C15混凝土配合比
1、设计依据及参考文献
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000)
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000
《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1)
2、混凝土配制强度的确定
2－1.设计要求C15。
2－2.混凝土配制强度计算
根据JGJ／T55－2000；混凝土配制强度：
fcu.o≥fcu.k+1.645δ
δ为4MPa
fcu.k为15 MPa
由fcu.o≥15+1.645×4
≥21.6(MPa)
3、配合比基本参数的选择
3－1.水灰比（W／C）
根据JGJ／T55－96及图纸和技术规范（1）
W/C=aafce/(fcu.o+aa.ab.fce) aa为0.46
ab为0.07
fce为1.10*32.5=35.8MPa
由此，W／C＝0.72，依据工地粗细集料情况及所用水泥的材性和经验，选取0.52为基准水灰比。
3－2.坍落度的选择
根据该C15配合比使用部位，查表，坍落度选为10~30mm。
3－3.砂率的选择
根据坍落度查表，砂率选为34％。
3－4.用水量选择（mwo）：
根据坍落度数值及所用细集料为粗砂,碎石最大粒径为40mm，用水量mwo选用160kg。
3－5.水泥用量（Mco）：
Mco=160/0.52=308kg,取310kg.
3－6.砂用量（Mso）：
根据试验选用每m3混凝土拌合物重量（Mcp）为2360kg,
用砂量Mso=(Mcp-Mwo-Mco)*0.34 =643kg
3－7.碎石用量（Mgo）：
Mgo=Mcp-Mwo-Mco-Mso =1247kg
3－8.配合比：
根据上面计算得
水泥 ：水 ：砂 : 碎石
310 ：160 ：643 ： 1247
1 : 0.52: 2.07: 4.02
4、调整水灰比：
调整水灰比为0.57，用水量为160kg，水泥用量为Mco=160/0.57=281kg，按重
量法计算砂、石用量分别为：Mso==652kg，Mgo=1267kg
5、混凝土配合比的试配、调整与确定:
试用配合比1和2，分别进行试拌：
配合比1： 水泥:水:砂:碎石 = 310:160:643:1247 = 1:0.52:2.07:4.02；
试拌材料用量为：水泥：水：砂:碎石 = 7.5:3.90:15.53:30.15kg;
拌和后，坍落度为30mm,达到设计要求;
配合比2： 水泥：水：砂:碎石 = 281:160:652:1267 = 1: 0.57:2.32: 4.51
试拌材料用量为：水泥：水：砂:碎石 = 6.6:3.76:15.31:29.77kg;
拌和后，坍落度为15mm,达到设计要求。
6、经强度检测（数据见试表），第1组配合比达到试配强度要求,第2组配合比强度达不到试配强度要求，故确定配合比为第1组，即：
水泥 ：水 ：砂 ：碎石
7.5:3.90:15.53 : 30.15 kg
1 : 0.52：2.07 : 4.02
310 ：160 ：643 ：1247 kg/m3
混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。
混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。
常用等级
C20
水：175kg水泥：343kg 砂：621kg 石子：1261kg
配合比为：0.51:1:1.81:3.68
C25
水：175kg水泥：398kg 砂：566kg 石子：1261kg
配合比为：0.44:1:1.42:3.17
C30
水：175kg水泥：461kg 砂：512kg 石子：1252kg
配合比为：0.38:1:1.11:2.72
.
.
.
.
.
..
普通混凝土配合比参考:
水泥
品种 混凝土等级 配比 (单位)Kng 塌落度mm 抗压强度 N/mm2
水泥 砂 石 水 7天 28天
P.C32.5 C20 300 734 1236 195 35 21.0 29.0
1 2.45 4.12 0.65
C25 320 768 1153 208 45 19.6 32.1
1 2.40 3.60 0.65
C30 370 721 1127 207 45 29.5 35.2
1 1.95 3.05 0.56
C35 430 642 1094 172 44 32.8 44.1
1 1.49 2.54 0.40
C40 480 572 1111 202 50 34.6 50.7
1 1.19 2.31 0.42
P.O 32.5 C20 295 707 1203 195 30 20.2 29.1
1 2.40 4.08 0.66
C25 316 719 1173 192 50 22.1 32.4
1 2.28 3.71 0.61
C30 366 665 1182 187 50 27.9 37.6
1 1.82 3.23 0.51
C35 429 637 1184 200 60 30.***6.2
1 1.48 2.76 0.47
C40 478 *** 1128 210 60 29.4 51.0
1 1.33 2.36 0.44
P.O 32.5R C25 321 749 1173 193 50 26.6 39.1
1 2.33 3.65 0.60
C30 360 725 1134 198 60 29.4 44.3
1 2.01 3.15 0.55
C35 431 643 1096 190 50 39.0 51.3
1 1.49 2.54 0.44
C40 480 572 1111 202 40 39.3 51.0
1 1.19 2.31 0.42
P.O
42.5(R) C30 352 676 1202 190 55 29.***5.2
1 1.92 3.41 0.54
C35 386 643 1194 197 50 34.5 49.5
1 1.67 3.09 0.51
C40 398 649 1155 199 55 39.5 55.3
1 1.63 2.90 0.50
C50 496 606 1297 223 45 38.4 55.9
1 1.22 2.61 0.45
PII 42.5R C30 348 652 1212 188 50 31.***6.0
1 1.87 3.48 0.54
C35 380 639 1187 194 50 35.0 50.5
1 1.68 3.12 0.51
C40 398 649 1155 199 55 39.5 55.3
1 1.63 2.90 0.50
C45 462 618 1147 203 4***2.7 59.1
1 1.34 2.48 0.44
C50 480 633 1115 192 25 45.7 62.8
1 1.32 2.32 0.40
P.O 52.5R C40 392 645 1197 196 53 40.2 55.8
1 1.64 3.05 0.50
C45 456 622 1156 19***2 43.5 59.5
1 1.36 2.53 0.43
C50 468 626 1162 192 30 45.2 61.6
1 1.33 2.47 0.41
此试验数据为标准实验室获得，砂采用中砂，细度模数为2.94，碎石为5～31.5mm连续粒级。各等级混凝土配比也可以通过掺加外加剂来调整。
混凝土标号与强度等级
长期以来，我国混凝土按抗压强度分级，并采用“标号”表征。1987年GBJ107-87标准改以“强度等级”表达。DL/T5057-1996《水工混凝土结构设计规范》，DL/T5082-1998《水工建筑物抗冰冻设计规范》，DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》等，均以“强度等级”表达，因而新标准也以“强度等级”表达以便统一称谓。水工混凝土除要满足设计强度等级指标外，还要满足抗渗、抗冻和极限拉伸值指标。不少大型水电站工程中重要部位混凝土，常以表示混凝土耐久性的抗冻融指标或极限拉伸值指标为主要控制性指标。
过去用“标号”描述强度分级时，是以立方体抗压强度标准值的数值冠以中文“号”字来表达，如200号、300号等。
根据有关标准规定，混凝土强度等级应以混凝土英文名称第一个字母加上其强度标准值来表达。如C20、C30等。
水工混凝土仅以强度来划分等级是不够的。水工混凝土的等级划分,应是以多指标等级来表征。如设计提出了4项指标C9020、W0.8、F150、εp0.85×10-4,即90 d抗压强度为20 MPa、抗渗能力达到0.8 MPa下不渗水、抗冻融能力达到150次冻融循环、极限拉伸值达到0.85×10-4。作为这一等级的水工混凝土这4项指标应并列提出,用任一项指标来表征都是不合适的。作为水电站枢纽工程,也有部分厂房和其它结构物工程,设计只提出抗压强度指标时,则以强度来划分等级，如其龄期亦为28 d,则以C20、C30表示。
2 混凝土强度及其标准值符号的改变
在以标号表达混凝土强度分级的原有体系中，混凝土立方体抗压强度用“R”来表达。
根据有关标准规定，建筑材料强度统一由符号“f”表达。混凝土立方体抗压强度为“fcu”。其中，“cu”是立方体的意思。而立方体抗压强度标准值以“fcu,k”表达，其中“k”是标准值的意思，例如混凝土强度等级为C20时，fcu,k=20N/mm2（MPa），即立方体28d抗压强度标准值为20MPa。
水工建筑物大体积混凝土普遍采用90d或180d龄期，故在C符号后加龄期下角标，如C9015，C9020指90d龄期抗压强度标准值为15MPa、20MPa的水工混凝土强度等级，C18015则表示为180d龄期抗压强度标准值为15MPa。
3 计量单位的变化
过去我国采用公制计量单位，混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令，推行以国际单位制为基础的法定计量单位制，在该单位体系中，力的基本单位是N（牛顿），因此，强度的基本单位为1 N/m2，也可写作1Pa。标号改为强度等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2（Pa），数值太小，一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用的计量单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。
新标准中强度计量单位均采用MPa（兆帕）表达。
4 配制强度计算公式的变更
原标准混凝土配制强度的计算公式为：
R配＝R标/-t•Cv
新标准混凝土配制强度计算公式为：
fcu,o=fcu,k+t•σ
式中：fcu,o—混凝土配制强度MPa；
fcu,k—混凝土设计龄期的强度标准值MPa；
t —概率度系数
σ—混凝土强度标准差MPa。
原标准的公式和变更后本标准采用的公式所设计的配制强度没有实质上的差别。主要引自美国混凝土学会的ACI214-77《混凝土强度试验结果评定的推荐方法》（1989年重新批准发布）。ACI214-77称：对于任何设计，其需要的平均强度fcr，可根据使用的离差系数（CV）或标准离差（б）由公式（1）或（1a）计算求得。
Fcr=Fc′/1-t•Cv
（1）
Fcr=Fc′+tσ
（1α）
式中：Fcr —需要的平均强度
Fc′—规定的设计强度
t —概率度系数
Cv—以小数表示的离差系数预测值
σ—标准差的预测值
现行国家标准及国内各行业标准，对混凝土配合比设计强度计算和混凝土生产质量控制，均采用以混凝土强度标准差(σ)为主要参数的计算方法。国家标准GB50204-1992《混凝土结构工程施工及验收规范》和JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》,以及有关建工系统混凝土的强度保证率（P）均采用95%，相应的概率度系数（t）为1.645，因而混凝土配制强度的计算公式均为：
fcu,o＝fcu,k＋1.645σ
新标准对混凝土配制强度公式fcu,o＝fcu,k＋tσ中,以t值取代常数1.645，这是因为水工混凝土工程结构复杂，不同的混凝土坝型，不同部位分区混凝土对混凝土强度保证率（P）有不同的要求，如重力坝混凝土强度的保证率一般要求80%，有些轻型坝P值要求85%～90%，而部分厂房和其它工程结构物混凝土P值要求为95%。对于不同混凝土对P值的要求，根据表1查得其相应的概率度t值。
表1 保证率和概率度系数关系
--------------------------------------------------------------------------------
保证率
P（%） 65.5 69.2 72.5 75.8 78.8 80.0 82.9 85 90.0 93.3 95.0 97.7 99.9
--------------------------------------------------------------------------------
概率度
系数t 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.84 0.95 1.04 1.28 1.50 1.65 2.0 3.0
--------------------------------------------------------------------------------
5 强度标准差的选用
混凝土施工开工初始阶段，缺少混凝土施工的实测抗压强度统计资料，标准差σ值可按新标准表2中的数值参考选用。
表2 标准差σ值
--------------------------------------------------------------------------------
混凝土强度等级 ≤C9015 C9020～C9025 C9030～C9035 C9040～C9045 ≥C9050
--------------------------------------------------------------------------------
σ（90d） 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
--------------------------------------------------------------------------------
混凝土等级均以90天龄期为代表，如果其它龄期（如28天，180天）可相应换算后选用。
混凝土进入正常施工阶段，应根据前一个月（如一个月内还达不到统计所需试件组数n值要求时，可延迟至3个月内）相同强度等级，相同混凝土配合比的混凝土强度资料，进行混凝土强度标准差σ值的计算，其公式为：
式中：fcu,i —第i组的试件强度，MPa；
mfcu—n组试件强度平均值，MPa；
n — 试件组数，应大于30。
混凝土标准差的下限取值：通过施工实测强度值，计算的σ值，对于小于或等于C9025级混凝土，σ小于2.5MPa时，σ值用2.5 MPa；对于大于或等于C9030级混凝土，计算的σ小于3.0 MPa时，σ取用3.0 MPa。
σ值是28天龄期的实测强度值计算的。90天龄期的σ值一般要略大一些，但28天的σ值已基本反映了混凝土的质量波动，这亦是结合了混凝土质量控制的需要，90天的统计结果滞后了一些。28天的统计成果可有效的掌握施工质量的波动，并根据需要及时修正和调整配制混凝土抗压强度时所采用的σ值。实际上是要求以28天的混凝土强度标准差（σ）进行动态控制，以保证混凝土质量。
混凝土施工配合比
喷浆混凝土标号要求：C20
水泥：PC32.5硅酸盐水泥
砂子：
石子：粒径5~10mm
速凝剂：水泥用量的2%
材料用量 水泥 砂 石子 水 掺合剂
每立方米用量(kg) 415 579 1124 212 8.3
重量配合比 1 1.4 2.71 0.51 0.02
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