钢纤维混凝土配合比设计方法Word格式.docx

1、20250.30.54060表1普通混凝土配合比设计参数参考表 （自定，待验证）砼强度等级C20C30C40C50C60C70C80C90 C100胶凝材料质量（kg）350 20360 400 450 480 500 2近30 2（550 580 水胶比W/B0.500.530.440.470.400.440.330.350.300.330.270.25 0.25砂率（%）45 %60 %、钢纤维增强混凝土配合比设计方法1,24混凝土配制强度的确定4.0.1混凝土配制强度应按下列规定确定：1 当混凝土的设计强度等级小于 C60时，配制强度应按下式计算:fcu,0 fcu,k 1.645 （4

2、.0.1-1）式中，fcu,o 钢纤维混凝土配制强度，MPa ;fcu,k 钢纤维混凝土立方体抗压强度标准值， 这里取设计混凝土强度等级值，MPa ;cr 混凝土强度标准差，MPa o2 .当设计强度等级大于或等于 C60时，配制强度应按下式计算：fcu,o 1.15fcu,k （4.0.1-2）4.0.2混凝土强度标准差应按照下列规定确定：1 当具有近1个月3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差c应按下式计算：（4.0.2）式中，fcu,第i组的试件强度，MPa ;mfcu n组试件的强度平均值，MPa ;n试件组数，n值应大于或者等于30o对于强度等级不大于C

3、30的混凝土：当c计算值不小于3.0MPa时，应按照计算结 果取值；当c计算值小于3.0MPa时，c应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且不大 于C60的混凝土：当c计算值不小于4.0MPa时，应按照计算结果取值；当c计算值小 于 4.0MPa 时，c 应取 4.0MPa。2 当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差 c可按表4.0.2取值。表4.0.2 标准差c值（MPa）混凝土强度标准值 C20C25C45C50 C55c4.05.06.05混凝土配合比计算5.1 水胶比5.1.1混凝土强度等级小于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算:式中：W/B混凝土水胶比

4、；a、 b 回归系数，按规程5.1.2条的规定取值；fb 胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合） 28d胶砂强度（MPa），可 实测，试验方法应按现行国家标准水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T 17671执 行；也可按本规程5.1.3条确定。5.1.2回归系数（a、 b ）宜按下列规定确定：1.根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定;2 当不具备上述试验统计资料时，可按表 5.1.2采用。表5.1.1回归系数（a、 b）取值表系数、粗骨料品种碎石卵石a0.530.49b0.200.135.1.3当胶凝材料28d胶砂抗压强度值（fb）无实测值时，可按下式计

5、算：fb f s fce （5.1.2）f、s 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表 5.1.2选用；fce 水泥28d胶砂抗压强度，MPa，可实测，也可按本规程第5.1.4条规定表5.1.2粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数 s掺量（%）种类粉煤灰影响系数f粒化高炉矿渣粉影响系数 s1.00100.85 0.95200.75 0.850.95 1.00300.65 0.750.90 1.00400.55 0.650.80 0.9050-0.70 0.85注：1采用I级、H级粉煤灰宜取上限值；2采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用 S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用

6、S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加 0.05。3当超岀表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。5.1.4当水泥28d胶砂抗压强度（b ）无实测值时，可按下式计算:（5.1.3）fce c f ce, gc水泥强度等级值的富余系数，可按这际统计资料确定；当缺乏实际统计资料 时，也可按表5.1.3选用。fce,g 水泥强度等级，MPa o表5.1.3水泥强度等级值的富余系数 （c）水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.105.2 用水量和外加剂用量5.2.1每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mwo）应符合下列规定：1.混凝土水胶比在0.400.80

7、范围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取;2 .混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。表5.2.1-1 干硬性混凝土的用水量（kg/m 3）拌合物稠度卵石最大公称粒径（mm ）碎石最大粒径（mm ）项目指标10.020.040.016.0维勃稠度（s）16 2017516014518017015511 15165150185510190表5.2.1-2 塑性混凝土的用水量（kg/m 3）卵石最大粒径（mm ）31.5坍落度 （mm ）10 3020035 5021019555 7022010575 90215230205 本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土

8、用水量可增加 510kg ;采用粗砂时，可减少510kg o2以本规程表5.2.1 2中90mm坍落度的用水量为基础， 按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m 3用水量来计算，当坍落度增大到 180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。3基于保证剩余强度和混凝土耐久性考虑，单方用水量需小于 200kg，采用低水胶比、大掺和料的方式设计混凝土配合比。5.2.2掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（ mwo）可按下式计算:（522）mwo mu （1 ）mwo计算配合比每立方米混凝土的用水量，kg ; mwo 未掺加外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg

9、/m）以本规程表521 2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大 20mm 坍落度相应增加5kg/m 3用水量来计算，当坍落度增大到 180mm 以上时，随坍落度相 应增加的用水量可减少。B外加剂的减水率，应经混凝土试验确定。5.3胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量5.3.1每立方米混凝土的胶凝材料用量（mb。）应按下式计算:me0 计算配合比每立方米混凝土中水泥用量， kg表541钢纤维混凝土砂率选用表 （自定，待验证）拌合料条件最大粒径20mm碎石最大粒径20mm 卵石纤维长径比lf/df=50纤维体积率Vf=1.0%砂细度模数找=3.035lf/df 增减 10 5Vf增减0.5% 3砂

10、细度模数增减0.1 15.4.2钢纤维体积率以下的钢纤维体积率为经验所得，可供选用者参考表5.4.2钢纤维体积率选用表钢纤维体积（）一般浇筑成型结构0.5 2.0局部受压构件、桥面、预制桩桩尖1.0 1.5铁路轨枕、刚性防水屋面0.8 1.2钢纤维宜用长径比 5080，体积率为1%2%,长度2030mm ;2钢纤维体积率不应小于 0.5% ;3计算配合比时，为保证设计的力学性能，应同时计算钢纤维掺为 1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的配比并进行试验，以在短时间内确定设计性能的钢纤维适宜体积率；4尽量选择异形钢纤维（波浪型、端钩型、压痕型等） ，少用直线型。5.5粗、细骨料用量5

11、.5.1采用体积法计算粗、细骨料用量，应按公式 5.5.1和下列公式计算:mc0 mfomg0ms0 mw01 Vf 0.01 1（5.5.1）c fgs wmssms mg（5.5.2）pc 水泥表观密度，kg/m3，应按水泥密度测定方法GB/T 208测定，也可取 2900 kg/m 3 3100kg/m3 .Pf矿物掺合料密度，3，可按水泥密度测定方法GB/T 208 测定；Pg 粗骨料的表观密度，kg/m 3，应按现行行业标准普通混凝土用砂、石质量 及检验方法标准JGJ52测定；Ps细骨料的表观密度，kg/m 3,应按现行行业标准普通混凝土用砂、 石质量及 检验方法标准JGJ52测定；

12、pw 水的密度（kg/m 3）,可取 1000 kg/m 3;Vf钢纤维的体积率，%；a可取为1 ；a混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时, 伍一砂率，按式（541）或由表541得到。常用材料密度如下表：表5.5.2常用原材料密度原材料密度（kg/m 3）堆积密度（kg/m 3）水泥29003100矿渣2900粉煤灰2200硅灰砂26502670钢纤维7854水10006 混凝土配合比的试配、调整与确定应按下式计算混凝土配合比校正系数少 （622-2）c,c混凝土配合比校正系数；pc,t 混凝土拌合物表观密度实测值，kg/m 3;pc,c 混凝土拌合物表观密度计算值，kg/m 3。当混

13、凝土拌合物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，按本规程第6.2.1条调整的配合比可维持不变；当二者之差超过 2%时，应将配合比中每 项材料用量均乘以校正系数（3）。6.2.7混凝土施工配合比换算混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的， 但实际工地使用的骨料常含 有一定的水分，即存在含水率（式（622-3），因此必须将实验配合比进行换算，换算成 扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：622-4622-56.2.2-66.2.2-7设施工配合比1m3混凝土中胶凝材料、水、砂、石的用量分别为mb、mw、rm：、叫； 并设工地秒子含水率a%、石子含水率

14、为b%。则施工配合比1m3混凝土中各材料用量 应为mb（1a%）1mgb%）mw mwa%mg b%例题1 :设计C40钢纤维混凝土，设计坍落度180200mm，钢纤维体积率1.0%,所 用原材料如下：42.5级普通硅酸盐水泥，表观密度为 3000kg/m 3 ;1级粉煤灰，掺量20%，表观密度为2250kg/m 3;中砂（桟=2.6），级配合格，表观密度2650kg/m 3;石灰 岩碎石：520mm，级配合格，表观密度 2700kg/m 3;钢纤维lf/df=70，表观密度 7854kg/m 3。外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为20%，适宜掺量为1%， 减水率30%，混凝土含气

15、量2.5%。试求：1.混凝土计算配合比。混凝土掺加聚羧酸类高性能减水剂的目的是为了既要使混凝 土拌合物和易性有所改善，又要能节约水泥用量，求此掺减水剂混凝土的配合比；2.经试配制混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为3%,石子含水率为1%,试求计算混凝土施工配合比。解：1.求混凝土计算配合比。（1 ）确定混凝土配制强度（fcu,0 ）fcu,0 fcu,k 1.645 =40+1.645 X 5=48.2 MPa（2 ）胶凝材料28d胶砂强度（fb）计算由JGJ 55-2011表5.1.2查得I级粉煤灰掺量20%时影响系数y取0.80，由表5.1.3可知42.5级普

16、通硅酸盐水泥fce,g为42.5MPa，其富余系数Tc为1.16，贝Ufb c f fce,g=1.16 X 0.80 X 42.5=39.4MPa（3）确定水胶比（W/B ）（4）确定用水量（mw）查表5.2.1 2，对于最大粒径为20mm的碎石混凝土，当坍落度为90mm时，1m3 混凝土的用水量可选用215kg，现要求坍落度为180200mm （190mm ），按标准坍落 度每增大20mm需增加5kg用水量，故需要增加25kg/m 3，即实际需要240kg用水量， 由于掺入聚羧酸类高性能减水剂 0.8%，减水率为30%，混凝土含气量a为2.5%。故实 际用水量为：mw=240 X （1-0

17、.30）=168 kg（5）计算胶凝材料用量（mbo）（6）粉煤灰掺量：mf=421 X20%=84kg ;（7）水泥用量:mc=421 X （1-20%）=337kg ;（8）减水剂用量：ma=421 X 1%=4.21kg ;（9）钢纤维质量 m fiber =7854 x 1%=78.54kg。（10）确定砂率（伍）由表5.4.1，碎石粒径520mm 时，砂率40%，长径比ld/df=70时，砂率增加10%, 砂细度模数 M = 2.6时，砂率减4%,故计算砂率为40%+10% 4% = 46%。（10）计算砂石用量（ms。、mg0）由式（5.5.1 ）及式（5.5.2）1 1% 0.0

18、1 2.5 1337 84 168 miso mg03000 2250 1000 2650 2700 ms0 100% 46%ms0 mg0解此联立方程，则得 ms0=797kg，m g0 =936kg（11 ）写出混凝土计算配合比（以体积法为例）：1.1m3混凝土中各材料用量为水泥337kg，粉煤灰84kg，水168kg，砂797kg， 碎石936kg，钢纤维78.54kg。2.换算成施工配合比设施工配合比1m3混凝土中水泥、粉煤灰、砂、石、水、减水剂等各材料用量分别 为 m；、mf、ms、mg、mw、ma， mfiber 贝UmC = m ；0 =337kgmf =mf0=84kgma=m

19、a0=4.21kgmfiber m fiber =78.54kgms = ms（1+a%）=797 x （1+3%）=821kgmg =mg0（1+b%）=897 x （1+1%）=945kgim =m w0 -m s0 x b%- m a。x 80%=168-765 x 3%-897 x 1%-4.8 x 80%=131kg参考文献1林小松,杨果林.钢纤维高强与超高强混凝土 M.北京:科学出版社,2002,34-39.2JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程S.北京冲国建筑工业出版社,2011,1-18,156-161.3 张亚梅.土木工程材料（第五版）M.南京:东南大学出版社,156-159.