摘要：水泥混凝土由于具有強度高、原材料儲量大、可塑性能優異、成本低廉，在土木工程中起著極其重要的作用，是現代應用最廣泛的建筑材料。已到了跨行業、跨學科、互相滲透的一個非常廣泛的領域。原材料的種類、性質和用量等因素直接關系到混凝土的質量、成本和性能，進而關系到土木結構物的品質、造價和壽命，如何對混凝土質量進行控制呢？首先從水泥混凝土配合比設計抓起，如何準確確定組成材料及其用量，使其滿足工作性、強度和耐久性要求。本文圍繞這一論點通過試驗進行實例分析闡述混凝土配合比設計的全過程。
　　關鍵詞：初步配合比，基準配合比，試驗室配合比，施工配合比
　　1.工程概況
　　某住宅樓，五層現澆框架結構，鋼筋混凝土梁設計標號為C30，結構層最小尺寸為320mm，配筋直徑為20mm;間距為60mm,混凝土要求坍落度55-70mm,施工管理水平σ=4.5。
　　2.原材料的選擇
　　水泥：最終選擇青龍山P．032．5R普通硅酸鹽水泥，28d實測強度為38.5MPa
　　砂：選用臨朐Ⅱ區，細度模數為2.9，含泥量≤1.3％，泥塊含量≤0.6％。
　　粗骨料：選用碎石，淄博，粒徑為5一25mm連續級配，壓碎指標8％，含泥量≤0.6％。
　　混凝土拌合用水：選用自來水，經核查原材料的選用及各性能指標均滿足此工程混凝土使用要求。
　　3.初步配合比的計算
　　3.1試配制強度（）的確定
　　
　　根據工地現場情況，無需提高混凝土的試配強度
　　所以：
　　3.2水灰比（）的確定
　　混凝土強度小于C60，以配制強度、水泥實測強度、骨料種類按下式計算水灰比：
　　
　　框架結構混凝土梁處于干燥、居住環境，滿足鋼筋混凝土最大水灰比和最小水泥用量規定，所以取滿足強度要求的水灰比即可。
　　3.3用水量的確定
　　用水量的大小直接影響混凝土的流動性、粘聚性、保水性和混凝土的密實度、強度等在配合比設計時，應力求采用最小單位用水量，每立方米混凝土用水量按粗骨料的品種、粒徑及施工要求，參照JGJ55-2000采用插入法用水量W0選用200kg/m3
　　3.4水泥用量的確定：
　　
　　3.5砂率的確定
　　根據原材料的經驗使用，參照JGJ55-2000通過插值計算，取砂率Sp=33%
　　3.6砂、石用量的確定
　　砂、石用量的計算有兩種方法：體積法和質量法，本文采用質量法。
　　質量法的原理為：混凝土的總重量等于各組成材料重量之和。混凝土所用原材料和三項基本參數確定后，混凝土的表觀密度（ρh）接近某一定值。ρh值一般取2350~2450kg/m3則有：
　　
　　
　　本實例未給出原材料的表觀密度，按重量法計算：
　　ρh取2400kg/m3代入公式計算的：
　　S0=582(kg/m3)
　　G0=1183(kg/m3)
　　初步配合比為：
　　C0=435kg/m3S0=582kg/m3G0=1183kg/m3W0=200kg/m3
　　或者C0:S0:G0=1:1.34:2.72w/c=0.46
　　4.基準配合比的確定
　　初步計算配合比是根據經驗公式和經驗圖表估算而得，因此不一定符合實際情況，必須通過試拌驗證。當不符合設計要求時，需通過調整使和易性滿足施工要求，在混凝土和易性滿足要求的后，測定拌合物的實際表觀密度（ρ實），并計算每1m3混凝土的各材料用量—即基準配合比
　　4.1初步配合比試拌與和易性的測定
　　據石子的最大粒徑25mm和試驗室所用攪拌機（60L）確定拌合物的最小數量為15L，通過計算每盤原材料用量如下：
　　C0=6.52kg
　　S0=8.73kg
　　G0=17.74kg
　　W0=3.00kg
　　稱量攪拌后混凝土拌合物的和易性[3]測定情況：坍落度為35mm，小于設計要求；粘聚性和保水性均滿足設計要求。
　　4.2和易性調整
　　和易性調整原則：
　　⑴當坍落度小于設計要求時，可在保持水灰比不變的情況下，增加用水量和相應得水泥用量。
　　⑵當坍落度大于設計要求時，可在保持砂率不變的情況下，增加砂石用量。
　　⑶當粘聚性和保水性不良時，可增加砂用量，即增大砂率。
　　⑷當拌合物顯得砂漿過多時，可單獨加適量的石子，即降低砂率。
　　按上述調整原則，保持水灰比不變增加5%的水泥漿的辦法進行調整，即試拌混凝土各材料用量為：
　　C0/=6.52(1+5%)=6.85kg
　　S0/=8.73kg
　　G0/=17.74kg
　　W0/=3.00(1+5%)=3.15kg
　　經重新攪拌，測得混凝土拌合物坍落度為65mm，粘聚性、保水性均良好，實測表觀密度為2410kg/m3。
　　基準配比各材料用量為：
　　
　　
　　
　　
　　所以以此作為基準配合比，并制作一組試件（其編號Ⅱ），標養28d進行強度測定。
　　基準配合比為：
　　CJ=453kg/m3SJ=577kg/m3GJ=1172kg/m3WJ=208kg/m3
　　或者：Cj:Sj:Gj=1:1.27:2.59w/c=0.46
　　5.試驗室配合比的確定
　　5.1確定與配制強度相對應的灰水比
　　（1）混凝土強度試件的制作
　　三組混凝土配合比的用量（kg）
　　試件編號 w/c C S G W
　　Ⅰ 0.41 7.68 8.73 17.74 3.15
　　Ⅱ 0.46 6.85 8.73 17.74 3.15
　　Ⅲ 0.51 6.18 8.73 17.74 3.15
　　制件的同時應檢驗混凝土拌合物的流動性、粘聚性、保水性和表觀密度，并以此代表相應配合比的混凝土拌合物的性能。
　　（2）實測強度與灰水比的關系作圖
　　通過實測強度試驗[4]與灰水比的關系作圖，查出試配強度37.4MPa對應的灰水比。
　　三個水灰比混凝土標養28d抗壓強度分別為：
　　w/c=0.41時fcc=41.9MPa
　　w/c=0.46時fcc=38.9MPa
　　w/c=0.51時fcc=34.2MPa
　　
　　強度與灰水比的關系圖
　　
　　5.2混凝土中的組成材料用量的確定

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