C30混凝土配合比设计方案书

目 录

一、设计依据

二、初步配合比的计算

三、基准配合比的确定

四、实验室配合比的确定

五、混凝土拌合方法步骤

六、坍落度实验步骤

七、混凝土表观密度的测定实验

八、混凝土立方体抗压强度试验

一、设计依据

设计要求：某工程现浇钢筋混凝土梁（不受雨雪影响），混凝土设计强度等级为C30，施工要求坍落度为35-50mm，施工单位的强度标准差为5.0MPa，参赛作品统一为150mm×150mm×150mm 的三个立方体试块，施工单位无历史统计资料。

所用原材料为：

水泥：42.5级普通水泥，实测28d抗压强度fce＝48.0MPa，密度?c＝3.10gcm3； 砂子：中砂，密度?s＝2.60gcm3；

石子：碎石，密度?g＝2.70gcm3，最大粒径Dm＝40mm； 水：自来水。 二、初步配合比的计算 1. 确定混凝土强度 2. 确定初步水灰比 3. 确定单位用水量 4. 计算单位水泥用量 5. 砂率的选定

6. 计算单位粗、细集料用量

通过以上六个步骤计算，可将水泥粗集料、细基料的用量全部求出，得到初步配合比。最后确定初步配合比为：C0： S0 ：G0 ，W0/C0

㈠确定混凝土试配强度fcu.0

fcu.0=fcu.k+t?=(30+1.645×5)MPa=38.23MPa

式中：fcu.0——混凝土配置强度（MPa）； fcu.k——混凝土立方体抗压强度标准；

?——由施工单位质量管理水平确定的混凝土强度标准（MPa）； t——强度保证率系数，当强度保证率为95%时，取值为1.645。

㈡确定初步水灰比W/C

根据保罗米公式，按下列计算水灰比：

fcu.0?Afce(CW?B)

回归系数A、B选用

集料类别 回归系数 A 0.46 0.48 碎石 卵石 集料类别 回归系数 B 0.07 0.33 碎石 卵石 粗骨料为碎石 故取：A=0.46 ; B=0.07; 而fce?48.0MPa WC?Afce(fcu.0?ABfce)?0.46?48(38.23?0.46?0.07?48)?0.56 式中：fcu.0——水泥混凝土配置强度（MPa）； A、B——回归系数； fce——水泥的实际强度。 查表5.17，

混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 表5.17 环境条件 结构物类别 素混凝土 ①干燥环境 正常的居住或办公用房屋内部件 ②潮有冻高温的室内部件、室外湿环

最大水灰比 钢筋混凝土 不作规定 0.70 0.55 0.60 0.55 0.60 0.55 0.65 0.60 预应力混凝土 最小水泥用量/Kg 素混凝土 200 225 250 钢筋混凝土 260 280 280 预应力混凝土 300 300 300 害 害 部件在非侵蚀性土或水中的部件 经受冻害的室外部件 在非侵蚀性土或水中且经受冻害的部件；高湿度且经受冻害的室境 有冻

内部件 ③有冻害、除经受冻害、除冰剂作用冰剂和潮湿环境 的室内和室外部件 0.50 0.50 0.50 300 300 300 根据耐久性要求，最大水灰比为0.65，取WC=0.56

㈢确定单位用水量W0,查表5.15

混凝土用水量选用表（Kgm） 表5.15

3所需坍落度/mm 10～30 35～50 55～70 75～90 卵石最大粒径/mm 10 190 200 210 215 20 170 180 190 195 40 160 170 180 185 16 200 210 220 230 碎石最大粒径/mm 20 185 195 205 215 40 165 175 185 185 因为施工要求坍落度为35～50mm，且碎石最大粒径为40mm，故取W0=175Kgm3

㈣计算水泥用量C0?W0CW?1750.56?312.50Kg

查表5.17，最小水泥用量为260㎏，故取C0=312.50㎏ ㈤确定含砂率SP

查表5.16

混凝土砂率选用表 表5.16 水灰比（W/C） 0.40 0.50 0.60 0.70 26～32 30～35 33～38 36～41 25～31 29～34 32～37 35～40 24～30 28～33 31～36 34～39 30～35 33～38 36～41 39～44 29～34 32～37 35～40 38～43 27～32 30～35 33～38 36～41 卵石最大粒径/mm 10 20 40 16 碎石最大粒径/mm 20 40 考虑到集料的表面积的合理性，故取砂率?S=32.5%

㈥计算砂、石用量

用绝对体积法：

G0?g?S0?S?1000?C0?c?10??W0 ?S= S0(S0?G0)

G0、W0——每立方米混凝土中水泥、C0、S0、式中：细集料、粗集料和水的用量（Kg）；

?S——混凝土的砂率（%）； ?c——水泥密度（Kgm3）；

?g，?s——粗、细集料的表观密度（Kgm3）；

?——混凝土的含气量百分数（%），在不使用引气型外加剂时，取值为1。

代入数据得：

G02.70?S02.60?1000?312.503.10?10?1?175 S0(S0?G0)?32.5%

.55Kg 得S0?618.97Kg G0?1285 因为1m3混凝土材料用量为：C0=312.50Kg；W0=175Kg；S0=618.97Kg；

G0=1285.55Kg

C0：S0：G0=312.50:618.97:1285.55 W0/C0=0.56

S0：G0=1:1.98:4.11 W0/C0=0.56 若以水泥质量为1，则初步配合比：C0：

三、基准配合比的确定

根据骨料的最大粒径，配制15L混凝土拌合物，按绝对体积法的配比计算材料用量：

水泥： Cb0?C0?151000?312.50?151000?4.69Kg 水： Wb0?W0?151000?175?151000?2.36Kg 砂子： Sb0?S0?151000?618.97?151000?9.28Kg 石子： Gb0?G0?151000?1285.55?151000?19.28Kg

将上述材料手工拌合均匀、调整，观察拌合物的黏聚性和保水性，测定坍落度值大小，计算出混凝土基准配合比。

假若测得的坍落度值不符合设计要求时，调整方法：

1、当测得拌合物的坍落度小于（35～50mm）施工要求，可保持水灰比不变，掺入5%或者10%的水和水泥进行调整；

2、当坍落度过大时（＞50mm），可保持砂率不变，增加5%或者10砂和石子;

3、若粘聚性或保水性不好，则需增加砂子，适当提高砂率，尽快搅拌均匀，重做坍落度测定直到和易性符合要求为止。

最后确定基准配合比为：C1 : S1 : G1 ，W1/ C1 坍落度测定记录如表:

混凝土拌合物和易性测定与调整表

试件组别 顺序 材料用量（㎏） 粘聚性 （mm） 调整前 第一次调整后 第二次调整后 C1 S1 G1 W1 坍落度W/C 保水性 是否符合要求 日期 测定结果 四、实验室配合比的确定

①在水灰比为W1/ C1的基础上，选用W1/ C1，W1/ C1+0.05，W1/ C1－0.05三个水灰比。分别拌制1个试件，其中对水灰比为W1/ C1+0.05和W1/ C1－0.05的用水量应与基准配合比用水量相同，砂率可分别减少0.01和增加0.01

②在制作每一个试件时，应检测混凝土拌合物的坍落度，黏聚性，保水性及拌合物表观密度

③在14d时测定试件抗压强度，并将14d抗压强度换算成28d抗压强度 ④根据抗压强度与灰水比关系，绘制抗压强度与灰水比关系曲线 ⑤根据测定结果确定混凝土所需的抗压强度

⑥根据实验结果和计算结果得最终实验设计配合：C : S : G ，W/ C

公式如下：

C?C1(C1?S1?G1?W1)

其试验结果如下：

编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ

五、混凝土拌合方法步骤 ㈠清点实验仪器设备。

㈡称量:根据计算书按试拌用量称取各材料。

水泥： Cb0?C0?151000?312.50?151000?4.69Kg 水： Wb0?W0?151000?175?151000?2.36Kg 砂子： Sb0?S0?151000?618.97?151000?9.28Kg

石子： Gb0?G0?151000?1285.55?151000?19.28Kg

㈢将拌板、拌铲、坍落度筒、捣棒等用湿布湿润，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，用铲自板一端翻拌至另一端，来回重复，直至充分混合，颜色均匀，再加上石子，翻拌至混和均匀为止。

㈣将干混物堆成堆，在中间形成一凹槽，将与称量好的水倒约一半在凹槽中（勿使水流出），然后仔细翻拌，铲切，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌，铲切，每翻拌一次，用铲在拌合物上铲切一次，直到拌合物均匀为止。拌和时间从加水时算起，搅拌时间为4—5分钟。 六、坍落度实验步骤

1.准备好试验器具：坍落筒、捣棒、小铲、木尺、小钢尺、镘刀和钢平板等。 2.试验钱将坍落筒内外洗干净，放在经水湿润过的平板上（平板吸水应垫以塑料布），踏实踏板。

3.将拌好的水泥混凝土样品分三层装入筒内，每层装入高度稍大于筒高的1∕3，用捣棒每一层的横截面上均与插捣25次，插捣在全部面积上进行，沿螺旋线边缘至中心，插捣底层时插至底部，插捣其他两层时，应插透本层并插入下层20～30 mm，插捣须垂直

W/C 0.60 0.65 0.70 fcu.0/MPa

插下（边缘除外）不得冲击。插顶层时装入的混凝土应高出坍落筒，随插捣过程随时添加拌合物，插捣完毕，将捣棒用锯和滚清除多余的混凝土，用镘刀抹平筒口，刮净筒底周围的拌合物而后立即垂直提起坍落筒，提筒在5～10秒内完成，并使混凝土不受横向及担力作用，从开始装桶到提桶要在150s内完成。

4.将坍落筒放在椎体混凝土试件一旁，筒顶平放木尺，用小钢尺量出木尺底面至试件顶面最高点距离，即为该混凝土拌合物坍落度，精确值1㎜。

5.黏聚性判定：用捣棒在已坍落的混凝土锥体一侧轻打，如锥体在轻打后渐渐下沉，表示黏聚性良好；如锥体突然倒坍，、部分崩裂或发生石子离析现象，表示黏聚性不好。 6.保水性判定

指水分从拌合物中析出情况，有较多析出为“多量”，有少量水从底部析出为“少量”，无水析出为“无” 黏 聚 性 保水性 析出水量 坍落度 范围（R） 7.不良情况解决方案

① 若坍落度过大，流动性就过大，可在砂率不变条件下，适当增加砂石的用量; ② 若坍落度过小，在保持水灰比不变的情况下，适当增加水和水泥；3.若黏聚性和保水性不良时，实质上是混凝土拌合物中砂浆不足或砂浆过多，可适当增加砂率或降低砂率，各种材料在用量上调整应根据实际控制在（1％―5％）之间的增减量

8.经调整和易性满足要求的配合比，即为可供混凝土强度试验用的基准配合比：C1 : S1 :

R<30㎜ 流动性较小 30≤R≤50㎜ 流动性较好 R>50㎜ 流动性过大 良好 多量 不好 少量 无 G1 ，W1/ C1

七、混凝土表观密度的测定实验

1、主要仪器设备

①台秤 称量100kg,感量50kg。

②振动台 频率（50±3）Hz，空载振幅（0.5±0.1）mm。

③捣棒 Φ16*600 mm ④小铲、抹刀、金属直尺等。 2.试件制备

从满足混凝土和易性要求的拌合物中取样，及时连续试验。 3.测定步骤

①用湿布将容器内外擦净，称其质量m1(kg)。

②坍落度值超过70 mm的拌合物，分三层装入容量筒，用捣棒人工捣实，每层插捣25次，并在筒外壁拍打10~15次，坍落度值在70 mm以内的拌合物，可一次性装入容量筒，并稍高于筒口，再移至振动台上振实至拌合物表面出现水泥浆为止。

③用金属直尺沿筒口将捣实后多余的拌合物刮去，仔细擦净筒外壁，再称出容量筒和筒内拌合物的总质量m2（kg）。 4．测定结果

混凝土拌合物的实测表观密度按下式计算（精确至10kg/?），即

??(m2?m1)?1000V?

式中：V—容量筒的体积，L。

注：混凝土拌合物的表观密度（湿）一般允许利用制备混凝土抗压试件时，称量试模及称量试模连同拌合物的总质量，（精确至0.1kg）的方法来测定。以一组3个试件表观密度的平均值作为拌合物的表观密度。

数据记录如表:

混凝土表观密度记录表

容量筒容积容量筒质量m1/㎏ 容量筒及砼拌合物/L 总质量m2/㎏ 砼拌合物表观密度（㎏/m3） 八、混凝土立方体抗压强度试验 1.试验目的

测定混凝土立方体抗压强度，作为确定混凝土强度等级和调整配合比的依据。

2.主要仪器设备

①压力试验机或万能试验机 其测量精度为±1%，试验时由试件最大荷载选择压力机量程，使试验破坏时额荷载位于全程的20%～80%。

②钢垫板 平面尺寸不小于试件的承压面积，厚度应不小于25 mm，承压面的平面度公差为0.04 mm，表面硬度不小于55HRC，硬化层厚度为5 mm。

③试模 由铸铁和钢制成的立方体，试件尺寸根据混凝土骨料最大粒径选用，本试验采用150 mm *150 mm *150 mm

④标准养护室 温度（20±2）℃、相对湿度大于95%。 ⑤振动台频率（50±3）Hz，空载振幅（0.5±0.1）mm。 ⑥捣棒、小铁铲、抹刀、金属直尺等。 3.试件制备

①取三个同一规格的试模，将试模拧紧螺栓交清刷干净，内壁涂一薄层矿物油，编号待用。

②试模内装的混凝土应是同一次拌合的拌合物。坍落度小于或等于70 mm的混凝土，试件成型宜采用捣棒人工捣实。

注：振动台成型试件。将拌合物一次装入试模并稍高出模口，用镘刀沿试模内壁略加插捣后，移至振动台上，开动振动台，振动至表面呈现水泥浆为止，刮去多余拌合物并用镘刀沿模口抹平。 4.试件养护

①成型后的试件应覆盖，防止水分蒸发，并在室温（20±5）℃环境中静置1～2昼夜（不得超过两昼夜），拆模编号。

②拆模后试件立即放在标准养护室内养护。试件在养护室内置于架上，试件间距离应保持10～20 mm，并避免用水直接冲刷。当缺乏标准养护室时，混凝土试件允许在温度为（20±2）℃不流动的水溶液中养护，水的PH值不应小于7。

③同条件养护的混凝土试样，拆模时间应与实际构件相同，拆模后也应放在该构件附近与构件同条件养护。 5.测试步骤

试件从养护地点取出来以后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著变

化。

① 将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观。试件承压面的不平度应为每100mm长不超过0.05mm，承压面与相邻面不垂直度不超过±0.05°。

② 将试件安放在试验机的下压板上，试件的承面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准。

③ 开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。 ④ 加压时，应连续而均匀地加荷，加压速度为： 预计混凝土强度等级低于C30时，取0.3～0.5MPa／s；

预计混凝土强度等级不高于C30且小于C60时，取0.5～0.8 MPa／s； 预计混凝土强度等级不高于C60时，取0.8～1.0 MPa／s。

当试件接近破坏而开始迅速变性时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。 ⑤ 测定结果

试件的抗压强度Fcu按下式计算（精确至0.1MPa），即 Fcu=P/A

式中：P—破坏荷载，N

A__试件承载面积，mm2。

参考资料:

1、《土木工程材料》主编：彭小芹

2、《普通混凝土配合比设计规程》（JG55-2000）

3、《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002） 4、《土木工程材料实验与题解》（重庆大学出版社）

化。

① 将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观。试件承压面的不平度应为每100mm长不超过0.05mm，承压面与相邻面不垂直度不超过±0.05°。

② 将试件安放在试验机的下压板上，试件的承面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准。

③ 开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。 ④ 加压时，应连续而均匀地加荷，加压速度为： 预计混凝土强度等级低于C30时，取0.3～0.5MPa／s；

预计混凝土强度等级不高于C30且小于C60时，取0.5～0.8 MPa／s； 预计混凝土强度等级不高于C60时，取0.8～1.0 MPa／s。

当试件接近破坏而开始迅速变性时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。 ⑤ 测定结果

试件的抗压强度Fcu按下式计算（精确至0.1MPa），即 Fcu=P/A

式中：P—破坏荷载，N

A__试件承载面积，mm2。

参考资料:

1、《土木工程材料》主编：彭小芹

2、《普通混凝土配合比设计规程》（JG55-2000）

3、《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002） 4、《土木工程材料实验与题解》（重庆大学出版社）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4hfd.html