高性能混凝土混凝土配合比设计示例

1、 高性能混凝土混凝土配合比设计示例1、设计已知条件某特大桥钻孔桩混凝土，设计年限为100年，环境作用等级为T1，设计强度等级为C30。混凝土施工采用集中搅拌、搅拌运输车运输和水下浇筑。混凝土用原材料为：级水泥；碎石采用516与1631.5两级级配按1：4掺配，其级配、空隙率、含泥量和泥块含量等均符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准规定；中砂（河砂），其级配、含泥量和泥块含量等均符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准规定；级粉煤灰；聚羧酸多功能外加剂，掺量按胶凝材料质量的0.80%计，其含固量WJJHGUL为20%，据检验其减水率可达30%以上。试为该特大桥钻孔桩混凝土进行配合比设计。2、设计

2、计算步骤. 确定试配强度fcu，0参考表19取标准差值为4.5MPa，并据铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准中“水下混凝土配合比设计，其配制强度应较普通混凝土的配制强度提高10%20%”的规定，确定试配强度为：fcu，0=（fcu，k1.645）×1.15=（301.645×4.5）×1.15=43.0（MPa）. 确定水胶比W0/J据已知条件计算，水胶比为：W0/J=a·c·fce，g/（fcu，oa·b·c·fce，g）=0.46×1.07×42.5÷（43.00.46×

3、;0.07×1.07×42.5）=0.47据耐久性设计要求，并参考表1碳化环境T1允许最大水胶比为0.55。故确定水胶比值取0.40。. 选定用水量W0结合所用粗骨料最大粒径（31.5）和水下浇筑混凝土坍落度要求（200±20）及外加剂的基本减水性能规定（减水率20%），参考表20选定用水量W0为160kg/m3。即：205（20090）×5/20×（131%）=160（/m3）. 计算胶凝材料用量JJ= W0÷W0/J=160÷0.40=400（kg/m3）所得胶凝材料用量J=400（kg/m3），未超出C30混凝土规定的

4、最大胶凝材料用量400kg/m3限值。. 确定粉煤灰用量F根据耐久性条件规定，按表3确定粉煤灰掺量为30%，故F=0.30J=0.30×400=120（kg/m3）. 计算水泥用量CC= JF=400120=280（kg/m3）. 砂率SP因水下混凝土系自密性混凝土，需具有较好的和易性和自密性，故参考表21选定砂率SP为44%。. 计算砂用量S混凝土假定重量mCP取2400kg/m3。故S=（mCPW0J0.008J·WJJHGUL）·SP=（24001604000.008×400×0.20）×0.44=809（kg/m3）. 计算石

5、子总用量G、小石子用量G小和大石子用量G大G= G小G大G =mCPW0J0.008J·WJJHGULS=24001604000.008×400×0.20809=1030（kg/m3）G小=0.20 G=0.20×1030=206（kg/m3）G大= GG小=1030206=824（kg/m3）. 计算外加剂用量WJJ、外加剂中的含水量WJJHSL和混凝土实际加水量W外加剂用量WJJ：WJJ =0.008J=0.008×400=3.20（kg/m3）外加剂中含水量WJJHSL：WJJHSL =WJJ0.008J·WJJHGUL=3.2

6、00.008×400×0.20=2.56（kg/m3）混凝土实际加水量W：W =W0WJJHSL=1602.56=157（kg/m3）. 计算初步理论配合比初步理论配合比为：水泥：砂：小石：大石：粉煤灰：外加剂：水= C/C ： S/C ： G小/C ：G大/C ： F/C ： WJJ/C ：W/C=280/280 ：806/280 ：206/280：824/280：120/280：3.20/280：157/280= 1 ： 2.88 ： 0.736 ： 2.94 ： 0.429 ： 0.0114 ：0.5613、试配调整. 试配用料计算混凝土配合比试配时，应根据试验所要制

7、作的试件数量事先进行混凝土配合比试配用料计算，计算时应考虑制成系数，其值一般取1.251.30。每盘混凝土的最小搅拌量应不小于15L；当采用机械搅拌时，其搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。. 试配调整方法当坍落度稍偏大时，若砂率适中，则可保持砂率不变，按坍落度每偏大20同时增加粗、细骨料1%；若砂率偏大，按坍落度每偏大20单独增加粗、细骨料1%的粗骨料；若砂率偏小，按坍落度每偏大20单独增加粗、细骨料1%的细骨料。当坍落度偏大且呈现泌水离析时，应考虑减少混凝土单方用水量或采取降低外加剂掺量解决。当坍落度稍偏小时，则可保持水胶比不变，按坍落度每偏小20以每m3混凝土增加5g水计算，同时增加

8、水、胶凝材料和外加剂。当坍落度偏小且呈现无扩散度时，应考虑增加混凝土单方用水量或采取适当加大外加剂掺量解决。. 试配测试项目试拌所得混凝土拌和物，应测试其泌水率、初始坍落度、含气量与单位重；停放40min后再测试混凝土坍落度保留值与含气量保留值（即混凝土拌和物的保坍性）。4、理论配合比确定与验证. 验证条件试拌所得混凝土拌和物的泌水率、初始坍落度、初始含气量、停放40min后的坍落度保留值与含气量保留值完全符合设计要求。经试配调整后的混凝土配合比的最小水胶比、胶凝材料最大用量、矿物掺合料掺量限值等耐久性保证指标应符合设计要求。理论配合比确定试验过程，必须有监理旁站见证；理论配合比确定后必须报监

9、理中心试验室进行验证。. 理论配合比启用报批条件应具备混凝土拌和物的初始坍落度、初始含气量、停放40min后的坍落度保留值与含气量保留值。应具备混凝土配合比所用各项材料的合格报验单。应成型有抗裂性、抗压强度、弹性模量、抗冻性、耐磨性、抗渗性、电通量试件，并具备混凝土配合比7d抗压强度值、至少14d电通量测值和混凝土配合比设计记录、混凝土配合比碱含量计算值与混凝土配合比氯离子含量计算值。a）混凝土配合比碱含量计算公式ZJHL（）=C·CJHLF·FJHL/6K·KJHL/2WJJ·WJJJHLW·WJHLb）混凝土配合比氯离子含量计算公式ZLHL

10、（%）=C·CLHLS·SLHLG·GLHLF·FLHLK·KLHLWJJ·WJJLHLW·WLHL÷J式中 ZJHL为混凝土的总碱含量（）；ZLHL为混凝土中氯离子总含量占胶凝材料百分数（%）C、CJHL、CLHL分别为混凝土中水泥用量（）、水泥碱含量（%）、水泥氯离子含量（%）；S、SLHL分别为混凝土中砂用量（）、砂氯离子含量（%）；G、GLHL分别为混凝土中石子用量（）、石子氯离子含量（%）；F、FJHL、FLHL分别为混凝土中粉煤灰用量（）、粉煤灰碱含量（%）、粉煤灰氯离子含量（%）；K、KJHL、KLHL分别为混凝土中磨细矿渣粉用量（）、磨细矿渣粉碱含量（%）、磨细矿渣粉氯离子含量（%）；WJJ、WJJJHL、WJJLHL分别为混凝土中外加剂用量（）、