混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生産工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級範圍寬等特點。

這些特點使其使用範圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業，機械工業，海洋的開發，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。小編今天主要來講解一些混凝土配合比的知識。

混凝土配合比：

是指混凝土中各組成材料之間的比例關系。混凝土配合比通常用每立方米混凝土中各種材料的質量來表示，或以各種材料用料量的比例表示（水泥的質量為1）。

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設計混凝土配合比的基本要求

1）滿足混凝土設計的強度等級。

2）滿足施工要求的混凝土和易性。

3）滿足混凝土使用要求的耐久性。

4）滿足上述條件下做到節約水泥和降低混凝土成本。

從表面上看，混凝土配合比計算隻是水泥、砂子、石子、水這四種組成材料的用量。實質上是根據組成材料的情況，确定滿足上述四項基本要求的三大參數：水灰比、單位用水量和砂率。

混凝土的強度等級

混凝土按強度分成若幹強度等級，混凝土的強度等級是按立方體抗壓強度标準值fcu,k劃分的。

立方體抗壓強度标準值是立方抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值得百分率不超過5%，即有95%的保證率。混凝土的強度分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二個等級。

混凝土配合比

混凝土配合比是指混凝土中各組成材料（水泥、水、砂、石）之間的比例關系。

有兩種表示方法：

一種是以1立方米混凝土中各種材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；

另一種是用單位質量的水泥與各種材料用量的比值及混凝土的水灰比來表示，例如前例可寫成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。

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符号&表達

常用等級

01 C20

水：175kg

水泥：343kg

砂：621kg

石子：1261kg

配合比為：0.51：1：1.81：3.68

02 C25

水：175kg

水泥：398kg

砂：566kg

石子：1261kg

配合比為：0.44：1：1.42：3.17

03 C30

水：175kg

水泥：461kg

砂：512kg

石子：1252kg

配合比為：0.38：1：1.11：2.72

混凝土強度及其标準值符号的改變

在以标号表達混凝土強度分級的原有體系中，混凝土立方體抗壓強度用“R”來表達。

根據有關标準規定，建築材料強度統一由符号“f”表達。混凝土立方體抗壓強度為“fcu”。其中，“cu”是立方體的意思。而立方體抗壓強度标準值以“fcu,k”表達，其中“k”是标準值的意思。

例如，

混凝土強度等級為C20時，fcu,k=20N/mm2（MPa），即立方體28d抗壓強度标準值為20MPa。

水工建築物大體積混凝土普遍采用90d或180d齡期，故在C符号後加齡期下角标，如C9015，C9020指90d齡期抗壓強度标準值為15MPa、20MPa的水工混凝土強度等級，C18015則表示為180d齡期抗壓強度标準值為15MPa。

計量單位的變化

過去我國采用公制計量單位，混凝土強度的單位為kgf/cm²。現按國務院已公布的有關法令，推行以國際單位制為基礎的法定計量單位制，在該單位體系中，力的基本單位是N（牛頓）。

因此，強度的基本單位為1 N/m²，也可寫作1Pa。标号改為強度等級後，混凝土強度計量單位改以國際單位制表達。

由于N/m²（Pa），數值太小，一般以1N/mm²=106N/m²(MPa)作為混凝土強度的實際使用的計量單位，讀作“牛頓每平方毫米”或“兆帕”。

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混凝土配制強度計算

混凝土配制強度應按下式計算：

fcu，0≥fcu，k 1.645σ

其中：σ——混凝土強度标準差（N/mm²）。取σ=5.00（N/mm²）；

fcu，0——混凝土配制強度（N/mm²）；

fcu，k——混凝土立方體抗壓強度标準值（N/mm²），取fcu，k=20（N/mm²）；

經過計算得：fcu，0=20 1.645×5.00=28.23（N/mm²）。

水灰比計算

混凝土水灰比按下式計算：

其中：

σa，σb—— 回歸系數，由于粗骨料為碎石，根據規程查表取 σa=0.46，取σb＝0.07；

fce—— 水泥28d抗壓強度實測值，取48.00（N/mm²）；

經過計算得：W/C=0.46×48.00/（28.23 0.46×0.07×48.00）=0.74。

用水量計算

每立方米混凝土用水量的确定，應符合下列規定：

01 幹硬性和朔性混凝土用水量的确定：

1）水灰比在0.40～0.80範圍時，根據粗骨料的品種，粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量按下兩表選取：

2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應通過試驗确定。

02 流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟計算：

1）按上表中坍落度90mm的用水量為基礎，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計算出未摻外加劑時的混凝土的用水量；

2）摻外加劑時的混凝土用水量可按下式計算：

其中：mwa——摻外加劑混凝土每立方米混凝土用水量（kg）；

mw0——未摻外加劑時的混凝土的用水量（kg）；

β——外加劑的減水率，取β=500%。

3） 外加劑的減水率應經試驗确定。

混凝土水灰比計算值mwa=0.57×(1-500)=0.703

由于混凝土水灰比計算值=0.57,所以用水量取表中值 =195kg。

水泥用量計算

每立方米混凝土的水泥用量可按下式計算經過計算，得mco=185.25/0.703=263.51kg。

粗骨料和細骨料用量的計算

合理砂率按下表的确定：

根據水灰比為0.703，粗骨料類型為：碎石，粗骨料粒徑：20（mm），查上表，取合理砂率βs=34.5%；

粗骨料和細骨料用量的确定，采用體積法計算，計算公式如下：

其中：mgo——每立方米混凝土的基準粗骨料用量（kg）；

ρc——水泥密度（kg/m³），取3100.00（kg/m³）；

ρg——粗骨料的表觀密度（kg/m³），取2700.00（kg/m³；

ρs——細骨料的表觀密度（kg/m³），取2700.00（kg/m³）；

ρw——水密度（kg/m³），取1000（kg/m³）；

α——混凝土的含氣量百分數，取α=1.00；

以上兩式聯立，解得 mgo=1290.38（kg），mso=679.67（kg）。

混凝土的基準配合比為： 水泥：砂：石子：水=264：680：1290：185

或重量比為： 水泥：砂：石子：水=1.00：2.58：4.9：0.7。

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