普通混凝土的配合比設計步驟（混凝土配合比設計）

2023-05-14 05:22:53

從事建築行業的人，接觸混凝土是最多的，不是建築行業的人，對混凝土也不陌生。我這裡以普通C30泵送混凝土為例，說說混凝土配合比的設計。

425標號的，普通矽酸鹽水泥。

卵石，且級配良好，最大粒徑30，就是我們平 常說的13籽。

中砂，二區中砂，級配良好。平常工地用得最多的，那種用來合砂漿的那種砂。

煤灰，正宗的電廠二級粉煤灰。摻量按規範假如取20%。

礦粉，高爐粒化礦渣粉95級。摻量也按規範取值，假如25%，當然你要取50%都可以，只要混凝土各方面性能合格，規範最高取值單摻為50%。

外加劑，羧酸系，高性能減水劑，減水25％以上。

水，乾淨的自來水或井水。

水膠比計算公式

其實水灰比是這樣表示的W/C.但因為摻了礦粉和煤灰，這裡就不叫水灰比了，叫做水膠比。

其中，W/B為水膠比。

αa,αb，為回歸係數，這裡 根據之前的材料條件，取值為0.49和0.13

fb,為膠凝材料28天膠砂抗壓強度，這個需要另外計算。也可以根據實驗測定。

fcu,o為混凝土配製強度，它等於fcu,k 1.645δ，δ為強度標準差，按規範要求及一般質量控制水平，取值假設為4.0。那麼fcu,o=fcu,k 1.465δ=30 6.58=36.58。它的計算取值不能小於1.15倍的立方體抗壓強度標準值fcu,k。出於成本考慮我們這裡就取1.15*30=34.5Mpa。也就是說做出來的試塊抗壓強度要達到34.5Mpa以上，並且保證95%的通過率。才能評定為合格。我們這裡配製強度就取36.58Mpa。

這裡解釋一下膠凝材料，混凝土的膠凝材料就是水泥，礦粉，煤灰的統稱，如果沒有礦粉，煤灰，那膠凝材料就是水泥。我們也列出計算公式：

膠凝材料強度計算公式

其中，γfγs，為煤灰和礦粉的影響係數，這裡根據上面給定的條件及設計規程要求，取值為0.8和0.95。

fce為水泥膠砂28天抗壓強度，它等於水泥強度等級乘以水泥的富餘係數，富餘係數按設計規程取值為1.16，那麼fce在這裡就等於1.16*42.5=49.3。

實際上實驗做出來的數值經常會比計算出來的數值稍微大一點。一般有50甚至51，52。這可以用來判斷哪個廠的水泥可以更節省成本。也減少了實驗配製調整的次數。

按上面給定的數值計入公式fb=0.8*0.95*49.3=39.8，從這個式中，我們可以看出來，加了煤灰，礦粉後，實際上是降低了整個膠凝材料的強度。

將上面已知數值和計算數值代入水灰比計算公式，就可以得出水灰比的計算值 。即：

W/B=（0.49*39.8）/（36.58 0.49*0.13*39.8）=18.36/39.1=0.47

我們現在做的配合比是泵送混凝土，那麼塌落度我們取值為200。其實這裡用擴展度來描述更合適，因為泵送要求足夠的流動性，擴展度達500以上才合適。對擴展度的要求一般是用在自流平混凝土的要求中。按照設計規程以及水膠比的確定範圍，還有卵石的最大粒徑，以及所採用的是中砂，於是根據這些已知和限制條件。可以設計規程來取值，用水量取值為每方220KG。

如果按220KG來計算膠凝材料，那用量是非常大的，老闆第二天就會叫你走人。為了降低成本，也為了更好的施工性能和後期的耐久性能，必須加入外加劑，這裡的外加劑只考慮高性能減水劑。假如減水劑摻量為2.5%的減水率實驗測得減水率為25%。那麼實際用水量就是220*（1-0.25）=165KG。

W/B=0.47導出：165/B=0.47 那麼B=351KG。

這是水泥 礦粉 煤灰的總用量。那麼之前按規程取值的煤灰佔比為20%。礦粉佔比為25%那麼各膠凝材料用量為：

礦粉：351*25%=88KG/M3

煤灰：351*20%=70KG/M3

水泥：351-83-66=193KG/M3

我們上面給定的和計算的數值和條件，可以查設計規程的砂率取值表，按石子最大粒徑30MM。水灰比0.47，泵送及塌落度200，中砂，電腦計量，機械攪拌等條件，那麼砂率取值為42%。

這裡用簡單一點容重假定法，混凝土假定容重2400KG/M3。那麼砂用量為：

Sg=（2400-351-165-8.5)*42%=788KG

卵石用量：

Gg=(788/0.42)*(1-0.42)=1087KG

那麼每方混凝土配合比為：水泥：礦粉：煤灰：砂：石：水：外加劑 等於

193：87：70：788：1087：165：8.5

我們按計算的配合比進行實驗配製，拌20升就夠了，足夠做三組試塊。在試配過程中觀察混凝土的狀態，包括粘聚性，流動性，塌落度，擴展度，泌水情況，密實度，砂石分布情況，配製到符合施工性能要求所加減的材料用量變化，比如實際用水量，實際砂率，實際的外加劑摻量，根據設計規程加減用水量，加減砂率，調整各膠凝材料用量，大約做個五六次實驗試配，數據差不多都出來了。每組實驗成型試塊，觀測3天.7天.28天強度變化情況。根據最好的一組數據選定實際生產用的配合比，在實際生產中根據材料，季節，天氣，氣溫等情況進行微調。

我會在以後發布的文章中，聊聊混凝土各種材料的質量要求，以及混凝土如保調整 ，質量事故如保處理，如何避免質量問題，會產生哪些後果等之類的話題，和在家一起探討。