混凝土配合设计要求及材料情况

导语： C40混凝土配合比设计一、 工程概况预制空心板梁、T梁设计强度等级为C40混凝土。根据梁结构尺寸及施工工艺，取碎石最大粒径31.5mm（5~31.5mm连续级配），设计坍落度取70~90mm。配合比设计依据为施工图、普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）及混凝土施工有关要求。二、 原材料情况1、 水泥 采用两种水泥进行比较选择，分别为：四川华崟山广能集团崟峰特种水泥有限公司生产“蓉峰牌”42.5R普通硅酸盐水泥；均不考虑水泥强度富裕系数。2、 细集料 采用长寿河砂，该砂符合Ⅱ区中砂级配；3、 粗集料 采用华崟山碎石厂生产碎石，按5~20mm:16~31.5mm=50:50（质量比）配为5~31.5mm连续粒径；4、 外加剂 选用两种外加剂进行比较选择，分别为：西安方鑫化工有限公司生产的UNF-FK高效减水剂，掺量取0.8%C,实测减水率20%；陕西博华工程材料有限公司生产的FDN-HA高效减水剂，掺量取0.8%C,实测减水率24%。5、 拌合及养护用水 饮用水。以上材料均检验合格。三、 配合比初步确定一〉、空白基准配合比确定1、 配制强度fcu0fcu0=fcuk+1.645σ=40+1.645*6.0=49.9MPa2、 基准水灰比W/C=(αa*fce)/( fcu0+αa*αb* fce) =(0.46*42.5)/(49.9+0.46*0.07*42.5) =0.383、 用水量及水泥用量确定根据JGJ55-2000，用水量取mw0=205 kg/m3，则mc0= mw0/(W/C)=539 kg/m3。4、 粗细集料用量确定根据集料情况及施工要求，砂率确定为38%，混凝土假定容重为2400 kg/m3，按重量法公式计算：mc0+ms0+mg0+mw0+mf0=2400ms0/(ms0+mg0)=0.38求得ms0 =629 kg/m3 mg0=1027 kg/m35、 材料用量为（kg/m3）mc0=539 ms0 =629 mg0=1027 mw0=205 6、 拌合物性能测试 试拌混凝土25L，材料用量为： mc=13.475kg ms=15.725kg mg=25.68kg(其中m5~16=m16~31.5=12.84kg) mw=5.125kg按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2002）进行混凝土拌合物性能试验，实测结果如下：坍落度:80mm表观密度：(26.40-1.95)/10.115=2415 kg/m3粘聚性：良好 保水性：良好拌合物性能满足初步设计要求，制作强度试件2组（编号P011）,同时按此配合比值作为掺外加剂的空白参数。二〉、掺外加剂的配合比设计 配制强度及基准水灰比同以上计算值。（一）、掺加西安方鑫化工有限公司生产的UNF-FK高效减水剂，掺量取0.8%C,实测减水率20%；1、用水量及水泥用量确定 根据减水率计算用水量mw1=mw0*(1-20%)=164 kg/m3,mc1= mw0/(w/c)=164/0.38=432kg/m3外加剂用量：mf1=432*0.8%=3.456kg/m3 2、粗细集料用量确定根据集料情况及施工要求，砂率确定为38%，混凝土假定容重为2400 kg/m3，按重量法公式计算(因外加剂用量为混凝土总重量的3.456/2400=0.14%，对其他材料用量计算影响甚微，故不参与以下计算，下同)：mc1+ms1+mg1+mw1+mf1=2400ms1/(ms1+mg1)=0.38得ms1 =686 kg/m3mg1 =1118 kg/m3 3、基准配合比材料用量为 mc1：ms1：mg1：mw1：mf1=432：686：1118：164：3.456=1：1.59：2.59：0.38：0.008 4、试拌与调整 按基准配合比拌制混合料25L,材料用量为：C=10.80kg,W=4.125kg,S=17.15kg,G=27.95kg（其中5~16mm与16~31.5mm碎石各13.98kg）,F=86.4g。坍落度Sl=85mm，容重=（26.80-1.95）/10.115=2455kg/m3。拌合物粘聚性、保水性良好。制作强度试件2组（试件编号P012）。试拌实际用水量为4000g，实际水灰比W/C=4000/10800=0.37，实际材料用量为mw=164kg/m3,mc=164/0.37=443kg/m3,ms=682 kg/m3,mg=1112 kg/m3 ,mf=443*0.8%=3.54kg/m3按此作为基准配合比的水灰比，以下调整在此基础上±0.04。5、强度试验 调整配合比较基准水灰比增减0.04，用水量和砂率保持不变。其余两配合比分别计算如下(计算方法既步骤同上)：2# （P014） (1) W/C=0.33 mw2=164kg/m3, mc2=164/0.33=497kg/m3， mf2=497*0.8%=3.976 kg/m3;(2) mc2+ms2+mg2+mw2 =2400ms2/(ms2+mg2)=0.42得出ms2=661 kg/m3 mg2=1077 kg/m3 配合比为：mc2：ms2：mg2：mw2：mf2==497：661：1077：164：3.976 ==1：1.33：2.17：0.33：0.0083#(P015)(1) W/C=0.41 mw3=164kg/m3, mc3=164/0.41=400kg/m3， mf3=400*0.8%=5kg/m3;(2) mc3+ms3+mg3+mw3 =2400ms3/(ms3+mg3)=0.38得出ms3=698 kg/m3 mg3=1138 kg/m3 配合比为：mc3：ms3：mg3：mw3：mf3==400：698：1138：164：5 ==1：1.74：2.84：0.41：0.0086、拌合物性能测试（见下表）编号 坍落度（mm） 表观密度ρct（kg/m3） 粘聚性 保水性 试件编号 2# 90 (26.55-1.95)/10.115=2430 良好 良好 P0143# 160 （26.65-1.95）/10.115=2440 良好 良好 P015 说明：3#（P015）拌合物实际用水量为4100-（335-145）=3910g，实际水灰比W/C=3.910/10.00=0.39水泥混凝土配合比设计计算表 合同段 垫邻高速DL03合同段 取样地点 C40砼配合比设计 制件日期 2005-05-27使用范围 预制梁 试验方法编号 JTJ55-2000 GB/T50080-2002设计标号 C40 强度均方差 6.0MPa 保证率系数 1.645 配制强度 49.9MPa原材料 水 水源 饮用水 设计坍落度 70~90mm 水泥 品种 P.O 标号 42.5R 产地 华崟 备注 崟峰牌 砂子 MX 粒径 中砂 产地 视比重 容重 大石 种类 碎石 粒径 16~31.5 产地 视比重 容重 小石 种类 碎石 粒径 5~16 产地 视比重 容重 外加剂 型号 UNF-FK高效减水剂 产地 西安 用量 0.8%C拟用比例（参 数）砂率： 38% 用水量 164 kg/cm3 水灰比：0.37 砼假设容重：2400 kg/cm3大石： 50 % 小石 50 % 减水剂：0.8%C 水泥用量=用水量/水灰比=443kg 水灰比-强度关系图 砂重=682kg 石重=砂石总重-砂重=1112kg 大石重=石重×大石%=556kg 小石重=石重×小石%=556kg 材料和量（kg）及比例 材料名称 水泥 砂 大石 小石 水 外加剂 坍落度(cm) 和易性简述 实测表观密度（kg/m3）1 #配比 1m3用量 443 682 556 556 164 3.544 比 例 试拌用量 调整用量 2 #配比 1m3用量 比 例 试拌用量 调整用量 3 #配比 1m3用量 比 例 试拌用量 调整用量 试验 校核 试验室主任 监理工程师意见