9步搞定混凝土配合比设计，ACI 211 方法详解！

该视频简要概述了使用 ACI 211 设计混凝土混合料背后的 9 个步骤。ACI 211 混合料设计展示了绝对体积法（也称为 ACI 211 混合料设计方法）背后的理论。

https://www.youtube.com/watch?v=pJe86AjpMzA&t=9s

ACI 211 方法的步骤

欢迎来到另一个充满乐趣的话题，今天我们将讨论 ACI 211 混凝土配合比设计方法。这是 1991 年版 ACI 211，美国混凝土协会有一个名为 211 的委员会，我实际上也是其中一员，他们做了许多不同的文件。他们非常出名的一份文件是 ACI 211.1 文件，即《普通、重质和大体积混凝土配合比选择标准规范》。

这个过程有九个步骤，无论你何时设计普通重量混凝土：

1. 你将选择你的坍落度。

2. 你将确定骨料的最大粒径。

3. 水和含气量。

4. 水泥用量与水用量之比。

5. 确定水泥用量。

6. 确定粗骨料用量。

7. 确定细骨料用量。

8. 调整骨料中的水分。

9. 进行基本试拌。

通常，你需要知道坍落度是多少。坍落度是用来衡量混凝土流动性的一种范围，不一定是和易性的衡量指标，但你需要它才能在这种方法中了解你需要添加多少水。

接下来你需要确定是含气混凝土还是非含气混凝土。如果你知道含气量百分比，那很好。抗压强度是另一回事，是 3000、4000 还是 5000 磅/平方英寸的混凝土？这通常在标准文件中提供，就像含气量一样。

再就是你需要所有粉末的比重，比如波特兰水泥（因为是 I 型 L 水泥）、矿渣、粉煤灰、水，你所使用的所有不同粉末，所有不同的胶凝材料的比重。然后你还需要了解很多关于骨料的信息，它占混凝土的 68%。所以他们确实要求你提供更多的信息，比如粗骨料的最大尺寸、粗骨料的干捣实单位重量、细骨料的细度模数，以及你所使用的粗细骨料的比重和吸水率。

再次强调，ACI 211 确实只关注 1950 年代、1960 年代那种配合比设计，他们只有粗骨料、细骨料，他们只关注水泥，很少谈及外加剂，除了引气剂。

坍落度的选择

所以今天我们再次只关注 ACI 211 配合比设计是什么。第一步是选择坍落度。ACI 211 确实有推荐的坍落度，这些坍落度范围在今天可能没有意义，因为很多时候你不会用三到四英寸的坍落度泵送混凝土，你可能会用五到六英寸的坍落度。我们有减水剂和高效减水剂来帮助，这样我们就不会只用水来获得和易性。

所以这个表格有点过时了。你需要知道你将要浇筑的坍落度是多少。

和易性范围：基础、楼板、平板

所以有许多不同的范围，例如滑模摊铺，你可能会在零到两英寸之间进行摊铺，一英寸、一点二五英寸的坍落度是非常常见的值，非常适合滑模摊铺。如果你要使用基础、新楼板，或者高架平板之类的，很多时候，我见过低至他们所说的基础，比如两英寸、三英寸，我也见过高达八英寸的。所以，再次强调，很多时候这是承包商的偏好和他们所使用的设备来决定这些。

泵送混凝土，如果你能避免，你真的不希望泵送低于四英寸坍落度的混凝土。再次强调，这确实取决于你在做什么，你的混凝土配合比看起来如何，但这只是一般而言，四到八英寸的坍落度对于泵送混凝土来说非常常见。

粗骨料的最大尺寸

第二步，在你弄清楚你实际想要使用的坍落度后，你需要弄清楚你的粗骨料最大尺寸是否适合你正在做的事情。所以如果你考虑使用 50/57 号石子或 67 号石子，你会想要实际检查以确保它至少是你将要使用的构件最小尺寸的五分之一，是板厚度的三分之一，然后是钢筋与模板之间四分之三英寸的间隙。最后一个实际上就是这张图片所要表达的，你不希望石子卡在钢筋和模板之间，在里面产生空隙。

所以，一旦你弄清楚你是否要使用 57 号或 67 号石子，那是什么呢？它实际上是基于 ASTM C33 的。67 号石子有名义最大尺寸为四分之三英寸，57 号石子有名义最大尺寸为一英寸，然后它们有级配，所以它们有通过这些筛子顶部的限制。它是按降序排列的，因为那是一个筛分析的全部内容。

水和含气量

第三步是水和含气量。如果你第一次看到这个表格，你可能会感到困惑，因为表格的顶部全部是非引气混凝土，底部是引气混凝土。所以你必须弄清楚我设计的混凝土配合比是用于引气混凝土还是非引气混凝土？它能否满足抗冻耐久性？它是否会有问题？

所以如果是非引气混凝土，你就使用顶部部分。比如说我们使用一英寸的粗骨料，我们知道我们想要使用四英寸的坍落度，那么水用量将是 325 磅，你也可以从这个表格中获取含气量。所以如果你有一英寸的石子，他们会给你一个估算值，你会在你的配合比设计中估算，即 1.5% 的含气量，这是你对非引气混凝土的假设，因为即使没有引气外加剂，你的配合比中也会产生一些空气。因此，再次强调，这里假设的含气量可能不完全准确，但他们只是根据他们的一些经验给你一个数字。

如果是引气混凝土，也是一样。如果你是四分之三英寸的石子，你用六英寸的坍落度泵送，水用量将是他们推荐的 325 磅。然后你需要确定你的含气量，含气量是 6.5% 吗？或者你只需要找到含气量？如果你需要找到它，并且你再次使用四分之三英寸的石子，你知道这是一个严重的工况，你可能需要 6.0% 的含气量。所以这就是你如何找到它的方法。

水胶比与混凝土抗压强度的关系表

第四步，你需要确定你的水胶比。所以这是针对非引气混凝土和引气混凝土的。你的抗压强度，我希望你知道，你不只是直接根据项目规范来确定，比如如果人行道需要 3000 磅/平方英寸，你不会直接按 3000 磅/平方英寸设计，你实际上会有一个 ACI 301 中提到的安全系数。

因此，与其达到 3000 psi，你可能会达到 3300 甚至 3800 psi。我只是随便举个数字，你需要去检查一下。如果你不明白我在说什么，你需要去检查一下，做更多的工作，这样你就不会直接根据图纸上的内容来做。所以有一个他们称之为 fcr′ 的，就是你实际设计的关键要求。

所以如果你是非引气混凝土，你的抗压设计强度需要是 4000 psi，加上安全系数。他们说你可以达到最高 0.57 的水胶比。

水泥用量

接下来的一步是讨论你的水泥用量。所以水泥的重量将等于水的重量除以水泥的重量。上一步我们发现 0.57 是我给你的例子，然后水的重量，第三步我好像是 325 磅的水，或者类似的东西。我只是在我们学习如何阅读表格时随便扔了一些数字。

所以你就是这么做的。底部是第四步，顶部是第三步（至少对于水的重量），所以这就是你实际计算出来的。水的重量除以水与水泥之比。

设计重量 (磅)

所以我们的目标是，当我们进行 ACI 211 配合比设计时，我们实际上试图填充一个箱子，所以我们试图将其全部填充到 27 立方英尺或一立方码。

所以如果我们有已知的含气量，然后有水和水泥，我们实际上可以回过头来计算。我们可以根据体积来计算它们的重量。如果是水泥，假设我们有 564 磅的水泥，我们会将其除以 3.15，还会除以 62.4，因为这是水从重量到体积的转换。当你这样做时，你实际会得到本例中的 2.87。

所以你会继续尝试填充你的箱子。接下来我们要弄清楚粗骨料是多少，然后是细骨料。我们的细骨料本质上被我们视为填料，所以这就是我们接下来要做的。

粗骨料含量

第六步：这些表格，有一个是图表，有一个是实际的表格。它们实际上做的是同一件事。所以你可能会看到它们，然后你会想这是什么鬼东西？是的，它们是同一个表格。或者说它们有相同的目的。

你可以查看提供大量数字的表格，或者你可以去图形化地追踪，以找出你的粗骨料需要多少散装体积。所以，你可以直接取，如果它是一英寸，如果它的标称最大尺寸是一英寸（英寸在顶部），这是你沙子的细度模数。你可以沿着图表追踪下来，然后你会发现，哦，我的沙子的细度模数是 2.6，我的石子是一英寸。然后你可以沿着图表追踪过去，你会发现，哦，我正好在 0.68 左右。是的，我的体积是 0.68。

或者你查阅这个表格，你也可以做同样的事情。如果你有一英寸的石子和 2.6 的细度模数，你可以去追踪它。我想在之前的例子中，我查看了，我追踪的是 0.68，他们实际得到的是 0.69，所以我可能不小心稍微偏离了一点，当我做这个的时候。

但是，是的，所以你基本上得到相同的答案，你可能只是像我一样稍微有点偏差，我的对齐没有使用直尺来做。所以，但是，你知道，本质上你得到几乎相同的数字，他们只是在表格中提供数字。所以有时你可能更喜欢只使用表格，这样你就不会像我在图表中那样搞砸，没有画出一条完全的直线。

步骤6：粗骨料含量

第六步实际上是取那个数字，那个从上一个表格中找到的数字，无论那是什么，那是混凝土中粗骨料的体积百分比。然后你要乘以粗骨料的干捣实单位重量，然后是 27，这是一个英尺和码，立方英尺和立方码之间的转换系数。所以当你做所有这些的时候，你实际上可以计算出你的粗骨料是多少。

再次，如果你想知道体积是多少，你用 1800 磅除以 2.63，再除以 62.4。62.4 再次是水泥到（哦，抱歉）从重量到体积的转换系数。

细骨料含量

好的，所以现在我们最大的一个步骤是我们需要计算出我们的细骨料是多少。你所做的就是用 27 减去其余的量。所以你可以把这些都加起来，或者你可以直接说 27 减去 10.97 减去 2.87 减去 4.01 减去 1.62，这本质上就是上面这个公式的全部内容。

然后你就可以像我之前告诉你的那样，你可以使用你的比重和水的单位重量在你的细砂体积和细砂的饱和面干（SSD）重量之间来回转换。

所以当你做完所有这些的时候，那就是你得到 7.53 的地方。所以 27 减去上面的所有这些就是 7.53。

步骤8：调整骨料水分

好的，下一步你需要调整骨料的水分。所以我们假设吸水率（再次，他们假设是 SSD）实际上就是吸水率数字的全部含义。一旦你弄清楚你的吸水率是多少（这是一种石子的特性），水分会改变。所以你可以去，你可以，如果你有在你的骨料堆上安装的水分探头，那是获取水分的一种方式。你也可以把它放进烤箱。

无论哪种方式，你都在这里确定你的水分，然后 2.19 减去 0.5 是你剩余的游离水量，所以是 1.69。所以我在说什么呢？如果你有 800 磅的石子，我应该说 1830 磅，然后你把它铲起来称重，你实际上在你的前端装载机里，你铲起来的地方，1800 磅的石子在技术上是 1800 磅的石子和 30 磅的水。

那将构成 1830 磅。所以你必须认识到，当你知道你的骨料中有水分时，它不仅仅是纯石子。所以里面有水，你确实必须从你的批次中去除一些水。

试拌调整

所以在你完成水分修正后，你需要进行试拌。它在纸上可能看起来很棒，但你需要测试它。你需要出去，在工地现场看看它，看看它的和易性如何等等。所以别忘了做这些。

这些就是 ACI 配合比设计方法的九个步骤。我在这里讲了很多东西，所以很抱歉，如果你有很多其他问题，我确实有其他更详细的视频来填补一些你可能不知道的内容。

希望你有个美好的一天。

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