混凝土配合比的计算题，混凝土配合比计算过程试题

混凝土配合比计算过程试题

一、试题内容

某工程混凝土设计强度等级为 C30，坍落度要求为 50～70mm，粗骨料为 5～31.5mm 的碎石，细骨料为中砂，其细度模数为 2.6～2.9，经计算，每立方米混凝土的用水量为 180kg，水灰比为 0.5，砂率为 35%，试计算每立方米混凝土中水泥、砂、石的用量。

二、试题分析

本题主要考查混凝土配合比的计算方法，在计算过程中，需要根据混凝土的设计强度等级、坍落度要求、粗骨料和细骨料的种类和规格，以及水灰比和砂率等参数，来确定每立方米混凝土中水泥、砂、石的用量。

三、计算公式

1、确定混凝土的试配强度

- $f_{cu,o}=f_{cu,k}+1.645\sigma$

- $f_{cu,o}$为混凝土的试配强度（MPa），$f_{cu,k}$为混凝土的设计强度等级（MPa），$\sigma$为混凝土的标准差（MPa）。

2、计算水灰比（W/C）

- $W/C=\frac{a}{f_{ce}}\left(f_{cu,o}-a\cdot b\right)$

- $a$、$b$为回归系数，根据经验取值，$a=0.46$，$b=0.07$；$f_{ce}$为水泥的实测强度（MPa）。

3、计算单位用水量（$m_{wo}$）

- 根据坍落度要求，参考下表确定单位用水量。

4、计算单位水泥用量（$m_{co}$）

- $m_{co}=\frac{m_{wo}}{W/C}$

5、计算砂率（$\beta_{s}$）

- $\beta_{s}=\frac{m_{go}}{m_{go}+m_{so}}\times100\%$

- $m_{go}$为单位粗骨料用量（kg），$m_{so}$为单位细骨料用量（kg）。

6、计算单位粗骨料用量（$m_{go}$）和单位细骨料用量（$m_{so}$）

- $m_{go}=\frac{1000-\rho_{c}\left(m_{wo}+m_{co}\right)}{\rho_{g}}$

- $m_{so}=\frac{1000-\rho_{c}\left(m_{wo}+m_{co}\right)}{\rho_{s}}\times\beta_{s}$

- $\rho_{c}$为水泥的密度（kg/m³），$\rho_{g}$为粗骨料的密度（kg/m³），$\rho_{s}$为细骨料的密度（kg/m³）。

四、计算过程

1、确定混凝土的试配强度

- 已知混凝土的设计强度等级为 C30，标准差$\sigma$取 5.0MPa，则：

- $f_{cu,o}=f_{cu,k}+1.645\sigma=30+1.645\times5.0=38.225$（MPa）

2、计算水灰比（W/C）

- 已知水灰比$W/C=0.5$，水泥的实测强度$f_{ce}=42.5$MPa，则：

- $W/C=\frac{a}{f_{ce}}\left(f_{cu,o}-a\cdot b\right)=\frac{0.46}{42.5}\times(38.225-0.46\times0.07)=0.5$

3、计算单位用水量（$m_{wo}$）

- 已知坍落度要求为 50～70mm，碎石最大粒径为 31.5mm，则：

- $m_{wo}=180$kg

4、计算单位水泥用量（$m_{co}$）

- $m_{co}=\frac{m_{wo}}{W/C}=\frac{180}{0.5}=360$kg

5、计算砂率（$\beta_{s}$）

- 已知砂率$\beta_{s}=35\%$

6、计算单位粗骨料用量（$m_{go}$）和单位细骨料用量（$m_{so}$）

- 已知水泥的密度$\rho_{c}=3.1$g/cm³，粗骨料的密度$\rho_{g}=2.65$g/cm³，细骨料的密度$\rho_{s}=2.6$g/cm³，则：

- $m_{go}=\frac{1000-\rho_{c}\left(m_{wo}+m_{co}\right)}{\rho_{g}}=\frac{1000-3.1\times(180+360)}{2.65}=678.87$kg

- $m_{so}=\frac{1000-\rho_{c}\left(m_{wo}+m_{co}\right)}{\rho_{s}}\times\beta_{s}=\frac{1000-3.1\times(180+360)}{2.6}\times35\%=553.46$kg

五、答案

每立方米混凝土中水泥、砂、石的用量分别为 360kg、553.46kg、678.87kg。

六、注意事项

1、在计算混凝土配合比时，应根据实际情况选择合适的原材料，并严格控制原材料的质量。

2、水灰比是混凝土配合比设计中的重要参数，应根据混凝土的强度等级、耐久性要求等因素进行合理选择。

3、砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比，应根据粗骨料的种类、规格、级配等因素进行合理选择。

4、在计算混凝土配合比时，应考虑混凝土的施工工艺和施工条件，如坍落度、凝结时间等，以确保混凝土的施工质量。

5、混凝土配合比设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素，如强度、耐久性、工作性、经济性等，应根据实际情况进行合理调整。

标签： #混凝土 #配合比 #计算题 #试题