰ级粉煤灰，密度为2250kg/m 3；中砂，级配合格，表观密度2650kg/m 3；石灰岩碎石：5～31.5mm ，级配合格，表观密度2700kg/m 3；外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为20%，适宜掺量为0.8%，混凝土含气量2.5%。试求：
1.混凝土计算配合比。混凝土掺加聚羧酸类高性能减水剂的目的是为了既要使混凝土拌合物和易性有所改善，又要能节约水泥用量，求此掺减水剂混凝土的配合比；
2.经试配制混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，试求计算混凝土施工配合比。
解：1.求混凝土计算配合比。 （1）确定混凝土配制强度（f cu,0）
cu,0cu,k 1.645f f σ≥+ =40+1.645×5=48.2 MPa
（2）胶凝材料28d 胶砂强度(f b )计算
由JGJ 55-2011表5.1.2查得Ⅰ级粉煤灰影响系数γf 为0.85，由表5.1.3可知42.5级普通硅酸盐水泥f ce,g 为42.5MPa ，其富余系数γc 为1.16，则
b c f ce,g f f γγ= =1.16×0.85×42.5=41.9MPa
（3）确定水胶比（W/B ）
a b cu,0a b b 0.5341.9
/0.4248.20.530.2041.9
f W B f f ααα?=
==++??
（4）确定用水量（m w ）
查表5.2.1－2，对于最大粒径为31.5mm 的碎石混凝土，当坍落度为90mm 时，1m 3混凝土的用水量可选用205kg ，现要求坍落度为180~200mm ，按标准坍落度每增大20mm 需增加5kg 用水量，故需要增加25kg/m 3，即实际需要230kg 用水量，由于掺入聚羧酸类高性能减水剂0.8%，减水率为30%，混凝土含气量α为2.5%。故实际用水量为：
m w =230×(1-0.30)=161 kg/m 3
（5）计算胶凝材料用量（m b0）
30161
383kg/m /0.42
w b m m W B =
== 按表3.0.8，对于100年设计使用年限的Ⅰ-A 级环境的钢筋混凝土最大水胶比和最小胶凝材料用量满足要求。
（6）粉煤灰掺量：m f =383×20%=76.6kg/m 3。 （7）水泥用量：m c =383×(1-20%)=306.4kg/m 3。
（8）减水剂用量：m a =383×0.8%=3.06kg/m 3。 （9）确定砂率（βs ）
查表5.4.1，对于采用最大粒径为31.5mm 的碎石配制的混凝土，当水胶比0.42时，当坍落度为10~60mm 时，其砂率可选取βs ＝33%（采用插入法选定），坍落度每增大20mm ，砂率可增大1%，所以坍落度为180~200mm （200mm ）的泵送混凝土，其砂率可确定为40%。
（10）计算砂石用量（m s0、m g0） a.利用体积法计算
00000
306.476.61610.012.51
30002250100026202700100%40%
g s s s g m m m m m +++++?=?=+?????
解此联立方程，则得：m s0=723kg ，m g0=1084kg 。 b.利用质量法计算
由表5.5.1可知C40混凝土假定表观密度为2450kg/m 3，含气量为2.5%时，混凝土假定密度为2450－2450×(0.025-0.01)，由公式（5.5.1－1）及公式（5.5.1－2）可知得
0076.6306.416124502450(0.0250.01)
s g m m ++++=-?-
00
40%s s g m m m =+
由此联立方程，则可得m s0=748，m g0=1121
※体积法比质量法算出的配比更精确，这主要是因为体积法中各原材料参数是测试得到，而质量法中混凝土表观密度是假定的，但两种方法计算得到的结果对混凝土性能的影响可以忽略。
（11）写出混凝土计算配合比（以体积法为例）：
1. 1m 3混凝土中各材料用量为水泥306.4kg ，粉煤灰76.6kg ，水161kg ，砂723kg ，碎石1084kg 。以质量比表示即为：
水泥：粉煤灰：砂：石：水＝1：0.25：2.36：3.54：0.525，W/B=0.42，减水剂用量为0.8%。 换算成
2.换算成施工配合比
设施工配合比1m 3混凝土中水泥、粉煤灰、砂、石、水、减水剂等各材料用量分别
为'c m 、'f m 、's m 、'g m 、'w m 、'a m ，则
'
c
m ＝m c0=306.4kg 'f m =m f0=76.6kg
'
a
m =m a0=3.06kg
'
m＝m s0(1+a%)=723×(1+3%)=745kg
s
'
m=m g0(1+b%)=1084×(1+1%)=1095kg
g
'
m=m w0-m s0b%-m a080%=161-723×3%-1084×1%-3.06×80%=126kg w
参考文献
[1] JGJ55-2011 普通混凝土配合比设计规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011,1-18.
[2] GB/T 50467-2008 混凝土耐久性设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3] CCES01-2004(2005年修订版) 混凝土结构耐久性设计与施工指南[S],北京:中国建筑
工业出版社,2005.
[4] 张亚梅.土木工程材料(第五版)[M].南京:东南大学出版社,156-159.
普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前，需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件，主要有以下几个方面； (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况；包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度；砂的种类、表观密度、细度模数、含水率；石子种类、表观密度、含水率；是否掺外加剂，外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求，如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件；如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺；如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计，实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、细集料（砂）这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比；砂和石子间的比例——砂率；骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数，就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。
普通混凝土配合比设计规程 《JGJ 55-2011》 3 基本规定 3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。 3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 最大水胶比最小胶凝材料用量(kg/m3) 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0.60 250 280 300 0.55 280 300 300 0.50 320 ≤0.45330 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%） 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤45≤35 ＞0.40 ≤40≤30 粒化高炉矿渣粉≤0.40≤65≤55 ＞0.40 ≤55≤45 钢渣粉－≤30≤20 磷渣粉－≤30≤20 硅灰－≤10≤10 复合掺合料≤0.40≤60≤50 ＞0.40 ≤50≤40 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%） 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤35≤30 ＞0.40 ≤25≤20
高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。
第七讲普通混凝土配合比设计 一、与混凝土有关的基本概念 1.混凝土—用水泥、砂、石、掺合料、水以及外加剂按设计比例配制，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土称为普通混凝土，简称混凝土。它是一种原料易得、施工便利、具有较好耐久性和强度的建筑材料。 2.混凝土标号—是指混凝土按标准方法成型，标准立方体试件（200mm×200mm×200m）在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度大于90%）养护28d所得的抗压强度值，单位为kgf/cm2（以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，三个测值中的最小值与较大值之差超过较大值20%时，舍去最小值，以剩余的两个测值的平均值作为该组试件的抗压强度值）。 3.混凝土强度等级—是指混凝土按标准方法成型、标准立方体试件（150mm×150mm×150mm）在标准养护条件下（温度20±2℃，相对湿度95%以上）养护28d所得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，以C与立方体抗压强度标准值MPa （N/mm2）表示。如：混凝土立方体抗压强度标准值ｆｃｕ，ｋ＝20MPa，其强度等级表示为C20。（混凝土立方体抗压强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值中的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值做为该组试件的抗压强度测定值，当最大值或最小值与中间值的差值均超过中间值
的15%时，则该组试件的抗压强度测定值无效。） 4.混凝土强度等级与混凝土标号的换算。 混凝土强度等级＝混凝土标号÷10－2 5.混凝土立方体试件抗压强度换算系数。 6．混凝土强度与齡期的关系 龄期—是指混凝土强度增长所需的时间。强度与龄期的关系，在标准养护时：R3→40%R28； R7→60～70%R28； R28达到设计强度。 7.砂率 砂率是指混凝土中砂在骨料（砂及石子）总量中所占的质量百分率。影响砂率的一般因素为： ⑴砂率随粗骨料的粒径增大而减小；随粒径减小砂率应增大。 ⑵细砂时砂率小，粗砂时砂率应增大。 ⑶卵石时砂率小，碎石时砂率应加大。 ⑷水灰比小时砂率小，水灰比增大时砂率应增大。
热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。
2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 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。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22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的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=-
C25普通混凝土配合比设计说明 一、设计所依据的试验规程及规范： 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005 《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005 《公路工程岩石试验规程》JTG E41-2005 《通用硅酸盐水泥》GB 175-2007 《混凝土外加剂》GB 8076-2008 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 二、设计要求： C25普通混凝土的配合比设计应满足：施工要求的工作性、结构要求的力学性能； 体积稳定性能和混凝土结构在所处环境条件下要求的耐久性，设计坍落度120-160mm，能满足混凝土结构工程的要求，确保其施工要求的工作性，体积稳定性，耐久性和设计强度等级要求。主要应用桥涵工程墩台基础、台身、台帽、墙身基础、排水工程等。 三、原材料情况： 1．粗集料：采用接山镇前寨子砂石料厂生产的碎石、规格为5-10mm：10-20mm：16-31.5mm，比例为（30%：50%:20%）。 2．细集料：采用接山镇前寨子砂石料厂生产的河砂，规格为Ⅱ级中砂。 3．水泥：山东鲁珠集团有限公司生产的P.O 42.5水泥。 4. 外加剂：长春北华建材有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，掺量0.9%，减水率初 选15%。 5．水：饮用水。 四．初步配合比确定 1．确定混凝土配制强度： 已知设计强度等级为25Mpa，无历史统计资料，查《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011表4.0.2查得：标准差σ=5.0 Mpa ?cu,0= ?cu,k+1.645σ= 25+1.645×5.0=33.225MPa 2．计算水泥实际强度（?ce） 已知采用P.O 42.5水泥，28d胶砂强度（?ce）无实测值时,可按下式计算： 水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表
水泥混凝土配合比设计步骤 (1) 配制强度：f cu,k=25Mpa f cu,o= f cu,k+1.645* o=25+1.645*5=33.2Mpa (2) 初步确定水灰比：(用经验公式计算，各指标选取) W/C= a a*f ce/(f cu,0 + a a*a b*f ce) =(0.53*36.5) / (33.2+0.53*0.20*36.5) =0.52 (3) 选取单位体积水泥混凝土的用水量： 由水灰比为0.52，混凝土拌合物的坍落度为10-30mm，碎石最大粒径为31.5mm, 在满足混凝土施工要求的基础上选取混凝土的单位用水量为：m wo=175kg/m 3。(4) 计算1m3水泥混凝土水泥用量： 由W/C=0.52,m w0=185 (kg/m3),得m co=m wo/(W/C)=337(kg/m3) 查表符合耐久性要求的最小水泥用量为320kg/m 3，所以取按强度计算的单位水 泥用量m co=337 ( kg/m 3) (5) 选取合理砂率，计算粗细集料用量：最大粒径31.5mm，水灰比0.52,查表 取混凝土砂率B s =35%o (6) 计算一组(3块试件)水泥混凝土各材料用量 3水用量175kg/ m '水泥用量337kg/m 砂用量680 kg/m 碎石用量1263 kg/m
(7) 配合比确定: 个人认为，单位用水量可取180(kg/m3) ，为保证混凝土强度，水灰比取0.5，单 位水泥用量360(kg/m3) ，根据密度法计算配合比，假定表观密度为2400 (kg/m3 )，单位粗集料用量与单位细集料用量为未知量，可设方程求解 M c0+ M g0+ M s0+ M w0=2400 M s0/ (M s0+ M g0 )*100=35 解得M g0=1560(kg/m3) ，M s0=840 (kg/m3) 通过计算得到个人的配合比为:单位用水量:单位水泥用量:单位细集料用量:单位粗集料用量=180:360: 840:1560
第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法
C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水
《普通混凝土配合比设计规程》 配合比计算案例 某高层办公楼的基础底板设计使用C30等级混凝土，采用泵送施工工艺。根据《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称《规程》）JGJ 55的规定，其配合比计算步骤如下： 1、原材料选择 结合设计和施工要求，选择原材料并检测其主要性能指标如下： （1）水泥 选用P.O 42.5级水泥，28d胶砂抗压强度48.6MPa，安定性合格。 （2）矿物掺合料 选用F类II级粉煤灰，细度18.2%，需水量比101%，烧失量7.2%。 选用S95级矿粉，比表面积428m2/kg，流动度比98%，28d活性指数99%。 （3）粗骨料 选用最大公称粒径为25mm的粗骨料，连续级配，含泥量 1.2%，泥块含量0.5%，针片状颗粒含量8.9%。 （4）细骨料 采用当地产天然河砂，细度模数 2.70，级配II区，含泥量 2.0%，泥块含量0.6%。 （5）外加剂 选用北京某公司生产A型聚羧酸减水剂，减水率为25%，含固量为20%。 （6）水 选用自来水。 2、计算配制强度 由于缺乏强度标准差统计资料，因此根据《规程》表4.0.2选择强度标准差σ为5.0MPa。 表4.0.2 标准差σ值（MPa） 混凝土强度标准值≤C20C25~C45 C50~ C55 Σ 4.0 5.0 6.0 采用《规程》中公式4.0.1-1计算配制强度如下： （4.0.1- 1）式中：f cu,0——混凝土配制强度（MPa）；
f cu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。 计算结果：C30混凝土配制强度不小于38.3MPa。 3、确定水胶比 （1）矿物掺合料掺量选择（可确定3种情况，比较技术经济） 应根据《规程》中表3.0.5-1的规定，并考虑混凝土原材料、应用部位和施工工艺等因素来确定粉煤灰掺量。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：1 采用其它通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料； 2 复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量； 3 在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合 表中复合掺合料的规定。 综合考虑：方案1为C30混凝土的粉煤灰掺量30%。 方案2为C30混凝土的粉煤灰掺量30%，矿粉掺量10%。 方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%，矿粉掺量20%。 （2）胶凝材料胶砂强度 胶凝材料胶砂强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671规定执行，对3个胶凝材料进行胶砂强度试验。也可从《规程》中表5.1.3选取所选3个方案的粉煤灰或矿粉的影响系数，计算f b。
普通混凝土配合比设计例题 设计C20泵送混凝土，材料：水泥P.O42.5，中砂（筛余量25-0%），碎石（5-30mm）连续级配，减水剂YAN（参量0.8%，减水率14%）。 普通混凝土配合比设计，一般应根据混凝土强度等级及施工所要求的混凝土拌合物坍落度（或工作度——维勃稠度）指标进行。如果混凝土还有其他技术性能要求，除在计算和试配过程中予以考虑外，尚应增添相应的试验项目，进行试验确认。 普通混凝土配合比设计应满足设计需要的强度和耐久性。水灰比的最大允许值，可参见表1 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表1 注：1．当采用活性掺合料取代部分水泥时，表中最大水灰比和最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。 2．配制C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。 混凝土拌合料应具有良好的施工和易性和适宜的坍落度。混凝土的配合比要求有较适宜的技术经济性。 普通混凝土配合比设计步骤 普通混凝土配合比计算步骤如下： （1）计算出要求的试配强度f cu,0，并计算出所要求的水灰比值； （2）选取每立米混凝土的用水量，并由此计算出每立米混凝土的水泥用量；
（3）选取合理的砂率值，计算出粗、细骨料的用量，提出供试配用的计算配合比。 以下依次列出计算公式： 1．计算混凝土试配强度f cu,0，并计算出所要求的水灰比值（W/C） （1）混凝土配制强度 混凝土的施工配制强度按下式计算： f cu,0≥f cu,k＋1.645σ 式中f cu,0——混凝土的施工配制强度（MPa）； f cu,k——设计的混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； σ——施工单位的混凝土强度标准差（MPa）。 σ的取值，如施工单位具有近期混凝土强度的统计资料时，可按下式求得： 式中f cu,i——统计周期内同一品种混凝土第i组试件强度值（MPa）； μfcu——统计周期内同一品种混凝土N组试件强度的平均值（MPa）； N——统计周期内同一品种混凝土试件总组数，N≥250 当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算得到的σ＜2.5MPa，取σ＝2.5MPa；当混凝土强度等级等于或高于C30时，如计算得到的σ＜3.0MPa，取σ＝3.0MPa。 对预拌混凝土厂和预制混凝土构件厂，其统计周期可取为一个月；对现场拌制混凝土的施工单位，其统计周期可根据实际情况确定，但不宜超过三个月。 施工单位如无近期混凝土强度统计资料时，可按表2取值。 σ取值表表2 查表取σ=5N/mm则f cuo≥20 N/mm＋1.645×5 N/mm≈28 N/mm （2）计算出所要求的水灰比值（混凝土强度等级小于C60时）
混凝土配合比设计计算实例（JGJ/T55-2011） 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为75～90mm， 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下： 1.水泥：4 2.5级普通水泥，实测28d抗压强度f ce为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；砂率βs取33%； 3.石子：5～20mm的卵石，表观密度ρg=2720 kg／m3；回归系数αa取0.49、αb取0.13； 4. 拌合及养护用水：饮用水； 试求：（一）该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 （二）如果此砼采用泵送施工，施工要求坍落度为120～150mm，砂率βs取36%，外加剂选用UNF-FK高效减水剂，掺量0.8%,实测减水率20%，试确定该混凝土的设计配合比（假定砼容重2400 kg／m3）。
解：（一） 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2．计算水胶比： f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/（38.2+0.49×0.13×46）= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计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。) 0.55小于0.60，此配合比W/B 采用计算值0.55； 3、计算用水量（查表选用） 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4．计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率（查表或给定） 砂率 βs 取33； 6. 计算砂、石用量（据已知采用体积法） 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= +
6.1.5 普通混凝土配合比设计 混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件来确定各组成材料数量之间的比例关系。常用的表示方法有两种： 一种是以1m3混凝土中各项材料的质量表示，如某配合比：水泥240kg，水180kg，砂630kg，石子1280kg，矿物掺合料160kg，该混凝土1m3总质量为2490kg； 另一种是以各项材料相互间的质量比来表示（以水泥质量为1），将上例换算成质量比为：水泥∶砂∶石∶掺合料＝1∶2.63∶5.33∶0.67，水胶比＝0.45。 1.混凝土配合比的设计基本要求 市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求： （1）满足施工规定所需的和易性要求； （2）满足设计的强度要求； （3）满足与使用环境相适应的耐久性要求； （4）满足业主或施工单位渴望的经济性要求； （5）满足可持续发展所必需的生态性要求。 2.混凝土配合比设计的三个参数 混凝土配合比设计，实质上就是确定胶凝材料、水、砂和石子这四种组成材料用量之间的三个比例关
系： （1）水与胶凝材料之间的比例关系，常用水胶比表示； （2）砂与石子之间的比例关系，常用砂率表示； （3）胶凝材料与集料之间的比例关系，常用单位用水量（1m3混凝土的用水量）来表示。 3.混凝土配合比设计步骤 混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、试配和调整、施工配合比的确定等。 （1）初步配合比计算 1）计算配制强度（f cu，o）。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）规定，混凝土配制强度应按下列规定确定： ①当混凝土的设计强度小于C60时，配制强度应按下式确定： f cu，o≥f cu，k＋1.645σ 式中f cu，o——混凝土配制强度，MPa； f cu，k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值，MPa； σ——混凝土强度标准差，MPa。 ②当混凝土的设计强度不小于C60时，配制强度应按下式确定：
混凝土配合比设计的步骤 1．计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时，σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25，计算值<2.5 MPa 时，应取σ=2.5 MPa ；当强度等级≥ C30，计算值低于<3.0 MPa 时，应取用σ=3.0 MPa 。否则，按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) （混凝土强度等级小于C60） a α、 b α回归系数，应由试验确定或根据规定选取： ce f 水泥28d 抗压强度实测值，若无实测值，则 ce f ，g 为水泥强度等级值，c γ为水泥强度等级值的富余系数。 若水灰比计算值大于表4 - 24中规定的最大水灰比值时，应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1 m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量： ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 σ6451.,,+=k cu t cu f f ce b a cu ce a f f f C W ααα+=0,g ce c ce f f ,γ=
②水灰比在0.40～0. 80时，根据坍落度值及骨料种类、粒径，按表4-26选定1 m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量： 以表4- 26中坍落度90 mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm 用水量增加5 kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量： wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；0w m 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4- 24中规定量，则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10～60 mm 的混凝土：如无使用经验，砂率可按骨料种类、粒径及水灰比，参照表4- 27选用 坍落度大于60 mm 的混凝土：在表4- 27的基础上，按坍落度每增大20 mm ，砂率增大1%的幅度予以调整； 坍落度小于10 mm 的混凝土：砂率应经试验确定。 6)计算粗、细骨料的用量(mg0，ms0) A.重量法： 0c m 、0g m 、0s m 、0w m 为1m3混凝土的水泥用量、粗骨料用量、细骨料用量和用水量。cp m 为1m3混凝土拌合物的假定重量，取2350～2450 kg/m3。 ()β-=10w wa m m 0c m C W m m w c 0 0=cp w s g c m m m m m =+++0000%100000?+=g s s s m m m β
混凝土配合比设计 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法
B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料
D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水泥用量，且混凝土密实 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 抗冻混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.防冻剂 D.引气剂 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 高性能混凝土中水泥熟料中铝酸三钙含量限制在6%~12%的原因是（）。 A.铝酸三钙含量高造成强度降低 B.铝酸三钙容易造成闪凝 C.铝酸三钙含量高易造成混凝土凝结硬化快 D.铝酸三钙含量高易造成体积安定性不良 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第10题 抗渗混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.早强剂 D.引气剂 答案:B 您的答案：B
普通混凝土配合比设计（新规范） 一、术语、符号 1.1 普通混凝土 干表观密度为2000kg/m3～2800kg/m3的混凝土。 （在建工行业，普通混凝土简称混凝土，是指水泥混凝土） 1.2 干硬性混凝土 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。 （维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划分为5个。） 1.3 塑性混凝土 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 1.4 流动性混凝土 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 1.5 大流动性混凝土 拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。
1.6 胶凝材料 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 1.7 胶凝材料用量 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 1.8 水胶比 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。（代替水灰比） （胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受） 二、设计方法、步骤及相关规定 2.1 基本参数 （1）水胶比W/B； （2）每立方米砼用水量m w； （3）每立方米砼胶凝材料用量m b； （4）每立方米砼水泥用量m C； （5）每立方米砼矿物掺合料用量m f； （6）砂率βS：砂与骨料总量的重量比； （7）每立方米砼砂用量m S； （8）每立方米砼石用量m g。 2.2 理论配合比（计算配合比）的设计与计算 基本步骤：
? 混凝土配制强度的确定； ? 计算水胶比； ? 确定每立方米混凝土用水量； ? 计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量； ? 确定混凝土砂率； ? 计算粗骨料和细骨料用量。 （1）混凝土配制强度的确定 ? 混凝土配制强度应按下列规定确定： 当混凝土设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式确定： σ645.1,0,+≥k cu cu f f （1） 式中：0,cu f ——混凝土配制强度（MPa ）； k cu f ,——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强 度等级值（MPa ）； σ——混凝土强度标准差（MPa ）。 当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定： k cu cu f f ,0,15.1≥ （2） ? 混凝土强度标准差应按下列规定确定： 有近1～3个月同品种、同等级混凝土强度资料，且试件组数不小于30，
普通混凝土配合比设计、试配与确定 第1题 已知水胶比为0.40，查表得到单位用水量为190kg，采用减水 率为20%的减水剂，试计算每方混凝土中胶凝材料用量kg A.425 B.340 C.380 D.450 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 普通混凝土的容重一般为_____ kg/m3 A.2200～2400 B.2300～2500 C.2400～2500 D.2350～2450 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注：
第3题 已知水胶比为0.35，单位用水量为175kg，砂率为40%，假定每立方米混凝土质量为2400kg，试计算每方混凝土中砂子用量kg A.438 B.690 C.779 D.1035 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 某材料试验室有一张混凝土用量配方，数字清晰为 1:0.61:2.50:4.45，而文字模糊，下列哪种经验描述是正确的。 A.水：水泥：砂：石 B.水泥：水：砂：石 C.砂：水泥：水：石 D.水泥：砂：水：石 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0
批注： 第5题 预设计C30 普通混凝土，其试配强度为（）MPa A.38.2 B.43.2 C.30 D.40 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 关于水灰比对混凝土拌合物特性的影响，说法不正确的是( ) A.水灰比越大，粘聚性越差 B.水灰比越小，保水性越好 C.水灰比过大会产生离析现象 D.水灰比越大，坍落度越小 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题
混凝土配合比设计 的步骤
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其它性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o)
配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46(0.07) cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 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，应经过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22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的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=- β为减水率