C20普通(掺灰)

C20水泥混凝土配合比设计计算书受XXXXXXXXXXXXXX的委托，我公司接受了C20水泥混凝土配合比设计，本设计仅用于YYYYYYYYYYYYYYYYY附属工程。

一、试验所用仪器设备及试验环境
试验过程中使用的仪器设备精度、规格、准确性等均符合规范要求，且均通过计量测试所检定合格，试验室、标养室、温度、湿度符合规范要求。

二、材料的选用
1、水泥：扬州亚东洋房牌P.O42.5普通硅酸盐水泥（密度取值3100kg/m3，水泥富余系数选取1.16）；
2、细骨料：江西江砂，中砂；
3、粗骨料：安徽5-31.5mm连续级配碎石；
4、外加剂：仪征万应WY-Y1-1高效减水剂，掺量取1.4%，减水率为15%；
5、粉煤灰：仪征华盛热电环保有限公司Ⅱ级灰，取代水泥百分率f=13%；
6、水：饮用水。

三、配合比的设计与计算过程
（一）设计依据
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011
《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
设计强度为C20，坍落度要求为120-160mm。

（二）确定计算配合比
1、计算配制强度f
cu.o
f cu.o =f
cu.k
+1.645×δ=20+1.645×4=26.6MPa
2、计算水胶比W/B
（1）按强度要求计算水胶比
①确定f
ce
，水泥富余系数选取1.16
f
ce
=42.5*1.16=49.3
②计算水胶比（a
a 为0.53、a
b
为0.20、f
ce
为49.3MPa）
W/B=（a
a f
ce
）/（f
cu.o
+a
a
*a
b
*f
ce
）=0.72
查GB50010－2010，得知最大水胶比为0.60，按照强度计算的水胶比结果不
符合耐久性要求，根据经验数据选取水胶比W/B=0.59。

3、确定单位用水量m
wo
根据施工需要及规范要求，混凝土拌和物的坍落度要求为120-160mm，碎石
最大粒径31.5mm，根据查表及计算，选取混凝土的单位用水量为m
wo
=210kg/m3。

掺入外加剂（减水率为15%）后单位用水量变为：m
wo
=210×（1-15%）=179kg/m3。

4、计算单位胶凝材料用量m
bo
根据单位用水量及计算水胶比W/B，粉煤灰掺入量采用等量取代法，取代水泥百分率f=13%，代入JGJ55-2011规范5.3.1公式，计算单位胶凝材料用量：
m bo =m
wo
/（W/B）=179/0.59=303kg/m3。

5、计算胶凝材料中粉煤灰用量m
fo 、水泥用量m
co
粉煤灰用量为m
fo =m
co
*f=303*13%=39kg/m3，m
co
=m
bo
-m
fo
=303-39=264kg/m3。

6、计算单位外加剂的用量m
jo
减水剂掺量为1.4%，减水剂用量m
jo
=303×1.4%=4.24kg/m3。

7、确定砂率（βs）
由碎石最大粒径31.5mm，水胶比0.59，查JGJ55-2011规范规定，计算砂率为36.1，考虑该试配混凝土的坍落度为120-160mm，选取混凝土砂率βs=42%。

8、确定砂、碎石集料单位用量m
so 及m
go
按照质量法，假定混凝土表观密度为ρ
cp =2410kg/m3，将m
wo
、m
co
、m
fo
、m
jo
代
入JGJ55-2011式（5.5.1-1、2）：
m
so +m
go
=2410-179-264-39-4.24
βs=m
so /（m
so
+ m
go
）
联立求解，得出m
so =808kg/m3 m
go
=1116kg/m3
得出计算配合比为
m co :m
wo
:m
so
:m
go
:m
fo
:m
jo
=264:179:808:1116:39:4.24
（三）调整工作性，提出试拌配合比
经试拌砼拌和物，测出其坍落度140mm，满足要求，且粘聚性和保水性良好，满足施工和易性要求，故不需调整。

得出试拌配合比为
m co :m
wo
:m
so
:m
go
:m
fo
:m
jo
=264:179:808:1116:39:4.24
（四）、检验强度，测定试验室配合
1、检验强度
以计算水胶比0.59为基础，采用水胶比分别为0.54、0.59和0.64，试拌配合比用水量、砂、碎石用量不变化，拌制三组混凝土拌和物并成型试件，水胶比为0.54和0.64的两个配合比经测定坍落度并观察其粘聚性和保水性均属满足要求。

配比水胶比水泥水砂碎石粉煤灰外加剂C20-1 0.54 288 179 808 1116 43 4.63 C20-2 0.59 264 179 808 1116 39 4.24 C20-3 0.64 243 179 808 1116 36 3.91 三组配合比经拌制成型，进行7d和28d的抗压强度检测后，检测结果详见下表：
配比水胶比7d立方体抗压强
度（MPa）
28 d立方体抗压强
度（MPa）
C20-1 0.54
C20-2 0.59
C20-3 0.64
按强度试验结果，临时配合比建议选择混凝土配比C20-2（水胶比0.59），
各种材料用量为m
co :m
wo
:m
so
:m
go
:m
fo
:m
jo
=264:179:808:1116:39:4.24
（五）换算工地配合比
工地施工时，需实测砂、石含水量计算工地配合比。

正式配合比用语：
根据试验结果，绘制28d 立方体抗压强度与胶水比关系如图所示：由上图可知相应的砼配制强度f cu.o =XXXX MPa ，对应胶水比B/W=XXXX ，即水胶比为XXXX 。

2、确定试验室配合比：用水量、砂、碎石用量不变化，水胶比为XXXX ，计算胶凝材料用量为
m bo =m wo /（W/B ）= XXXX /XXXX =XXXX kg/m 3。

粉
煤
灰
用
量
为
m fo =m co *f=XXXX *XXXX %=XXXX kg/m 3
，
m co =m bo -m fo =XXXX -XXXX =XXXX kg/m 3。

减水剂用量m jo =XXXX ×1.5%=XXXX kg/m 3。

得出配合比为：
m co :m wo :m so :m go :m fo :m jo =XXXX :XXXX :XXXX :XXXX :XXXX :XXXX 计算湿表观密度为ρcc = m co +m wo +m so +m go +m fo +m jo =2430kg/m 3 实测表观密度为ρct =2492kg/m 3 δ=ρct /ρcc =1.01
依据规范，当混凝土表观密度的实测值与计算值之差的绝对值（即2492-2465=27）不超过计算值的2%（即2465*2%=49）时，试验室配合比可保持不变。

所以最后确定试验室配合比为：
m co :m wo :m so :m go :m fo :m jo =357:197:835:1020:53:6.16，W/B=0.34，βs =35% （五）换算工地配合比
工地施工时，需实测砂、石含水量计算工地配合比。

胶水比与28d立方体抗压强度值关系曲线
5055
60
65
2.27
2.35
2.43
2.51
2.59
2.67
2.75
2.83
2.91
胶水比
28d 立方体抗压强度值（M p a ）。