混凝土配合比设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇混凝土配合比设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

混凝土配合比设计范文第1篇

关键字：商品混拟土；配合比；设计

一、混凝土组成材料发生了显著变化

早期的商品混凝土所用原材料品种较少，包括水、水泥、河砂、碎石等。随着建筑行业的发展，混凝土的材料也随之增加。如掺合料（粉煤灰、 矿粉、硅灰等）、外加剂（减水剂、膨胀剂、防水剂、抗冻剂、引气剂、密实剂、阻锈剂、抗裂剂、减缩剂、抗折剂、泵送剂、缓凝剂、早强剂、着色剂、速凝剂、加气剂、絮凝剂、促凝剂、保塑剂、增稠剂等），在骨料方面，机制砂、混合砂或再生骨料使用日益广泛，与河砂相比具有较大的差异。混凝土的组成材料的变化在一定程度上也反应了材料之间相互作用的改变。早期的混凝土水泥用量、水灰比影响混凝土强度，用水量影响混凝土流动性。后期的混凝土与材料的品种、用量相关。胶凝材料影响混凝土强度，外加剂、用水量影响混凝土流动性。混凝土相应材料因素的变化将影响配合比的设计方法。

二、掺合料超代片面减少砂用量

混凝土的配合比根据GBJ146-90《粉煤灰混凝土应用技术规范》，采用粉煤灰取代水泥方式进行设计，并分为超量取代和等量取代。在用粉煤灰对水泥替代前应对各种材料的用料进行计算，粉煤灰超代，则按照计算值使用超代的系数进行修正，并减少砂用量抵消超量部分的用量。然而，片面减少砂的用量也是不合理的。由于砂土的片面减少，增加了不必要的配合比的计算；砂与粉煤灰在混凝土中的性质作用不同，也不能随意替代；砂土减少后，混凝土的砂土比率与实际比例不符。若粉煤灰的超代对混凝土产生影响，则可通过对砂土的配合比进行调整，而不仅仅减少用砂量。改变配合比的计算顺序，再掺合料未取代前不计算砂石的用量，在替代时再计算混凝土中的砂石配比。配合比验证后若需调整，仍要按此过程进行。

三、掺合料胶凝效率

在矿渣粉混凝土的配合比设计中，规定了掺合料的胶凝效率定义为：单位重量具有水化活性的矿物掺合料的强度贡献与单位重量水泥强度的贡献之比。拟通过胶凝效率，确定掺合料用于强度（28天）计算的有效质量。胶凝效率进行配合比设计没有必要。既使掺合料胶凝效率未知，也可以根据产品要求进行设计，初定配合比各种材料用量后，进行验证，确定配合比能否满足各方面要求，如和易性、强度及法律法规要求等；如果混凝土验证发现问题，无论是和易性还是强度方面，都可以调整配合比，并再次验证，验证合格后投入生产，在生产、交付

过程中进行质量跟踪，按照相关标准收集对应配合比的强度数据，分析该配合比在保证率、平均值、强度富余程度等方面，以决定是否需要调整。

众所周知，工程建设中原材料的质量变化经对混凝土的性能产生影响，从而施工前应对原材料进行质量的检测。应按照质量管理体系要求，建立了检验和试验计划，使检测有章可循。经过相关检测后，所用的原材料性能应具有一致性和稳定性。从优化配合比的角度讲，通过混凝土试验分析掺合料强度贡献是必要的，这样的试验可以在满足配合比要求的前提下，降低混凝土材料成本。

四、混凝土配合比中的取代系数设置

在混凝土配合比设计的混凝土强度调整时，若相关混凝土强度不适可对相应材料的取代系数进行调整。也可对混凝土中的水灰比进行调整。习惯对低强度等级的混凝土采取粉煤灰超代，系数 1.1～1.5，主要是为了改善混凝土的和易性，C40及以上的混凝土粉煤灰等量取代，矿粉等量取代，从而保证混凝土配合比的稳定性和合理性。

五、强度数据的收集分析

很多混凝土公司在对混凝土强度的数据进行搜集分析时，以同龄期（如28天）强度等级为单元，包含数个配合比，放在一起分析。这样做只能说明混凝土公司总体的控制水平，不能满足调整配合比的需要。因为数据混合无法识别出单个配合比的适宜性，不能为调整配合比提供依据。为确定配合比适宜性而进行的数据收集分析，应以配合比为单元，数据较少时先进行观察，数据充足时进行计算分析。从而能对混凝土的配合比例进行有效的检测和调整，为工程项目的建设奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 范孟岭, 陈振法, 林碧玲. 探讨商品混凝土配合比设计[J]. 商品混凝土, 2009,(10).

混凝土配合比设计范文第2篇

关键词： 喷射混凝土 ；配合比关键因素 ；注意事项

1 前言

与普通混凝土性能要求不同，喷射混凝土施工方式独特，施工时不用支模和拆模，凭借在水泥混凝土中添加速凝剂，就能使混凝土在短短几分钟内凝结硬化，除了最终强度要满足设计要求外，还要求较小的回弹，因而其配合比设计时的几个关键指标也与普通混凝土大相径庭。以下是根据多年来进行配合比配制的经验总结，较为详细地阐述喷射混凝土配合比设计中的几个关键注意事项，以求配制出性能良好的混凝土来满足用喷射机施工这种特殊工艺的施工需要。

2 喷射混凝土配合比设计的几个关键注意事项

2.1确定速凝剂掺量时的注意事项

喷射混凝土是一种以压缩空气为动力，将混凝土混合料料通过管道和喷嘴，把混凝土浆体直接喷射到岩石或结构物表面，仅依靠在水泥混凝土中掺加速凝剂，在短短几分钟内就能使混凝土凝结硬化，被喷射的岩石或结构物得到加强和保护。所以速凝剂的质量和掺量，在整个喷射混凝土配合比设计占有重要作用。速凝剂的作用机理是一方面速凝剂与水作用，反应出的NaOH与水泥中的石膏（CaSO4）发生化学反应，生成Na2SO4，使石膏失去缓凝作用，降低了水泥浆体中的（SO4）2-，从而使铝酸三钙（C3A） 迅速溶解水化，生成钙矾石，致使水泥浆迅速凝固。另一方面，钙矾石的生成降低了液相中Ca(OH)2浓度，加速了硅酸盐矿物特别是硅酸三钙（C3S）的水化，生成了水化硅酸钙凝胶，水泥因而产生强度。

我们选择速凝剂掺量是依据JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》6.5条规定，采用水泥净浆的方法来确定。

（1） 不同加水方式对掺量选择的影响

水泥：惠州光大凯城牌P.O 42.5R400g；

速凝剂：徐州超力CNF-ZW速凝剂12g

自来水：扣除速凝剂中水后 154g

加水方式 速凝剂混在水中一起加入水泥搅拌 先加80%水搅匀+速凝剂+加入留20%水洗装速凝剂的杯子 先把全部水加入搅匀+速凝剂

初凝（min：s） 3：14 4：45 8：16

终凝（min：s） 7：25 11：10 15：30

由试验结果可以看出，加水方式不同明显影响净浆凝结时间，直接导致选择速凝剂时掺量出现误差，影响最终喷射效果。所以我们要严格按照规范JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》6.5条规定，一次性把水加完，搅拌均匀后再加速凝剂，切记不要留水洗装速凝剂杯子。从这也可以看出在湿喷时控制到现场坍落度的稳定是多么重要。

（2）试验温度对掺量选择的影响

水泥：惠州光大凯城牌P.O 42.5400g；

速凝剂：徐州超力CNF-ZW速凝剂10g

自来水：扣除速凝剂中水后 155.2g（一次性加完）

温度 15℃ 20℃ 25℃

初凝（min：s） 8：15 4：26 3：45

终凝（min：s） 17：21 10：45 10：10

所以在不同的施工季节，对拌出的混凝土温度不同时，应该经常校对，适时调整速凝剂的掺量，来减少回弹。

2.2确定水灰比的时的注意事项

根据JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》，掺速凝剂的砂浆28d抗压强度比≥70%。也就是说最大允许30%的强度损失，所以我们可以将喷射混凝土强度等级换算成普通混凝土的强度等级，然后再按《普通混凝土配合比设计方法》（JGJ55-2000）进行配合比设计，见下表：

设计喷射砼强度等级 C15 C20 C25 C30

换算成普通混凝土的强度等级 C15/0.7 C20/0.7 C25/0.7 C30/0.7

按普通混凝土设计方法计算试配强度（MPa） 15/0.7+1.645*4

=28.01 20/0.7+1.645*5=36.80 25/0.7+1.645*5=43.94 30/0.7+1.645*6=52.73

按普通混凝土设计方法计算水灰比 0.67

0.51 0.43 0.36

备注 上表计算水灰比时：采用P.O 42.5水泥，取水泥富余系数γc=1计算的（也可采用水泥实际的富余系数计算）

再参考《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001对水灰比规定宜为0.42~0.50，如不满足可以选用不同强度等级的水泥来满足最佳水灰比要求。

2.3 水泥强度等级选用的注意事项

水泥强度等级的选择也非常重要，如果水泥强度等级太高，水灰比大，水

泥过少，结果回弹量大，初期强度增长慢；反之，水泥强度等级太低，水灰比小，水泥过多，粉尘量大，硬化后混凝土收缩大。《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001对水泥的要求不得低于32.5级。具体我们应该根据不同强度等级的喷射砼选用不同等级的水泥。从2.2条的表中也可看出：采用P.O 42.5水泥时，C15喷射砼计算出来的水灰比为0.67，水灰比太大，显然是不合适的，一般如果确要采用P.O 42.5水泥，就采用0.55左右的水灰比，造成性价比大大下降，此时如果采用P.C32.5水泥性价比就很好了，同理如果是C35喷射砼计算出来的水灰比为0.32，水灰比太小，显然是不合适施工的，此时如果采用P.052.5水泥，就很好施工了。

2.4 试验室配合比设计进行喷射砼成型时注意事项

我们依据设计好的配比，依次投入碎石、砂、水泥干拌均匀后投入水、减水剂搅拌2min，在满足设计要求的坍落度后，把计量好的速凝剂投入搅拌机中，搅拌20~30s，出机后，最好几个人一起，每人装一个试模，以最快的动作完成成型过程。但实际试验过程中我们会经常发现喷射砼配比试配的重复性很差，往往我们在自己的试验室拌的很好，一去中心试验室报批，再成型时得出的强度结果相差很大。或过段时间在自己工地试验室再重复拌时，都容易出现比较大的误差。主要原因有如下几点：

（1） 湿混凝土搅拌均匀后，加入速凝剂后，具体搅拌时间是经过目测，有的试验员控制的短，有的试验员控制的长，控制搅拌时间稍长的搅拌出来的混凝土太干太散，成型不易密实，使强度降低。

（2） 因为加完速凝剂后，混凝土在短短几分钟就会凝结，所以当混凝土出机后，成型人员少或动作太慢，也会使混凝土太干太散，成型不易密实，使强度降低。

（3） 由于某些原因湿拌混凝土的坍落度变大的话，会导致加入同样计量的速凝剂后，混凝土凝结时间变长，这时成型的强度往往会高出不少。

所以在成型时需要注意的是，保持混凝土凝结时间的一致情况下成型的重复性较好，凝结时间长，成型的试块强度高，凝结时间短，成型的试块强度低。

2.5砂率的选择注意事项

与普通混凝土一样，喷射混凝土砂率的合理选择非常关键，甚至更加重要。如果砂率过大，集料总表面积增大，用水量也跟着增加，造成水泥用量多，混凝土收缩加大。如果砂率过小，作业喷射时回弹大，且容易堵管。最佳砂率是满足施工要求下，回弹最少时的砂率。《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001对喷射混凝土砂率的选择要求50~60%。

2.6 单位水泥用量的确定注意事项

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001要求灰骨比为1:3.5~4.0，多年施工经验表明，灰骨比为1:4时，是施工的最佳状态。这样我们确定好骨灰比、砂率，水灰比，速凝剂掺量，就可以根据体积法计算式得：

+ + + + +0.01α=1

将各材料用量关系式代入上式计算得出水泥用量，代入各种材料与水泥的关系式，就能求出其它各材料用量，即得喷射混凝土的理论配合比。

3 结束语

国外早在上世纪40年代就开始研究应用喷射混凝土，我国起步较晚，在上世纪50年代才开始使用喷射水泥砂浆来作矿山开巷、围岩表面的隔离防护层。1965年我国铁道部率先使用喷射混凝土技术，到那时我国才真正开始使用喷射混凝土。随后冶金部相继在矿山、隧道中使用。目前已在矿山、竖井平巷、交通隧道、水工隧道、地面电站硐室等工程的岩壁衬砌及坡面护面等支护工程以及薄壳结构、深基坑护壁、旋喷桩加固地基、边坡加固等工程上广泛使用。喷射混凝土由于其独特的施工方式，从原材料的选择、配合比的设计到施工机械、混凝土的力学性能等都比普通混凝土提出了更高的要求。

本文根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-200要求说明，对喷射混凝土配合比设计中的几个关键因素的确定进行了较为详细的展开和讨论，阐述了如何配制出性能良好的混凝土来满足用喷射机施工这种特殊工艺的施工需要。

参考文献

【1】 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000

【2】 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001

【3】 《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005

【4】 混凝土外加剂，熊大玉等，化学工业出版社

混凝土配合比设计范文第3篇

关键词:高强混凝土；配合比；优化设计

中图分类号：TU528文献标识码： A

引言

随着科学技术的进步和科学生产的发展，很多建筑物需要在严酷环境下建造，如海底隧道、跨海大桥、海上采油平台以及核反应堆等，这些建筑物的材料不仅要求高强度，还要求具有良好的耐久性，同时，这些建筑所处的环境大大增加了施工的难度，提高混凝土材料的和易性也成为我们研究的必然。在这一背景下，高性能混凝土应运而生。

2、高强高性能混凝土的基本组成

水泥

水泥是构成胶凝材料的主要成分，也是混凝土最重要的原材料之一。水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙，水泥浆体在硬化前起作用，使新拌混凝土具有良好的工作性能，硬化后把骨料胶结在一起，形成坚硬的整体。

高性能水泥应满足高强高性能混凝土的强度要求和工作性的要求，主要表现为高流动性、保水性、保塑性和抗离析性，必须具有高抗渗性、抗碱集料反应性、体积稳定性和抗蚀性，确保能够用最少的水泥配制出性能最好的混凝土。

掺合料

高强混凝土的水泥用量大，有很高的水化温升，宜采用掺加硅灰或者优质矿粉、粉煤灰等矿物掺合料以减小水泥用量，在降低水化热的同时，并不降低混凝土强度，甚至提升混凝土后期强度。矿物掺合料的总掺量宜为25%-40%。对粉煤灰的品质要求不低于II级，需要有较小的细度、质量均匀、高火山灰活性，并且与工程所用材料相适应，常用I级电厂灰。粒化高炉矿渣宜为S95以上的优质矿粉，掺量多为15%-35%。硅灰作为高活性材，在配置高强混凝土时有极大的强度贡献，常用在C80及其以上强度等级的混凝土。对掺加的硅灰需含有90%以上的sio2，细度约为20m2/g～25m2/g，常见掺量为5%-10%。

集料

混凝土的集料分为两种：一种是粗集料，一种是细集料。细集料粒径主要分布在0.15～5mm范围内；粗集料的粒径主要分布在5～150mm范围内。集料对混凝土性能的影响非常大，所以如何选择的集料品种及级配，是高强高性能混凝土配制的关键。

对于高强混凝土而言，集料强度将直接影响混凝土的强度，试验证明：采用玄武岩作为粗集料配制混凝土，其抗压强度是最高的。由此看来，在配制高强混凝土时，采用高强度并且低压碎值的粗集料会比采用低强度且高压碎值的粗集料更容易达到强度要求。为了保证高强高性能混凝土的各种性能要求，必须对材料组分的粒型、尺寸、级配、孔结构、集料中有害物质含量、集料界面区结构以及各种集料的相互作用、物理力学等严格要求。

（4）外加剂

优选萘系减水剂Na2SO4含量小于5％，高浓度的FND，掺量控制在胶凝材料总量的1％～2％，于水泥应有良好的相溶性，各项技术指标均符合现行国家标准的规定。

3、高强混凝土配合比优化设计

与普通混凝土相比较，高强高性能混凝土在强度、耐久性、和易性方面的要求较高，相应的原材料种类以及性能增多，其配合比设计相对比较复杂。传统的配合比设计方法已经不再适用，所以目前必须探索适用于高强高性能混凝土配合比设计的优化方法。

3.1、高强高性能混凝土的主要性能及其影响因素

工作性

工作性是新拌混凝土的重要性能，是指新拌混凝土在一定的施工条件下，便于搅拌、运输及浇筑等施工操作，同时能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。工作性在搅拌时体现为各种组成材料易于均匀混合；在运输过程中体现为新拌拌合物不离析、稀稠程度不发生变化；在浇筑过程中体现为易于浇捣和振实，能够流满模板；在硬化过程中体现为能够保证水泥充分水化以及水泥石与骨料粘结性能。由此可见，混凝土的工作性是一项综合性能，它包括流动性、黏聚性和保水性三方面性能要求。

测试新拌混凝土工作性的方法很多，但常用的有以下三种：

尽管测试工作性有好几种方法，但坍落度试验因为简单易行而应用最为广泛。

力学性能

混凝土的抗压强度是指其标准试件在压力作用下直到破坏的单位面积所能承受的最大应力。混凝土的抗压强度主要取决于水灰比、水化程度、密实度这三个要素，通过降低水灰比、提高水化程度和密实度，便可提高混凝土的抗压强度。参数和水化程度可直接量化，而参数密实度即为混凝土的表观密度与相同混凝土完全振捣密实后的表观密度之比。密实度c是通过含气量来影响强度的，气孔会降低水泥浆基体的强度。通过提高工作性，能够使新拌混凝土更容易振捣密实。

耐久性

混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。各种侵蚀破坏作用可参见表3-1，多数表现为化学侵蚀。

表3-1 混凝土的耐久性

为了避免以上侵蚀作用带来的破坏，通常可以采取降低水灰比和使用引气剂的措施，提高混凝土的抗渗性能和抗冻耐久性。

3.2、高性能混凝土配合比的设计步骤 （1）在原材料品质满足设计要求的前提下，选择高性能混凝土的平均或常用性能指标或具体的工程指标为基准，试配、调整，满足其他条件（例如要求耐久性为28d电通量低于1000库仑，配制强度为40～50MPa，坍落度为180mm～200mm的高性能混凝土）。

（2）测定、计算砂、石混合料的空隙率a，选择砂、石混合料的空隙率a的最小值。可以从砂率为38％或40％开始，将不同砂石比的砂、石混合，分3层装入15～20L的容积升内，用直径15mm的捣棒各插捣30次，或在振动台上震动到不再下落为止，刮平表面，称量、计算堆积密度，测定其表观密度（一般为2.65g/cm3），计算空隙率（最经济的空隙率为l6%，一般为2O～25）。

计算胶凝材料的用量。胶凝材料料浆量为砂、石空隙体积加上胶凝材料富裕量。胶凝材料富裕量的大小取决于混凝土工作性的要求和外加剂的性质、掺量，可按坍落度为180mm～200mm估计，一般为8％～12％（可由试验决定）。假设为l2％，空隙率假设为23％，则浆体体积为：12％+23％=35％，即：1m3，的混凝土中有浆体350L。

3.3、基于试验数据的混凝土多指标优化方法

高强高性能混凝土的迅速发展，使得单目标优化已不能满足要求，更多的是趋向以多目标联合控制进行配比优化。普通混凝土中的保罗米公式已不再适用，这时对于高强高性能混凝土来说，已没有明确的描述强度、工作性、耐久性等性能和配合比之间关系的公式。为了得到优化目标函数，以试验数据为基础，利用统计软件，建立一个拟合精度较高的预测方程。能够用于高强高性能混凝土配合比试验数据优化的方法有逐步回归、人工神经网络和主成分分析法三种。

结束语

高强混凝土的应用越来越广泛，大家对高强配合比的认知也越来越清晰，合理搭配各种胶凝材料的比例关系，混凝土强度可以显著提高，不仅降低了成本，而且对于环保也具有非常明显的现实意义，相信随着高强混凝土技术的发展，我们配制出的高强混凝土经济效益更加显著。

参考文献:

[1]陈斌.混凝土配合比优化及结构早期裂缝防治研究[D].浙江大学，2005.

混凝土配合比设计范文第4篇

一、混凝土材料受热后作用机理

大量研究表明混凝土在高温受热下的退化主要表现在：混凝土表观密度降低；形成大量的孔和和裂缝以及强度和弹性模量的下降。受热作用主要分为两个方面：1、水泥水化产物受热作用机理；2、骨料受热作用机理；3、水泥石和骨料界面受热作用机理。

水泥水化产物受热作用具体过程如下：100℃时毛细孔开始失水；100-150℃时由于水蒸气蒸发促进熟料逐步水化使混凝土抗压强度增加；200-300℃水泥水化产物水化硅酸钙凝体脱水导致组织硬化；300℃以上由于脱水加剧混凝土收缩开始出现裂纹，强度开始下降；575℃氢氧化钙脱水使水泥组织破坏，900℃混凝土中的碳酸钙分解。普通硅酸盐水泥配制的混凝土在900℃时游离水、结晶水及水化物的脱水基本结束，混凝土强度几乎丧失。同时必须注意由于氢氧化钙的脱水，碳酸钙的分解，混凝土中生成了氧化钙，氧化钙会吸收空气中的水分，再次水化导致体积膨胀产生混凝土表面酥松剥落现象，此外高温改变了钙矾石的形成机理，使混凝土内部形成粗大的孔结构。

各种岩石成分的骨料，受热变形也不相同。含有石英岩的骨料（如石英砂、砂岩等石英质骨料），在575℃以下，体积逐渐膨胀，而在575℃时，突然膨胀；含有石灰岩的材料，在750─900℃条件下分解成氧化钙，强度显著降低故普通混凝土不宜在高温环境下使用，其使用温度一般也不超过250℃。

300℃时混凝土中的骨料开始膨胀，随着温度的继续升高，水泥收缩和骨料膨胀加剧，两者结合被破坏产生界面破坏，伴随着水泥水化产物的受热破坏以及骨料的晶型转换，界面破坏加剧。同时由于混凝土表面温度升高比内部快得多以及骨料和水泥石之间的热不相容造成的内外温差和应力差也会引起混凝土开裂和强度下降。

二、耐热混凝土配合比设计要点

依据上述混凝土材料受热后作用机理可以得出配合比设计要点：

1、水泥品种的选择

按照设计目标，本次混凝土耐热度在700℃，为确保安全实际研究过程中提高至750℃，基本已经达到了硅酸盐水泥耐热混凝土温度上限。为确保所设计配合比的实用性，研究中依然以硅酸盐质水泥为主，也进行了硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥以及水玻璃等胶凝材料的试验。研究结果表明通过合适的配制技术采用硅酸盐质水泥能够配制出符合目标要求的耐高温混凝土材料。

2、水泥用量的选择

由于所用的水泥品种主要为硅酸盐质水泥，其受热变化过程和机理不可避免，因而在配合比设计时在保证强度的前提下应尽量减小水泥用量。由于本公司胶凝混合材质量一般，28天、35天龄期混凝土强度未见明显增长，因而将水泥用量定在270kg左右，但是从混凝土耐高温角度而言，该水泥用量有进一步下降的空间。建议：可以适当提高混合材质量等级或者以较长龄期（比如56天）作为评价混凝土材料强度标准，从而降低水泥用量。

3、掺合料的选择

为避免Ca(OH)2的分解而产生的潜在危害，应尽可能的减少Ca(OH)2数量，在配合比中添加大量混合材是一个比较合适的方法。同时在高温作用下，混合材可以起到进一步水化作用从而弥补混凝土强度的下降。本次设计时采用粉煤灰和矿粉双掺技术。在试验基础上选择了较为合适的掺量及比例。需要指出的是由于本次混合材中粉煤灰质量等级一般，因而采用了较高的矿粉用量，这可能对混凝土的工作性产生不利的影响。

4、骨料的选择

细骨料采用南京钢铁集团提供的水渣，粗骨料分别选用了不同产地的玄武岩、焦宝石等。试验研究结果表明：六合产玄武岩基本能够满足要求。与江砂相比，由于水渣不存在形貌效应，其配制的混凝土材料工作性一般。必须严格控制粗骨料的级配、泥含量、泥块含量等技术指标。

5、用水量和外加剂掺量

为满足混凝土的工作性，本次配合比中用水量较高，多余的水通常以自由水或者毛细孔水存在，虽然不直接对混凝土高温性能产生影响，但是用水量的高低与混凝土孔结构及形貌密切相关，在有条件的情况下，建议采用较好的性能的外加剂从而减少水和水泥用量。本次所用外加剂减水效果一般且泌水率等指标也一般。有条件的情况下建议采用聚羧酸等高性能外加剂。

6、受热过程膨胀压力释放和抗裂性能提高

从混凝土材料受热作用机理和过程分析可知，高温作用下，水蒸汽的膨胀压力和混凝土材料内部微观裂缝客观存在，同时也是导致混凝土材料受热作用后性能劣化的主要原因之一。在配合比中适当的引入气孔或者高温分解材料有助于提高混凝土耐高温性能。本次研究中采用添加聚丙烯纤维、掺加引气剂的方法来释放受热过程中的膨胀压力。研究结果表明:掺加适量的聚丙烯纤维有助于提高混凝土材料的耐高温性能。

三、结论

1、本次所设计的配合比基本能够满足要求，存在一定的提高空间。

2、需要对原材料性能进行严格控制，特别是水泥中混合材掺量和品种的控制，避免水泥中出现较多石灰质混合材等问题。

四、配合比验证

样品名称 C35 700℃耐高温混凝土设计 报告编号 A04359001200

工程名称 南钢5#高炉基础 委托单号 D201200110

委托单位 南京福彪混凝土有限公司 任务单号 590012-00045

强度等级 C35 委托日期 2012-06-06

检测类别 委托 制作日期 2012-06-10

检测地点 东南大学材料试验室 检测日期 2012-07-09

主要检测设备 电子天平，压力试验机等 检测环境 20℃

检测依据 《耐热混凝土配合比设计及性能检验规程》等

检 测 数 据

设计要求: C35 700℃耐高温混凝土设计。

材料性能：

（1）水泥：P·O42.5；

（2）砂：水渣；

（3）石子：江苏茅迪集团有限公司，5～20mm（玄武岩）；

（4）外加剂：1、Bc-7，2、AC-A1；

（5）水：自来水；

（6）聚丙烯纤维：4～6mm。

混凝土配合比(kg/m3)

水 水泥 粉煤灰 矿粉 砂 石 纤维 外加剂1 外加剂2 实测坍落度

（mm） 抗压强度

（MPa） 700℃残余强度

(MPa)

7d 28d

175 270 90 115 741 1024 1.5 5.7 5.7 180 30.4 42.6 21.8

备注 残余强度为原强度51.2%。

签 发： 审 核：试 验：

002300022300210

说

明 1.若对报告有异议，请于收到报告之日起十五日内，须以书面形式提出，逾期视为对报告无异议。

混凝土配合比设计范文第5篇

关键词：混凝土；配合比；设计

中图分类号：TQ178 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

随着材料科学的不断发展，混凝土的用途也越来越广泛，己成为跨行业、跨学科、互相渗透的领域。混凝土配合比设计涉及到几个方面的内容：一要保证混凝土硬化后的强度和所要求的其他性能及耐久性；二要满足施工工艺，易于操作而又不遗留隐患的工作性；三要在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料的用量；四要对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；五要在达到上述要求的同时，设法降低成本。传统的配合比设计方法已很难满足上述需要，本文即是对几种优化混凝土配合比设计方法的比较。

1 调整浆骨比法

普通混凝土是由胶凝材料、水、砂、石和外加剂组成的，混凝土配合比设计就是解决这几种材料用量的三个比例，即水灰比、砂率（砂石比）、浆骨比。浆骨比是混凝土胶凝材料中水泥、水、矿物掺和料的体积总和与骨料所占体积的比值。P.K.Metha和P.C.Aitcin教授对混凝土的研究认为，要使混凝土同时达到最佳的施工和易性与力学性能指标，其胶凝材料浆体与骨料含量之间应有一个最佳体积比，即是最佳浆骨比。

强度方面，混凝土的早期强度随浆骨比降低而增大，而浆骨比大的混凝土强度发展趋势相对浆骨比小的要快；干缩变形方面，收缩值随混凝土的浆骨比增加明显变大；渗透性方面，混凝土随浆骨比增加其抗氯离子渗透性明显降低。因此在选择最佳浆骨比时，一定要兼顾早期低浆骨比各方面性能的优越性和后期的发展趋势。

通过进行混凝土强度、变形、氯离子渗透性等试验调整混凝土浆骨比，寻找在现有水泥、骨料、外加剂等原材料的基础上的混凝土的最佳浆骨比，它的值一般在35∶65左右。

2 全计算法

“全计算法”进行水泥混凝土配合比设计的观点最初由陈建奎、王栋民教授于2000年发表于《硅酸盐学报》，某教授在2000年巴黎的国际混凝土学术会议上宣读了有关“全计算法”的论文，引起了极大关注。该法从鲜为人知的创建初期到逐渐被人们所接受，经过了10年的推广，在应用上取得了良好的技术经济效益。

2.1 基本观点

全计算法的基本观点是：

1. 混凝土各组成材料（包括固、气、液3相）具有体积加和性；

2. 石子的空隙由干砂浆来填充；

3. 干砂浆的空隙由水来填充；

4. 干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气隙所组成。

依据这一基本观点可得：

浆体体积 Ve=Vw+Vc+Vf+Va集料体积 Vs+Vg=1000-Ve干砂浆体积 Ves=Vc+Vf+Va+Vs式中：Ve为浆体体积（L）；Ves为干砂浆体积（L）；V。为用水量（L）；Vc，Vf，Va，Vs和Vg分别为水泥、细掺料（如粉煤灰）、空气、砂子和石子的体积用量（L）。

正如前面提到的，P.K.Metha 和P.C.Aitcin 教授在对高性能混凝土（HPC）进行了大量的研究后认为，要使HPC同时达到最佳的施工和易性和强度性能，其胶凝材料浆体与骨料应有一个最佳体积比即Ve∶（Vs+Vg）=35∶65。这一认识事实上是确定了HPC配合比设计中胶凝材料浆体体积与骨料体积的定量关系。

2.2 计算步骤

混凝土由水泥、矿物掺和料、砂、石子、水和外加剂等多种成分按严格的比例关系组成，传统配合比设计方法很难得到优化的配合比，而“全计算法”在设定的条件下能比较准确地计算出每个组分的用量和比例。配制强度、水胶比、用水量、胶凝材料组成与用量，砂率及粗、细集料及外加剂等均可以通过公式计算而定量确定，最终确定混凝土配合比。与传统配合比设计中大量参数经过查表取值的经验方法比较，其科学性有了一定的提高。

3 高密实配合比方法

高密实配合比方法是一种科学的配合比设计方法。通过控制骨料的比例，以混凝土中固体材料的最大单位重，有效地获得混凝土的最小空隙率，从而获得最佳级配。所配制的混凝土具有较好的工作性、较高的强度及优异的耐久性。高密实配合比方法最早由台湾科技大学的黄兆龙教授提出，吴中伟院士曾提出的简易配合比设计方法，其原理与高密实配合比方法基本相同。

3.1 高密实混凝土配合比设计方法

混凝土配合比设计的任务是确定获得预期性能而又经济且性能优良的各组成材料用量。骨料因占混凝土体积约2/3以上，所以直接控制骨料的比例会有效获得混凝土的最小空隙率。混凝土中颗粒的堆积方式对于宏观力学行为有很大影响，就像土壤颗粒材料一样，颗粒结构堆积越致密，空隙越小，接触点越多，则密度越大，理论上应能获得较高的强度。另外，以相同的水灰比而言，骨料在最佳堆积下总浆体用量也会随之减少，相对的拌和水用量也会降低，因而可减少混凝土中弱界面的形成几率及降低浆体本身产生收缩裂缝的可能，从而提高混凝土的耐久性。

3 骨料拨开系数法

3.1 骨料拨开系数的理论基础

混凝土要求具有一定的流动性和良好的粘聚性，要求混凝土能够在自身重力或外力的作用下克服剪切力和粘滞阻力，即砂浆层拨开了石子之间的咬合，极大程度地减少了粗骨料内部的机械咬合作用力，使混凝土拌和物达到了一定的流动性；同时，对于砂浆层来说，一定的浆体填满并拨开分散了砂粒之间的作用，降低了颗粒之间的摩擦力。因此混凝土拌和物是否具有良好的工作性能，取决于粗骨料拨开系数Kg（砂浆拨开粗骨料程度）、细骨料拨开系数Ks（浆体拨开细骨料程度）。

3.2 骨料拨开系数法的计算过程Kg取值与粗骨料最大粒径直接相关，最大粒径越小，则取值Kg越大。根据经验（以碎石规格为5.0mm～31.5mm为例）选择Kg= 2.3～2.5，在此围内，Kg值与混凝土强度等级、粗骨料的粒形与级配、细骨料的细度模数有关。混凝土强度等级越高，则Kg则往下限取值；细骨料的细度模数越小，则Kg往下限取值；粗骨料的粒形越圆，则Kg越往下限取值；粗骨料的级配越好，则Kg越往下限取值。

对应粗骨料体积计算公式：Vg= 1000/[〔Kg+1〕·Pg +1]mg= Vg·γg

（1）式中：Pg—粗骨料堆积空隙率，无量纲；γg为粗骨料表观密度，单位为kg/m3

对应细骨料体积的计算公式：Vs=〔1000- Vg〕/[〔Ks+1〕·Ps+1]ms= Vs·rs

（2）式中：Ps—细骨料堆积空隙率，rs为细骨料表观密度浆体体积按以下公式计算：Ve= 1000-Vg-Vs

（3）根据试验所确定的水胶比、掺和料比例、密度就可以计算出用水量、各种胶凝材料的用量、外加剂的用量。计算公式如下：1. 根据式（3）转化为：mW/rW+mB/rB+ε=Ve

（4）式中：rB=rc·rf·rk/[（1-a-b）·rf·rk+a·rc·rk+b·rc·rf] （5）mW为用水量，rW为水密度；mB为胶凝材料总量，rB为胶凝材料密度，rc为水泥密度，rf为粉煤灰密度，rk为粒化高炉矿渣粉密度，a为粉煤灰比例，b为粒化高炉矿渣粉比例，ε为空气体积，取15L。

2. mc=（1-a-b）mBmf=amBmk=bmB（6）式中：mc为水泥用量，mf为粉煤灰用量，mk为粒化高炉矿渣粉用量。

3. 先求减水率μ：按照式（4）计算出实际的mw值，并根据JGJ 55-2000中的方法计基准用水量mw0，减水率的公式：μ=[〔mw0-mw〕/ mw0] ·100% （7）再根据外加剂减水率与掺量关系曲线的试验结果确定外加剂掺量δ，从而确定外加剂用量ma。ma=δ·mB（8）配合比计算完成后，必须在实验室中进行试配，并根据混凝土拌和物工作性能要求对外加剂和用水量进行调整，在调整中应保持水胶比不变。当工作性能不能满足要求时，在外加剂与水泥适应性正常的前提下，改变骨料拨开系数进行调整。