粉煤灰砼配合比设计步骤体积法和质量法.docx
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粉煤灰砼配合比设计步骤体积法和质量法
粉煤灰砼配合比设计步骤（体积法）
C**砼配合比设计说明
一、设计依据
1．采用《普通砼配合比设计规程》JGJ055-2000；2．《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；
3．设计坍落度：
140~160（mm）。
二、使用说明
本配合比仅使用于**高速公路路基工程**标段桥梁工程、小型结构物及附属工程等部位施工，采用机械集中拌和，罐车运输现场浇注。
三、使用原材料
1．水泥：
采用巢湖巢东股份东关水泥厂生产的“东关”牌P.042.5级水泥，表观密度为3.1g/cm3，其它项目经检测合格。
2．拌合用水：
可饮用水。
3．砂：
采用满江红砂场产规格中砂，细度模数2.63，表观密度为2.606g/cm3。
4．碎石：
采用金寨产5-31.5（mm）连续级配碎石，表观密度为2.773g/cm3。
5．外加剂：
采用南京博益新型化工材料厂生产JD-B高效减水剂，掺量为水泥用量的1.7%，减水率为15%。
四、设计步骤
（一）计算初步配合比
１．确定混凝土配置强度（Ryp）
设计要求混凝土强度Ry=30MPa,标准差σ=5.0MPa
混凝土配置强度：
Ryp=Ry+1.645σ=30+1.645*5=38.2
2．计算水灰比（W/C）
（1）按强度要求计算水灰比
①计算水泥实际强度已知采用525硅酸盐水泥Rb=52.5MPa，水泥富裕系数γc=1.13。
水泥实际强度：
Rs=γcRb=1.13*52.5=59.3MPa
②计算混凝土水灰比已知混凝土强度Ryp=38.2MPa，水泥实际强度Rs=59.3MPa。
集料采用碎石，强度回归系数A=0.46，B=0.07。
计算水灰比：
WARs0.46×59.3
===0.54
CRyp+ABRs38.2+0.46×0.07×59.3
（2）按耐久性校核水灰比
根据混凝土所处环境条件属于地区，查表得知允许最大水灰比为。
按强度计算水灰比0.54，符合耐久性要求。
采用计算水灰比为0.54。
３．选定单位用水量（mwo）
要求混凝土拌合物坍落度30-50mm，碎石最大粒径为31.5mm。
查表选用混凝土用水量：
mwo=185kg/m3，根据确定的坍落度及材料特性，结合以往经验用水量取205kg/m3，因其中高效减水剂减水率为12％，掺加外加剂后用水量可调整为205×（1-12％）＝180kg/m3。
4．计算单位用灰量（mco）
（1）按强度计算单位用灰量
已知混凝土单位用水量mwo=185kg/m3，水灰比W/C=0.54，
混凝土单位用灰量
mwo185
mco===343kg/m3
w/c0.54
（2）按耐久性校核水灰比
根据混凝土所处环境条件属于地配筋混凝土，查表得知最小水泥用量不低于kg/m3，按强度计算单位用灰量kg/m3，符合耐久性要求。
采用单位用灰量kg/m3。
5．选定砂率（βs）
已知集料采用碎石、最大粒径31.5mm，水灰比w/c=0.54.查表选定混凝土砂率取：
βs=33%
6．计算砂石用量
7．采用质量法
已知单位用灰量mco=343kg/m3单位用水量mwo=185kg/m3，砂率βs=33%。
mso+mGo=ρcp-mco-mwo
mso
=βs
mso+mGo
假定混凝土混合料湿表观密度ρcp=2400kg/m3
mso+mGo=2400-343-185
mso
=0.33
mso+mGo
解得：
砂用量mso=616kg/m3；碎石用量mGo=1256kg/m3
计算得初步配合比
mco：
mwo：
mso：
mGo=343：
185：
613：
1251
即1：
1.79：
3.65，w/c=0.54
（二）提出基准配合比
１．计算试拌材料用量
按计算初步配合比试拌15升混凝土拌合物，各种材料用量：
水泥343*0.015=5.15kg
水185*0.015=2.78kg
碎石1251*0.015=18.77kg
砂613*0.015=9.20kg
２．调整工作性
按计算材料用量拌制混凝土拌合物，测定其坍落度为10cm，未满足施工和易性要求。
为此，保持水灰比不变，增加5%水泥浆。
再经拌和坍落度为40mm，粘聚性和保水性良好，满足施工和易性要求。
此时混凝土拌和物各组成材料实际用量为：
水泥5.15*（1+5%）=5.41kg
水2.78*（1+5%）=2.92kg
碎石=18.77kg
砂=9.20kg
３．提出基准配合比
根据调整工作性后，混凝土拌和物的基准配合比为：
mca：
msa：
mGa=5.41：
9.20：
18.75
=1：
1.70：
3.49
（w/c）B=2.92/5.41=0.54
在用砂、碎石用量不变、用水量亦保持不变的情况下，配合比试配进行对比试验，其材料用量为：
水灰比（w/c）
每立方米砼材料用量（kg）
理论密度
水泥
砂
碎石
水
外加剂
砂率
（w/c）B=0.49
367
730
1141
180
2.202
（三）、超量取代法计算配合比
1．选取粉煤灰取代水泥率
根据基准混凝土计算出的各种材料用量及砼施工部位粉煤灰选用取代水泥率f=15%，超量系数K=1.4
2．根据取代水泥率和超量系数计算水泥、粉煤灰用量（kg）
水泥用量：
C0=367×（1-15％）=312
粉煤灰用量：
Ft=367×15％×1.4=77
超量部分重量:
Fe=367×15％×（1.4-1）=22
3．计算调整后砂用量：
22
S0=730 -×2.606=704
2.2
4．按照超量取代法掺加粉煤灰、超量系数不变的情况下混凝土材料用量为：
C0：
S0：
G0：
W0：
Ft：
外加剂
312：
704：
1141：
180：
77：
2.202
5．水胶比确定为w/（c+Ft）=0.46
（四）检验强度、测定试验室配合比
①在用水量不变、砂率稍作调整、粉煤灰取代水泥率不变的情况下另取水灰比为0.41、0.51两组配合比试配进行对比试验
水灰比（w/c）
每立方米砼用量（kg）
理论密度kg/m3
C0
S0
G0
Ft
W0
外加剂
0.41
348
668
1138
86
180
2.454
2422
0.46
312
704
1141
77
180
2.202
2416
0.51
283
736
1140
70
180
1.998
2411
②每组配合比试拌40L，三组混凝土拌和物的各组材料用量（单位：
kg）以及拌和物和易性、粘聚性
水灰比
水泥
砂
碎石
水
外加剂
坍落度
和易性
粘聚性
实测密度
0.41
13.92
26.72
45.52
7.20
0.098
155
良好
良好
2410
0.46
12.48
28.16
45.64
7.20
0.088
150
良好
良好
2406
0.51
11.32
29.44
45.60
7.20
0.080
145
良好
良好
2400
水灰比
（w/c）
试件抗压强度（MPa）
平均
试件抗压强度（MPa）
平均
达到设
计强度%
28d
28d
0.41
49.6
49.3
50.1
49.7
49.2
48.9
49.6
49.2
129
0.46
44.5
44.7
43.3
44.2
44.9
44.7
44.5
44.7
116
0.51
38.3
39.8
39.2
39.1
37.7
38.1
39.4
38.4
102
③以上各组拌和物28d强
五、配合比结果
根据试配过程目测砼拌和物的和易性、保水性等及试配实际强度值，各项指标均能满足设计要求，在保证砼强度的条件下同时考虑经济性，因此，试验室配合比采用（w/c）B=0.49一组
水：
水泥：
砂：
碎石：
外加剂=1：
1.70：
3.48：
0.01；w/c=0.56
=180：
312：
704：
1141：
2.202（kg/m3）
粉煤灰砼配合比设计步骤（质量法）
C**砼配合比设计说明
一、设计依据
1．采用《普通砼配合比设计规程》JGJ055-2000；2．《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；
3．设计坍落度：
140~160（mm）。
二、使用说明
本配合比仅使用于**高速公路路基工程**标段桥梁工程、小型结构物及附属工程等部位施工，采用机械集中拌和，罐车运输现场浇注。
四、使用原材料
1．水泥：
采用巢湖巢东股份东关水泥厂生产的“东关”牌P.042.5级水泥，表观密度为3.1g/cm3，其它项目经检测合格。
2．拌合用水：
可饮用水。
3．砂：
采用满江红砂场产规格中砂，细度模数2.63，表观密度为2.606g/cm3。
4．碎石：
采用金寨产5-31.5（mm）连续级配碎石，表观密度为2.773g/cm3。
5．外加剂：
采用南京博益新型化工材料厂生产JD-B高效减水剂，掺量为水泥用量的0.6%，减水率为12%。
四、设计步骤
（一）计算初步配合比
１．确定混凝土配置强度（Ryp）
设计要求混凝土强度Ry=30MPa,标准差σ=5.0MPa
混凝土配置强度：
Ryp=Ry+1.645σ=30+1.645*5=38.2
3．计算水灰比（W/C）
（2）按强度要求计算水灰比
①计算水泥实际强度已知采用525硅酸盐水泥Rb=52.5MPa，水泥富裕系数γc=1.13。
水泥实际强度：
Rs=γcRb=1.13*52.5=59.3MPa
②计算混凝土水灰比已知混凝土强度Ryp=38.2MPa，水泥实际强度Rs=59.3MPa。
集料采用碎石，强度回归系数A=0.46，B=0.07。
计算水灰比：
WARs0.46×59.3
===0.54
CRyp+ABRs38.2+0.46×0.07×59.3
（2）按耐久性校核水灰比
根据混凝土所处环境条件属于地区，查表得知允许最大水灰比为。
按强度计算水灰比0.54，符合耐久性要求。
采用计算水灰比为0.54。
３．选定单位用水量（mwo）
要求混凝土拌合物坍落度30-50mm，碎石最大粒径为31.5mm。
查表选用混凝土用水量：
mwo=185kg/m3，根据确定的坍落度及材料特性，结合以往经验用水量取205kg/m3，因其中高效减水剂减水率为12％，掺加外加剂后用水量可调整为205×（1-12％）＝180kg/m3。
8．计算单位用灰量（mco）
（2）按强度计算单位用灰量
已知混凝土单位用水量mwo=185kg/m3，水灰比W/C=0.54，
混凝土单位用灰量
mwo185
mco===343kg/m3
w/c0.54
（2）按耐久性校核水灰比
根据混凝土所处环境条件属于地配筋混凝土，查表得知最小水泥用量不低于kg/m3，按强度计算单位用灰量kg/m3，符合耐久性要求。
采用单位用灰量kg/m3。
9．选定砂率（βs）
已知集料采用碎石、最大粒径31.5mm，水灰比w/c=0.54.查表选定混凝土砂率取：
βs=33%
10．计算砂石用量
（1）采用质量法
已知单位用灰量mco=343kg/m3单位用水量mwo=185kg/m3，砂率βs=33%。
mso+mGo=ρcp-mco-mwo
mso
=βs
mso+mGo
假定混凝土混合料湿表观密度ρcp=2400kg/m3
mso+mGo=2400-343-185
mso
=0.33
mso+mGo
解得：
砂用量mso=616kg/m3；碎石用量mGo=1256kg/m3
计算得初步配合比
mco：
mwo：
mso：
mGo=343：
185：
613：
1251
即1：
1.79：
3.65，w/c=0.54
（二）提出基准配合比
１．计算试拌材料用量
按计算初步配合比试拌15升混凝土拌合物，各种材料用量：
水泥343*0.015=5.15kg
水185*0.015=2.78kg
碎石1251*0.015=18.77kg
砂613*0.015=9.20kg
２．调整工作性
按计算材料用量拌制混凝土拌合物，测定其坍落度为10cm，未满足施工和易性要求。
为此，保持水灰比不变，增加5%水泥浆。
再经拌和坍落度为40mm，粘聚性和保水性良好，满足施工和易性要求。
此时混凝土拌和物各组成材料实际用量为：
水泥5.15*（1+5%）=5.41kg
水2.78*（1+5%）=2.92kg
碎石=18.77kg
砂=9.20kg
３．提出基准配合比
根据调整工作性后，混凝土拌和物的基准配合比为：
mca：
msa：
mGa=5.41：
9.20：
18.75
=1：
1.70：
3.49
（w/c）B=2.92/5.41=0.54
（三）检验强度、测定试验室配合比
①在用砂、碎石用量不变、用水量亦保持不变的情况下，另取水灰比为（w/c）A=0.44、（w/c）C=0.54两组配合比试配进行对比试验，其材料用量为：
水灰比（w/c）
每立方米砼材料用量（kg）
理论密度
水泥
砂
碎石
水
外加剂
砂率
（w/c）A=0.44
409
698
1138
180
2.454
（w/c）B=0.49
367
730
1141
180
2.202
（w/c）C=0.54
333
760
1140
180
1.998
②每组配合比试拌40L，三组混凝土拌和物的各组材料用量（单位：
kg）以及拌和物和易性、粘聚性
水灰比
水泥
砂
碎石
水
外加剂
坍落度
和易性
粘聚性
实测密度
0.41
13.92
26.72
45.52
7.20
0.098
155
良好
良好
2410
0.46
12.48
28.16
45.64
7.20
0.088
150
良好
良好
2406
0.51
11.32
29.44
45.60
7.20
0.080
145
良好
良好
2400
水灰比
（w/c）
试件抗压强度（MPa）
平均
试件抗压强度（MPa）
平均
达到设
计强度%
28d
28d
0.41
49.6
49.3
50.1
49.7
49.2
48.9
49.6
49.2
129
0.46
44.5
44.7
43.3
44.2
44.9
44.7
44.5
44.7
116
0.51
38.3
39.8
39.2
39.1
37.7
38.1
39.4
38.4
102
③以上各组拌和物28d强
五、配合比结果
根据试配过程目测砼拌和物的和易性、保水性等及试配实际强度值，各项指标均能满足设计要求，在保证砼强度的条件下同时考虑经济性，因此，试验室配合比采用（w/c）B=0.49一组
水：
水泥：
砂：
碎石：
外加剂=1：
1.70：
3.48：
0.01；w/c=0.56
=180：
312：
704：
1141：
2.202（kg/m3）
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