某高层全现浇框架结构柱(不受雨雪影响，无冻害)用混凝土的设计强度等级C3O，施工要求的坍落度为35～50mm，若采用机械搅拌和机械振捣时，施工单位以往统计的混凝土强度标准差为4.8MPa，最大水灰比为0．60，所用原材料性能如下：
普通水泥：强度等级42.5(fce=47．1MPa)，ρc=3100kg／m3；
河砂：ρos=2640kg／m3，ρos´=1480kg／m3，ωs=3％，级配为区，中砂(μf=2.6)；
碎石：ρog=2680kg／m3，ρog´=1520kg／m3，ωg=1％，级配为连续粒级4．75～37．5mm，
Dmax=37．5mm；
自来水：Pw=1000kg／m3。
试设计该混凝土的配合比(以干燥状态集料为基准)，并进行施工配合比换算。
表4—7如下：塑性混凝土的用水量(JGJ55—2011)单位：kg／m3
拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)
项目指标10.020.031.540.016.020.031.540.0
10~30190170160150200185175165
坍落度35~50200180170160210195185175
(mm)55~70210190180170220105195185
75~90215195185175230215205195
表4—8如下：混凝土砂率选用表(JGJ55—2011)单位：％
水灰比(W/C)卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)
102040162040
0.4026~3225~3124~3030~3529~3427~32
0.5030~3529~3428~3333~3832~3730~37
0.6033~3832~3731~3636~4135~4033~38
0.7036~4135~4034~3939~4438~4336~41
解： (1)确定初步设计配合比 ①计算配制强度fcu,0 fcu,0=fcu,,k+1．645σ=30+1．645×4．8≈37．9(MPa) ②计算确定水灰比W／C 据强度计算对于碎石，应取aa=0．53，ab=0．20，则 C0／W0=fcu,0／(αafce)+αb=37．9／(0．53×47．1)+0.20≈1．72，W0／C0=1／1．72≈0．58 根据其使用环境与结构类型，该值小于所规定的最大值，即取计算值0.5 8。 ③确定单位用水量mw0 根据已知条件碎石Dmax=37．5mm和坍落度为35～50mm，并考虑砂为中砂，查表4—7选取混凝土的单位用水量mw0=175kg ④计算水泥用量mc0 mc0=mw0/(W／C)=175／0．58≈302(kg) ⑤选定合理砂率βs 据已知条件碎石Dmax=37．5 mm和水灰比为0．5～0．6时，查表4—8可得βs=34％。 ⑥计算砂、石用量 mc0+mw0+ms0+mg0=mcp ms0/(ms0+mg0)×100％=βs 假定混凝土体积密度为mcp=2400kg／m3，将有关数据代入上式并求解得：ms0=654kg， mg0=1269kg。 (2)施工配合比的换算 考虑砂石中的含水率后，各原材料的实际单立方用量为： ms′=654(1+3％)=654+20=674(kg) mg′=1269(1+1％)=1269+13=1282(kg) mw′=175-20-13=142(kg) 该施工配比的比例配合比为： mc′：ms′：mg′=1：2.23：4.25，W／C=0.47
