水泥混凝土配合比设计简述.docx

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水泥混凝土配合比设计简述

水泥混凝土配合比设计

简述

XXXXX

XXXX

一、概述··········································1

一、混凝土配合比设计依据的要紧标准、规程和标准·1

二、混凝土配合比设计应知足的四个大体条件·······1

3、不同条件应别离设计配合比···················1

4、设计配合比前应完成的工作···················1

五、铁路客运专线有关规定和常识··················1

六、混凝土配合比设计经常使用方式···················2

二、要紧参数的确信································3

一、配制强度···································3

二、水灰比·····································3

3、砂率·······································3

4、坍落度·····································4

五、坍落度损失·································4

六、粗骨料最大粒径与级配·······················4

三、大体步骤······································5

一、计算初步配合比·····························5

二、试拌混凝土·································5

3、测定拌合物性能·····························5

4、计算每1立方米混凝土各类材料用量···········5

五、进行抗压强度实验···························5

六、回归分析···································5

7、从头计算水灰比·····························5

八、计算理论配合比并经实验验证·················5

九、确信施工理论配合比·························5

四、配合比设计实例································5

一、设计参数···································5

二、计算初步配合比·····························6

3、试拌·······································8

4、测定拌合物性能·····························9

五、确信初步配合比·····························9

六、其余水灰比的配合比别离实验·················9

7、改变砂率，完成全数配合比的实验·············9

八、回归分析···································9

九、最后配合比的验证与确信····················12

10、对结果进行分析···························13

水泥混凝土配合比设计简述

一、概述

一、混凝土配合比设计依据的要紧标准、规程和标准

（1）《一般混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000；

（2）《铁路混凝土与砌体工程质量验收标准》TB10424—2003；

（3）《铁路混凝土强度查验评定标准》TB10425—1994；

（4）《铁路混凝土与砌体工程施工标准》TB10210—2001；

（5）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设〔2005〕157号；

（6）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设〔2005〕160号。

二、混凝土配合比设计应知足的四个大体条件

（1）设计、验收、评定要求的抗压强度；

（2）知足耐久性要求；

（3）知足施工工艺要求；

（4）经济上合理。

3、不同条件应别离设计配合比

（1）不同厂家生产的不同品种、不同强度品级的水泥；

（2）不同砂石料；

（3）不同施工工艺：

泵送、输送车运输、当场灌注等；

（4）不同强度品级、不同工程；

（5）不同厂家、不同品种外加剂。

4、设计配合比前应完成的工作

（1）原材料的选择与鉴定；

（2）了解、熟悉工程设计要求；

（3）了解施工工艺；

（4）学习、熟悉有关标准、规程、标准和设计要求；

（5）调试、检修、检定、自校仪器设备。

五、铁路客运专线有关规定和常识

（1）客运专线高性能混凝土用水泥的技术要求除应知足国家标准的相关规定外，硅酸盐水泥的比表面积不该大于350m2/kg；一般硅酸盐水泥的80μm方孔筛筛余不该大于%碱含量不该大于%。

（2）铁路混凝土结构的耐久性应依照结构的设计利用年限、所处的环境类别及其作用品级进行设计。

铁路混凝土结构的设计利用年限分约100年以上、约60年以上和约30年以上三级。

（3）客运专线高性能混凝土用外加剂应具有减水率高，工作性能好，适量引气，耐久性、稳固性好，与水泥之间有良好相溶性。

知足GB8076《混凝土外加剂》技术要求的高效减水剂可以应用于高性能混凝土。

因其能提高强度、减少用水量，减少渗水孔道，提高耐久性。

（4）高性能混凝土中掺加适量粉煤灰、磨细矿渣粉这两种掺合料后，能改善施工和易性，减少温度灵敏性，后期强度不差，经济环保，节约，可提高耐磨耐蚀性。

但初期强度不高，养护困难。

（5）高性能混凝土的耐久性一样包括抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碱一骨料反映好。

评判客运专线高性能混凝土耐久性的最经常使用指标是56d电通量。

因这一指标能检测混凝土的密实性，同时对其它性能有间接测量作用。

6、混凝土配合比设计经常使用方式

拟采纳绝对体积法或假定重量法。

为简化计算常采纳假定重量法。

一样混凝土按2400kg/m³假定，掺粉煤混凝土掺量超过25%的按2320kg/m³假定；水泥用量大于400kg/m³的按2500kg/m³假定；水泥用量少于300kg/m³的按2350kg/m³假定。

也可参考已有资料。

设计抗侵蚀耐久性砼配合比的大体方法是掺用20%～30%粉煤灰，同时采纳高性能外加剂。

二、要紧参数的确信

一、配制强度

配制强度除应知足JGJ55要求外，还要知足耐久性、抗蚀性和特殊工程（如水下）、特殊气候条件下的要求。

计算时先按JGJ55中公式计算，再查其它要求确信。

二、水灰比

按计算的配制强度用JGJ55提供的公式或自行回归得出的公式计算水灰比，和配制强度一样，不仅只能知足强度要求，还要知足耐久性、特殊工程、特殊气候条件的要求。

计算时先按公式计算再查其它要求确信。

3、砂率

应依照砂石料种类和技术性能、施工工艺、工程特点综合确信。

此指标往往阻碍混凝土水泥用量、外观及施工进度。

一般混凝土，无特殊要求时（非泵送、非水下）可按下面公式计算，也可查表参考确信。

石紧密间隙率×砂紧密密度×扒开系数

石紧密密度+石紧密间隙率×砂紧密密度

扒开系数取值：

～，细砂取小值，粗砂取大值。

正常情形下：

（1）用中砂拌制，一般混凝土砂率宜在～之间，不宜小于，也不宜大于；

（2）水下混凝土和泵送混凝土，宜为～；

（3）隧道墙拱用混凝土：

曲墙高2m范围内砂率不宜大于，宜为～；高2m至起拱线砂率宜为左右；拱部砂率为～；

（4）抗渗混凝土宜为～。

4、坍落度

（1）一般混凝土：

冬季～6.0cm，夏日～7.0cm；

（2）水下混凝土：

～21.0cm；

（3）泵送混凝土：

～20.0cm；

①桥墩台：

～16.0cm；

②隧道墙拱：

曲墙高2m之内坍落度宜为～10.0cm，最大不得超过12cm，不然将在混凝土表面产生大量气泡孔和麻面。

③拱部混凝土专门是拱顶部位，坍落度不宜小于19.0cm，拱顶部宜为～22.0cm。

五、坍落度损失

本指标尤其应引发高度重视，在配合设计中是必测的指标之一。

不适合的坍落度损失可能引发泵送堵管，水下混凝土翻浆困难，乃至不能翻浆而产生断桩。

（1）泵送混凝土与水下混凝土

桥墩台、隧道边墙（高2m以上），45分钟内不宜小于14.0cm；水下混凝土和隧道拱顶混凝土60分钟内不宜小于16.0cm。

输送车运输的混凝土也参照此条。

（2）一般混凝土

设计坍落度～7.0cm的一般混凝土，30分钟内不得小于3cm。

六、粗骨料最大粒径与级配

（1）应优先采纳二级配或三级配碎石；为最大粒径31.5mm时，宜为5～10mm和10～31.5mm两级配合利用，最大粒径为60mm时，宜为5～10mm、10～31.5mm、～60mm三级配合利用，其配合比例应该专门实验；

（2）水下混凝土与泵送混凝土最大粒径宜为31.5mm；

（3）桥墩台混凝土用粗骨料最大粒径不宜大于40mm；

（4）一般混凝土用粗骨料最大粒径不宜大于60mm；

（5）预应力桥梁用粗骨料最大粒径宜为20mm。

三、大体步骤

一、计算初步配合比；

二、试拌混凝土；

3、测定拌合物性能；

4、计算每1m³混凝土各类材料用量；

五、进行抗压强度实验；

六、回归分析

用抗压强度（y值）和灰水比（x值）进行一元回归分析。

7、从头计算水灰比

用配制强度代入回归方程，计算出相应的水灰比。

八、计算理论配合比，并经实验验证

以用回归方程计算出的水灰比、参照原相应的设计结果，综合确信新的配合比，并制作3组试件，验证3、7、28天的抗压强度，同时应验证坍落损失和拌合物密度。

九、确信施工理论配合比

依照验证结果，确信施工理论配合比。

四、配合比设计实例

一、设计参数

（1）工程条件

①灌注桩用水下混凝土，坍落度18～22cm；

②混凝土设计强度品级：

C20、C2五、C30；

③桩直径1.2m、1.5m，桩长8～18m。

（2）施工条件

①集中拌合，混凝土输送车运输，平均运距1.5km；

②导管直径250mm；

③用混凝土泵车泵入漏斗；

④气温12～27℃。

（3）材料条件

①水泥：

老河口宝石牌，P·级，实有活性；

②碎石：

十堰市方山产，紧密密度1810kg/m³，表观密度3030kg/m³，最大粒径31.5mm,持续级配；

③砂：

郧西县产，紧密密度1690kg/m³，表观密度2670kg/m³，细度模数，中砂；

④外加剂：

天津产，泵送缓凝剂，掺量%。

二、计算初步配合比

（1）配制强度

按一般混凝土计

f'=+δ

式中f'——按一般混凝土计算的配制强度，MPa；

——混凝土设计强度品级，MPa；本例取20MPa；

δ——混凝土强度标准差，MPa，本例取（查TB10210—2001）。

设计强度品级C20

那么f'=20+×=MPa

按《铁路混凝土与砌体工程质量验收标准》TB中9·3·6条规定：

“配制强度应较一般混凝土配制强度提高10%--20%”，配制强度应为：

f'＝×＝MPa

（2）计算水灰比

按TGJ55—2000提供的公式

W/C＝（αа·）/（+αа·αb·）

式中αа，αb—回归系数，查下表：

αа，αb回归系数表

石子种类

碎石

卵石

αа

αb

—水泥实有活性，MPa，取实测值，无实测值取水泥强度品级；

—混凝土设计强度品级，MPa。

将C20配制强度代入上式得

W/C＝（×）/（+××）=

将C25配制强度=（25+××=代入上式得

W/C＝

将C30配制强度=（30+××=代入上式得

W/C＝

为节约工作量,三个设计强度品级C20、C2五、C30的配合比同时设计，结果一路回归。

水灰比距离按～考虑，为使回归范围能知足C20和C30要求,大水灰比较大，小水灰比较小，那么全数应实验的水灰比为

、、、、、、、、、

（3）选择每1m³混凝土用水量（C20）

依照以往的体会，结合查表综合决定选用198kg。

（4）计算1m³混凝土水泥用量

水泥=用水量/水灰比=198/=319kg/m³

（5）选定含砂率

结合标准和以往体会，综合考虑，选定为。

（6）计算砂石用量

用假定重量法计算，每1m³混凝土密度按2420kg/m³考虑:

砂石总用量﹦2420-198-319﹦1903（kg/m³）

砂用量﹦1903×﹦723（kg/m³）

碎石用量﹦1903-723﹦1180（kg/m³）

外加剂用量﹦319×%﹦（kg/m³）

（7）计算初步配合比

水泥︰砂︰石︰外加剂︰水

319︰723︰1180︰︰198

1︰︰︰︰

3、试拌

（1）计算材料用量

计算拌制2组153cm³试件用料（7天、28天各一组），按23L计:

①水泥：

1000︰319﹦23︰X,X=（kg）,取（kg）;

②砂：

×﹦（kg）

③碎石：

×﹦（kg）

④外加剂：

×﹦（g）

⑤　水：

×﹦（kg）。

（2）试拌混凝土

试拌的混凝土成效观看时，将混凝土堆成一个圆锥体，现在好的混凝土应：

①周边无流浆流水；

②粗骨料应淹没在砂浆中，无粗细骨料离析；

③短时刻内混凝土不粘铁板（常说的不粘锅）、砂浆不沉底；

④做坍落度实验，坍落度筒提起后，混凝土应整体“下坐”，而是散落或劈裂。

本例为合格。

4、测定拌合物性能

测得拌合物坍落度19.5cm，密度为2440kg/m³，与假定密度2420kg/m³比较：

（2440-2420）÷2420﹦（%）

误差小于2%不需要修正密度。

五、确信初步配合比

计算配合比即为设计配合比：

1︰︰︰︰

六、其余水灰比的配合比别离实验

其余～的9个配合比均按本文“一”中的技术标准（要紧指砂率）制作试件并作出抗压强度

7、改变砂率，完成全数配合比实验

改变砂率，仍按前确信的水灰比～，将砂率变成，设计出10个配合比，将砂率改变成，再按上述方式设计出10个配合比，现在，共取得三种砂率的30个配合比。

举例：

配合比选择结果见表1和表2，两表的配合比不同在于：

砂率别离为43%和37%，外加剂生产单位也不一样，其余材料相同。

八、回归分析

将上述、、和三种砂率的每10个配合比，以灰水比（C/W）为X，抗压强度为Y进行一次回归（最小二乘法），别离得出一个一元回归方程：

Y﹦a+bX。

举例：

用表1和表2值进行一元回归，回归计算见表3和表4。

从表1值回归计算表3得

表1混凝土配合比选定结果汇总表

配合比编号

配合比

砂

率

（%）

坍

落

度

（mm）

每1m³砼水泥用量（kg）

每1m³砼水用量（kg）

抗压强度

（MPa）

水泥

砂

碎

石

外加剂

水

7d

28d

05-030

1

43

190

397

198

031

1

43

195

358

197

032

1

43

185

441

198

033

1

42

200

496

198

注

水泥：

老河口产宝石牌；砂：

郧西县产，紧密密度1690kg/m³，表观密度2670kg/m³，细度模数，中砂；碎石：

十堰市方山产，紧密密度1810kg/m³，表观密度3030kg/m³，最大粒径31.5mm,连续级配；外加剂：

天津津航产，缓凝高效减水剂。

表2混凝土配合比选定结果汇总表

配合比编号

配合比

砂

率

（%）

坍

落

度

（mm）

每1m³砼水泥用量（kg）

每1m³砼水用量（kg）

抗压强度

（MPa）

水

泥

砂

碎

石

外加剂

水

7d

28d

054

1

37

170

386

174

055

1

37

105

361

167

056

1

37

160

412

173

057

1

36

170

428

172

注

外加剂:

陕西CHD高效复合泵送剂,其余材料同表1

表3表1值回归计算表

配合比

编号

X

C/w

Y

R28

Xi-X平

Yi-Y平

（Xi-X平）（Yi-Y平）

（Xi-X平）²

（Yi-Y平）²

05-030

031

032

033

X平=

Y平=

Lxy=

Lxx=

Lyy=

表4表2值回归计算表

配合比

编号

X

C/w

Y

R28

Xi-X平

Yi-Y平

（Xi-X平）（Yi-Y平）

（Xi-X平）²

（Yi-Y平）²

05-052

054

055

056

057

X平=

Y平=

Lxy=

Lxx=

Lyy=

注：

以上表3和表4也可用运算机直接得出

从表1和回归计算表3得

b1=Lxy/Lxx==

a1=Y平-bX平=相关系数r1=Lxy/√Lxx√Lyy=√×=

表1值回归方程为

Y1=

（1）

从表2和回归计算表4得

b2=Lxy/Lxx==

a2=Y平-bX平=相关系数r2=Lxy/√Lxx·Lyy=√×=

表2值回归方程为

Y2=+

（2）

相关系数大于以为方程能够利用。

在利用方程时，直线两头均不得超出回归范围。

九、最后配合比的验证与确信

（1）计算确信理论配合比

别离将强度设计品级C20、C25和C30的配制强度代入回归方程，计算出水灰比，参照原选定结果确信大体参数，再计算理论配合比。

　　将设计强度品级C20、C2五、C30别离按方程计算理论配合比

举例：

设计强度品级C25。

按方程

（1）计算理论配合比

配制强度Y=（25+××=（MPa）

将代入方程

（1）得

Y1==那么W1/C1=

参照表1值，用水量宜为198kg/m³,那么:

水泥用量=198/=421kg/m³

按表1结果计算混凝土密度为2570kg/m³

砂石总量=2570-198-421=1951（kg/m³）

砂率仍按43%计算

砂用量=1951×=839（kg/m³）

石用量=1951-839=1112（kg/m³）

外加剂用量=421×=（kg/m³）

配合比为：

水泥︰砂︰碎石︰外加剂︰水

421︰839︰1112︰︰198

1︰︰︰︰

设计强度品级C25

按方程

（2）计算理论配合比

将配制强度代入方程

（2）

=+

X2=C2/W2=W2/C2=

查表2水用量宜为178（kg/m³）那么

水泥用量=178/=363（kg/m³）

按表2结果计算混凝土密度2570（kg/m³）

砂石总量=2570-178-363=2029（kg/m³）

石用量=2029-751=1278（kg/m³）

外加剂用量=363×=（kg/m³）

配合比为

水泥︰砂︰碎石︰外加剂︰水

363︰751︰1278︰︰178

1︰︰︰︰

（2）对用回归方程计算的配合比进行验证

对用回归方程计算的配合比，拌制混凝土，验证拌合物坍落度、密度和7天抗强度。

坍落度误差不大于10mm,7天抗压强度不得低于原实验值，以为该配合比可作为施工配合比。

10、对结果进行分析

达到相同目的的配合比中，水泥用量低者为优，优先选用。

　　本例

（1）同为Ｃ25混凝土，从表２看，如不回归，Ｃ25配制强度为，只好选用54号配合比，其水泥用量为386kg/m³，而回归后确信的配合比，水泥用量为363kg/m³。

（2）按表1回归结果，Ｃ25配制强度为，其水泥用量为421kg/m³；按表2回归结果，Ｃ25配制强度为，其水泥用量为363kg/m³。

宜采纳表2材料配制混凝土。