水泥混凝土配合比设计例题
1. 组成材料
普通硅酸盐水泥32.5级，实测28d抗压强度为36.8 MPa，密度 ρc=3100kg/m3；中砂：表观密度ρs=2630kg/m3，施工现场砂含水率为2%；碎石：4.57-31.5mm表观密度ρg=2700kg/m3，施工现场碎石含水 率为1%，拌合用水为自来水。 2. 设计要求
某桥梁工程桥台用钢筋混凝土（受冰雪影响），混凝土设计强度等级C30，要求强度保证系数为95%，强度标准差计算值为3.0 MPa。混凝土有机械拌和和振捣，施工要求求坍落度35-50mm。试确定该混凝土的设计配合比及施工配合比。 3. 设计计算
步骤1：初步配合比的计算 （1）计算配制强度（fcu0）
，
根据设计要求混凝土强度等级fcuk =30 MPa，强度标准差б=3.0 MPa，
，
代入公式计算该混凝土的配制强度fcu
，0
：
f
cu，0
= fcuk +1.645×б=34.9 MPa
，
（2）计算水灰比（w/c）
由资料得水泥实测抗压强度fce=36.8 MPa,混凝土配制强度
f
cu
=34.9 MPa，粗集料为碎石，查表得а=0.46、аb=0.07，计算混
凝土水灰比
w/c=0.46×f/( f
ce
cu，0
+0.46×0.07×fce )=0.47
混凝土所处环境为冰雪影响地区，查表得知最大水灰比为 0.50，按照强度计算的水灰比结果符合耐久性要求，故取计算水灰比
w/c=0.47
（3）确定单位用水量（mwo）
根据题意要求混凝土拌和物坍落度为35-50mm，碎石最大粒
径为31.5mm，选取混凝土的单位用水量为mwo=175kg/m3 （4）计算单位水泥用量（mco） 根据单位用水量及计算水灰比泥用水量；
mco=mco/w/c=372 kg/m3
符合耐久性要求的最小水泥用量为300 kg/m3，所以取按强 度计算单位水泥用量mco=372 kg/m3 （5）确定砂率（βs）
由碎石的最大粒径40mm，水灰比0.47，在查表选取混凝
土砂率βs=34%
（6）计算粗集料用量（mgo）、细集料用量（mso）
按照体积法，将粗集料用量（mgo）、细集料用量（mso）
砂率βs=34%
代入公式，非引气混凝土，取а=1.
w/c，代入公式计算单位水
mso/2650+ mgo/2700=1-372/3100-175/1000-0.01×1
联立方程求解得：砂用量为596 kg/m3，碎石用量为1268 MPa按体积计算所得混凝土初步配合比为
mco ：mwo ：mso ：mgo=372：175：596：1268
mso/（mso+ mgo）=0.32
按质量法，假定混凝土的表观密度ρg=2700kg/m3，将粗集料用量（mgo）、细集料用量（mso）砂率βs=34%代入方程组得：
mso+ mgo=2400-372-175 mso/（mso+ mgo）=0.32
求得：砂用量为593 kg/m3 ，碎石用量为kg/m3。 按密度法确定的混凝土初步配合比为
mco ：mwo ：mso ：mgo=372：175：593：1260
结果与体积法相近。 步骤2：基准配合比设计
按初步配合比试拌0.025 m3混凝土拌合物，各种材料用量（以
体积法计算为准）
水泥=0.025×372=9.3kg 水=0.025×175=4.38kg 砂=0.025×596=14.9kg
石=0.025×1268=31.7kg
将混凝土拌和物搅拌均匀后，进行坍落度为25mm，低于设
计坍落度35-50mm的要求。为此增加水泥浆用量3%，即；
水泥用量增加至9.3kg×（1+3%）=9.58kg 水用量增加至4.38×（1+3%）=4.50kg
砂、石用量保持不变，在经搅拌后重新测得坍落度为400mm，
粘性、保水性均良好，完成混凝土工作检验。
换算为基准配合比：
mco ：mwo ：mso ：mgo=383：180：596：1268
步骤3：实验室配合比的确定 （1） 强度检验
以计算水灰比0.47为基础，采用水灰比分别为0.42、0.47、和0.52，基准用水量180 kg/m3不变，砂、碎石用量亦不变，拌制三组混凝土拌合物并成型试件，水灰比为0.42和0.52的俩个配合比也经过坍落度试验调整，均满足要求。与三个水灰比相应的28d抗压强度实测结果分别为45.1 MPa、37.8 MPa 、30.1 MPa。根据作图得强度
为34.8 MPa对应的灰水比为2.05，即水灰比为0.49。 （2）实验室配合比的确定
按强度试验结果修正混凝土配合比，各种材料用量为： 单位用水量仍为基准配合比用水量180kg/m3； 单位水泥用量为180/0.49=367175kg/m3
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