混凝土配合比设计
混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间的比例关系。混凝土配合比通常用每立方米混凝土中各种材料的质量来表示，或以各种材料用料量的比例表示。混凝土配合比的确定可根据工程特点、组成材料的质量、施工方法等因素，通过理论计算和试配来确定。
(1)设计混凝土配合比的基本要求。
①满足混凝土设计的强度等级;②满足施工要求的混凝土和易性;③满足混凝土使用要求的耐久性;④满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。从表面上看，混凝土配合比只是计算水泥、砂子、石子、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况，确定满足上述四项基本要求的三大参数：水灰比、单位用水量和砂率。
(2)混凝土配合比设计的步骤。
混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。对有特殊要求的混凝土，其配合比设计尚应符合国家现行有关标准的专门规定。
①混凝土的施工配制强度的确定。混凝土的施工配制强度可按下式确定，以达到95%的保证率：
f cu，o≥ f cu，k+1.645σ (3.1.3)
式中 fcu，o——混凝土的施工配制强度(MPa);
f cu，k——混凝土抗压强度标准值(MPa);
σ——施工单位的混凝土强度标准差(MPa)。
当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按照下式计算：f cu，o≥1.15f cu，k
混凝土强度标准差σ宜根据同类混凝土统计资料计算确定。当无统计资料计算混凝土强度标准差时，混凝土强度等级小于等于C20的，标准差取4.0;混凝土强度等级在C25～C45之间的，标准差取5.0，混凝土强度等级C50～C55，标准差取6.0。
②计算水灰比(W/C)
混凝土强度等级小于C60级时，混凝土水灰比宜按下式计算：
(3.1.4)
式中 W/C——水灰比;
aa、ab——回归系数。其中采用碎石时，aa=0.53，ab=0.20;采用卵石时，aa=0.49，ab=0.13.
当无水泥28d抗压强度实测值时，公式(3.1.4)中的f ce值可按下式确定：
f ce=γc f ce，g (3.1.5)
式中γc—水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定;无实际统计资料时，32.5级水泥富余系数取1.12，42.5级水泥富余系数取1.16，52.5级水泥富余系数取1.10。
f ce，g—水泥强度等级值(MPa)。
③确定单位用水量(mwo)
选用单位用水量可按施工要求的混凝土坍落度及骨料的种类、规格，按《普通混凝土配合比设计设计规程》JGJ55中对混凝土用水量的参考值选定单位用水量。
④计算单位水泥用量(mco)
每立方米混凝土的水泥用量可按下式计算：
(3.1.6)
为保证混凝土的耐久性，mco要满足《普通混凝土配合比设计设计规程》JGJ55中规定的最小水泥用量的要求，若mco小于规定的最小水泥用量，则应取规定的最小水泥用量值。计算的水泥用量不宜超过550kg/m3，若超过应提高水泥强度等级。
⑤确定砂率(βs)
合理的砂率值主要应根据混凝土拌和物的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定。可按骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考规程《普通混凝土配合比设计设计规程》JGJ55选用合理砂率。
⑥计算粗、细骨料用量(mgo、mso)
粗骨料和细骨料用量的确定，应符合下列规定：
a.重量法。根据经验，如果原材料情况比较稳定，所配制的混凝土拌合物的表观密度将接近一个固定值，这就可以先假设每立方米混凝土拌合物的重量(mcp)，可列出下式：
mc0+mg0+ms0+mw0=mcp (3.1.7)
(3.1.8)
式中 mc0——每立方米混凝土的水泥用量(kg);
mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量(kg);
ms0——每立方米混凝土的细骨料用量(kg);
mw0——每立方米混凝土的用水量(kg);
βs——砂率(%);
mcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量(kg)，其值可取 2350～2450kg.
由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。
b.体积法。假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气的体积之总和。因此在计算1m3混凝土拌和物的各材料用量时，可列出下式：
(3.1.9)
(3.1.10)
式中 ρc——水泥密度(kg/m3)，可取2900～3100kg/m3;
ρg——粗骨料的表观密度(kg/m3);
ρs——细骨科的表观密度(kg/m3);
ρw——水的密度(kg/m3)，可取 1000kg/m3;
a——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，a可取为1.
由以上两个关系式可求出粗、细骨料的用量。
⑦试配及调整配合比
首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其工作性应满足设计配合比的要求。开始生产时应至少留置一组标准养护试件，作为验证配合比的依据。混凝土拌制前，应测定砂、石含水率并根据测试结果调整材料用量，提出施工配合比。
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