混凝土配合比设计书.docx

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混凝土配合比设计书

名称

混凝土配合比

编号

HPB-2013-001

混凝土配合比设计书

单位名称：

xx局xx铁路客运专线xxx标

混凝土强度及类型：

C30水下高性能混凝土

设计单位：

2013年4月20日

封面…………………………………………………………………………1

目录…………………………………………………………………………2

1.设计说明…………………………………………………………………3

2.设计依据…………………………………………………………………3

3.设计要求…………………………………………………………………3

4.原材料说明………………………………………………………………4

5.混凝土配合比配制强度的确定…………………………………………4

6.混凝土配合比设计中的基本参数确定…………………………………5

7.混凝土配合比的计算……………………………………………………6

8.计算配合比混凝土每立方米的材料用量表……………………………7

9.混凝土配合比的试配得基准配合比……………………………………7

10.混凝土配合比强度检验…………………………………………………8

11.配合比的调整与确定……………………………………………………11

12.现场修正…………………………………………………………………13

13.试验室配合比设计参考资料（附件）…………………………………13

附件1水泥试验记录………………………………………………………

附件2水泥检验报告………………………………………………………

附件3砂试验记录…………………………………………………………

附件4砂检验报告…………………………………………………………

附件5碎石试验记录………………………………………………………

附件6碎石试验报告（5～31.5mm）………………………………………

附件7粉煤灰试验记录…………………………………………………

附件8粉煤灰检验报告……………………………………………………

附件9外加剂试验记录…………………………………………………

附件10外加剂检验报告……………………………………………………

附件11混凝土试拌试验记录……………………………………………

附件12混凝土配合比试验报告…………………………………………

1.设计说明①

1.1你单位混凝土生产涉及C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50九个强度等级。

采用佛山市诚力建筑机械有限公司生产的HZS120型双机组混凝土搅拌机生产，理论生产率≥120m³/h×2，使用骨料最大粒径31.5mm。

采用三一重工生产的SY5419THB50E型混凝土输送泵，最大理论混凝土输送量120m3/h~170m3/h，混凝土输送压力8.3Mpa~12Mpa，允许最大骨料粒径碎石40mm，混凝土输送内径φ125mm。

1.2通过C30泵送混凝土配合比设计

1.2.1检测水泥、砂、碎石、粉煤灰、聚羧酸高性能减水剂等原材料各项技术指标，确定合格料源；

1.2.2检验试配强度，确定试验室配合比，为进一步的配合比使用提供可靠理论依据。

2.设计依据②

2.1《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011；

2.2《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002；

2.3《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2011；

2.4《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002；

2.5《混凝土质量控制标准》GB50164-2011；

2.6《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990；

2.7《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-1986；

2.8《混凝土用水标准》JGJ63-2006；

2.9《通用硅酸盐水泥》GB175-2007；

2.10《建设用卵石、碎石》GB14685-2011；

2.11《建设用砂》GB14684-2011；

2.12《混凝土外加剂》GB8076-2008；

2.13《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB／T1596-2005；

2.14《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T223-2007；

2.15《普通混凝土用砂、石质量检验方法标准》JGJ52-2006；

2.16《普通混凝土长期性和耐久性试验方法标准》GB/T50082-2009；

2.17《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-2011；

2.18《预拌混凝土》GB/T14902-2003。

3.设计要求③

3.1配制混凝土拌合物坍落度为（160～210）mm，强度等级C30的泵送混凝土；

3.2泵送混凝土应选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥；

3.3粗骨料宜采用连续级配，其针、片状颗粒含量≤10%，粗骨料的最大粒径与输送管径之比符合≤1:

3.0的规定，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，碎石（沉积岩）压碎指标≤16%，表观密度不小于2600kg/m3。

最大公称粒径不得大于构件截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋最小净间距的3/4。

3.4泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不宜少于15%，符合

Ⅱ类技术要求，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%，表观密度不小于2500kg/m3，松散堆积密度不小于1400kg/m3，孔隙率不大于44%；

3.5泵送混凝土掺用聚羧酸高性能减水剂，减水率不小于25％，含气量不大于6.0%，抗压强度比7d不小于150％、28d不小于140％；

3.6泵送混凝土宜掺用粉煤灰，符合Ⅰ级，细度不大于12%，需水量比不大于95%，烧失量不大于5.0%，含水量不大于1.0%；

3.8泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60；

3.9泵送混凝凝土的最小胶凝材料用量不宜小于300kg/m3；

3.10泵送混凝土的砂率宜为35%～45%；

3.11混凝土最小含气量不宜大于5.0%。

①阐述本配合比设计的起因及目的。

②阐述技术支持文件。

③阐述了详细的技术要求及要点。

4.原材料说明④

4.1水泥：

采用强度等级42.5级的普通硅酸盐水泥（试验报告见附件）

4.1.1试验编号：

4.1.2厂名：

4.1.3牌号：

4.1.4出厂编号：

4.1.5品种：

P.O

4.1.6强度等级：

42.5

4.1.7水泥28d抗压强度实测值ƒce=Mpa

4.2细集料：

采用河洗砂（试验报告见附件）

4.2.1试验编号：

4.2.2产地：

4.2.3品种：

4.2.4规格：

4.3粗集料：

采用通过二种规格的碎石子组合成5～31.5mm的连续级配（试验报告见附件）

4.3.1试验编号：

4.3.2产地：

4.3.3品种：

4.3.4规格：

5～10mm（占总量20%）10～31.5mm（占总量80%）试验编号：

4.4粉煤灰：

（试验报告见附件）

4.4.1试验编号：

4.4.2产地：

4.4.3品种：

F类粉煤灰（由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰）；C类是由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%，需要检测安定性。

4.4.4规格：

I级

4.5外加剂：

（试验报告见附件）

4.5.1试验编号：

4.5.2产地：

4.5.3品种：

4.5.4规格：

4.6拌合水：

采用生活饮用水

④阐述本配合比所使用的材料质量状况，有溯源。

5.混凝土配合比配制强度的确定

5.1计算参数的确定

5.1.1混凝土强度标准差（σ）选取5.0Mpa（JGJ55-2011）；

5.1.2混凝土立方体抗压强度标准值ƒcu，k=30Mpa；

5.1.3混凝土配制强度按ƒcu，o≥ƒcu，k+1.645σ（Mpa）计算。

5.2混凝土配制强度计算：

ƒcu，o≥ƒcu，k+1.645σ

=30+1.645×5.0

=38.2Mpa

5.3混凝土配制强度计算结果的确定

本次强度等级C30的泵送混凝土配合比配制强度ƒcu，o=38.2Mpa。

6.混凝土配合比设计中的基本参数确定

6.1混凝土水灰比的确定（W/B）：

6.1.1计算参数的确定

a、回归系数（αa）选用0.53，（αb）选用0.02，ƒce，g选用1.15；

b、水泥28d胶砂抗压强度实测值ƒce=γc·ƒce，g=42.5×1.15=48.9Mpa；

c、（ƒb）胶凝材料28d胶砂抗压强度实测值ƒb=γf·ƒce=0.75×48.9=36.7Mpa；

d、混凝土配制强度ƒcu，o=38.2Mpa；

e、水胶比按W/B=αa·ƒb/ƒcu，o+αa·αb·ƒb计算。

6.1.2混凝土水胶比计算：

W/B=αa·ƒb/ƒcu，o+αa·αb·ƒb

=（0.53×36.7）/（38.2+0.53×0.02×36.7）

=0.50

6.1.3水胶比计算结果的确定：

根据混凝土所处的环境为无冻害，混凝土的最大水胶比为0.60。

按照混凝土配制强度、水泥28d抗压强度实测值、回归系数计算的水胶比（W/B）结果为0.50，水胶比0.50小于最大水胶比0.60，符合耐久性要求，故取计算水胶比W/B=0.50。

6.2每立方米混凝土用水量的确定（mwo）：

6.2.1根据混凝土拌合物设计坍落度160～210mm（P34混凝土拌合物的坍落度等级划分S4级），碎石最大粒径为31.5mm，选取混凝土的单位用水量为mwo=230kg/m3；

6.2.2掺外加剂时的混凝土用水量（mwa）计算

a．用水量按mwa=mwo（1-β）计算；

b．外加剂的减水率β=28.2%；

c．用水量（mwa）计算：

mwa=mwo（1-β）

=230（1-0.282）

=165（kg/m3）

d．计算结果的确定：

选取每立方米混凝土的用水量mwa=165kg/m3

6.3选取砂率（βs）：

根据泵送混凝土坍落度160～210mm，碎石最大粒径为31.5mm，水胶比0.50，砂率选βs=41%。

6.4外加剂的掺量确定：

根据出厂资料与试验选择掺量占水泥和粉煤灰掺合料的总量βa=1.0%。

6.5粉煤灰的掺量：

6.5.1粉煤灰取代率βc=30%。

6.6质量法计算每立方米混凝土拌合物的假定质量（mcp）取2390kg/m3。

7.混凝土配合比的计算⑤

7.1计算每立方米混凝土的胶凝材料用量（mbo）、水泥用量（mca）、粉煤灰用量（mf0）：

7.1.1计算式mbo=mwa/W/B

=165/0.50=330kg/m3

7.1.2计算粉煤灰用量（mf0）：

mfo=mboβc

=330×30%=99kg/m3

7.1.3按取代水泥率（βc）算出每立方米混凝土的水泥用量（mca）：

mca=mbo×（1-βc）

=330×（1-30%）=231kg/m3

7.1.4每立方米混凝土的水泥用量的确定：

根据泵送混凝凝土胶凝材料总量不宜小于300kg/m3，计算胶凝材料用量为330kg/m3＞300kg/m3，符合规定要求。

7.2粗骨料（mgo）和细骨料（mso）用量的确定：

7.2.1计算公式：

a.mca+mfo+mgo+mso+mwa=mcp

b.βs=[mgo/（mgo+mso）]×100%

7.2.2粗骨料和细骨料用量计算：

mca+mfo+mgo+mso+mwa=mcp

mgo+mso=1895kg/m3

7.2.3细骨料用量（mgo）计算：

βs=[mgo/（mgo+mso）]×100%

40=[mgo/1895]×100%

mso=758kg/m3

7.2.4计算粗骨料（mgo）用量：

mgo=1895-758=1137kg/m3

7.2.5细骨料用量mso=758kg/m3，粗骨料mgo=1137kg/m3；

7.3计算外加剂（mao）用量：

mao=mbo·βa

=3.2kg/m3

根据以上数据得出每立方米混凝土材料用量分别为：

水泥231kg/m3、粉煤灰99kg/m3、砂758kg/m3、碎石1137kg/m3、外加剂3.2kg/m3、水165kg/m3。

⑤计算每立方米混凝土水泥、砂、碎石、粉煤灰、外加剂的用量。

8.计算配合比混凝土每立方米的材料用量（表8.1）

（表8.1）计算配合比混凝土每立方米的材料用量表

材料

名称

水泥

（mco）

粉煤灰（mfo）

砂子

（mso）

石子

（mgo）

外加剂（mao）

水

（mwo）

重量（kg/m3）

231

99

758

1137

3.3

165

比例

1

0.429

3.281

4.922

0.014

0.714

9.混凝土配合比的试配得基准配合比

9.1试拌方法及要求

9.1.1实验室的温度控制在20±5℃，所用材料的温度应与试验室温度保持一致；

9.1.2材料用量应以质量计；

称量精度：

骨料为±1%；水、水泥、掺合料、外加剂均为±0.5%；

9.1.3拌制的混凝土应在拌制后，一般不宜超过15min内成型；

9.2按计算配合比试拌0.030m3混凝土拌合物，各种材料用量计算：

9.2.1水泥=0.030×231=6.93kg

9.2.2粉煤灰=0.030×99=2.97kg

9.2.3砂子=0.030×758=22.74kg

9.2.4石子=0.030×1137=34.11kg

其中：

5～10mm石子占总量20%=34.11×0.2=6.82kg

10～31.5mm石子占总量80%=34.11×0.8=27.29kg

9.2.5外加剂=0.030×3.3=0.099kg

9.2.6水=0.030×165=4.95kg

9.3试拌混凝土拌合物各种材料用量（表9.1）（试验记录见附件）

（表9.1）试拌30L混凝土拌合物各种材料用量表

材料

名称

水泥（kg）

粉煤灰（kg）

砂子（kg）

石子（kg）

外加剂（kg）

水（kg）

5～10mm（20%）

10～31.5mm（80%）

重量

6.93

2.97

22.74

6.82

27.29

0.099

4.95

9.4混凝土拌和物坍落度试验：

9.4.1测得坍落度210mm；

9.4.2观察粘聚性、保水性良好。

9.5经试拌得基准配合比（表9.2）

（表9.2）基准配合比表

材料

名称

水泥

（mco）

粉煤灰（mfo）

砂子

（mso）

石子

（mgo）

外加剂（mao）

水

（mwo）

重量（kg/m3）

231

99

758

227

910

3.3

165

比例

1

F/C+F

0.30

S/C+F

2.30

G/C+F

3.45

A/C+F

0.01

W/C+F

0.50

10.混凝土配合比强度检验

10.1强度检验说明：

10.1.1采用三个不同水胶比的配合比，其中一个是前基准配合比的水胶比0.50，另外两个配合比的水胶比，同基准配合比分别增加和减少0.05，分别为0.55、0.45；

10.1.2用水量与基准配合比相同；

10.1.3其他计算参数同计算配合比；

10.1.4材料同基准配合比。

10.2增加0.05水胶比为0.55的试验

10.2.1为满足工作度要求，0.55水胶比配合比砂率增加1.0%；

10.2.2强度检验水胶比0.55配合比（表10.1）（试验记录见附件）

（表10.1）水胶比0.55强度检验配合比表

编号

材料

名称

水泥

粉煤灰

砂子

石子

外加剂

水

5～10mm

10～31.5mm

HPB-2013-001-A

重量（kg/m3）

210

90

789

227

909

3.0

165

比例

1

0.429

3.76

1.08

4.33

0.0143

0.786

10.2.3水胶比0.55混凝土拌合物检测（表10.2）

（表10.2）水胶比0.55混凝土拌合物检测表

编号

坍落度（mm）

粘聚性描述

保水性描述

表观密度（kg/m3）

HPB-2013-001-A

210

210

良好

良好

2390

210

良好

良好

10.2.4水胶比0.55混凝土强度试验（表10.3）

（表10.3）水胶比0.55混凝土强度试验表

编号

序号

试拌

日期

试验

日期

龄期

（d）

试件截

面尺寸

（mm）

破坏

荷载

（kN）

强度（Mpa）

备注

单个值

确定值

HPB-2013-001-A

1

150×150

达到试配强度的%

2

150×150

3

150×150

4

150×150

达到试配强度的%

5

150×150

6

150×150

10.3基准配合比水胶比为0.50的试验

10.3.1强度检验水胶比0.50配合比（表10.4）（试验记录见附件）

（表10.4）水胶比0.50强度检验配合比表，

编号

材料

名称

水泥

粉煤灰

砂子

石子

外加剂

水

5～10mm

10～31.5mm

HPB-2013-001-B

重量（kg/m3）

231

99

758

1137

3.3

165

比例

1

0.429

3.281

0.983

3.94

0.0143

0.714

10.3.2水胶比0.50混凝土拌合物检测（表10.5）

（表10.5）水胶比0.50时混凝土拌合物检测表

编号

坍落度（mm）

粘聚性描述

保水性描述

表观密度（kg/m3）

HPB-2013-001-B

210

210

良好

良好

2390

210

良好

良好

10.3.3水胶比0.50时混凝土强度试验（表10.6）

（表10.6）水胶比0.50时混凝土强度试验表

编

号

序

号

试拌

日期

试验

日期

龄期

（d）

试件截面尺寸

（mm）

破坏

荷载

（kN）

强度（Mpa）

备注

单个值

强度值

HPB-2013-001-B

1

150×150

达到试配强度的%

2

150×150

3

150×150

4

150×150

达到试配强度的%

5

150×150

6

150×150

10.4减少0.05水胶比为0.45的试验

10.4.1为满足工作度要求，0.45水胶比配合比砂率减少1.0%，

10.4.2强度检验水胶比0.45配合比（表10.7）（试验记录见附件）

（表10.7）水胶比0.45强度检验配合比表，

编号

材料

名称

水泥

粉煤灰

砂子

石子

外加剂

水

5～10mm

10～31.5mm

HPB-2013-001-C

重量kg/m3

257

110

725

1133

3.67

165

比例

1

0.428

2．82

0.883

3.53

0.0143

0.642

10.4.3水胶比0.45混凝土拌合物检测（表10.8）

（表10.8）水胶比0.45混凝土拌合物检测表

编号

坍落度（mm）

粘聚性描述

保水性描述

表观密度（kg/m3）

HPB-2013-001-C

220

220

良好

良好

2400

220

良好

良好

10.4.4水胶比0.45混凝土强度试验（表10.9）

（表10.9）水胶比0.45混凝土强度试验表

编

号

序号

试拌

日期

试验

日期

龄期

（d）

试件截面尺寸

（mm）

破坏

荷载

（kN）

强度（Mpa）

备注

单个值

强度值

HPB-2013-001-C

1

150×150

达到试配强度的%

2

150×150

3

150×150

4

150×150

达到试配强度的%

5

150×150

6

150×150

试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面P10

11.配合比的调整与确定

11.1配合比试验资料（表11.1）

（表11.1）配合比试验资料表

编号

HPB-2013-001-A

HPB-2013-001-B

HPB-2013-001-C

水胶比

0.55

0.50

0.45

砂率%

41

40

39

配

合

比（kg/m3）

水泥

210

231

257

粉煤灰

90

99

110

砂子

789

758

725

石子

1136

1137

1133

外加剂

3.00

3.30

3.67

水

165

165

165

工作性

a.坍落度210mm；

b.粘聚性、保水性良好

a.坍落度210mm；

b.粘聚性、保水性良好

a.坍落度220mm；

b.粘聚性、保水性良好

强度（Mpa）

7d

28d

达到设计（%）

11.2混凝土28d抗压强度ƒcu，28与胶水比（B/W）关系（图11.1）

11.3通过拌制三组混凝土拌合物和成型试件，使水胶比为0.55、0.50、0.45坍落度、粘聚性、保水性良好均满足工作要求。

与三个水胶比相应的28d抗压强度实测结果分别为Mpa、Mpa、Mpa。

图11.1为混凝土28d抗压强度ƒcu，28与胶水比（B/W）的关系曲线，由图11.1中曲线确定与混凝土配制强度ƒcu，o=38.2Mpa对应的胶水比，与基准配合比非常接近，故选W/B=0.50为试验室配合比水胶比；

11.4试验室配合比的确定（表11.2）

（表11.2）试验室设计配合比表

强度等级

水胶比

砂率

%

配合比（kg/m3）

水泥

（mco）

粉煤灰

（mfo）

砂