C50高性能混凝土配合比设计

C50混凝土配合比设计一、设计目的通过对混凝土配合比的设计，加深和巩固水泥混凝土的理论知识，进一步掌握水泥混凝土配合比设计的过程，加强对理论知识的实践与应用，使自己达到组织和试验设计水泥混凝土配合比的初步设计。二、设计任务该混凝土用于预制桥梁预制箱梁，设计强度等级为C50，强度标准差无历史统计资料，要求混凝土拌合物坍落度为70〜90mm，桥梁所在地区为重庆市辖区。三、设计依据1、JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》2、GBJ107-87《混凝土强度评定标准》3、GB14902-2003《预拌混凝土》4、GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规程》5、GB/T14684-2001《建筑用砂》6、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》7、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》四、设计方法1、原材料的选择根据原材料质量、供应能力、资源等综合因素判断，决定选用以下几种原材料进行C50高性能混凝土的配制。水泥水泥采用重庆拉法基水泥有限责任公司生产的P.052.5R普通硅酸盐水泥，具体性能指标如下：表1水泥性能指标技术指标细度80pm筛余（%）凝结时间（min）标准稠度用水量（%）安定性3天强度（MPa）28天强度（MPa）初凝终凝抗折抗压抗折抗压实验结果2.312427028.2合格9.538.514.078.5执行标准<10>45<390—必须合格>5.0>27>7.0>52.5

2.细集料砂采用重庆永川德源砂厂生产的中粗砂，具体性能指标如下:①表2砂的规格和含泥量技术指标细度模数含泥量（%）泥块含量（%）表观密度（kg/m3）试验结果2.61.40.72730执行标准3.0~2.3<3.0<1.0>2500②颗粒级配表3砂颗粒级配（GB/T14684—2001）筛分(mm)9.54.752.361.180.60.30.15通过百分率（%）10097.890.275.646.217.42.6执行标准（%）10090-10075-10050-9030-598-300-103.粗集料重庆市涪陵区乌江碎石厂生产的人工碎石，最大公称粒径为26.5mm,II级级

配，表观密度为2770kg/m3，细档（4.75〜16mm）,粗档（16〜26.5mm）。试验搭配分析研究，具体结果见表4：表4粗骨料中不同粗细成分搭配时的堆积密度细档(4.75〜16mm)粗档(16〜26.5mm)堆积密度（kg/m3）紧密密度（kg/m3）备注50%50%174581843240%60%175851896030%70%1789419202空隙率最小20%80%1764319368

从上表可以看出：细档与粗档的比例为3：7时，粗骨料的堆积密度最大。因此，试验中采用此搭配的粗骨料。具体指标如下:①表54.75〜16mm碎石性能指标技术指标压碎值（%）针片状（%）含泥量（%）泥块含量（%）硫化物及硫酸盐（按SO3计），％有机物表观密度（kg/m3）试验结果14.26.30.300.2合格2770执行标准<12<15<1.0<0.5<1.0合格>2500②表616〜26.5mm碎石性能指标技术指标针片状（%）含泥量（%）泥块含量（%）硫化物及硫酸盐（按SO3计），％有机物表观密度（kg/m3）试验结果7.40.200.3合格2787执行标准<15<1.0<0.5<1.0合格>2500③级配按（4.75〜16mm）：（16〜26.5mm）=3：7比例掺配的4.75〜26.5mm混合级配如下：表7筛分（mm）31.526.519169.54.752.36通过百分率（%）10098.877.258.720.52.30执行标准10095-100-30-70-0-100-54.水：可饮用水p=1000kg/m35.外加剂选择了重庆市渝北区八达混凝土外加剂厂生产的JD-B型高效减水剂，掺量为

0.8%并与水泥进行了净浆流动度试验，结果见表8：表8水泥和减水剂适应性试验水泥拉法基外加剂净浆流动度水泥拉法基外加剂净浆流动度浆体情况渝北八达280好四、混凝土配合比的计算计算配制强度y=f^k+1.645a，其中/斗k取50，由于强度标准差无历史资料，查阅下表规定的标准差数值，则a取6.0贝U/cu0=50+1.645*6=59.87(MPa)求出相应的水灰比—=————，f=1.02f，其中a取0.46,a取Cf+aa.fcece,kab0.07，fk取52.5则W/C=(0.46*1.02*52.5)/(59.87+0.46*0.07*1.02*52.5)=0.40选取每m3混凝土的用水量由设计坍落度(70〜90mm)和碎石最大粒径(26.5mm)，砂为中砂，查如下表。确定单位用水量m0=214kg/m3通过试拌、外加剂掺量0.8%减水率为15%、调整为m0=214X(1-15%)=182kg/m3计算每m3混凝土的水泥用量m=178/0.40=455(kg)c0耐久性校核：根据混凝土所处的环境条件(高温、潮湿)，查如下表，允许最小单位水泥用量为275kg/m3，计算单位水泥用量为455kg/m3，满足耐久性要求，故计算单位水泥用量取455kg/m31不受雨雪影响的混凝土不作规定22520021）受雨雪影响的露天混凝土2）位于水中及水位升降以内的3）在潮湿环境中的混凝土0.7025022531）寒冷地区水位升降范围内的2）受水压作用的混凝土0.652752504严寒地区水位升降范围内的混凝土0.60300275混凝土砂率根据碎石最大粒径（26.5mm）和计算水灰比（W/C）,查表，取砂率约=0.34采用体积法计算每m3混凝土的砂（质）和碎石（m）用量，其计算公式为s0g0mmmm—C0+―S0+—g^+-^0+0.01a=1pPppcsgwms0X100%=&m+mss0g0上述公式中，m0取455，pc取3000，m0取182，pw取1000，pg取2770，ps取2730，a取1，队取0.34，由此可以得出m°=615（kg）m。=1193（kg）综上所述，得出本设计的计算配合比为：每m3混凝土各材料用量及质量比例为：水泥：水：砂：碎石=455:182:615:1193=1:0.40:1.35:2.62五、混凝土配合比的试配1、混凝土拌合物坍落度试验进行相应地的混凝土拌合物坍落度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度检验，具体如下：表9试验项目12平均值/结果坍落度（mm）626463保水性有少量水从底部析出没有水从底部析出符合要求粘聚性表观密度(kg/m3)侧面敲打，逐渐下沉2463侧面敲打，逐渐下沉2477粘聚性良好2470表观密度的校正混凝土的表观密度计算值P=mb+mb+mb+mb=455+182+615+1193=2445(kg/m3)混凝土的表观密度实测值P=2470kg/m3P-P|=I2445-2470I=15<2470*2%=49.4所以各材料用量不需要修正，基准配合比即每m3混凝土各材料用量及质量比例为：水泥：水：砂:碎石=455:182；:615:1193=1:0.40：1.35：2.62六、提出试验室配合比1.混凝土强度试验试件的制作，共采用了三个不同的水灰比及砂率进行了混凝土拌和及试件制作，每个水灰比制作2组试件，分别作试件养生(温度20°C±2°C,相对湿度>95%)3d和28d抗压强度使用。上述三个不同水灰比每m3混凝土各材料用量及质量比例如下：表10w/cPs每m3混凝土各材料用量(kg)各材料质量比例水泥水砂碎石水泥水砂碎石0.350.33520182575116810.351.112.250.400.34455182615119310.401.352.62

0.450.35404182651120810.451.613.00三个不同水灰比的混凝土试件3d和28d抗压强度如下:表113d和28d抗压强度水灰比0.350.400.45灰水比2.862.52.23d抗压强度（Mpa）57.852.549.728d抗压强度（Mpa）64.858.655.3由表11中灰水比和28d抗压强度试验结果，绘制灰水比和抗压强度关系图，从纵坐标上找到配制强度/cu5=9.87MPa的点，引水平线与关系线相交，从交点引垂线与横坐标相交，交点的横坐标值就是满足配制强度要求的灰水比，即水灰比=0.4,与基准配合比保持一致，即基准配合比就是试验室配合比。混凝土28天抗压强度542.06664626058562.22.42.6混凝土28天抗压强度542.06664626058562.22.42.62.83.03.2灰水比（C/W）七、综合所述，确定的设计配合比为每m3混凝土各材料用量及质量比例为:水泥：水：砂：碎石455182:6151193=1:0.40:1.35:2.62五、说明及注意事项混凝土配合比设计要满足强度结构设计的等级要求，施工的和易性，耐久性和经济性。混凝土多应用于建设工程的重要结构部位，如何保证混凝土的质量是一项重要工作，因此配合比设计必须正确合理，应注意以下几个问题：1、做好配合比设计前的准备工作。2、掌握并检验各种材料的特性及指标。3、设计混凝土的配合比并进行相应实验得到实验室配合比。4、按照施工的条件进行混凝土配合比设计的调整和控制。5、在保证混凝土质量的前提下，应注重经济效益，并作出相应的防治措施。六、结束语对相同的混凝土配合比，不同的原材料及其参量对混凝土的强度、工作性能等有较大的影响，其中外加剂的影响尤为突出。高性能混凝土的设计应遵循选用高效减水剂、掺入活性掺和料、优化配合比参数等基本原则。通过降低水胶比、强化水泥石与集料的界面、改善水泥水化产物、降低孔隙比、提高密实度来实现高耐