C30混凝土配合比设计1

　　C30混凝土配合比设计书

　　检测中心

　　2015年09月04日

　　一、设计概述

　　质量检测中心，对粗集料压碎值、筛分、含泥量、表观密度、针片状含量，细集料筛分、表观密度、含泥量，水泥标准稠度用水量、凝结时间、比表面积、胶砂强度进行检测试验，进行C30混凝土配合比设计。

　　使用部位：系梁、承台、台帽、台身、耳背墙、墩身、盖梁、搭板、肋板、防撞墙、检查井盖板、侧排水沟盖板及排水管、盖板、涵台台身、通道路面等。

　　设计坍落度：140～180mm

　　二、主要仪器设备

　　本配合比检验报告所使用的仪器设备有电动摇筛机、电子天平（浸水）、电子天平、电子分析天平、粉煤灰燃烧炉、电热恒温干燥箱、压碎值测定仪、针片状规准仪、全自动比表面积测定仪、水泥胶砂电动抗折抗压仪、水泥稠度凝结时间测定仪、行星式水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂振实台、水泥净浆搅拌机、数控水泥砼标准养护箱、水泥沸煮箱、坍落度筒、单卧轴强制式砼搅拌机、水泥混凝土贯入阻力仪、电子台秤、压力试验机。

　　三、设计及试验依据

　　1、《公路工程集料试验规程》 （JTG E42-2005)

　　2、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 （JTG E30-2005)

　　3、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB/T 1596-2005)

　　4、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》 （GB/T 18046-2008)

　　5、《普通混凝土配合比设计规程》 （JGJ 55-2011)

　　6、《公路桥涵施工技术规范》 （JTG/T F50-2011)

　　7、《混凝土配合比设计及应用技术指南》

　　8、设计说明

　　四、原材料试验结果

　　1、水泥：采用华新水泥（河南信阳）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5水泥，按ISO国家标准检测方法，其各项指标试验结果详见表1,各项指标经检验符合规范要求。

　　表1 水泥各项指标试验结果一览表

　　水泥批号标准稠度 用水量（%）初凝时间(min)终凝时间(min)安定性3天强度(MPa)28天强度(MPa)

　　抗折抗压抗折抗压

　　P.O42.528.6175360合格5.937.67.150.7

　　技术指 标要求--≥45≤600合格≥3.5≥17≥6.5≥42.5

　　2、粗集料：采用孝昌鑫成石料场碎石，为5～31.5 mm连续级配,最大粒径为37.5mm，其各项指标试验结果见表2，各项指标经检验符合规范要求。混合料由三档碎石组成，掺配比例为(20～31.5)mm: (10～20)mm: (5～10)mm=15:45:40。

　　表2 粗集料各项指标试验结果一览表

　　名称规格(mm)压碎值(%)针片状颗粒含量(%)含泥量(%)表观密度(kg/m3)

　　5～31.5 mm19.35.80.42864

　　20～31.5 mm/3.00.22864

　　10～20 mm/7.30.42864

　　5～10 mm19.37.70.62866

　　技术指标要求＜20＜15＜1.0＞2500

　　3、细集料：采用大悟海威砂场黄砂，其各项指标试验结果见表3，各项指标经检验符合规范要求。

　　表3 细集料各项指标试验结果一览表

　　名称含泥量(%）表观密度(kg/m3)细度模数Ⅱ区级配累计筛余（按质量计，%）

　　方孔筛筛孔边长尺寸(mm)

　　4.752.361.180.60.30.15

　　细集料1.826682.865.617.441.253.388.697.0

　　技术指标要求≤3.0＞25002.3～3.0中砂0～100～2510～5041～7070～9290～100

　　4、粉煤灰：武汉华电实业有限公司阳逻电厂生产的F类Ⅰ级粉煤灰，其各项指标试验结果详见表4，各项指标经检验符合规范要求。

　　表4 粉煤灰各项指标试验结果一览表

　　粉煤灰类型及等级细度（%）烧失量（%）需水量比（%）

　　F类Ⅰ级粉煤灰9.82.6/

　　技术指标要求≤12.0≤5.0≤95

　　5、矿渣粉：武汉鑫缘绿色冶金渣技术开发有限公司生产的S95矿渣粉，其各项指标试验结果详见表5，各项指标经检验符合规范要求。

　　表5 矿渣粉各项指标试验结果一览表

　　矿渣粉等级密度（kg/m3）比表面积（m2/ kg）烧失量（%）

　　S9529304220.76

　　技术指标要求≥2800≥400≤3.0

　　6、减水剂：山西康特尔精细化工有限责任公司生产的KTPCA聚羧酸高性能减水剂，掺量为1.0%，其各项指标试验结果详见表6，各项指标经检验符合规范要求。

　　表6 减水剂各项指标试验结果一览表

　　减水剂型号减水率（%）凝结时间差抗压强度比（%）

　　初凝终凝7天28天

　　聚羧酸高性能26+190--160150

　　技术指标要求≥25＞+90--≥140≥130

　　7、水：采用可饮用水。

　　五、设计步聚

　　（一）计算配合比

　　1、确定砼配制强度

　　设计要求砼配制强度fcu，k=30 MPa，依据《混凝土配合比设计及应用技术指南》，查表5-1选用标准差σ=5.0 MPa。

　　混凝土配制强度：fcu，0=fcu，k+1.645σ=30+1.645*5=38.2Mpa

　　2、确定水胶比（W/B）

　　依据《普通混凝土配合比设计规程》（JTJ 55-2011)，查表5.1.2碎石回归系数取αa=0.53；αb=0.20

　　W/B=aafb/( fcu，0＋aaabfb )=0.53*42.5*1.16*0.85*1/(38.2＋0.53*0.20*42.5*1.16*0.85*1) =0.52。

　　依据《混凝土配合比设计及应用技术指南》表5-2， C30混凝土最大水胶比为0.44，根据经验选用水胶比W/B=0.43。

　　3、选定单位用水量

　　根据委托方要求混凝土拌合物坍落度要求140～180mm，碎石最大粒径为37.5mm，依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）表5.2.1-2，选定混凝土用水量m′wo=214kg/m3。减水剂的掺量为1.0%,减水率为26%。

　　混凝土单位用水量：mwo=m′wo*(1-β)=223*(1-26%)=158kg。

　　4、计算单位水泥用量

　　1）混凝土单位胶凝材料用量为：

　　mbo=mwo/(W/B)=158/0.43=367kg/m3，依据《混凝土配合比设计及应用技术指南》表5-2中要求C30普通混凝土最大水胶比为0.44时，胶凝材料最高用量为400kg/m3，胶凝材料最低用量为350kg/m3故按强度计算胶凝材料用量选取mbo=367kg/m3，符合要求。本配合比用水泥和粉煤灰、矿渣粉作胶凝材料，粉煤灰掺量为胶凝材料15%，矿渣粉掺量为胶凝材料20%，粉煤灰用量为：mfo=mbo*15%=55kg/m3，矿渣粉用量为：mko=mbo*20%=73kg/m3。

　　2）混凝土单位水泥用量为： mco=mbo-mfo-mko =239kg/m3。

　　5、选定砂率

　　依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011），查表5.4.2选用砂率βs=46%。

　　6、计算砂石用量

　　采用质量法，设砼容重为mcp=2350 kg/m3。

　　mco+mfo+mko+mwo+mso+mgo=mcp

　　βs= mso/( mso+mgo)×100%

　　计算得：mso=840Kg/m3 mgo=985kg/m3

　　7、计算配合比

　　每立方混凝土材料用量为：

　　（mco+mfo+mko）：mso：mgo：mwo: mao =（239+55+73）：840：985：158：3.67

　　=1:2.29:2.68 :0.43：0.01

　　（二）检验试验室配合比

　　采用水胶比分别为0.40、0.43及0.46，各拌制2组混凝土拌合物,每组拌合25L，砂率分别为45%、46%及47%，用水量保持不变。测定塌落度，观察其粘聚性、保水性、和易性、棍度、含砂情况时均满足要求。

　　（1）基准配合比：（水泥+粉煤灰+矿渣粉）：砂：碎石：水：减水剂=（239+55+73）：840：985：158：3.67

　　（2）水胶比为0.46，砂率为47%时，用水量不变，经计算其配合比为：（水泥+粉煤灰+矿渣粉）：砂：碎石：水：减水剂=（223+51+69）：869：980：158：3.43

　　（3）水胶比为0.40，砂率为45%时，用水量不变，经计算其配合比为：（水泥+粉煤灰+矿渣粉）：砂：碎石：水：减水剂=（257+59+79）：809：988：158：3.95

　　按上述配合比分别拌合25L，测试的工作性能汇总如下表：

　　编号水胶比水泥粉煤灰矿粉砂碎石减水剂实测坍落度实测表观密度

　　1#0.4323955738409853.671652370

　　2#0.4622351698699803.431702360

　　3#0.4025759798099883.951552380

　　测试的混凝土试配强度结果汇总如下表：

　　编号水胶比龄期强度平均值龄期强度平均值

　　1#0.43732.432.52844.842.9

　　30.939.8

　　34.144.1

　　2#0.46729.728.32839.635.6

　　26.935.4

　　28.331.8

　　3#0.40733.935.22849.647.8

　　36.544.5

　　35.149.3

　　（四）配合比的确定

　　依据混凝土的强度、工作性、经济性，综合确定混凝土配合。经过基准配合比和水胶比分别增加和减少0.03的配合比进行比对，根据上述表中数据的分析，基准配合比能满足混凝土拌合物性能及强度的要求，同时能节约成本，故将基准配合比选定为理论配合比。

　　（mco+mfo+mko）：mso：mgo：mwo: mao =（239+55+73）：840：985：158：3.67

　　=1:2.29:2.68 :0.43：0.01

　　水胶比W/B=0.43，砂率βs=46%，容重mcp=2350 kg/m3。

　　在该配合比下，重新拌制，测定混凝土拌合物的塌落度为165 mm，其粘聚性、保水性、棍度、含砂情况满足要求，实测表观密度为2370kg/m3，则2370-2350＜±2350*2%，故取原设计表观密度，配合比表观密度无需调整。

　　六、混凝土配合比设计结果及说明

　　（一）试验结果

　　1、粗集料、细集料、水泥、粉煤灰、矿渣粉、外加剂试验结果详见专项检测报告。

　　2、C30混凝土推荐配合比参数如下：

　　（mco+mfo+mko）：mso：mgo：mwo: mao =（239+55+73）：840：985：158：3.67

　　=1:2.29:2.68 :0.43：0.01

　　3、胶凝材料中水泥：粉煤灰：矿渣粉=65：15：20。

　　（二）说明

　　本次配合比设计所用粗集料、细集料均为自然风干状态集料，在现场施工过程中，应根据原材料变化情况，对混凝土配合比作适当调整。