摘要：水泥混凝土由于具有強(qiáng)度高、原材料儲量大、可塑性能優(yōu)異、成本低廉，在土木工程中起著極其重要的作用，是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的建筑材料。已到了跨行業(yè)、跨學(xué)科、互相滲透的一個(gè)非常廣泛的領(lǐng)域。原材料的種類、性質(zhì)和用量等因素直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量、成本和性能，進(jìn)而關(guān)系到土木結(jié)構(gòu)物的品質(zhì)、造價(jià)和壽命，如何對混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制呢？首先從水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)抓起，如何準(zhǔn)確確定組成材料及其用量，使其滿足工作性、強(qiáng)度和耐久性要求。本文圍繞這一論點(diǎn)通過試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)例分析闡述混凝土配合比設(shè)計(jì)的全過程。
　　關(guān)鍵詞：初步配合比，基準(zhǔn)配合比，試驗(yàn)室配合比，施工配合比
　　1.工程概況
　　某住宅樓，五層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土梁設(shè)計(jì)標(biāo)號為C30，結(jié)構(gòu)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(shí)測強(qiáng)度為38.5MPa
　　砂：選用臨朐Ⅱ區(qū)，細(xì)度模數(shù)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(xù)級配，壓碎指標(biāo)8％，含泥量≤0.6％。
　　混凝土拌合用水：選用自來水，經(jīng)核查原材料的選用及各性能指標(biāo)均滿足此工程混凝土使用要求。
　　3.初步配合比的計(jì)算
　　3.1試配制強(qiáng)度（）的確定
　　
　　根據(jù)工地現(xiàn)場情況，無需提高混凝土的試配強(qiáng)度
　　所以：
　　3.2水灰比（）的確定
　　混凝土強(qiáng)度小于C60，以配制強(qiáng)度、水泥實(shí)測強(qiáng)度、骨料種類按下式計(jì)算水灰比：
　　
　　框架結(jié)構(gòu)混凝土梁處于干燥、居住環(huán)境，滿足鋼筋混凝土最大水灰比和最小水泥用量規(guī)定，所以取滿足強(qiáng)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(shí)度、強(qiáng)度等在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)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J(rèn)GJ55-2000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(jù)原材料的經(jīng)驗(yàn)使用，參照J(rèn)GJ55-2000通過插值計(jì)算，取砂率Sp=33%
　　3.6砂、石用量的確定
　　砂、石用量的計(jì)算有兩種方法：體積法和質(zhì)量法，本文采用質(zhì)量法。
　　質(zhì)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(xiàng)基本參數(shù)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(shí)例未給出原材料的表觀密度，按重量法計(jì)算：
　　ρh取2400kg/m3代入公式計(jì)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(zhǔn)配合比的確定
　　初步計(jì)算配合比是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)圖表估算而得，因此不一定符合實(shí)際情況，必須通過試拌驗(yàn)證。當(dāng)不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，需通過調(diào)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(shí)際表觀密度（ρ實(shí)），并計(jì)算每1m3混凝土的各材料用量—即基準(zhǔn)配合比
　　4.1初步配合比試拌與和易性的測定
　　據(jù)石子的最大粒徑25mm和試驗(yàn)室所用攪拌機(jī)（60L）確定拌合物的最小數(shù)量為15L，通過計(jì)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(shè)計(jì)要求；粘聚性和保水性均滿足設(shè)計(jì)要求。
　　4.2和易性調(diào)整
　　和易性調(diào)整原則：
　　⑴當(dāng)坍落度小于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持水灰比不變的情況下，增加用水量和相應(yīng)得水泥用量。
　　⑵當(dāng)坍落度大于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持砂率不變的情況下，增加砂石用量。
　　⑶當(dāng)粘聚性和保水性不良時(shí)，可增加砂用量，即增大砂率。
　　⑷當(dāng)拌合物顯得砂漿過多時(shí)，可單獨(dú)加適量的石子，即降低砂率。
　　按上述調(diào)整原則，保持水灰比不變增加5%的水泥漿的辦法進(jìn)行調(diào)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(jīng)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(shí)測表觀密度為2410kg/m3。
　　基準(zhǔn)配比各材料用量為：
　　
　　
　　
　　
　　所以以此作為基準(zhǔn)配合比，并制作一組試件（其編號Ⅱ），標(biāo)養(yǎng)28d進(jìn)行強(qiáng)度測定。
　　基準(zhǔn)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(yàn)室配合比的確定
　　5.1確定與配制強(qiáng)度相對應(yīng)的灰水比
　　（1）混凝土強(qiáng)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(shí)應(yīng)檢驗(yàn)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(yīng)配合比的混凝土拌合物的性能。
　　（2）實(shí)測強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系作圖
　　通過實(shí)測強(qiáng)度試驗(yàn)[4]與灰水比的關(guān)系作圖，查出試配強(qiáng)度37.4MPa對應(yīng)的灰水比。
　　三個(gè)水灰比混凝土標(biāo)養(yǎng)28d抗壓強(qiáng)度分別為：
　　w/c=0.41時(shí)fcc=41.9MPa
　　w/c=0.46時(shí)fcc=38.9MPa
　　w/c=0.51時(shí)fcc=34.2MPa
　　
　　強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系圖
　　
　　5.2混凝土中的組成材料用量的確定

 1/2    1 2 下一頁 尾頁