混凝土配合比设计方法.docx

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1、混凝土配合比设计方法目录前言21 .混凝土配合比设计原则22 .混凝土配合比设计要点32.1. 自密实混凝土配合比设计要点32. 1.1.满足工作性要求33. 1.2.满足强度要求34. 1.3.满足耐久性要求32.2. 高性能混凝土配合比设计要点42.2.1.提高混凝土强度的几个措施42.2.2.严格控制水胶比52.2.3.合理设计含砂率52.2.4.合理选择外加剂及矿物掺合料52.3.高标号混凝土配合比设计要点62. 3.1.严格控制含水率及用量63. 3.2.准确计算砂、石用量64. 3.3.合理设计水泥用量65. 3.4.保证混凝土试配质量和经济效益73.混凝土配合比设计方法73.1.

2、 自密实混凝土配合比设计方法73.1.1. 全计算法73. 1.2.固定砂石体积含量方法73. 2.高性能混凝土配合比设计方法83. 2.1.混凝土结构设计方法83. 2.2.原材料筛选方法83. 2.3.设计图纸审核方法83. 3.高标号混凝土配合比设计方法83. 3.1.试配强度设计方法83. 3.2.水灰比设计方法93. 3.3.用水量设计方法96. 3.4.水胶比设计方法93. 4.注意事项94. 结束语10刖百混凝土是一种复合型施工材料，由多种物质组成，如：水泥、砂石、外加剂、水等。在建筑工程施工中，混凝土材料应用范围最为广泛。因为其不仅具有较高的结构强度，而且还拥有十分良好的塑性性

3、能。但是混凝土材料在实际应用时，常常会受到多种因素影响，尤其是配合比的影响，因此，要想进一步扩大混凝土材料的应用范围，就要从强化配合比设计方法上入手。1 .混凝土配合比设计原则一般情况下，施工单位在设计混凝土配合比时，都会根据混凝土中的水泥性质来确定。水泥是混凝土组合原料中占比最大的材料，并且在混凝土配制过程中可以有效融合各种外加剂、砂石以及若干矿物粉体材料，进而形成一种胶状的浆体，形成较高强度的完整混凝土结构。所以在设计混凝土配合比时，前提条件就是要保证水泥用量均匀性，并且控制好混凝土的搅拌速度，使砂石能够充分与浆体融合。同时还要采用专门的振捣设备对混凝土进行夯实，以便使各种组合原料更紧密地

4、进行交融，最终形成高强度、高稳定性的混凝土结构。另外，若是需要泵送的超高度混凝土或自密实混凝土，则必须确保其配制效果要达到一定的密实度和流动性，并且在进行混凝土施工时，能够使砂石等原材料全部悬浮在混凝土胶结材料中，这样才能确保混凝土的配制质量，使其在工程施工中发挥出真正的效用。但是由于混凝土在搅拌过程中会带动一部分空气进入，再加上外加剂的影响，难免会影响到混凝土的应用性能。因此，必须合理设计混凝土配合比，具体可以按照以下几点设计原则来进行：由于混凝土材料是由多种物质复合所制，所以在进行配合比设计时，相关施工人员就要对胶结材料体积、外部空气体积、砂体积、石块体积等进行科学精准的计算，进而根据计算

5、结果来确定各组成原料的用量，这样才能提升混凝土设计的合理性，为日后顺利开展工程施工打下良好的基础。在混凝土材料中，水泥的占比最大，对整体施工质量以及整体混凝土结构的应用性能的影响也是十分大。因此，在合理设计混凝土配合比时，要严格控制好水泥质量，尽量选择水化热低、标号和强度高的水泥。同时在配制混凝土时，还要注意水灰比以及水量的标准化，必要时，还可以添加适量的高效减水剂，这样才能确保混凝土的应用性能，使其完全满足建筑工程施工需求。在选择混凝土中所用的砂石材料时，应确保其整体结构呈粉末状颗粒，并能够紧密地堆积在一起，这样才能促进混凝土材料的配制效果，使其强度、负荷承载力等都能达到最高标准。在混凝土振

6、捣完毕后，相关质检人员还要对其各项指标参数进行全面的检测，确保其能够完全满足结构性能，并采取适宜的养护措施，这样才能进一步提升混凝土结构的抗拉性和抗剪性，使其弹性模量达到最佳状态。2 .混凝土配合比设计要点2.1. 自密实混凝土配合比设计要点2.1.1.满足工作性要求自密实混凝土的最大应用优势就是具备优良的工作性，正是基于这点优势，才能进一步提高混凝土的应用价值，使其在工程建设施工中发挥应有的效用。因此，在对自密实混凝土配合比进行科学设计时，要严格按照相应的设计规范对自密实混凝土的各项指标性能进行全面的分析，如：流动性、稳定性、保水性、粘聚性等，使其能够与相应的设计标准相吻合，这样才能确保混凝

7、土的工作性，保证建筑工程的整体建设质量。2.1.2.满足强度要求要确保自密实混凝土的强度要求达到最高标准，就要在对其配合比进行合理设计，对混凝土的含砂率、水胶比、掺和料品种、掺和料数量以及外加剂掺量等进行精准的配置和控制，这样才能实现最终的设计目标。2.1.3.满足耐久性要求据相关实践证明，影响自密实混凝土耐久性的重要因素包括：胶结料、水灰比、含砂率等，若这些因素在配合比设计时配比不标准，则会降低自密实混凝土的应用性能，使其出现快速收缩反应，导致混凝土表面常常会出现干裂纹。因此，必须采取科学合理的设计方法来优化配置胶结料、水灰比、含砂率等组成原料，并严格控制减缩剂、粉煤灰及膨胀剂的用量，全面保

8、证自密实混凝土的耐久性。2.2.高性能混凝土配合比设计要点2.2.1.提高混凝土强度的几个措施高性能混凝土的强度会受到很多因素的影响，在进行生产应用时，如果某环节出现问题，将会对混凝土强度产生直接影响。因此，在进行混凝土配合比设计时，需要提高混凝土的配制强度。混凝土也叫“碎”，即“人造的石头”。混凝土是人造的石头，自然而然，我们也可以人为地介入改变它的性能，或者说强度，详情如下。一、水灰比尽可能降低水灰比。为使混凝土拌和物中的游离水分减少，普遍采用较小的水灰比，用水量小的干硬性混凝土，或在混凝土中掺入减水剂。二、骨料改善粗细骨料的颗粒级配。砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况，级配良好

9、的砂，空隙率较小，不仅可以节省水泥，而且可以改善混凝土拌和物的和易性，提高混凝土的密实度、强度和耐久性。三、外加剂掺入外加剂以改善抗冻性、抗渗性。混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的百分之五，外加剂的掺量很小，却能够显著地改善混凝土的性能，提高技术经济效果，使用方便，因此受到国内外的重视，而且已成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第五组成部分。四、养护采用湿热处理，进行蒸汽养护和蒸压养护。蒸汽养护是将混凝土放在温度低于IO(TC的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过1620d的蒸汽养护后，其强度即可达到正常条件下养护28d强度的7080%；蒸压养护则

10、是将混凝土构件放在175C的温度及8个大气压的压蒸锅内进行养护。在高温的条件下，水泥水化时析出的氢氧化钙，不仅能与活性的氧化硅结合，而且亦能与结晶状态的氧化硅相结合，生成含水硅酸盐结晶，使水泥的水化加速，硬化加快，而且混凝土的强度也大大提高。五、混凝土密封固化剂（补救措施）混凝土终凝后，上述措施基本失去用武之地，此时若发现混凝土强度不达标，可适当地使用混凝土密封固化剂进行处理。混凝土密封固化剂材料材料可渗入混凝土58mm,能大幅提升混凝土制品的表层强度。相关数据显示，经混凝土密封固化剂处理的地面，其前后耐磨度比为223%o2.2.2.严格控制水胶比水胶比是指单位体积混凝土中水与胶凝材料的质量比

11、。混凝土的强度和耐久性在很大程度上取决于水胶比。在进行高性能混凝土配制的过程中，需要保证胶凝材料用量以及用水量，从而有效地降低水胶比，同时还应有效地控制其范围，不能太低，确保使用要求。当用水量相同时，水胶比变大，胶凝材料用量减少，混凝土内部的孔隙增多，密实性降低，流动性变大，从而影响混凝土的强度和耐久性。当水胶比变小，胶凝材料用量增加，混凝土的孔隙率降低，密实性增加，混凝土的强度变好，但工程成本会增加。因此，在满足混凝土的强度能的前提下，应根据施工要求选用合适的水胶比。2.2.3.合理设计含砂率砂率是指单位体积混凝土中砂与砂、石总量的质量比。砂率对混凝土拌合物的工作性、强度和耐久性等有显著影响

12、。当砂率过大时，集料的总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌合物就显得干稠，流动性小。当砂率过小时，虽然集料的总表面积减小，但由于砂浆量不足，不能在粗集料的周围形成足够的砂浆层来起粘聚作用，因而混凝土拌合物的粘聚性与保水性变差，甚至出现离析、泌水等不良现象。因此，应选取最优砂率，混凝土的砂率宜控制在35%45%,通过坍落度试验确定。对于高性能混凝土而言，含砂率的高低可以直接影响其工作性能的有效发挥。所以，在进行配合比优化设计时，相关工作人员要对混凝土的含砂率进行严格的控制，可以通过减少粗骨料孔隙率、颗粒级配以及胶凝材料用量来实现。2.2.4.合理选择外加剂及矿物掺合料无论是外加剂，还

13、是矿物掺合料，在选择时都必须保持其具有良好的应用性能，满足高性能混凝土的配制需求，这样才能确保混凝土的配制质量。因此，在优化设计高性能混凝土配合比时，合理选择外加剂以及矿物掺合料也是极为关键的环节。新拌混凝土应具备以下特性：1)一是满足运输和浇筑的流动性。2)二是不为外力作用发生离析的凝聚性。3)三是不产生分层、泌水的稳定性和易于浇筑振捣的密实性。根据原材料的性能及计算出的配合比，依据水工混凝土试验规程(S13522006)的要求及相关经验，进行混凝土拌合物的性能试验。混凝土配合比计算采用假定密度法，拌和采用型号为SJD60型单卧轴强制式混凝土搅拌机，然后进行拌合物的和易性、坍落度、含气量、凝

14、结时间、容重等试验，判断混凝土拌合物的工作性。当混凝土外观、和易性良好，能够满足混凝土的设计和施工要求时，根据初步确定的水胶比、用水量、砂率、外加剂掺量等确定基准配合比。在基准配合比的基础上，水胶比分别增大和减小0.05进行试拌，用水量不变，砂率可增加和减少1%。符合要求时，再人工翻拌3次后成型抗压试件。经标准养护28d后，混凝土的抗压强度试件经试压大于配制强度。2.3.高标号混凝土配合比设计要点2.3.1.严格控制含水率及用量基于高标号混凝土结构中波纹管间距的特殊性，在对混凝土进行配合比设计时，要充分考虑混凝土的和易性，这样才能保证工程施工质量，提高效益。相关设计人员可以从控制混凝土含水率及

15、用量入手，进而确保水灰比不变，这样才能达到理想的设计效果，提高高标号混凝土的应用性能。2.3.2.准确计算砂、石用量通常，配料机都具有自动称重功能，为了使其在高标号混凝土配合比设计中发挥真正的效用，就要对砂、石用量进行准确的计算，采用计算机进行控制，这样才能提高配料机的应用功能，增强高标号混凝土的使用价值。2.3.3.合理设计水泥用量为了在高标号混凝土配制过程中有效减少水泥用量，应在混凝土配合比设计阶段，对水泥用量进行严格的控制，使其处在标准范围内，这样才能达到最终的目的。因为水泥用量过多，不仅会给混凝土凝结带来一定的影响，出现裂缝问题，而且还会降低高标号混凝土的稳定性和耐久性。反之，过少也会阻碍混凝土应用性能的最大化发挥。所以只有用量适中，才能实现高标号混凝土的有效应用。2.3.4.保证混凝土试配质量和经济效益首先，要按照国家相应的设计标准来优化设计高标号混凝土配合比，同时，还要充分考虑混凝土试配施工、组成原料以及工程的经济性，以免在试配过程中，水泥用量过多，导致混凝土出现收缩裂缝，增加施工成本；其次，要结合施工现场、施工要求、评定方式等来优化设计高标号混凝土配合比，以便可以获得最为精准的配合比参数，提高高标号混凝土各项应用性能；最后，要确保高标号混凝土配合比设计人员的专业化水平以及专业素质，使其能够按部就班地做好混凝土配合比设计工作，这样才