混凝土是目前最重要的土木工程材料之一。混凝土具有原材料丰富、价格低廉、生产工艺简单等特点，因此其用量越来越大。同时，混凝土具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围广的特点。
这些特点使它被广泛应用，不仅在各种土木工程中，而且在造船、机械工业、海洋开发、地热工程等方面都有应用。混凝土也是一种重要材料。今天，边肖主要讲解一些混凝土配合比的知识。
混凝土的配合比:
指混凝土各组分之间的比例关系。混凝土的配合比通常用每立方米混凝土中各种材料的质量来表示，或者用所用材料的比例来表示(水泥的质量为1)。
一个
混凝土配合比设计的基本要求
1)满足混凝土设计强度等级。
2)混凝土和易性满足施工要求。
3)耐久性满足混凝土使用要求。
4)在上述条件下节约水泥，降低混凝土成本。
从表面上看，混凝土配合比的计算只是水泥、砂、碎石和水的用量。本质上是根据材料的组成，确定满足上述四个基本要求的三个参数:水灰比、单位用水量和砂率。
混凝土强度等级
根据强度，混凝土分为几个强度等级。混凝土的强度等级按立方体抗压强度的标准值fcu，k划分。
立方体抗压强度标准值是立方体抗压强度总体分布中的一个值，低于该值的强度百分比不超过5%，即保证率为95%。混凝土强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二个等级。
混凝土配合比
混凝土配合比是指混凝土各组分(水泥、水、砂、石)之间的比例关系。
有两种表现形式:
一个是1立方米混凝土中各种材料的用量，如水泥300kg，水180kg，砂690kg，石子1260kg
另一种用单位质量水泥与各种材料的比例和混凝土的水灰比来表示。比如前面的例子可以写成:C:S:G=1:2.3:4.2，W/C=0.6。
2
符号与表达
普通等级
01 C20
水:175公斤
水泥:343千克
沙子:621公斤
石头:1261公斤
混合比例为0.51: 1: 1.81: 3.68。
02 C25
水:175公斤
水泥:398千克
沙子:566kg
石头:1261公斤
混合比例为0.44: 1: 1.42: 3.17。
03 C30
水:175公斤
水泥:461千克
沙子:512公斤
石头:1252公斤
混合比例为0.38: 1: 1.11: 2.72。
混凝土强度及其标准值符号的变化
在原用标号表示混凝土强度等级的体系中，混凝土立方体抗压强度用“R”表示。
根据相关标准，建筑材料的强度统一用符号“F”表示。混凝土立方体的抗压强度为“fcu”。其中“cu”的意思是立方体。立方体抗压强度的标准值用“fcu，K”表示，其中“K”表示标准值。
举个例子，
当混凝土强度等级为C20时，fcu，k=20N/mm2(MPa)，即立方体28d抗压强度标准值为20MPa。
水工建筑物大体积混凝土一般采用90d或180d龄期，故在C符号后加龄期下角标，如C9015，C9020表示90d龄期标准抗压强度为15MPa和20MPa的水工混凝土强度等级，C18015表示180d龄期标准抗压强度为15MPa。
测量单位的改变
我国过去采用公制计量单位，混凝土强度的单位是kgf/cm。根据国务院颁布的有关法律法规，实行以国际单位制为基础的法定计量单位制。在这个单位制中，力的基本单位是N(牛顿)。
所以强度的基本单位是1 N/m，也可以写成1Pa。标签改为强度等级后，混凝土强度的计量单位采用国际单位制表示。
由于n/m (pa)太小，一般取1n/mm = 106n/m (MPa)作为混凝土强度的实测单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。
三
混凝土制备强度计算
混凝土强度应按下列公式计算:
fcu，0≥fcu，k+1.645σ
式中:σ-混凝土强度的标准差(n/mm)。σ = 5.00(牛顿/毫米)；
Fcu，0——混凝土搅拌强度(n/mm)；
Fcu，k——混凝土立方体抗压强度的标准值(n/mm)，取fcu，k = 20(n/mm)；
计算得出:fcu，0 = 20+1.645× 5.00 = 28.23 (n/mm)。
水灰比计算
混凝土的水灰比计算如下:
其中包括:
σa，σb——回归系数。由于粗骨料为碎石，根据规定从查表中取σa=0.46，σb = 0.07；
Fce——水泥28d抗压强度的实测值，取48.00(n/mm)；
计算得出w/c = 0.46×48.00/(28.23+0.46×0.07×48.00)= 0.74。
用水量的计算
每立方米混凝土用水量的测定应符合下列要求:
01测定新老混凝土的用水量:
1)当水灰比在0.40 ~ 0.80范围内时，根据施工所需的粗骨料品种、粒径和混凝土拌合物的稠度，用水量应按下列两表选取:
2)水灰比小于0.40的混凝土和特殊成型工艺的混凝土的用水量应通过试验确定。
02流动性和高流动性混凝土的用水量应按下列步骤计算:
1)以上表中90mm坍落度用水量为基础，每20mm坍落度增加5kg用水量，计算无外加剂混凝土用水量；
2)掺有外加剂的混凝土的用水量可按下式计算:
其中:MWA——掺外加剂混凝土每立方米用水量(kg)；
Mw0——无外加剂混凝土的用水量(kg)；
β ——外加剂的减水率，取β=500%。
3)外加剂的减水率应通过试验确定。
混凝土水灰比的计算值mwa=0.57×(1-500)=0.703
由于混凝土水灰比计算值为0.57，表中用水量=195kg。
水泥用量的计算
每立方米混凝土的水泥用量可按下式计算:mco=185.25/0.703=263.51kg。
粗骨料和细骨料用量的计算
合理砂率根据下表确定:
根据水灰比0.703，粗骨料类型为碎石，粗骨料粒径为20(mm)。根据上表，合理砂率βs = 34.5%；
粗骨料和细骨料用量的确定采用体积法计算，计算公式如下:
其中:MgO——每立方米混凝土的基本粗骨料用量(kg)；
c-水泥密度(千克/米)，取3100.00(千克/米)；
g--粗骨料的表观密度(kg/m)，取2700.00(kg/m；
ρs——细集料的表观密度(kg/m)，取2700.00(kg/m)；
w——水的密度(千克/米)，取1000(千克/米)；
α——混凝土中含气量的百分数，取α= 1.00；
以上两个公式合起来得到mgo=1290.38(kg)，mso=679.67(kg)。
混凝土的基准配合比为:水泥:砂:石:水= 264: 680: 1290: 185。
或者重量比:水泥:砂:石:水= 1.00: 2.58: 4.9: 0.7。
