该资料大小估算2.89MB，深入了解普通混凝土配合比设计全过程讲解，一步一算，简单实用共41页，ppt格式
好的，这是一个关于普通混凝土配合比设计全过程的简单、实用、分步计算的讲解。我们将遵循行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)的核心思路，用一个简单的例子贯穿始终。###**核心目标与基本概念****核心目标**：设计出的混凝土要满足四项基本要求：1.**强度**：满足结构设计强度等级（如C30）。2.**工作性**：满足施工要求的和易性（坍落度）。3.**耐久性**：满足使用环境下的耐久性要求（如抗冻、抗渗）。4.**经济性**：在满足上述要求的前提下，成本最低。**基本概念**：混凝土主要由四种材料组成：***水泥(C)**：胶凝材料，与水反应后起胶结作用。***水(W)**：与水泥发生水化反应。***砂(S)**：细骨料，填充石子空隙。***石(G)**：粗骨料，构成混凝土的骨架。其中，**水胶比(W/B)**和**砂率(Sp)**是两个最重要的参数。***水胶比**：直接决定了混凝土的**强度**，水胶比越小，强度越高。***砂率**：决定了混凝土的**工作性**，合理的砂率能使混凝土粘聚性和保水性良好。---###**配合比设计全过程（一步一算）**我们以一个最基础的例子来说明：设计**C30**混凝土，坍落度要求为**35-50mm**，采用机械搅拌、振捣。所用原材料为：P.O42.5级水泥、中砂、5-25mm连续级配碎石、自来水。####**第一步：确定初步配合比（计算每立方米混凝土各材料用量）****1.确定配制强度(f_cu,o)**为了保证实际强度有95%的保证率，我们需要一个比C30更高的“配制强度”。公式：**f_cu,o≥f_cu,k+1.645σ***f_cu,k=30MPa(设计强度)*σ为标准差，若无历史统计资料，可按规程取值。此处我们取**σ=5.0MPa**。***计算：f_cu,o=30+1.645×5.0=38.2MPa****2.确定水胶比(W/B)**根据保罗米公式：**f_cu,o=α_a×f_b×(B/W-α_b)***f_b为胶凝材料28天强度，对于纯水泥，可取f_b=γ_f×f_ce,g=1.0×42.5=42.5MPa。*α_a和α_b为回归系数，对于碎石，分别取**α_a=0.53**，**α_b=0.20**。*变换公式：**W/B=α_a×f_b/(f_cu,o+α_a×α_b×f_b)*****计算：W/B=(0.53×42.5)/(38.2+0.53×0.20×42.5)=22.525/(38.2+4.505)≈22.525/42.705≈0.53**根据耐久性要求查表，普通环境下的C30混凝土最大水胶比一般为0.60，我们计算的0.53小于0.60，所以**取W/B=0.53**。**3.确定用水量(m_w0)**根据施工要求的坍落度（35-50mm）和粗骨料最大粒径（25mm），查表可得。对于中砂，坍落度35-50mm，碎石最大粒径25mm，查表可得**基准用水量m_w0'=210kg**。（注：如果坍落度不同，可按每增加20mm坍落度，用水量增加5kg进行调整）。所以，**初步用水量m_w0=210kg/m³**。**4.计算水泥用量(m_c0)**公式：**m_c0=m_w0/(W/B)*****计算：m_c0=210/0.53≈396kg/m³**查耐久性规范，普通环境下C30混凝土最小水泥用量为260kg/m³，我们计算的396kg大于260kg，满足要求。**5.确定砂率(β_s)**根据水胶比（0.53）和粗骨料粒径（25mm），查表并插值。水胶比0.50时，砂率建议范围30%-35%；水胶比0.60时，砂率建议范围33%-38%。我们水胶比0.53，可取中间值。**我们初步选定砂率β_s=35%。****6.计算砂、石用量(m_s0,m_g0)-采用体积法**体积法的原理是：1立方米混凝土的体积=水泥、水、砂、石、空气体积之和。公式：**m_c0/ρ_c+m_g0/ρ_g+m_s0/ρ_s+m_w0/ρ_w+0.01α=1***ρ_c为水泥密度，取**3100kg/m³**。*ρ_g为碎石表观密度，取**2650kg/m³**。*ρ_s为中砂表观密度，取**2650kg/m³**。*ρ_w为水密度，取**1000kg/m³**。*α为混凝土含气量百分比，非引气混凝土取**α=1**。同时，我们有砂率公式：**β_s=m_s0/(m_s0+m_g0)×100%**将已知数据代入体积法公式：***396/3100+m_g0/2650+m_s0/2650+210/1000+0.01×1=1*****0.128+m_g0/2650+m_s0/2650+0.21+0.01=1*****m_g0/2650+m_s0/2650=1-0.348=0.652*****(m_g0+m_s0)/2650=0.652*****所以：m_g0+m_s0=0.652×2650≈1728kg**(这是砂石总质量)根据砂率公式：***m_s0=(m_s0+m_g0)×β_s=1728×35%≈605kg*****m_g0=1728-605=1123kg****至此，我们得到了“初步配合比”（每立方米材料用量）：*****水泥(C)：396kg*****水(W)：210kg*****砂(S)：605kg*****石(G)：1123kg**这个配合比可以写作：**C:S:G:W=396:605:1123:210**，或者以水泥为1的比值：**1:1.53:2.84:0.53**---####**第二步：试拌与调整（得出基准配合比）**实验室需要根据初步配合比进行试拌，通常先试拌**15L**（0.015m³）。**试拌材料计算：***水泥：396×0.015=5.94kg*水：210×0.015=3.15kg*砂：605×0.015=9.08kg*石：1123×0.015=16.85kg**试拌后，进行两项关键调整：**1.**工作性（坍落度）调整**：*假设我们测得的坍落度只有20mm，小于要求的35-50mm，说明混凝土太干。***调整**：保持水胶比不变，增加水泥浆。我们增加**5%**的水泥和水。*新水泥用量：396×(1+0.05)=416kg*新用水量：210×(1+0.05)=220.5kg*重新计算砂石总量（体积法），并保持砂率不变，得到新的砂石用量。或者，在试拌时直接补加少量水和水泥，观察坍落度，直到合格为止。假设我们通过试拌，确定用水量为215kg时坍落度刚好为40mm。***则调整后的用水量m_wa=215kg**。*根据水胶比0.53不变，**调整后的水泥用量m_ca=215/0.53≈406kg**。2.**容重调整**：*实测拌合物的表观密度（容重）为**2380kg/m³**。*而我们计算配方的理论容重=406+215+605+1123=2349kg/m³。*存在误差，需要校正。**校正系数δ=实测容重/理论容重=2380/2349≈1.013**。*将各项材料用量乘以校正系数δ，得到**基准配合比**：*水泥：406×1.013≈411kg*水：215×1.013≈218kg*砂：605×1.013≈613kg*石：1123×1.013≈1138kg---####**第三步：强度检验与确定实验室配合比**以基准配合比的水胶比0.53为中心，再增加两组配合比，水胶比分别增减0.05，即**W/B=0.48,0.53,0.58**。保持用水量基本不变，通过增减水泥来调整水胶比。砂率可酌情微调（如水胶比小的可增加1%砂率以保证工作性）。对这三组配合比分别制作试件，标准养护28天后进行抗压强度试验。假设试验结果：*W/B=0.58，强度=35.0MPa*W/B=0.53，强度=39.0MPa*W/B=0.48，强度=45.0MPa绘制**f_cu-W/B**关系图，从图上找出对应配制强度**38.2MPa**的水胶比。假设找到的水胶比为**0.52**。用这个**0.52**的水胶比，重新计算各材料用量，并再次试拌，验证工作性和容重。最终确定的、满足所有设计要求的配合比，就是**实验室配合比**。---####**第四步：施工配合比**实验室配合比是在砂、石完全干燥的条件下计算的。但工地上砂石都含有水分。假设现场实测：*砂的含水率为**4%***石的含水率为**1%**那么，施工时每立方米的实际材料称量应为：*水泥：不变*砂：实验室配合比用量×(1+砂含水率)=613×(1+0.04)=637.5kg*石：实验室配合比用量×(1+石含水率)=1138×(1+0.01)=1149.4kg*水：实验室用水量-砂自带水-石自带水=218-(613×0.04)-(1138×0.01)=218-24.5-11.4=182.1kg这个**扣除了砂石中水分**的配方，就是最终用于指导施工的**施工配合比**。###**总结**整个过程可以概括为：**初步计算（理论）→试拌调整（工作性）→强度检验（强度）→含水率校正（施工）**。这个方法逻辑清晰，步骤明确，通过简单的查表和计算，就能得到一个科学、实用、经济的混凝土配合比。在实际工程中，所有步骤都必须在实验室完成并记录在案。
深入了解普通混凝土配合比设计全过程，一步一算简单实用