C30水下砼

C30水下砼配合比设计
一、砼说明
本C30水下砼为普通碎石砼，所处环境为温暖与水和空气接触；该配合比用于桥梁工程桩基础施工; 采用混凝土罐车运输；施工中采用强制式搅拌机拌和。

二、砼设计依据
1.《龙永高速公路项目招标文件》第19合同段
2.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）
3.《公路工程集料试验规程》（JTG E40-2005）
4.《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）
5.《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
三、砼设计要求
1.设计强度30Mpa,配制强度不低于38.2Mpa.
2.坍落度要求：180～220mm.
3.最大水胶比：0.47
4.最小水泥用量：370kg/m3
四.原材料情况
1.水泥：采用湖南省石门海螺水泥有限责任公司“海螺”牌P·O4
2.5普通硅酸盐水泥,批号P430004，批量0.2t,具体性能指标如下：
技术指标比表
面积
（m2
/kg）
凝结时间
（min）
标准稠度
用水量
（%）
安定性
3天强度
（Mpa）
28天强度
（Mpa）初凝终凝抗折抗压抗折抗压
执行标准≥300 ≥45≤600 必须合
格
≥3.5 ≥17.0 ≥6.5 ≥42.5
试验
结果
357 197 248 27.8 合格 5.5 27.2 8.9 53.4 2.细集料：采用大坝金星采石场生产的机制砂，具体性能指标如下：
①
技术指标细度模
数
石粉含量
（%）
堆积密度
（kg/m3）
表观密度
（kg/m3）
亚甲蓝
(MB值)
泥块含
量（%）
压碎
值（%）
执行标准 3.1~3.9 ＜7 ＞1400 ＞2500 ＜1.4 ＜0.5 ＜25 试验结果 3.58 2.6 1530 2687 0.5 0.1 21 ②
技术指标云母含
量（%）
有机物
（比色
法）
轻物质含
量（%）
氯化物
含量
（%）
硫化物及硫
酸盐（%）
碱集料反
应（%）
执行标准＜2.0 合格＜1.0 ＜0.02 ＜0.5 ＜0.1 试验结果0 合格0 0.006 0.07 0.08
③级配
筛分
（㎜）
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 通过百分
率（%）
100 100 65.0 37.1 19.9 11.6 8.7
执行标准
（%）
100 90-100 50-95 30-65 15-29 2-20 0-10 3.粗集料：
碎石采用鑫盛建材有限公司生产的16-31.5mm、10-20mm及5-10mm三
种规格的碎石按16-31.5mm：10-20mm：5-10mm=30:50:20的比例掺配，具体指标如下：
①5-31.5㎜碎石性能指标
技术指标
压碎
值
（%）
针片
状
（%）
含泥
量
（%）
泥块
含量
（%）
表观密
度
（kg/m3
）
抗压强
度
（MPa）
磨光值
吸水
率
（%）
试验结果18.2 2.0 0.3 -- 2685 86.7 36 1.16 执行标准<20 <15 <1.0 <0.5 >2500 ≥60 ≥35 ≤2.0 ②级配按16-31.5mm：10-20mm：5-10mm=30:50:20比例掺配的5-31.5㎜
混合级配如下：
筛分（㎜）31.5 26.5 19 16 9.5 4.75 2.36
通过百分
率（%）
100 68.8 21.7 1.4 0.2
执行标准95-100 -- 55-85 -- 16-31.5 0-10 0-5
4.水：可饮用水
ρw=1000 kg/m3。

技术指标PH
Cl-
(mg/L)
SO42-
（mg/L）
不溶物
（mg/L）
可溶物
（mg/L）
碱含量
（mg/L）
试验结果 6.22 8.51 22.81 4.0 85.5 9.46 执行标准≥4.5 ≤1000 ≤2000 ≤2000 ≤5000 ≤1500 5、外加剂：贵州天威建材科技有限责任公司生产的聚羧酸高性能减水剂TW-HJS-1型。

技术指标 减水率（%） 泌水率比（%） 含气
量
（%）
凝结时
间差
（初凝
min ） 凝结时
间差
（终凝
min ） PH 值 密度（g/mL ） 水泥净
浆流动
度（mm ）
试验结果
29
21
2.3
+28 +59 6.5 1.16 288 执行标准 ≥25 ≤60 ≤6.0
-90～+120
-90～+120
6.0～8.0
±0.01
≥240
五、混凝土配合比的计算
1.计算配制强度ƒcu,o =ƒcu,k +1.645σ，其中ƒcu,k 取30，σ取5
则 ƒcu,o =30+1.645×5=38.2（MPa ）
2 .确定水胶比,粗集料使用碎石,查表得 αa =0.53, αb =0.20：
W/B=αa fce fcu.o+αa αb fce =0.53×42.5
38.2+0.53×0.20×42.5 =0.53
根据经验，结合原材料情况及施工工艺要求，水胶比取0.45
3.确定用水量
要求砼坍落度：180~220mm 碎石最大粒径31.5mm, 查表选取用水量m w=205kg/m 3;经试拌减水率为25%。

计算用水量为：：m wo =205+（200-90）/20×5=232.5（kg/ m 3）
m wa =232.5×（1-25%）=174（kg/m 3）
经试拌用水量为174 kg/m 3时能满足最佳坍落度要求，故选定用水量
为174kg/m 3。

4.确定水泥用量
水泥 m co =174/0.45=387(kg/m 3)
5.确定砂率：
碎石最大粒径31.5mm,水胶比W/B=0.45查表取砂率βs=35-40%.采用人工砂配制砼，砂率应适当增大，设计坍落度为180~220 mm。

取砂率为βs=44%。

6.假定砼容重为2400kg/m3;
解方程m co+ m go+m so+m wo=m cp
βs= m so/（m go+ m so）*100%
解联立方程得: m so=809（kg/m3）m go=1030（kg/m3）
7.综上所述，得出本设计的计算配合比为：
每m3混凝土各材料用量及质量比例为：
水泥：水：砂：碎石：外加剂
= 387 ：174：809 ：1030 ：3.096
= 1 ：0.45 ：2.09：2.66：0.008
六、配合比调配，调试及确定
1.计算配合比的试拌，根据上述给出的每m3混凝土各材料用量进行了混凝土的试拌，得出的拌合物坍落度、粘聚性和保水性能都满足要求，混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%，故本配合比不需要进行调整，即每m3混凝土各材料用量为（㎏）：每m3混凝土各材料用量及质量比例为：
水泥：水：砂：碎石：外加剂
=387 ：174：809 ：1030 ：3.096
= 1 ：0.45 ：2.09：2.66：0.008
2.水胶比的选取情况：采用三个不同的配合比时，基准配合比分别按0.02
增加或减少，保持用水量不变。

每个水胶比制作3组试件，分别作试件
养生（温度20℃±2℃，相对湿度≥95%）7天和28天抗压强度使用。

三个不同水胶比每m 3混凝土各材料用量及质量比例如下：
W/B βs
每m 3混凝土各材料用量(㎏)
各材料质量比例 水泥 水
砂 碎石 外加剂 水泥
水 砂 碎石
外加剂
0.43 43 405 174 783 1038 3.24 1 0.43 1.93 2.56 0.008 0.45 44 387 174 809 1030 3.096 1 0.45 2.09 2.66 0.008 0.47 45
370
174 835 1021
2.96
1
0.47
2.26
2.78 0.008
试拌所需用量（Kg ）
3. 制作上述三个不同水胶比的同时，进行了相应的混凝土拌合物坍落度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度检验，具体如下：
水胶比 坍落度（㎜）
粘聚性 保水性 表观密度（㎏/m 3）
0.43 200 良好 无 2410 0.45 195 良好 无 2420 0.47
205
良好
无
2400
W/B
水泥 砂 碎石
水 外加剂 1-3碎石 1-2碎石 0-5碎石
0.43
1
1.93
2.56
0.43
0.008
14.18 27.41 10.90
18.17 7.27
6.09 0.1134 0.45
1
2.09
2.66
0.45
0.008
13.55 28.32 10.82
18.03 7.21
6.09 0.1084 0.47
1
2.26
2.78
0.47
0.008
12.95
29.23
10.72
17.87
7.15
6.09
0.1036
七、提出试验室配合比
1.三个不同水胶比的混凝土试件抗压强度如下：
水胶比0.43 0.45 0.47
7天强度（MPa）39.0 38.5 36.0 28天强度（MPa）46.3 46.8 44.6 2.试配混凝土28天抗压强度与胶水比关系图：
3. 根据28天强度与胶水比关系图分析，0.45不是最佳水胶比，但由于水下混凝土对和易性要求指标较高，在没有掺合料的情况下，又使用了机制砂，故在保证质量和工作性满足要求的同时，选用0.45作为基准水胶比。

八、综上所述，我部确定的设计配合比为：
每m3混凝土各材料用量及质量比例为：
水泥：水：砂：碎石：外加剂
= 387 ：174：809 ：1030 ：3.096
= 1 ：0.45 ：2.09：2.66：0.008。