XX客运专线工程C40混凝土配合比设计计算书

XX客运专线XX号桥桥墩混凝土工程C40混凝土配合比设计计算书华东交通大学“火车头”混凝土设计组2008级XX班XXX2008级XX班XXX2009级XX班XXX目录一．方案设计原则2二.原材料选用21.水泥22.粗骨料23.细骨料24.拌和用水35.化学外加剂36.矿物外加剂3三.配合比设计依据3四.配合比设计步骤31．C40普通混凝土基准配合比计算3(1)计算试配强度3(2)计算水灰比3(3)确定单位用水量4(4)计算单位水泥用量4(5)选取砂率4(6)按绝对体积法计算基准粗、细集料用量52．掺聚羧酸减水剂和Ⅱ型粉煤灰后的混凝土配合比6（1）聚羧酸减水剂的掺量7（2）粉煤灰的掺量73．C40普通混凝土基准配合比成本计算8五．配合比的试配和调整8六．配合比的确定10一．方案设计原则1.设计强度：C40普通混凝土。2.强度标准差：无统计资料可供计算，故按国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）的规定取用，取σ=6MPa3.施工坍落度：要求180±20mm4.拌合物要求：新拌混凝土的表观密度和硬化后的混凝土立方体试块的密度值为最小；7d强度值以最接近试配强度值为最优，以最低造价成本，最简便的操作及成型工艺为佳。5.特种混凝土要求：大体积混凝土。6.耐久性：T2、H2环境使用100年。7.用途：XX客运专线XX号高架桥桥墩的墩身。二.原材料选用1.水泥42.5普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3。无该水泥抗压强度富余系数的统计资料，故按通常的1.13取值。价格定位420元/吨。2.粗骨料最大粒径为25mm的卵石,表观密度为2600kg/m3、堆积密度为1600kg/m3，紧密堆积密度为1680kg/m3。价格定位100元/m3，即62.5元/吨。3.细骨料中砂。细度模数为2.6，表观密度为2620kg/m3，堆积密度为1610kg/m3。价格定位80元/m3，即49.7元/吨。4.拌和用水符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）中要求的自来水。5.化学外加剂聚羧酸减水剂。减水率为28-30%；推荐参量为0.8～1.2%，含固量为22%。价格定位4500元/吨。6.矿物外加剂Ⅱ粉煤灰。密度为2100kg/m3。价格定位200元/吨。三.配合比设计依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（GBJ146—1990）《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）四.配合比设计步骤1．C40普通混凝土基准配合比计算(1)计算试配强度(fcu,o)根据设计强度等级的要求，按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）计算该混凝土的试配强度fcu,o：+1.645×σ=40+1.645×6.0=49.87MPa(2)计算水灰比(W/C)按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）中的公式计算混凝土的水灰比。无水泥28d抗压强度实测值，按式计算。为水泥抗压强度等级，取值42.5MPa。回归系数、无统计资料确定，根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）中的表5.0.4取值为0.48、0.33。W/C==（0.48×1.13×42.5）/（49.87+0.48×0.33×1.13×42.5）=0.401。(3)确定单位用水量()根据施工要求的180±20mm坍落度，所提供卵石的最大粒径为25mm。所配混凝土为大流动性混凝土，采用卵石最大粒径为31.5mm。依照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55坍落度为90mm时，基准用水量为190kg/m3，根据坍落度每增加20mm用水量增加5㎏，计算出混凝土的基准用水量为=212.5kg/m3(4)计算单位水泥用量()根据单位用水量及计算水灰比w/c，代入公式计算基准水泥用量：=529.93kg/m3(5)选取砂率(βs)砂率可按下式计算：βs=βad/(ad+f)式中：a为中砂的堆积密度，取1610kg/m3b为由卵石的堆积密度，取1600kg/m3β为砂浆剩余系数，一般取1.1~1.4，此处取1.2；d为卵石孔隙率，d=（1-b/）×100%=(1-1600/2600)×100%=38.5%，为卵石的表观密度。计算得βs=（1.2×1610×0.385）/(1610×0.385+1600)=33.48%由集料最大粒径及水灰比，结合《普通混凝土配合比设计规程》中表4.0.2：按坍落度比60mm每增大20mm，砂率增加1%，结合本设计混凝土为流动性泵送混泥土，所选砂率确定为40%。(6)按绝对体积法计算基准粗、细集料用量（及）按下列方程计算、：βs=×100%=40%混凝土不引入外加剂，=1。计算得基准砂用量=632.796kg/m3，基准卵石用量=949.194kg/m3可得基准用量：水灰比为0.401，水用量=212.5kg/m3水泥用量=529.93kg/m3，砂用量=632.796kg/m3，卵石用量=949.194kg/m3，计算得混凝土基准配合比为:::=212.5:529.93:632.796:949.194=0.4:1:1.194:1.791。2.计算掺加聚羧酸减水剂和Ⅱ型粉煤灰后的混凝土配合比XX客运专线要求本C40混凝土一次性浇注350m3，为大体积混凝土，需降低混凝土硬化过程中的水化热；同时还要求混凝土表观密度较小，造价较低。所以应在混凝土配合比中掺入聚羧酸减水剂和a.聚羧酸减水剂的掺量。所添加的聚羧酸减水剂的减水率取β=29%，比例掺量取1%。掺加减水剂后的用水量=（1-β）=150.875kg/m3，水泥用量=376.247kg/m3。减水剂掺量=×1%=3.762kg/m3。粉煤灰的掺量。依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（GBJ146—1990），结合本工程情况，Ⅱ型粉煤灰取代水泥率取20%，得粉煤灰用量=×20%=75.25kg/m3，并且将单位水泥用量从=376.247kg/m3调整至=301kg/m3。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）中规定此种情况下水泥用量不得小于280kg/m3，计算结果粉煤灰混凝土的灰浆体积=0.2838砂、石子的总体积：。由βs=×100%=40%，计算得砂用量=721.39kg/m3，卵石用量=1119.716kg/m3。最终确定的混凝土基准配合比为:::=147.941:301:721.39:1119.76=0.49:1:2.4:3.72。水泥用量=301kg/m3，水用量=147.941kg/m3，砂用量=721.39kg/m3，卵石用量=1119.76kg/m3，粉煤灰用量=75.25kg/m3，减水剂掺量=3.762kg/m3。3．C40普通混凝土基准配合比成本计算确定的混凝土基准配合比为:::=147.941:301:721.39:1119.76=0.49:1:2.4:3.72。水泥用量=301kg/m3，水用量=147.941kg/m3，砂用量=721.39kg/m3，卵石用量=1119.76kg/m3，粉煤灰用量=75.25kg/m3，减水剂掺量=3.762kg/m3。。可计算得混凝土1/m3的成本N=301×0.42+721.39.×0.0497+1119.76×0.0625+3.762×4.5+75.25×0.02=251元。五．配合比的试配和调整依据《XX客运专线XX号桥桥墩混凝土工程C40混凝土配合比试验操作指导书》进行混凝土的试配和调整。将混凝土拌和物搅拌均匀后，进行坍落度试验和泌水率试验，测其坍落度和常压泌水率。试验结果如满足设计坍落度180±20mm、泌水率较小的要求，则混凝土工作性良好；如不满足，应调整配合比中的水用量或砂率。试验检测混凝土的表观密度密度。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000），当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，计算的配合比既为确定的设计配合比，当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值超过计算值的2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ，即为确定的设计配合比，校正后的单位材料填入表1：表1校正后的混凝土单位材料用量标号水灰比水泥kg/m3水kg/m3砂kg/m3卵石kg/m3聚羧酸kg/m3粉煤灰kg/m3砂率(%)C400.40140按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000），按基准配合比水灰比为0.401为基础分别增加和减少0.05，即0.451和0.351，用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%，即砂率分别为41%和39%。计算方法与基准配合比的计算方法相同，计算配合比结果填入表2。然后进行7d抗压强度试验。表2三种不同水灰比配合比材料用量标号水灰比水泥kg/m3水kg/m3砂kg/m3卵石kg/m3粉煤灰kg/m3聚羧酸kg/m3砂率(%)7天强度MPaC400.451410.401400.35139根据7d抗压强度试验结果以及混凝土的工作性要求，以及强度与水灰比关系曲线得出三组配合比中满足试配强度及施工要求的一组，选用的该组的配合比，填入表3。表3选用混凝土配合比材料用量