高性能混凝土混凝土配合比设计示例

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1、高性能混凝土混凝土配合比设计示例1、设计已知条件某特大桥钻孔桩混凝土，设计年限为100年，环境作用等级为T1，设计强度等级为C30。混凝土施工采用集中搅拌、搅拌运输车运输和水下浇筑。混凝土用原材料为：P.O42.5级水泥；碎石采用5～16㎜与16～31.5㎜两级级配按1：4掺配，其级配、空隙率、含泥量和泥块含量等均符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》规定；中砂（河砂），其级配、含泥量和泥块含量等均符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》规定；Ⅰ级粉煤灰；聚羧酸多功能外加剂，掺量按胶凝材料质量的0.80%计，

2、其含固量WJJHGUL为20%，据检验其减水率可达30%以上。试为该特大桥钻孔桩混凝土进行配合比设计。2、设计计算步骤⑴.确定试配强度fcu，0参考表19取标准差σ值为4.5MPa，并据《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》中“水下混凝土配合比设计，其配制强度应较普通混凝土的配制强度提高10%～20%”的规定，确定试配强度为：fcu，0=（fcu，k＋1.645σ）×1.15=（30＋1.645×4.5）×1.15=43.0（MPa）⑵.确定水胶比W0/J①据已知条件计算，水胶比为：W0/J=αa·γc·fce，

3、g/（fcu，o＋αa·αb·γc·fce，g）=0.46×1.07×42.5÷（43.0＋0.46×0.07×1.07×42.5）=0.47②据耐久性设计要求，并参考表1碳化环境T1允许最大水胶比为0.55。故确定水胶比值取0.40。⑶.选定用水量W0结合所用粗骨料最大粒径（31.5㎜）和水下浇筑混凝土坍落度要求（200±20㎜）及外加剂的基本减水性能规定（减水率≥20%），参考表20选定用水量W0为160kg/m3。即：｛205＋［（200－90）×5/20］｝×（1－31%）=160（㎏/m3）⑷.计算胶凝材

4、料用量JJ=W0÷W0/J=160÷0.40=400（kg/m3）所得胶凝材料用量J=400（kg/m3），未超出C30混凝土规定的最大胶凝材料用量400kg/m3限值。⑸.确定粉煤灰用量F根据耐久性条件规定，按表3确定粉煤灰掺量为30%，故F=0.30J=0.30×400=120（kg/m3）⑹.计算水泥用量CC=J－F=400－120=280（kg/m3）⑺.砂率SP因水下混凝土系自密性混凝土，需具有较好的和易性和自密性，故参考表21选定砂率SP为44%。⑻.计算砂用量S混凝土假定重量mCP取2400kg/m3

5、。故S=（mCP－W0－J－0.008J·WJJHGUL）·SP=（2400－160－400－0.008×400×0.20）×0.44=809（kg/m3）⑼.计算石子总用量G、小石子用量G小和大石子用量G大G=G小＋G大G=mCP－W0－J－0.008J·WJJHGUL－S=2400－160－400－0.008×400×0.20－809=1030（kg/m3）G小=0.20G=0.20×1030=206（kg/m3）G大=G－G小=1030－206=824（kg/m3）⑽.计算外加剂用量WJJ、外加剂中的含水量W

6、JJHSL和混凝土实际加水量W①外加剂用量WJJ：WJJ=0.008J=0.008×400=3.20（kg/m3）②外加剂中含水量WJJHSL：WJJHSL=WJJ－0.008J·WJJHGUL=3.20－0.008×400×0.20=2.56（kg/m3）③混凝土实际加水量W：W=W0－WJJHSL=160－2.56=157（kg/m3）⑾.计算初步理论配合比初步理论配合比为：水泥：砂：小石：大石：粉煤灰：外加剂：水=C/C：S/C：G小/C：G大/C：F/C：WJJ/C：W/C=280/280：806/280：

7、206/280：824/280：120/280：3.20/280：157/280=1：2.88：0.736：2.94：0.429：0.0114：0.5613、试配调整⑴.试配用料计算混凝土配合比试配时，应根据试验所要制作的试件数量事先进行混凝土配合比试配用料计算，计算时应考虑制成系数，其值一般取1.25～1.30。每盘混凝土的最小搅拌量应不小于15L；当采用机械搅拌时，其搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。⑵.试配调整方法①当坍落度稍偏大时，若砂率适中，则可保持砂率不变，按坍落度每偏大20㎜同时增加粗、细骨料1

8、%；若砂率偏大，按坍落度每偏大20㎜单独增加粗、细骨料1%的粗骨料；若砂率偏小，按坍落度每偏大20㎜单独增加粗、细骨料1%的细骨料。②当坍落度偏大且呈现泌水离析时，应考虑减少混凝土单方用水量或采取降低外加剂掺量解决。③当坍落度稍偏小时，则可保持水胶比不变，按坍落度每偏小20㎜以每m3混凝土增加5g水计算，同时增加水、胶凝材料和外加剂。④当坍落度偏小且呈现无扩