423 普通混凝土配合比設計應考慮哪些因素？

混凝土配合比設計應包括配合比計算、試配、調整和確定等步驟。配合比計算公式和有關參數表格中的數值均系以干燥狀態集料（系指含水率小于0.5％的細集料或含水率小于0.2％的粗集料）為基準。當以飽和面干集料為基準進行計算時，則應做相應的修正。

一、普通混凝土配合比

（一）混凝土配制強度（?cu.o）

式中?cu.o——混凝土配制強度，MPa；

?cu.k——混凝土立方體抗壓強度標準值，MPa；

δ——混凝土強度標準差，MPa。

遇有下列情況時應提高混凝土配制強度：

（１）現場條件與試驗室條件有顯著差異。

（２）Ｃ30級及其以上強度等級的混凝土，采用非統計方法評定。

混凝土強度標準差宜根據同類混凝土統計資料計算確定，并應符合下列規定：

（１）計算時，強度試件組數不應少于25組；

（２）當混凝土強度等級為Ｃ20和Ｃ25，其強度標準差計算值小于2.5MPa時，計算配制強度用的標準差應取不小于2.5MPa；當混凝土強度等級等于Ｃ30或大于Ｃ30級，其強度標準差計算值小于3.0MPa時，計算配制強度用的標準差應取不小于3.0MPa；

（３）當無統計資料計算混凝土強度標準差時，其混凝土強度標準差δ可按表１取用。

（二）水灰比

混凝土強度等級小于Ｃ60級時，混凝土水灰比（Ｗ/Ｃ）宜按下式計算：

式中αa，αb——回歸系數；

?ce——水泥28ｄ抗壓強度實測值，MPa。

（１）當無水泥28ｄ抗壓強度實測值時，公式中的?ce值可按下式確定；

式中γｃ——水泥強度等級值的富余系數，可按實際統計資料確定；

?ce——水泥強度等級值，MPa。

（２）?ce值也可根據3d強度或快測強度推定28ｄ強度關系式推定得出。

（３）回歸系數αa和αb宜按下列規定確定：

①回歸系數αa和αb應根據工程所使用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關系式確定；

②當不具備上述試驗統計資料時，其回歸系數可按表２采用。

（４）計算出水灰比后應按表３核對是否符合最大水灰比的規定。

（三）每立方米混凝土用水量

每立方米混凝土用水量（ｍｗｏ）的確定，應符合下列規定：

（１）干硬性和塑性混凝土用水量的確定：

①水灰比在０４０～０８０范圍時，根據粗集料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，

其用水量可按表４、表５選取。

②水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應通過試驗確定。

（２）流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟計算：

①以表５中坍落度90ｍｍ的用水量為基礎，按坍落度每增大20mm用水量增加５kg，計算出未摻外加劑時的混凝土用水量：

②摻外加劑時的混凝土用水量可按下式計算：

式中ｍ_ｗａ——摻外加劑混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；

ｍ_ｗｏ——未摻外加劑混凝土每立方米混凝土的用水量，kg；

β——外加劑的減水率，％。

③外加劑的減水率應經試驗確定。

（四）每立方米混凝土的水泥用量

每立方米混凝土的水泥用量（ｍ_ｃｏ）可按下式計算：

式中Ｗ/Ｃ——水灰比。

計算出每立方米混凝土的水泥用量后，應查對表３，是否符合最小水泥用量的要求。

（五）混凝土砂率

當無歷史資料可參考時，混凝土砂率的確定應符合下列規定：

（１）坍落度為10～60mm的混凝土砂率，可根據粗集料品種、粒徑及水灰比按表６選取。

（２）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經試驗確定，也可在表６的基礎上，按坍落度每增大20ｍｍ，砂率增大１％的幅度予以調整。

（３）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應經試驗確定。

（六）粗集料和細集料用量

粗集料和細集料用量的確定，應符合下列規定：

（１）當采用重量法時，應按下列公式計算：

（１）當采用重量法時，應按下列公式計算：

式中ｍ_ｃｏ——每立方米混凝土的水泥用量，kg；

ｍ_ｇｏ——每立方米混凝土的粗集料用量，kg；

ｍ_ｓｏ——每立方米混凝土的細集料用量，kg；

ｍ_ｗｏ——每立方米混凝土的用水量，kg；

β_ｓ——砂率，％。

ｍ_ｃｑ——每立方米混凝土拌合物的假定質量（kg），其值可取2350～2450kg。

（２）當采用體積法時，應按下列公式計算：

式中ρ_ｃ——水泥密度，kg/ｍ^３，可取2900～3100kg／ｍ^３；

ρ_ｇ——粗集料的表觀密度，kg／ｍ^３；

ρ_ｓ——細集料的表觀密度，kg／ｍ^３；

ρ_ｗ——水的密度，kg/ｍ^３，可取1000kg／ｍ^３；

α——混凝土的含氣量百分數，在不使用引氣外加劑時，α可取１。

（３）粗集料和細集料的表觀密度（ρ_ｇ、ρ_ｓ）應按現行行業標準《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》（JGJ 53）和《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》（JGJ52）規定的方法測定。

外加劑和摻合料的摻量應通過試驗確定，并應符合國家現行標準《混凝土外加劑應用技術規范》（GB 50119）、《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規范》（GBJ 28）、《粉煤灰混凝土應用技術規程》（GBJ 146）、《用于水泥與混凝土中粒化高爐礦渣粉》（GB/T 18046）等的規定。

長期處于潮濕環境和嚴寒環境中的混凝土，應摻用引氣劑或引氣減水劑。引氣劑的摻入量應根據混凝土的含氣量要求并經試驗確定，混凝土的最小含氣量應符合表７的規定；混凝土的含氣量亦不宜超過７％。混凝土中的粗集料和細集料應做堅固性試驗。

二、試配

進行混凝土配合比試配時應采用工程中實際使用原材料。混凝土的攪拌方法，宜與生產時使用的方法相同。混凝土配合比試配時，每盤混凝土的最小攪拌量應符合表８的規定；當采用機械攪拌時，其攪拌量不應小于攪拌機額定攪拌量的１/４。

按計算的配合比進行試配時，首先應進行試拌，以檢查拌合物的性能。當試拌得出的拌合物坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或粘聚性和保水性不好時，應在保證水灰比不變的條件下相應調整用水量或砂率，直到符合要求為止，然后提出供混凝土強度試驗用的基準配合比。

混凝土強度試驗時至少應采用三個不同的配合比。當采用三個不同的配合比時，其中一個應為上述所確定的基準配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增加和減少0.05；用水量應與基準配合比相同，砂率可分別增加和減少１％。

當不同水灰比的混凝土拌合物坍落度與要求值的差超過允許偏差（《混凝土質量控制標準》GB 50164）時，可通過增、減用水量進行調整。制作混凝土強度試驗試件時，應檢驗混凝土拌合物的坍落度、維勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物的表現密度，并以此結果作為代表相應配合比的混凝土拌合物的性能。進行混凝土強度試驗時，每種配合比至少應制作一組（三塊）試件，標準養護到28ｄ時試壓。

需要時可同時制作幾組試件，供快速檢驗或較早齡期試壓，以使提前定出混凝土配合比供施工使用。但應以標準養護28ｄ強度或按現行國家標準《粉煤灰混凝土應用技術規程》（GBJ 146）、《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規程》（JGJ 28） 等規定的齡期強度的檢驗結果為依據調整配合比。

三、配合比的調整與確定

根據試驗得出的混凝土強度與其相對應的灰水比（C/W）關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（?cu,o）相對應的灰水比，并應按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量；

（１）用水量（ｍ_ｗ）應在基準配合比用水量的基礎上，根據制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調整確定；

（２）水泥用量（ｍ_ｃ）應以用水量乘以選定出的灰水比計算確定；

（３）粗集料和細集料用量（ｍ_ｇ和ｍ_ｓ）應在基準配合比的粗集料和細集料用量的基礎上，按選定的灰水比進行調整后確定。

經試驗確定配合比后，尚應按下列步驟進行校正：

①應根據上述確定的材料數量按下式計算混凝土的表觀密度計算值ρ_ｃ，ｃ：

②應按下式計算混凝土校正系數δ：

式中ρ_ｃ，ｔ——混凝土表觀密度實測值，kg/ｍ^３；

       ρ_ｃ，ｃ——混凝土表現密度計算值，kg/ｍ^３。

③當混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的２％時，按上述確定的配合比即為確定的設計配合比；當二者之差超過２％時，應將配合比中每項材料用量均乘以校正系數δ，即為確定的設計配合比。根據本單位常用的材料，可設計出常用的混凝土配合比備用；在使用過程中，應根據原材料情況及混凝土質量檢驗的結果予以調整。但遇有下列情況之一時，應重新進行配合比設計：

ａ.對混凝土性能指標有特殊要求時；

ｂ.水泥、外加劑或礦物摻合料品種、質量有顯著變化時；

ｃ.該配合比的混凝土生產間斷半年以上時。