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混凝土配合比设计规程范文1
【关键词】建筑；材料；混凝土；配合比；设计
在建筑领域内，结构材料是研究重点，对基础的混凝土配合比设计与优化是新型科技发展下的产物，也是提升混凝土性能的关键性环节，在以强度、耐久性能为重点的混凝土配合比设计必须以其理念和定则为指引，在实践应用中要改变传统以经验为主的半定量设计方法，优化高效减水剂和矿物掺和料为主的新型混凝土，从而全面提升混凝土拌和物的性能，确保混凝土的质量。
一、混凝土配合比设计面临的现状分析
在现代混凝土的快速发展的背景下，传统以经验为主的混凝土配合比设计理念已经不适应新时代的需求，在新的科技手段和环境中，现代建筑的混凝土结构材料使用了复合型的超塑化剂和超细矿物质掺合料，这使得混凝土的配合比设计更为复杂，主要包括：混凝土配合比指标由抗压转为了耐久性设计；掺合料的新型技术采用了粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰，它们影响了混凝土的力学结构和耐久性能；新型高效减水剂的广泛运用，尤其是聚羧酸减水剂的应用，降低了低水胶比混凝土的黏度，改变了混凝土的流变性能。
由上可知，混凝土的配合比设计的控制难度和复杂性都已加大，在水泥工业迅猛发展的社会环境中，水泥因其矿物组分发生了改变，水泥的强度和细度都有较大程度的提高，这不利于当前对混凝土耐久性能的要求，而新型矿物掺合料掺入混凝土中则有助于提高混凝土的耐久性能，对其强度和耐久性进行综合的提升与改善。而在现实情况下，我国却呈现出混凝土用量与矿物掺合料的供求矛盾与冲突，由于矿物掺合料的供应不及混凝土的实际用量需求，因而两者出现紧张的态势，伴之而来的则是劣质矿物掺合料的涌入，这给建筑安全生产带来了极大的质量隐患。另外，还有诸如：砂石、其他原材料资源的枯竭，也使混凝土的质量面临巨大的挑战。
总之，对混凝土配合比的设计在当前形势下显得至关重要，必须在有限的原材料供给条件下，进行综合比较、确定合理的混凝土配合比设计，以保证混凝土的用量需求。
二、混凝土配合比设计的理论及定则阐述
我们要明晰混凝土配合比设计的概念，它是指对相关原材料进行组分设计，而达到混凝土的强度和耐久性、工作性能要求的设计。首先，混凝土配合比的强度要求是当前主要的应用要求，在对混凝土进行配合比的设计中要注重胶凝材料组分和水胶比，才能提升混凝土的抗压强度；其次，混凝土的耐久性能也在逐渐成为当前混凝土配合比设计的关注焦点，实践证明 ，混凝土结构极易受到外来的有害介质的侵蚀，因此，必须在对混凝土配合比设计之时，首要一点即是对其渗透性能进行控制，对混凝土的密实度进行主要设计控制分析。
在多年的实践经验之中，对于混凝土配合比设计的研究积累了相当的资料，下面进行混凝土配合比设计的四项定则阐述：
1、灰水比定则。混凝土灰水比的大小与混凝土的强度和密实度密切相联，需要在混凝土配合比设计中加以重点关注。
2、混凝土密实体积定则。混凝土的内在骨架由砂石等构成，在砂石进行堆积的过程中必然会产生空隙，这时，需要用浆体对砂石当中的空隙进行填充，这样，混凝土之中的砂、石、水、胶凝材料混合在一起，聚合为混凝土的总体积，这一绝对体积即可成为混凝土配合比设计的基础性依据。
3、最小单位加水量或最小胶凝材料用量定则。混凝土需要硬化保持其稳定性，就必须在原材料和灰水比固定的前提下，进行浆体最小数量的设计控制，以满足混凝土混合比设计的经济性目标。
4、最小水泥用量定则。混凝土在早期阶段，要进行胶凝材料的最小用量选择，这样可以降低混凝土的水化过程，提升其抗侵蚀的性能。
三、混凝土配合比设计方法探讨
1、混凝土配合比设计之前要充分考虑的问题
对于混凝土配合比的设计，在设计之前要做好三个方面的准备：其一，要对混凝土原材料进行能力和质量的评估和了解。由于我国原材料资源呈现枯竭和供不应求的态势，因而，原材料的供应的质量水准不一，在进行混凝土配合比设计之前要对自身的实际状况进行“量体裁衣”式的估算。其二，混凝土使用的环境也是进行其配合比设计的考虑因素之一，由于混凝土使用部位的不同，结构布置也不同，因而要对混凝土的材料进行合理的选择。其三，建筑企业的自身生产状况和机械设备水平也是混凝土配合比设计要考虑的因素，建筑企业是否有能力进行混凝土配合比设计方案的实施、是否有足够的机械设备如：下料斗等，这些都涉及到混凝土配合比设计的方法应用。
2、混凝土配合比设计过程要有针对性。
由于建筑工程有不同的特点，因而混凝土的工程应用也体现在不同的部位和环境之中，为了达到混凝土配合比设计的合理化设计要求，要进行有针对性的设计。例如：在对一些承重部位结构的设计，如：桩基、桥墩、承重柱等，就要适当地提高混凝土配合比设计的等级，以保证建筑结构的稳定和可靠性能；而对于一些不具有承重功能的大型结构混凝土应用部位，如：地下室底板、承台等，就在保证其部位基础功能满足的前提下，进行胶凝材料用量的节约。
3、混凝土配合比设计要进行灵活的调整
由于新型材料减水剂的加入，混凝土配合比原材料的成本有所提高，在进行混凝土配合比设计时，要进行水胶比、用水量、胶凝材料、矿物掺合物、减水剂等的综合考虑，不能一味地控制昂贵原材料：减水剂的用量，这样会导致建筑工程质量的下降，必须依据实际建筑情况，进行统筹的考虑，灵活的调整。
4、采用振实密度法进行混凝土配合比设计。
混凝土在实践应用中必须有良好的粘弹性能，因此对于其配合比设计过程中要采用振实密度的方法，使混凝土中的石子与砂浆在混凝土总体积中占有适宜的比例，不会产生机械咬合作用；同时，混凝土浆体的粘度要适中，粘度过大或者过小，都会影响混凝土的质量，影响施工。
5、混凝土配合比设计还要关注砂浆和浆体的拨开系数。
混凝土结构是一个体积庞大的密实体，设总体积为1，砂浆体积为石子空隙体积的A倍（A即为砂浆拨开系数），水泥浆的体积是砂子空隙的B倍（B为净浆的拨开系数），在这个系数条件之下，采用混凝土配合比设计的体积模型计算方法。
四、结束语
在现代化建筑工程结构之中，混凝土的高性能化应用对混凝土的质量提出了更高的要求，这主要表现在混凝土不但要达到规定的工作性和强度要求，还要达到结构设计的使用寿命的抗裂性和耐久性要求。这对于混凝土配合比设计而言，是一个更为复杂而系统的课题，需要运用相关设计理论方法，以保证混凝土工作性能为前提，进行全面的统筹考虑，灵活的把握。
参考文献：
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混凝土配合比设计规程范文2
关键词：混凝土配合比设计 优化
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
1.概述
珠江三角洲经济区外环公路江门至肇庆高速公路（江肇高速公路），全线采用双向六车道高速公路标准建设，设计速度100km/h，路基宽度33.5m，桥涵设计汽车荷载采用公路-Ⅰ级。江肇高速公路控制性工程--毛毡岭隧道，位于肇庆高要蚬岗镇，单洞长9583m (左洞起止桩号LK72+688~LK77+450，右洞起止桩号LK72+699~LK77+520)。
2.隧道路面结构设计
毛毡岭隧道进出洞口400m设计为复合式路面：4cm抗滑式改性沥青砼AC-13+6cm 中粒式改性沥青砼AC-20下面层+ 24cm水泥混凝土面板+15cm C20混凝土基层+15cm C20混凝土整平层；其余路面结构为水泥混凝土路面：30cm水泥混凝土路面+15cm C20混凝土基层+15cm C20混凝土整平层。30cm水泥混凝土路面设计年限为30年，设计强度以龄期28d的弯拉强度标准值（fr=5.0MPa）为标准。采用滑模摊铺施工方法。
正文
1.水泥混凝土配合比设计
1）设计依据：
a.《珠江三角洲经济区外环公路江门至肇庆高速公路路面施工图设计》相关说明
b.《公路工程水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30-2003
c.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005
d.《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005
e.《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000
2) 设计要求：
a.设计抗弯拉强度5.0MPa
b.坍落度30-50mm
3) 原材料说明：
a.水泥：采用中材牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，相关指标见下表：
检测 项目 细度(%) 标准稠度用水量（%） 凝结时间 安定性 抗压强度 抗折强度
初凝 终凝 3天 28天 3天 28天
标准值 ≯10 沉于距板6±1mm时 不早于
45分钟 不迟于600分钟 沸煮法检验合格 ≮10.0 ≮32.5 ≮2.5 ≮5.5
实测值 2.8 28.4 372分钟 517分钟 合格 21.3 5.0
b.碎石： 由龙兴石场生产提供，其规格为4.75～9.5mm（小石），9.5～19mm（中石），16～26.5mm（大石）；
各主要指标压碎值(=13.0%)、针片状(=5.0%)、含泥量(=0.4%)等经检测各项指标均符合设计要求。
c.砂： 采用西江砂场生产的中、粗砂，该砂质地坚硬、洁净，细度模数变化在3.0～2.3之间，属中砂。
各主要指标细度模数（=2.75）、含泥量（=0.4%）等经检测符合规范及设计要求。
d.水：当地山泉水。
4) 5.0MPa水泥混凝土设计配合比优化
a.水泥混凝土配合比：
水泥：水：砂：碎石= C0:W0:S0:G0 = 380:160:649:1260 (Kg/m3)，设计水灰比W/C=0.42
b.配合比优化：
在砂率、水灰比不变及合成级配符合4.75-26.5mm连续级配要求的前提下，对各档碎石掺合量进行调整。具体见下表：
各档碎石掺合量及比例
设计配合比 大石 中石 小石
一般配合比A 819（65%） 0 441（35%）
密级配优化配合比B 378（30%） 630（50%） 252（20%）
c.配合比合成曲线：
A配合比合成级配曲线图
B配合比合成级配曲线图
根据两种合成级配图可见，无论是一般配合比还是优化配合比，其合成级配曲线均符合4.75~26.5mm连续合成级配要求。
2.试验路铺筑
为了比较A、B配合比优异性，在毛毡岭隧道左洞，采用滑模摊铺各施工200m（A: LK77+050~LK77+250; B: LK77+250~LK77+450），后期养生方法一致。试验结果见下表：
1）室内标准试验
表1 室内标准试验结果
可见在水灰比及砂率一样的前提下， A配比较B配比弯拉强度值更高。
2）现场试验检测
为了比较A、B配合比现场摊铺结果，对试验段进行抽芯、平整度、芯样劈裂试验。结果见下表：
表2 芯样检测结果
可见，B配合比较A配合比在弯拉强度上有明显提高，视芯样饱满度、均匀性、密实性表现更为合理。
表3平整度检测结果
可见，在采用相同滑模摊铺施工工艺的前提下，B配合比较A配合比在平整度上更易控制，取得效果更为良好。
结论
根据以上试验结果，可知采用密集配优化设计配合比较一般配合比，无论在施工和易性、弯拉强度，还是路面平整度上，密级配优化配比均显示出明显优势，并已在毛毡岭隧道得到实际应用。
依据路面水泥混凝土配合比设计原则，兼顾经济性的同时既保证路面砼要有足够的抗弯拉强度、合适的工作性能、优越的耐久性，因此在水泥混凝土路面配合比设计中，可优先考虑采用密级配水泥混凝土优化配合比。
参考文献
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混凝土配合比设计规程范文3
通过系统研究各配制参数（如：碱组分、水胶比、胶凝材料用量等）对碱矿渣混凝土28 d抗压强度的影响，深入分析了28 d抗压强度分布规律与方差间的关系。结果表明：碱矿渣混凝土28 d抗压强度符合正态分布，且与水胶比呈明显反比关系。在此基础上，提出了适用于碱矿渣混凝土的回归方程，确定了公式中回归系数αa和αb分别为0.796和0.897，得出了碱矿渣混凝土配合比参数选择与设计的具体方法。
关键词：
碱矿渣混凝土； 抗压强度； 抗压强度方差； 回归分析
Abstract：
This paper examined the effects of crucial parameters， including W/B， binder content， alkali component， on compressive strength of alkaliactivated slag concrete. Based on results obtained， the statistical distribution and variance （standard deviation） of compressive strength results were estimated， and the analysis results from experimental data indicated that the compressive strengths of AASC at the age of 28 day fitted normal distribution and is inversely proportional to the liquidsolid ratio. The relationship between W/B and compressive strength was established through regression analysis， the regression coefficient of formula αa and αb is 0.796 and 0.897 respectively. As such， a simple mix design method for alkaliactivated slag concrete was proposed.
Keywords：
alkaliactivated slag concrete； compressive strength； standard deviation of compressive strength； regression analysis
中在工业现代化的进程中每年有超过10亿t的工业废渣排放，而综合利用率不足40%，累积存达64亿t。这些工业废渣大多为低活性铝硅酸盐材料，是一类可再利用资源，能够用于制备不同类型胶凝材料和掺合料[13]。其中，以化学原理设计制备的无熟料水泥〖XC半字线.tif，JZ〗碱矿渣水泥多年来被受关注[2，45]。科研人员对碱矿渣水泥及混凝土的水化机理、力学性能、变形规律、耐久性能等诸多方面进行了大量研究，取得了丰硕成果[2， 612]。研究表明，碱矿渣水泥在制备过程中排放的“温室气体”仅为普通硅酸盐水泥的10%，单位产品生产能耗只是传统水泥的30%左右，同时，该材料具有早强、高强、低水化热、高抗冻和优良的抵抗化学浸蚀的性能，特别适用于Cl-、SO2-4等强腐蚀环境，例如：大坝工程、防辐射工程、有毒废弃物的处置与治理等[2， 4， 68]，因此，属于环保、低碳、高性能胶凝材料，极具开发潜力。
然而，由于碱组份种类复杂、各地废渣种类繁多、质量参差不齐，在具体配制时仍无具体依据可考，导致目前的碱矿渣混凝土配合比设计方法仍以经验为主，工程用碱矿渣混凝土（尤其是承重结构）还停留在20世纪60年代预制构件的水平，已经不能满足实际需求。
本文对碱矿渣混凝土具体的参数选择与设计方法展开了研究。分析了碱矿渣混凝土各配制参数（如：碱组分、水胶比、胶凝材料用量）对28 d抗压强度的影响及分布规律与方差的关系，提出了基于保罗米公式适用于碱矿渣混凝土的的回归方程，进而确定了制备碱矿渣混凝土参数选择与设计方法。
1原材料及试验方法
1.1原材料
矿渣：采用重钢集团矿渣，振动磨粉磨45 min，比表面积为460 m2/kg，化学成分见表1。试验时，掺入2.5%缓凝组分[2， 9]。水玻璃原液：采用重庆某化工厂生产的水玻璃，化学成分及性能见表2。氢氧化钠：标准工业用氢氧化钠，纯度为99%。细集料：岳阳中砂，细度模数为2.37。粗集料：歌乐山5～20 mm连续级配石灰岩碎石，最大粒径为20 mm。〖FL）〗
1.2试验方法
研究了碱组分类型、胶凝材料用量和水胶比对碱矿渣混凝土性能的影响。混凝土配合比见表3，其中，6组混凝土成型30组试件（见表3备注）以评估碱矿渣混凝土强度分布规律和方差，其余配比成型10组确定水胶比与抗压强度之间关系。
碱矿渣混凝土搅拌成型和强度测试按《普通混凝土拌合物性能试验方法》 （GB/T 50080―2016）和《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T 50081―2016）规定进行。混凝土搅拌完成后，测试出机塌落度，同时成型抗压强度试件（100 mm×100 mm×100 mm）。在成型1 d后拆模，将试件移至标养室（温度：20±2 ℃，相对湿度大于95%），养护28 d时测试抗压强度。
2试验结果与分析
2.1碱矿渣混凝土抗压强度的分布规律与样本方差
在普通混凝土配合比设计时，设计前需明确两个问题：混凝土抗压强度分布规律及其波动性（即方差）。对于同批混凝土，通常假设其强度值是符合正态分布规律，方差则一般通过已往数据或查表取值。目前，关于碱矿渣混凝土抗压强度分布及其方差的报道很少，本文集中研究不同碱组分和水胶比条件下的碱矿渣混凝土强度分布规律与方差水平、确定方差与抗压强度之间关系，共研究了6组混凝土配合比，固定碱当量和矿粉掺量，配制碱矿渣混凝土的碱组分为水玻璃（WG）和NaOH，具体配合比见表3。
图1给出了不同水胶比条件下水玻璃和NaOH激发矿渣混凝土强度分布频率统计图。从图中可以看出4个明显趋势：1）同水胶比条件下，水玻璃激发的碱矿渣混凝土抗压强度要明显高于NaOH为碱组分（超出25 MPa以上）；2）在两种碱组分条件下，碱矿渣混凝土抗压强度都属正态分布；3）在碱组分相同条件下，抗压强度的偏差相近；4）碱组分类型对碱矿渣混凝土抗压强度偏差有显著影响，水玻璃激发要明显高于NaOH激发的碱矿渣混凝土。
为检验碱矿渣混凝土抗压强度数据分布特性，研究对6组数据进行了RyanJoiner正态分布测验。由检验结果可知，所有RyanJoiner检验值均在099以上（RyanJoiner检验值约接近1，样本约接近正态分布[13]），同时，p值远大于0.1阀值，表明6个样本都满足正态分布要求，因此，可认为碱矿渣混凝土抗压强度属于正态分布。
样本方差是在配合比设计前需确定的另一主要参数。图2给出了碱矿渣混凝土抗压强度方差和方差的95%置信区间。根据图2数据可知，水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土抗压强度方差约为4.5 MPa，与普通混凝土抗压强度方差相近；当碱组分为NaOH时，抗压强度的方差为1.3 MPa，略低于普通混凝土抗压强度方差[2， 1415]。此外，碱组分相同时，水胶比对碱矿渣混凝土抗压强度的方差影响并不明显。这表明碱组分种类不但影响抗压强度的值，对其波动性影响也十分显著。水玻璃激发的碱矿渣混凝土抗压强度较高可能是导致这一现象的主要原因[2， 14]，另外，本次研究采用的工业级NaOH，纯度较高（>99%），质量较为稳定，因此，用其所配置混凝土抗压强度波有越闲
2.2水胶比和胶凝材料用量对碱矿渣混凝土抗压强度的影响
在设计普通硅酸盐混凝土配合比时，水胶比由配制强度和保罗米公式确定[23， 14]。目前，关于碱矿渣混凝土计算方法的相关报道很少，为碱矿渣混凝土配合比设计提供依据，应建立碱矿渣混凝土抗压强度与水胶比之间的定量关系。本次试验选择水玻璃和NaOH两种碱组分，在3个胶凝材料用量水平上研究5个水胶比碱矿渣混凝土抗压强度的变化规律（混凝土具体配合比见表3）。
图3给出了两种碱组分在不同水胶比和胶凝材料用量的条件下的抗压强度。如图所示，当碱组分相同时，碱矿渣混凝土的抗压强度随水胶比增加几乎呈线性递减（相关系数大于0.85）。对于普通混凝土当水胶比在0.38～0.65范围内，抗压强度与水胶比同样存在一个线性区间[1415]，碱矿渣混凝土也呈现相似规律。为验证以上分析的有效性，图4给出了回归分析残差特性。数据表明，NaOH激发混凝土抗压强度的残差（5 MPa以内）要小于水玻璃激发组（10 MPa以内），这是由于两组之间方差差异所致（见图2），而且，残差基本符合正态分布且均匀分布在预测值的两侧，验证了分析结果的可靠性。
另外，当胶凝材料用量从350 kg/m3增加至550 kg/m3时，碱矿渣混凝土抗压强度略有降低（最大降低幅度为7 MPa）。这是由于在保持水胶比不变的前提下，混凝土单方用水量随胶凝材料用量增加而增加，这加大了硬化后碱矿渣混凝土孔隙率，以至于在高胶凝材料用量时抗压强度下降。此作用在高水胶比、高胶凝材料用量条件下尤为明显（如图3所示）。
研究数据表明，尽管抗压强度与水胶比呈线性关系，但水玻璃激发时斜率较大，此外，水玻璃激发时，抗压强度与水胶比相关系数（0.93）明显高于NaOH激发的混凝土（0.85）。综合考虑样本方差、抗压强度随水胶比变化范围、抗压强度与水胶比相关性，本次研究建议用水玻璃配制承重结构的碱矿渣混凝土。
根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55―2011[16]，混凝土抗压强度与水胶比间的基本关系可由式（1）确定。
式中：fcu，0为混凝土配制强度，MPa；W/B为混凝土水胶比；fb为胶凝材料28 d胶砂抗压强度，MPa；胶凝材料28 d胶砂抗压强度fb可按现行标准《水泥胶砂强度检验方法法》（GB/T17671）实测；αa，αb为回归系数。
目前，关于碱矿渣混凝土的相关回归方程并没有建立。本课题组研究结果表明[2， 9]，当碱组分为水玻璃、碱当量为5%时，碱矿渣胶砂强度（fb）与52.5普通硅酸盐胶砂强度相近。根据式（1）和图3中所示的测试结果，对水玻璃激发的碱矿渣混凝土抗压数据进行非线性回归分析，确定式（1）中的回归系数αa和αb分别为0.796和0.897（注：适用于实配28 d抗压强度在40～80 MPa之间的碱矿渣混凝土）。
2.3碱矿渣混凝土配合比设计方法
在拟报批的住房和城乡建设部行业规范《碱矿渣混凝土应用技术规程》中，碱矿渣混凝土配合比设计方法与《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55―2011）[16]中规定相似，具体步骤如下（公式中参数的意义与形式参照JGJ 55―2011制定）：
1）确定碱矿渣混凝土配制强度对于碱矿渣混凝土抗压强度保证率选为95%，因此，实配混凝土抗压强度可由式（2）确定。
式中：fcu，0为混凝土实配抗压强度，MPa；fcu，k为混凝土的设计强度等级值，MPa；σ为混凝土抗压强度标准差，MPa。
2）确定碱矿渣混凝土抗压强度标准差（σ）根据实际情况，可选用以下两种方法确定碱矿渣混凝土强度标准差（σ）：
（1）当具有近1～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料，且试件组数不小于30时，混凝土强度标准差应按式（3）计算。
式中：σ为混凝土强度标准差；fcu，i为第i组的试件强度，MPa；mfcu为n组试件的强度平均值，MPa；n为试件的组数。
（2）在没有实测数据的情况下，可根据本次试验测试结果1选择。由水玻璃激发的碱矿渣混凝土抗压强度偏差为4.6 MPa（3个水胶比条件下，碱矿渣混凝土抗压强度方差平均值）。
3）确定碱矿渣胶砂抗压强度
可根据碱当量选择水玻璃激发碱矿渣胶砂强度（fb）。前期数据表明当水玻璃模数为1.5时，在碱当量为4%情况下，碱矿渣胶砂抗压强度满足《水泥胶砂强度检验方法法》（GB/T 17671）中42.5级水泥要求，而碱当量增为5%时满足52.5级要求[ref]。
4）确定碱矿渣混凝土水胶比
根据实配混凝土抗压强度和保罗米公式（式（1））确定碱矿渣混凝土初始水胶比。
5）确定碱矿渣混凝土单方用水量
每立方米混凝土用水量应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55―2011）中的规定，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求混凝土稠度，选取单方用水量。
6）确定碱矿渣混凝土单方胶凝材料用量确定单方用水量之后，用式（4）计算胶凝材料用量。
式中：mb0为每立方米矿渣用量，kg/m3；mw0为计算配合比每立方米混凝土的用水量， kg/m3。
7）确定骨料用量碱矿渣混凝土其它配合比参数，砂率、粗细骨料用量按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55―2011）规定计算。
碱矿渣混凝土粗、细骨料用量由质量法计算，每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg），可取2 350～2 450 kg/m3。
3结论
研究了不同配合比参数（水胶比、碱组分种类、胶凝材料用量）对碱矿渣混凝土抗压强度分布规律与方差的影响，得到如下结论：
1）使用水玻璃或NaOH激发的碱矿渣混凝土抗压强度均符合正B分布。
2）不同碱组分条件下碱矿渣混凝土强度与水胶比呈线性关系，且残差均匀分布在预测值两侧并符合正态分布，证明碱矿渣混凝土强度与水胶比的线性关系成立。
3）水玻璃激发的碱矿渣混凝土质量更为稳定，其配合比设计方法可以按照普通混凝土配合比设计方法进行，回归公式中的系数αa和αb分别为0.796和0.897。
论文明确了水玻璃激发碱矿渣混凝土的水胶比与抗压强度关系，计算了方程中回归常数（αa和αb），提出了碱矿渣混凝土配合比设计方法，为《碱矿渣混凝土应用技术规程》中关于混凝土配合比设计参数选择依据和设计准则提供了进一步的说明。
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混凝土配合比设计规程范文4
关键词：高性能混凝土；配合比；设计
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
Abstract: the rapid development of the construction industry, request the strength of concrete is more and more high, high performance concrete has now become main force of construction, in this paper the calculation method of high performance concrete mixture proportion and the determination of proofreading and make the article, after the high performance concrete proportion determined to provide effective basis.
Keywords: high performance concrete; Mix; design
高性能混凝土耐久性特别良好，同时还具有良好的工作性能，满足设计要求的力学性能，它有比普通混凝土更为卓越的性能和结构，主要具有以下性能：高强；高的弹性模量；在恶劣的条件下耐久性良好；低渗透性和扩散性；抗化学侵蚀能力；抗冻融破坏；体积稳定性一抗裂性；易密实且不易离析。因此，近年来，高性能混凝土的使用越来越多，特别是混凝土的强度越来越高，使用C50及其以上高性能混凝土的工程与日俱增。高性能混凝土技术是混凝土技术发展史上的又一次重大突破，也是目前混凝土技术的核心和重要发展方向。
配制高性能混凝土价格最低也最现实的技术手段是：高强度等级水泥+高效减水刊+高效掺合料。在进行高性能混凝土配合比设计时，人们往往凭借经验，然后通过试配予以调整来进行，至今没有一个简单有效的配合比计算公式，因而找到计算方法是非常必要的，以便指导工程技术人员进行高性能混凝土的配制。
1配合比的设计
1.1配合比的计算
（1）试配强度的确定
通常C50混凝土施工配制强度要求60M Pa，根据憎通混凝土配合比设计规程》，混凝土配制强度应按下式计算：
式中：――混凝土配制强度(MPa) ；
――混凝土立方体抗压强度标准值(MPa) ；
――混凝土强度标准差(MPa)。
根据施工单位自己的历年统计资料确定，无历史资料时应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定取用(高于C35 ，= 6. 0M Pa)。
根据公式（1），C50混凝土的配制强度为：
（2）水灰比的确定
C50混凝土宜采用0. 30，0. 32，0. 34，0. 36，0. 38五个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。通常采用0.34作为基准水灰比。
（3）用水量的确定
根据石料的粒径、高效减水剂的减水率及掺量来确定，一般坍落度为75～90mm时，用水量宜控制在145～160 kg /m3，坍落度在170～200mm时，用水量宜控制在160～170kg/m3。
（4）砂率
坍落度在75 ～ 90mm时，宜取0. 28～0. 33。坍落度在170～200mm时，宜取0. 37～0. 40。
（5）砂、石用量
按绝对体积法计算。材料的密度为单位体积的质量，量测出材料的体积和质量，即可计算。通常所说密度，只得是绝对密实状态下单位体积的质量，对密实的无孔材料如钢铁，制成规则的几何形状，所量测的体积为绝对密实体积，或称作实体积；对含有孔隙的固体材料如砖瓦，如欲得出其密度，则可将其磨成细粉，与颗粒很细的材料如水泥、矿物掺合料一样，用密度瓶量测体积；磨得越细越接近真密度，因此只能磨到一定的粗细程度，求得近似密度值；一般凡是需要磨细来求得其密度的，统一磨到与水泥相同的细度。
1.2试拌调整
使用试拌机前，应用与试配时混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比进行测膛，以免正式试拌时水泥砂浆粘附桶壁。试拌量应不小于试拌机额定量的1 /4，混凝土的搅拌方式及加料，宜与生产时使用的方法相同。
试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应保证水灰比不变的条件下，相应的调整水量和外加剂的掺量或砂率，用水量调整的幅度不能过大，因C50混凝土的水灰比低，增加用水量相应水泥用量的增大幅度较大。如通过以上调整，混凝土拌和物仍不能满足混凝土运输、泵送等施工工艺的要求或混凝土的性能要求，则要考虑重新选择水泥或外加剂。
混凝土拌和物坍落度的检验，应测定0min，30min， 60min， 90min的坍落度。因拌出的混凝土要经过运输才入模，如果混凝土的坍落度损失过大，导致运至现场的混凝土无法入模浇注。因此配合比设计时要认真考虑混凝土在运输、泵送等施工工艺过程中的坍落度的损失，确保混凝土入模时的坍落度。
1.3配合比的确定
当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时，可不调整。大于2%时按《普通混凝上配合比设计规程》规定进行相应的调整。C50混凝土配合比确定后，应对配合比进行6～8次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。
2混凝土配合比的确定与校验
（1）计算有害物质含量。混凝土中有害物质的计算是高性能混凝土配合比设计过程中的一个特点，是必须进行的。需计算的有害物质主要为每立方米混凝土中的总碱含量和总氯离子含量。具体计算方法为：根据拟定的配合比，并依据原材料有害物质的检测结果，计算每立方米混凝土有害物质的含量是否超标。如混凝土配合比有害物质含量超标，则否定该选定的配合比，重新依据规范、标准、技术条件及设计要求调整选定配合比，直至满足有害物质含量的要求为止。
（2）混凝土配合比试配和调整。根据试拌混凝土和易性，确定基准配合比的砂率、掺合料用量等参数：根据对混凝土所用原材料的检测情况及以上各条的规定，确定水灰比，并计算理论配合比进行试拌，检查拌合物的性能。检验项目主要有：坍落度、扩展度及其0.5 h损失、泌水率(对泵送混凝土检测压力泌水率)、含气量、表观密度、凝结时间。当试拌得出的混凝土拌合物性能检测结果小能满足要求时，应在保证水灰比小变的条件下调整单位用水量或外加剂掺量或砂率，直至符合要求为止。然后提出供检验混凝土各项性能试验用的基准配合比。
（3）混凝土配合比的确定。根据以上试验选定的基准配合比为基准，试拌3个(至少3个)小同水胶比的配合比(另外两个配合比的水胶比较基准配合比分别增加和减少0.02～0.03 ，砂率相应减少和增加1 %），混凝土配合比选定试验的检验项目主要有：坍落度、扩展度及其0.5、1h损失、泌水率(对泵送混凝土检测压力泌水率)、含气量、表观密度、凝结时间、抗裂性、抗压强度、电通量、弹性模量(对预应力混凝土)、抗冻性、耐磨性、抗渗性及抗蚀系数(对胶凝材料)、有害物质的计算。
（4）在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度校正，首先计算出其校正系数：用表观密度的实测值除以表观密度的计算值。当表观密度的实测值与表观密度的计算值之差的绝对值小超过表观密度的计算值的2%时，则上述初步配合比确定为混凝土的正式配合比设计值，当其超过2%时，则将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数，所得配合比就是混凝土正式配合比。
3总结
本文作者对高性能混凝土配合比设计问题的经验总结；对配制高性能混凝土具有广泛而直接的指导意义；对推动高性能混凝土的工程应用有积极的现实意义。其中，总结了配合比的设计计算方法为高性能混凝土配合比设计中掺合料掺量的计算问题提供了一个重要的思路。
参考文献：
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混凝土配合比设计规程范文5
关键词：混凝土；配合比；建筑工程；应用
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1前言
混凝土是一种常用的建筑材料，现代建筑中大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，在混凝土中掺入一定量的矿物掺合料和高性能复合外加剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，在施工时采取严格的质量控制措施，制备满足力学性能、耐久性能、工作性能以及经济合理性的混凝土。混凝土以耐久性指标为主要控制指标、采用较低的水胶比、较低的用水量及水泥用量、同时掺加复合外加剂及矿物掺合料等。当环境温度、原材料质量、配合比、计量发生变化时，其工作性能易发生突变，造成混凝土离析、泌水、和易性差，影响施工并造成混凝土外观差、耐久性差。因此，原材料质量、配合比选定、混凝土的搅拌、浇注等与混凝土质量密切相关，这些环节必须加以严格控制，才有保证混凝土质量。
2、原材料质量
2.1水泥强度
水泥是混凝土的胶结材料，是混凝土中的活性组分，当混凝土配合比不变的情况下，混凝土的强度与水泥的强度成正比。在进行配合比设计时按相应的规范进行。在混凝土配合比设计时，现场用的混凝土骨料包括粗骨料和细骨料都有一定的含水率，不管是雨天还是晴天。骨料的含水或多或少还是有的，尤其是细骨料。这都需要将设计配合比调整为施工用配合比。试验室混凝土配合比设计按我国标准规定是以骨料（绝对干燥状态）为基准进行计算，这给配合比的调整带来很多不便，通过实验可以得知，骨料的气干状态的内部含水是不能在混凝土的搅拌浇捣过程中释放出的，这部分水只能在混凝土干缩过程中逐渐被吸出，并且不会影响混凝土的实际强度。为了保证混凝土的水灰比及混凝土的强度，测定出合理的含水率至关重要。水泥宜选用低水化热和低碱含量的水泥，尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥。水泥一般采用大型水泥厂生产的水泥，质量比较稳定，但应注意当砂石碱活性较大时，应采用低碱水泥。采用低碱水泥一是可以降低混凝土含碱量，减少与碱活性骨料发生反应的程度，二是可以减少混凝土开裂的倾向。
2.2砂率
砂率的选用由混凝土的工作性和强度试验来确定，砂率的大小对混凝土的拌合物工作性影响较大，一般情况下，它随着水灰比的增大而增大，这是众所周知的，然而砂率对混凝土强度的影响则意见分歧。从我们的试验表明，砂率不仅影响混凝土的工作性，而且明显影响混凝土的强度，在水灰比、水泥用量、石子级配、坍落度等条件一定时，存在一合理砂率。当采用合理砂率时混凝土强度最高。当采用砂率与合理砂率的差值越大混凝土的强度越低。配合比中砂率的选择受石子的品种、规格、砂子的粗细、水灰比的大小和塌落度的影响，为了得到致密实的混凝土。还应考虑混凝土中砂浆的总量，应保证有足够的砂浆来填满石子的空隙，使混凝土的各种材料形成最佳的比例，增强混凝土拌合物的工作性和成型后的密实度。进而提高混凝土的强度。
2.3用水量
根据固定用水量定则，如果单位加水量一定，即使水泥用量在一定范围内改变（每立方米混凝土水泥增减50-100）,拌合物的坍落度大体上是保持不变的。《普通混凝土配合比设计规范》中，单位用水量的选用是依据混凝土的坍落度和石子的品种及最大粒径而决定。试验资料表明，当水灰比变化较大时，对其单位用水量也有影响。当水灰比较小时用水量较大。
2.4掺合料的使用
不同的掺合料具有不同的特性和作用。
表1粉煤灰和矿渣粉的优缺点
矿渣粉和粉煤灰的掺入，减少了水泥用量，延长了混凝土水化热反应的时间，推迟了温度峰值的产生且降低了温度峰值。
2.5外加剂的选择
外加剂是配制高性能混凝土最重要的材料，配制高性能混凝土的关键是要以较低的用水量且要使混凝土达到较大的坍落度、较高的强度以及并具有较小的坍落度损失，这些只有掺加高性能减水剂才能实现，关键是看它能不能与其它各种材料（主要是水泥）相兼容，合适自己的才是最好的。
2.6骨料的选择
粗骨料的粒径、级配和形状对混凝土拌合物的可泵性有着十分重要的影响。粗骨料的最大粒径与输送管的管径之比有直接的关系，应符合表2的规定。
粗骨料的最大粒径与输送管径之比表2
粗骨料应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ 53-92）的规定。粗骨料应采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%。
粗骨料的级配影响空隙率和砂浆用量，对混凝土可泵性有影响，常用的粗骨料级配曲线可按图1选用。
图1 泵送混凝土粗骨料最佳级配图
泵送混凝土粗细骨料最佳级配图（图1）说明：
1）粗实线为最佳级配线；
2）两条虚线之间区域为适宜泵送区；
3）粗细骨料最佳级配区宜尽可能接近二条虚线之间范围的中间区域。
3、配合比选定
3.1混凝土配合比设计原则
普通混凝土配合比设计应满足设计需要的强度和耐久性。水灰比的最大允许值，可参见表3
混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表3
注：1．当采用活性掺合料取代部分水泥时，表中最大水灰比和最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。
2．配制C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。
3.2混凝土配合比设计各主要参数的确定及配合比设计流程
3.2.1混凝土强度等级的确定。
混凝土强度等级根据设计图纸确定，且应符合规范中的关于不同环境条件下混凝土结构最低强度等级之规定。
3.2.2石子最大粒径的确定。
碎石最大公称粒径不宜超过混凝土保护层厚度的2/3且不得超过钢筋最小间距的3/4。配合比设计前应仔细了解设计图纸中规定的钢筋最小间距和最小混凝土保护层厚度，以确定配合比所采用的碎石最大公称粒径。
3.2.3设计坍落度的确定。
混凝土的坍落度宜根据施工工艺、浇注方法、钢筋最小间距确定。现高性能混凝土采用泵送施工较多，要求流动性好且不易离析、不泌水，考虑到施工现场混凝土坍落度损失及炎热天气的施工，坍落度设计时不宜太小，实际应用中泵送混凝土坍落度一般选择120～160mm。
3.2.4试配强度的确定。
试配强度按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）计算,水下混凝土配合比设计时，试配强度应乘以一个1.1~1.15的保证系数。配置强度的确定应该是：设计强度+1.645*标准差。
3.2.5水胶比的确定。
混凝土配合比设计规程范文6
【关键词】 混凝土；配合比设计；参数；取值
水泥混凝土是一种多组分的复合材料，各组成材料的配合比例是否科学合理，决定着混凝土能否满足设计和施工要求，因此，正确地进行配合比设计是保证混凝土强度、工作性、耐久性和经济性的关键环节。配合比设计时一些主要技术参数的取值是否合理，直接影响着混凝土工程的技术性能和成本。本文试图就配合比设计的一些技术参数的取值问题进行探讨。
1.混凝土试配强度的确定
《普通混凝土配合比设计规程》规定：为使所配制的混凝土在工程中使用时，其强度标准值具有不小于95％的强度保证率，配合比设计时混凝土的配制强度应比设计要求的强度标准值高，配制强度按下式计算：
这项规定是保证混凝土结构物可靠性的有效措施，因为在施工过程中原材料性能的变化、周围环境的影响、施工操作人员的素质及设备的装备水平等都会影响到混凝土的质量，所以在进行配合比设计时将混凝土的试配强度提高，以留有一定的储备强度是必要的。但目前许多试验室在确定试配强度时存在一种误区，即认为混凝土强度越高，工程结构物就越安全可靠，于是在确定混凝土试配强度时，选择宁高勿低，大幅度提高混凝土的试配强度，这样做的结果是使单位体积混凝土的水泥用量一再加大。工程质量是百年大计，直接关系到人民的生命财产的安全，所以工程建设必须绝对保险，绝对不出问题，这一点是毋庸置疑的，但并不是片面地追求高强度就能保证万无一失。通常，在工程设计中，特别是重点工程，首先设计人员在设计上要留有较大的余地，具体到混凝土，要使设计强度远超出计算强度，留出一定的富余强度，在随后的施工中也是这样，要使配制强度高于设计强度，步步留有安全储备，步步具备保险系数。事实证明，当混凝土的配制强度一步步提高，水泥用量就伴随着一次又一次地加大，除了会使混凝土成本大幅度提高外，水泥（特别是高强度等级的水泥）用量加大，必然会导致混凝土的温升和干缩增大，随之而来的是容易产生温度裂缝与干缩裂缝，浇注体积比较大的混凝土时，这种现象尤为突出。裂缝又会导致混凝土内部的钢筋产生锈蚀。水泥用量大（特别是碱含量较高的水泥）可能带来的另一个重要问题是碱－集料反应，也会使混凝土结构物开裂，大大影响使用寿命。因此，在确定试配强度时，必须转变混凝土强度越高，结构物就越安全的错误观念，不盲目追求高强度，合理地确定试配强度。这就要求合理地确定混凝土强度标准差σ的值。σ应根据施工单位的历史统计资料、施工质量等级以及混凝土的强度等级等因素，综合考虑来确定，应以在满足混凝土设计强度要求的前提下，尽量减小水泥用量、降低工程成本为原则。
2.水泥实际强度值的确定
水泥混凝土配合比设计过程中的基本参数水灰比（W/C）的确定是根据鲍罗米公式
计算的。为充分发挥水泥活性，节约水泥，这里水泥强度fce采用水泥28天抗压强度实测值。
γc为水泥强度等级富余系数。旧规范中要求γc根据各地区统计资料确定，无统计资料时在当时具体情况下建议取1.13，但目前不同地区、不同厂家乃至不同品种的水泥质量水平差异很大，影响因素也很复杂，远不是一个简单的系数1.13所能概括的，所以现行规范《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中，虽然保留了水泥强度等级值的富余系数γc，但并没有给出具体推荐数值，要求各地按水泥的品种、产地、牌号统计得出。而且，众所周知，随着出厂时间的延长，水泥的品质会发生变化，强度要降低，所以，水泥的实际强度必须根据实际情况来确定，不能一概而论。针对目前水泥品种繁多、牌号不同、水泥出厂时强度富余程度不同、存放时间不同、来源渠道不同等特点，在确定水泥实际强度时，不能简单地用强度等级值乘以1.13来处理，水泥强度富余系数应根据水泥的品种、产地、牌号统计得出。也可以根据3天强度或快测强度推定28天强度关系式推定水泥的实际强度，但要注意留足强度富余。另外，水泥出厂时间不同要区别对待，一般新出厂不超过一个月的水泥，其实际强度可按强度等级值乘以强度富余系数来确定；出厂时间在1～3个月之间的水泥，配合比设计时可用原强度等级值作为水泥的实际强度值；出厂超过3个月的水泥，则必须重新检验其强度后方可使用。
3.用水量的确定
通过混凝土强度计算式确定水灰比后，要确定满足设计要求坍落度时的用水量。实践表明，合理的用水量与目前常用的用水量表选用值有差别，用水量除与集料的粒径、种类及坍落度值有关外，还与水泥品种和水灰比有关，所以，在根据用水量选用表定了用水量后，还应进行适当调整。试验表明，当各种原材料条件不变，且处于合理砂率状态时，要求混凝土坍落度值控制在同级范围内，用水量要随水灰比的变化而上下波动。
4.砂率的选用
大量试验表明，随着粗集料级配、孔隙率、砂子粗度、坍落度值的不同，合理的砂率值就会发生变化。砂率变化对坍落度值影响较敏感，而对混凝土强度影响并不明显。通常选用砂率时，其值会随水泥用量的增多而减小，这只适用于水灰比有变化的情况。若水灰比为固定值时，要求坍落度增大，水泥用量就相应增多，这时，砂率不但不能减少，反而应适当增大，才能保证水泥浆不致因砂率小而产生离析现象，影响混凝土的工作性。然而，对水灰比较大的混凝土进行配合比设计时，在保证水泥浆不产生离析的前提下，应尽可能选用低砂率，这样有利于降低砂子间的摩擦力，同时也可充分发挥水泥浆的作用。
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