自密实混凝土大赛设计书
C30自密实混凝土配合比设计 (1)
Question：
1、石子的潮湿程度不知道，所以暂时没有对用水量 进行修正，请问老师这个该如何修正用水量？ 2、减水剂的添加量我们采用的是1.5%，但是不知道 理论依据，是否有减水剂添加量的规范？
水
水泥
减水剂
石子
砂
粉煤灰4.73kg5 Nhomakorabea32kg
0.114kg
25.26kg
22.40kg
2.28kg
价格评估
盛丰建材网站和网友提供的原料价格如下
浓度40% 浓度 聚羧酸 减水剂 水 P.O 42.5 水泥 石子 砂 粉煤灰
4元/吨
421元/吨
约 8000元 约110 元/ 约70元/ /吨 吨 吨
约75.00元 /吨
按照上述报价,我们每25升水泥造价计算如下 按照上述报价,我们每25升水泥造价计算如下 25
P.O 42.5 水泥 浓度40% 浓度 聚羧酸 减水剂 2.28元 /25L
水
石子
砂
粉煤灰
0.02元 /25L
2.24元 /25L
2.78元 /25L
1.57元 /25L
0.17元 /25L
因为没有抗冻要求，引气量不作考虑） 用水量计算（因为没有抗冻要求，引气量不作考虑）
大流动性混凝土的用水量计算时以本规程表中90mm坍落度的用 水量为基础按坍落度每增大20mm用水量5kg增加计算出未掺外加 剂时的混凝土的用水量 配制中，为了降低水灰比，我们还要使用减水剂。实验给定的减 水剂为聚羧酸高性能减水剂，我们选择含量为1.5%，减水25%
自密实混凝土性能要求：
注：坍落度要求大于等于240mm
我们的设计
• • • • • 坍落度 用水量与含气量 选择水灰比 选择砂率 骨料含水量调整 • • • • • 石子最大粒径 粉煤灰用量 计算水泥用量 计算粗细骨料用量 More……
自密实混凝土配合比设计
自密实混凝土配合比设计自密实混凝土（SelfCompacting Concrete，简称 SCC）是一种具有高流动性、均匀性和稳定性，能够在自重作用下无需振捣而填充模板并达到充分密实的高性能混凝土。
自密实混凝土配合比设计是确保其性能满足工程要求的关键环节，下面我们就来详细探讨一下自密实混凝土配合比设计的相关内容。
一、自密实混凝土的特点自密实混凝土具有以下显著特点：1、高流动性：能够在无需振捣的情况下，自流平并填充复杂的模板空间。
2、良好的填充性：可以通过狭窄的空间和钢筋间隙，无离析和堵塞现象。
3、稳定性好：在运输和浇筑过程中，保持均匀的性能，不发生泌水和分层。
这些特点使得自密实混凝土在高层建筑、大跨度桥梁、地下工程等领域得到了广泛的应用。
二、自密实混凝土配合比设计的基本原则1、满足工作性能要求自密实混凝土应具有足够的流动性、填充性和抗离析性，以确保在施工过程中能够顺利填充模板，并保持混凝土的均匀性。
2、保证力学性能在满足工作性能的前提下，混凝土的强度、耐久性等力学性能应符合设计要求。
3、合理控制原材料用量通过优化水泥、骨料、矿物掺合料和外加剂的用量，达到经济合理、环保节能的目的。
4、考虑施工条件配合比设计应考虑施工现场的温度、湿度、浇筑方式等因素，以确保混凝土的性能在施工过程中不受影响。
三、原材料的选择1、水泥宜选用质量稳定、强度等级不低于 425 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
水泥的品种和强度等级应根据工程要求和施工条件进行选择。
2、骨料（1）粗骨料：应选用级配良好、粒形规整、质地坚硬的碎石或卵石。
粗骨料的最大粒径不宜超过 20mm，以保证混凝土的流动性。
（2）细骨料：宜选用级配良好、细度模数在 24~28 之间的中砂。
细骨料的含泥量和泥块含量应严格控制，以避免影响混凝土的性能。
3、矿物掺合料常用的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉和硅灰等。
矿物掺合料可以改善混凝土的工作性能、提高耐久性和降低成本。
在自密实混凝土中，矿物掺合料的用量通常较大。
自密实混凝土配合比设计
自密实混凝土配合比设计自密实混凝土配合比设计2020年09月15日1 前言自密实混凝土是具有很高流动性而不离析，不泌水，能不经振捣完全依托自重流平并充满模型和包裹钢筋的新型高性能混凝土，自密实混凝土与一般混凝土相较具有众多优势：（1）自密实混凝土由于免振，可节省劳动力和电力，提高施工效率；（2）改善工作环境，免去振捣所产生的噪音给环境及劳动工人造成的危害；（3）增加了结构设计的自由度，可用于浇筑成型形状复杂、薄壁和配筋密集的结构；（4）有效解决传统混凝土施工中漏振、过振，幸免了振捣对模板冲击移位的问题；（5）大量利用工业废料做掺合料，降低混凝土水化热，提高混凝土耐久性；（6）降低工程整体造价，从提高施工速度，减少操作工人，延长模板利用寿命，结构设计优化等方面降低工程本钱。
目前，自密实混凝土要紧应用于民用高层轻型墙体结构和工业工程中附属装配式构件、预制构件、钢筋密集的框架梁柱及料仓、漏斗、二次注浆等。
2 施工预备自密实混凝土的配制原理配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计，将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流动性增大，同时又具有足够的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆中，不显现离析和泌水问题，能自由流淌并充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。
因此，在配制中要紧应采取以下方法：借助以萘系高效减水剂为要紧组分的外加剂，可对水泥粒子产生强烈的分散作用，并阻止分散的粒子凝聚，使混凝土拌合物的屈服应力和塑性粘度降低。
高效减水剂的减水率应不低于25%，而且应具有必然的保塑功能。
掺加适量矿物掺合料能调剂混凝土的流变性能，提高塑性粘度，同时提高拌合物中的浆－固比，改善混凝土和易性，使混凝土匀质性取得改善，并减少粗细骨料颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的通阻能力。
掺入适量混凝土膨胀剂，减少混凝土收缩，提高混凝土抗裂能力，同时提高混凝土粘聚性，改善混凝土外观质量。
混凝土比赛——某强度混凝土设计方案
混凝土设计方案设计人：日期：2010-6-7C30混凝土设计方案引言:随着混凝土技术的发展以及工程的需要，使用的混凝土不仅强度要求高，而且混凝土的综合性能需求也在不断发展。
特别是近年来，越来越多的大跨度桥梁、高层建筑、高速铁路客运专线必须配制出具有良好可泵性、高流动性、高耐久性的混凝土。
C30混凝土在各种工程建设中应用较多，特别是具有大流动性的C30混凝土。
要实现混凝土具有良好可泵性、高流动性和高耐久性，其技术途径是使用高效减水剂。
萘系减水剂是目前应用较广泛的高效减水剂之一。
目前，把粉煤灰和工业矿渣作为掺合料来提高混凝土性能已经得到推广和应用，在混凝土中掺入矿渣和粉煤灰可以提高混凝土强度，掺合料超量替代水泥时，更能提高混凝土的抗氯离子渗透性能，同时可以明显提高混凝土的抗腐蚀能力。
C30高性能混凝土配合比设计思路1。
计算配制强度：f cu，0=f cu，k+1.645σ式中：f cu ，0为凝土试配强度f cu ，k 为水泥实际强度，单位为MPa 。
其中σ为混凝土立方体抗压强度的标准值，单位为MPa 。
当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按：2。
计算水胶比：f cup = Af ce(m(w)f m(c ）+- B)B Afcefcup f c m w +=+1)()(m式中：f cup 为混凝土试配强度，f ce 为水泥28d 实际强度，单位为MPa 。
在确定f ce 时，f ce 值可根据3d 强度或由快测强度推定28d 强度关系式推定得出。
当无水泥28d 抗压强度实测值时，其值可按下式计算：f ce =g fce o ,*γ为水泥强度等级值的富余系数，该实验取1.13 f ce ，g 为水泥强度等级值（MPa ） 对碎石混凝土，A 取0．48，B 取0．52 对卵石混凝土，A 取0．50，B 取0．61。
3。
计算石子的用量：G=g ρα*（待测）α为0.5-0.6，一般取0.55g ρ为石子堆积容重kg/m 34。
3C40自密实混凝土配合比设计
C40自密实混凝土配合比设计一、设计依据1、使用部位：无砟轨道自密实混凝土填充层；2、设计要求：坍落扩展度：≤680mm；含气量：3.0%～6.0%；3、依据规范标准：(1)、《自密实混凝土应用技术规程》JGJT 283-2012(2)、《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080-2016(3)、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002(4)、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009(5)、《普通混凝土结构耐久性设计规程》TB 10005-2010(6)、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB 10424-2010(7)、《高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件》TJ/GW 112-2013二、原材料1、水泥：费县沂州水泥有限责任公P.O42.5水泥(低碱)；2、粉煤灰：国电费县电厂F类I级C50及以上混凝土用粉煤灰，掺量23%；3、矿渣粉：S95，掺量16%；4、膨胀剂：天津市鑫永强混凝土外加剂有限公司UEA型膨胀剂，掺量8.0%；5、粘度改性材料：掺量6%；6、细骨料：蒙阴聚正砂场，河砂(中砂)； 2.1～2.57、粗骨料：费县三盟碎石场5～10mm、10～16mm碎石按50%:50%比例掺配；8、减水剂：贵州凯襄新材料有限公司聚羧酸高性能减水剂KXCP(缓凝型)，掺量1.3%；9、水：地下水。
三、配合比计算1、确定基准配合比（1）、配制强度根据JGJ 55-2011表4.0.2，取标准差σ=5.0MPa，f cu,o≥f cu,k+1.645σ=40+1.645×5=48.2MPa（2）、粗骨料的体积和质量由JGJ/T 283-2012表4.1.3可知，自密实性能等剂为SF3，根据表5.2.1，每立方米混凝土中粗骨料的体积取V g=0.,28 m3，表观密度ρg=2740kg/m3，则粗骨料质量m g=0.28×2740=767 kg（3）、砂浆体积V m=1-0.28=0.72 m3（4）、细骨料的体积和质量砂浆中砂的体积分数取Фs=0.45，砂的表观密度ρs=2640kg/m3，则细骨料的体积和质量V s= V m·Фs=0.72×0.45=0.324 m3m s=V s·ρs=0.324×2640=855 kg（5）、浆体的体积V p=V m-V s=0.72-0.324=0.396 m3假定混凝土的容重为2350 kg/m3，则浆体的质量m j=2350-767-855=728 kg（7）、水胶比m w/m b=0.42f ce(1-β+β·γ)/( f cu,o+1.2)=0.42×42.5×1.1×(1-0.3+0.3×0.4)/(48.2+1.2)=0.3259 取m w/m b=0.32（9）、胶凝材料与拌合水的质量m b=728/(1+0.32)=552 kgm w=552×0.32=177 kg（10）、减水剂质量减水剂掺量1.3%，则掺入减水剂的质量m wj= m b·α=552×1.3%=7.176 kg（11）、水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂和粘度改性材料的质量m f= m b·β1=552×23%=127 kgm k= m b·β2=552×16%=88 kgm p= m b·β3=552×8%=44 kgm n= m b·β4=552×6%=33 kgm c= m b—m f—m k—m p—m n=552—127—88—44—33=260 kg 综上所述，基准配合比各种材料的用量如下表：。
C20自密实混凝土配合比设计
C20自密实混凝土配合比设计书1、配合比设计要求：（1）、设计强度等级：C20；（2）、使用部位：防护挡土墙工程等；（3）、要求坍落度：240～260mm，扩展度为：600-700mm；（4）、粉煤灰掺量：为胶凝材料的55%；（5）、工地捣实方法：自密实型砼；（6）、挡土墙采用先堆码＞20Mpa片石量为总量的50%左右, 后灌注自密实C20混凝土。
2、配合比设计依据（1）、《公路路基工程施工技术规范》（2）、《普通混凝土配合比设计规程》3、原材料情况(1)、水泥：邻水利森水泥有限公司生产P.O42.5R级水泥；(2)、细集料：谭家豪生产中砂（机制砂），细度模数为：2.72，表观密度为：2.641g/cm3，满足Ⅱ类要求；(3)、粗集料：广安奥博建材生产5～10mm、10～16mm碎石，掺配比例为（5～10mm ：10～16mm =45% ：55%）；(4)、粉煤灰：广安代市电厂生产Ⅱ级粉煤灰；(5)、外加剂：山西中腾建材有限公司生产的高性能多组份减水剂，掺量为水泥用量的0.80%;(6)、水：饮用水。
4、配合比计算：（1）、试配强度：fcu.o=fcu.k+1.645σ，σ取5.0，fcu.o =20+1.645×5.0=28.2（Mpa）（2）、水灰比计算：W/C=(0.53×42.5)/(28.2+0.53×0.20×42.5)=0.69根据施工工艺要求及原材料使用情况，取水灰比为0.38为基准水灰比来试配。
(3)、确定用水量：查表后计算得：W=205+(210-90）÷20×5≈235 (Kg/m3）掺减水剂0.80%，减水率为25%。
W=235×(1-25%）=176(Kg/m3）,结合本标段原材料实际情况及以往经验，取用水量为176(Kg/m3）来试拌。
(4）、胶凝材料用量：C=176÷0.38≈463（Kg/m3）。
自密实混凝土配合比设计书
每立方米混凝土中水泥用量：
mc = mb - mf - mk = 318 kg
每立方米混凝土中外加剂用量：
水胶比
水mw (kg)
水泥mc (kg)
粉煤灰mf (kg)
mca = mb · α = 5.293 kg
矿渣粉mk (kg)
碎石mg (kg)
砂ms (kg)
外加剂mca (kg)
0.33
175
设计强度fcu.k MPa
粉煤灰密度ρf kg/m3
矿渣粉密度ρk kg/m3
砂表观密度ρs kg/m3
抗压强度标准差σ MPa
间隙通过性
C55
（mm）
抗离析性（离析
SF2
率%)
700±50 扩展时间T500（S）
50 2580 2800 2670
5
水泥强度等级 MPa
粉煤灰 影响系数γ1
矿渣粉 影响系数γ2
20.43
132.32
20.88
128.53
19.97
136.34
编制 日
期：
3/3
碎石表观密度ρg kg/m3
含气量Va m3
/ / / 42.5 0.95 1.00 2700 0.015
抗氯离子渗透性能 （RCM法）
限制膨胀率（%）
坍落度（mm） 水泥密度ρc kg/m3
粉煤灰掺量β1
矿渣粉掺量β2
外加剂掺量α
/ / / 3010 20% 20% 1.00%
1/3
自密实混凝土配合比设计书
配合比 B
0.340 0.320
/
水胶比Hale Waihona Puke 基准 配合比0.330
配合比 A
自密实混凝土配合比设计方案
自密实混凝土配合比设计方案一.工程概况二.设计依据CECS 203-2006自密实混凝土应用技术规程JGJT 283-2012 自密实混凝土应用技术规程三.配合比设计1.自密实砼性能要求：自密实性能：二级强度等级：C40（1）根据自密实性能等级选取单位体积粗骨料体积用量Vg=0.32m³=320L，则质量为M g=ρg×V g=2.707∗320=866.24kg（2）确定单位体积用水量V W、水粉比W/P和粉体体积V P考虑到掺入粉煤灰配制C40等级的自密实砼，而且粗细骨料粒形级配良好，砂石表面比较粗糙，选择单位体积用水量175.0L和水粉比0.80（后根据砂率进行微调至0.814）。
V P=V W÷WP=175÷0.814=215L粉体单位体积用量为0.215m³介于推荐值0.16~0.23m³。
浆体量为0.2150+0.1750=0.390m³介于推荐值0.32~0.40m³。
（3）确定含气量根据经验以及所使用外加剂的性能设定自密实砼的含气量为1.5%，即15L。
（4）计算单位体积细骨料量因为细骨料中含有2%的粉体，所以根据下式可计算的出细骨料体积用量为281L，质量为731.837kg。
V g+V P+V W+V a+(1−2%)V S=1000LM s=ρs×V s=2.608∗281=731.837kg（5）计算单位体积胶凝材料体积用量V ce因为未使用惰性掺合料，所以可由下式计算V ce=V P−2%V S=215−2%×281=209L （6）粉煤灰掺量30%（胶凝材料的质量比例）进行计算M B×30%ρf +M B×70%ρc=V ce即：M B×30%2.3+M B×70%3.1=209得：M B=587.770kg，M C=M B×70%=411.739kg，M f=176.131kgV c=M CρC=132.72L，V f=M fρf=76.67L水胶比W/B=0.298。
C50自密实混凝土配合比设计书
C50自密实混凝土配合比设计书用52.5 MPa 硅酸盐水泥（28天强度未测）配制C50自密实混凝土，要求坍落扩展度为SF2，粗骨料的表观密度为ρg=2680kg/m3，细骨料的表观密度为ρs =2660kg/m3，水泥的表观密度为ρc = 3100kg/m3，粉煤灰的表观密度为ρm = 2600kg/m3，粉煤灰取代水泥β＝25%减水剂的掺量取α=2.3%1、对于SF2混凝土，每m3混凝土粗骨料体积用量Vg 为0.30—0.33m3。
取Vg = 0.32 m3。
2、粗骨料的用量为ｍg =Vg×ρg = 0.32×2680＝858kg。
3、砂浆的体积Vm＝1—Vg = 1—0.32 ＝0.68 m3。
砂浆中砂子的体积分数Фs为0.42—0.45，取Фs = 0.44。
4、每m3混凝土中砂的体积Vs ＝0.68×0.44 ＝0.30 m3。
每m3混凝土中砂的质量ｍs =Vs×ρs ＝0.30×2660 ＝798 kg。
5、混凝土中浆体的体积Vp ＝Vm—Vs ＝0.68—0.30 ＝0.38 m3 。
6、计算胶凝材料的表观密度ρb，ρb ＝1÷［β÷ρm + (1—β) ÷ρc］＝1÷［0.25÷2600 + (1—0.25) ÷3100］＝2958 kg/m3。
7、C50自密实混凝土的配制强度fcu,o ＝fcu,.k + 1.645σ＝50+1.645×6 ＝59.9 MPa。
8、计算水胶比，粉煤灰取代水泥β＝25%时，取γ＝0.4。
取水泥强度富余系数Kc＝1.1。
水胶比ｍw/ｍb = 0.42×fce×Kc×（1—β+β×γ）÷(59.9+1.2) ＝0.42×52.5×1.1×（1—0.25+0.25×0.4）÷(59.9+1.2) ＝0.337。
高强自密实轻骨料混凝土配合比设计
漏斗 、流 动 扩展 度 、Ｌ槽 、ｕ形 槽 、筛分 、柱 分层 及 表 面 沉 降试 验 对 ＳＣＬＣ６０ 自密 实轻 骨 料 混 凝 土 的 流 动性 、变形 性 、填 充性
和抗 离析 性进行 了评价 ，结果表 明：所配制的 ＳＣＬＣ６０满足 自密实混凝土的工作性 能要 求。
关键 词：固定砂石体积法 ，全计算法 ，配合 比设计
中图分 类 号 ：ＴＵ５２８．３１
文献 标 识 码 ：Ａ
自密实轻骨料混凝 土（ｓｃＬｃ）是将普 通 自密 实混凝 土（ＳＣＣ） １ 配合 比设 计原理
参 考文 献 ： ［１］ 上 海市建筑科 学研 究院，上海 市散装水泥办公 室．粒 化高炉
矿渣微粉在水泥混凝土 中应用技 术规程［ｚ］．１９９９．
８ ＳＣ２５掺 ２５％ 矿 渣 微 粉 ２００／５１０
２１．２
３５．７
４９．０
［２］ 赵 俊 梅 ．掺 磨 细 矿 渣粉 和 高钙 粉 煤 灰 混 凝 土 的 研 究 ［Ｊ］．山
右 。可见有粉煤灰 的情况下矿渣微粉等量取代水 泥有一定 困难。
通过上述对 比试验 ，对高炉矿渣微 粉作为混凝土掺合料在 普
５．２ 混凝 土试配试验 情 况及 分析
通混凝土中的应用进行研究和探讨 ，进 而得 出如下结论 ：
１）混凝土试配试验结果 （见表 ９）。根 据胶 砂试验结果 ，矿渣
１）高炉矿渣微粉在粉煤粉混凝土 中应用是可行的 ，在普通粉
的骨料 用轻骨料代替而得到 的一种高 性能混 凝土，兼有 自密实混
目前 自密实混凝土配 合 比的设计方 法主要有 固定砂 石体积
自密实混凝土配合比设计及示例
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.1目标性能及材料选择
强度等级高于C60的自密实混凝土宜选用Ⅰ级粉煤 灰。C类粉煤灰的体积安定性检验必须合格。
19
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.1目标性能及材料选择
2、粒化高炉矿渣粉(GB/T 18046-2008)
20
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.2配合比设计
自密实砼的配合比设计宜采用绝对体积法。 东京大学岗村甫教授经过多年研究提出了一整 套的自密实砼配合比设计方法，可简要概括为以 下几点：
⑴粗骨料的松堆体积占每立方米砼体积的50%。 ⑵细骨料的体积占砂浆体积的40%—42%。 ⑶水粉比建议为0.9—1.0，具体取决于粉体材 料的组成与性质。 ⑷高效减水剂的掺量则通过试配调整确定。
能指标应符合下表要求。
24
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.1目标性能及材料选择 ③细骨料 细骨料宜选用第2级配区的中砂，砂的含
泥量、泥块含量宜符合下表要求：
25
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.1目标性能及材料选择 ④粗骨料 粗骨料宜采用连续级配或2个单粒径级配
的石子，最大粒径不宜大于20mm；石子的 含泥量、泥块含量及针片状颗粒含量宜符 合下表要求；石子空隙率宜小于40%。
（4）计算单位体积细骨料量 Vs
因为细骨料中含有2%的粉体，所以根据下 式可计算的出细骨料体积用量为299.7L，质 量为800.2kg。
31
4.5自密实混凝土配合比设计方法
2.2配合比设计
⑷计算细骨料含量
单位体积细骨料量由单位体积粉体量、骨料中粉 体（粒径小于0.075mm的颗粒）含量、单位体积 粗骨料量、单位体积用水量和含气量确定。
混凝土设计大赛报告书
自密实混凝土设计报告书参赛单位：参赛成员：参赛日期：2012年5月21日C40自密实混凝土设计报告书前言自密实混凝土（SCC）是一种具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实的高性能混凝土。
SCC生产效率高，可大幅度提高工程进度且无需振捣，减少施工噪音，改善工作和生活环境；增加结构设计的自由度，解决了钢筋过于密集、断面过深等复杂结构的施工问题。
成型后的SCC具有良好的耐久性和力学性能，因此被称为“近几十年混凝土建筑技术最具革命性的发展”。
正是由于以上优势，自密实混凝土已经成为了混凝土技术发展的必然趋势。
本次C40自密实混凝土的设计，主要采用数据依据更可靠、更精确的全计算法为设计方法，结合(JGJ)《自密实混凝土应用技术规程》2011年报批稿、JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》等标准进行适当改进，优化设计方案，以更好的满足自密实性能。
一设计依据CECS203-2006《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ)《自密实混凝土应用技术规程》2011年报批稿JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》CCES02-2004 《自密实混凝土设计与施工指南》DBJ04《高流态自密实混凝土应用技术规程》陈建奎·王栋民高性能混凝土（HPC）配合比设计新法——全计算法硅酸盐学报.2000二设计目标三原材料性能P•II 型硅酸盐水泥强度等级42.5 ，ρc =3000（kg/m3）粉煤灰Ⅱ级灰，ρf =2200（kg/m3）矿渣微粉ρk =2600（kg/m3）细骨料中砂，细度模数2.6，ρs =2610（kg/m3）粗骨料5～10mm 和10～20mm 单粒级碎石，最大粒径20mm，ρg =2700（kg/m3）苏博特聚羧酸外加剂(水剂) 减水率30%自来水四配合比设计综合考虑自密实混凝土自身性能、拌合物工作性、混凝土硬化性能、长期耐久性以及经济性等因素，确定配合比设计基本原则：满足自密实混凝土工作性情况，减少用水量；保证强度前提下，减少水泥用量，掺加矿物掺合料粉煤灰和矿渣微粉；合理的材料组成和用量保证耐久性及特殊性能要求；掺用高效减水剂，改善和提高自密实混凝土多项性能。
现场C50自密实混凝土设计方案
现场C50自密实混凝土设计方案1.1、自密实混凝土配合比设计基本原理本方案自密实混凝土配合比计算方法采用“直接引用高性能混凝土配合计算的方法”——全计算法进行配合比设计，下面是全计算法的基本原理：1、混凝土各组分成材料（包括固、气、液三相）具有体积加和性；2、石子的空隙由干砂浆填充；3、干砂浆的空隙由水填充；4干砂浆由水泥、矿物掺合料、砂和空气所组成。
混泥土体积模型建立如表所示。
其中Ve 的确定是根据美国P.K.Mehta 和P.C.Aitcin 教授的观点，当水泥浆与骨料的体积比为35:65时高性能混凝土可达到最佳的施工和易性和强度，故取Ve =350L 。
对于一定粒径的碎石，视密度为0ρ，堆积密度为b ρ，石子空隙率0/1ρρB P -=所以干砂浆体积V e s =1000P 。
1、试配强度计算公式：σ645.1..+=k cu p cu f f 式中σ—强度的标准差，MPa 。
2、水胶比 ：自密实混凝土水胶比范围宜在0.27~0.42之间。
总的V=1000LVw —用水量 Ve—水泥浆体积Va —空气体积 Ves —干砂浆体积Vc —水泥体积 f V —矿物掺合料体积Vs —砂体积 Vg —石子体积水胶比公式：B Af f f c m w pcu +=+ce,1)()(m 3、用水量公式：)()1(11,B Af f VaVe Vw cep cu f c ++-+-=φρφρ4、胶凝材料用量混凝土胶体质量 ：)(/)()()(f c m w m w m f c m +=+kg水泥质量 ：)()1()1()(f c m c m fc c++--=φρρφρφ矿物掺合量 ：)()1()(m f c m f fc f++-=φρρφφρ 5、砂率： %100*)1000()()(gw es s w e es sw e es p V V V V V V V V S ρρρ--++-+-=1立方混凝土砂子的质量中砂： S W E V V V S ρ）（--=es 1立方混凝土粗骨料的质量： g )1000(ρw es V V G --= 2、原材料的合理选用主要原材料为：P.O 型42.5 硅酸盐水泥，粉煤灰、矿渣微粉、硅灰、磨细石灰石粉，中砂、特细砂、机制砂，5～10mm 和10～20mm 单粒级石灰石碎石，高效减水剂，自来水。
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第五届高强度混凝土设计大赛队名：队员：一、设计依据：1．GJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》2．JGJ55-2011《自密实混凝土应用技术规程》3．50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》4．BJT46-90《粉煤灰混凝土应用技术规程》5．JGJ28-86《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》7．GJ52-79《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》8．GJ53-79《普通混凝土碎石或卵石质量标准及检验方法》9. GB50204-2011《混凝土结构工程施工质量验收规范》10.赵铁军教授的《双掺高性能混凝土配合比实验研究》二、设计要求1.自密实混凝土配合比设计原则(1)自密实混凝土配合比设计应采取绝对体积法。
(2) 自密实混凝土要求拌合物在保持大流动性的同时增加粘聚性。
国内外一般均采取增加胶结材与惰性粉体量的方法，也可以采取掺用一部分增粘剂的方法。
关于自密实混凝土粉体量欧洲规范则规定为160L-240L浆体用量320L-400L。
(3)在增加胶结材浆体粘性的同时，还要保持大流动性，就需要选择优质高效减水剂。
宜选用减水率大于30％的聚羧酸系高效减水剂。
(4 )要选用粒型与级配较优的粗细骨料，并限定粗骨料的最大粒径。
关于粗骨料最大粒径，规范规定粗骨料最大粒径为20 mm或25mm。
在增加粉体量的同时，粗骨料用量也相应减少。
规范规定粗骨料用量为280 L-350 L。
2.自密实混凝土用料选择(1)水泥水泥的主要问题是与外加剂的相容性、标准稠度用水量和强度问题，水泥与外加剂是否相适应，决定着能否配制出某个强度等级的自密实混凝土，因此应选用较稳定的水泥。
规范建议使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，也可使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
（2）粗骨料宜选用4.75~20mm连续级配的碎（卵）石或 4.75～10mm和10～20mm两个单粒级配碎（卵）石。
石子的孔隙率应低于40%。
最大粒径可选择25mm，应严格控制针片状含量<8%。
（3）细骨料宜选用2区中砂或中粗砂。
细砂的使用易导致外加剂用量的增加，成本提高，所配制的自密实混凝土粘性较大，粘性较低时易发生泌浆、抓底等问题；粗砂的使用易导致粉体用量较高，成本增加(4) 矿物掺合料粉煤灰是自密实混凝土最常用的活性掺合料，具有“活性效应”、“界面效应”、“微填充效应”和“减水效应”。
在自密实混凝土中，要求充分发挥这些效应，一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系；二是球形玻璃体含量要求高，因为球形玻璃体掺合料的减水效应显著，需水量比可大大降低。
矿粉的火山灰效应高，因此能改善自密实混凝土硬化后的孔结构和强度；矿渣由于细度较高，能显著提高自密实混凝土拌和物的流动速度，改善其流变性能，且对改善自密实混凝土的早期孔结构有一定作用。
利用粉煤灰和矿粉的物理效应、填充效应和火山灰效应，不但能提高混凝土的工作性，而且能增强硬化后混凝土的耐久性。
(5) 外加剂自密实混凝土具备的高流动性、抗离析性、间隙通过性和填充性这四个方面都需要以外加剂的手段来实现，因此对外加剂的主要要求为：a) 与水泥的相容性好; b) 减水率大；c) 缓凝、保塑。
高性能减水剂的主要成分几乎都是聚合物电解质类，它们对水泥和混凝土具有高的分散作用，能较好地保持混凝土的坍落度，适宜的减水剂能改善固液两相之间的摩擦，改善拌合物体系剪切阻力，为使新拌混凝土具有较小的屈服值，主要技术途径是采用高效减水剂。
掺这类外加剂可以使混凝土拌合物的流动性大大提高，或者在保持相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量，同时可使混凝土具有高耐久性。
一般选用聚羧酸类高效减水剂。
3.根据大赛提供原材料选择符合条件的材料材料设计参数水泥：密度3140kg/m3强度标号42.5强度富余系数 1.10石子：类型碎石级配单粒级配（人工配合使之连续级配）最大粒径20 mm表观密度2700kg/m3砂：细度模数范围中砂表观密度2650kg/m3减水剂：聚羧酸减水剂比例掺量 1.5%减水率30%粉煤灰：级别一级表观密度2300kg/m3矿粉：级别 S95级矿粉表观密度2500kg/m3四、配合比设计（自密实性能设计和强度设计）采用绝对体积法进行配合比设计，先进行工作性能设计后校核强度。
初期配合比计算1、单位体积粗骨料用量（V g）根据坍落度拓展度要求，自密实等级Ⅱ级，单位体积粗骨料量取320L ，满足推荐值0.30m 3～0.33m 3。
V g =320L ，m g =864kg 。
2、确定单位体积用水量（V w ）、水粉比（W/P ）和粉体体积（V p ）单位体积用水量取180 L ，水粉比取0.9，通过V p = V w /(W/P ）计算得到粉体体积V p =200 L,满足推荐值0.16m 3～0.23m 3。
则浆体用量360L ，满足推荐值0.32m 3～0.4m 3。
3、确定含气量（V a ）根据经验设定自密实混凝土的含气量为1.5%，即15L 。
4、计算单位体积细骨料（V s ）和砂率（S p ）细骨料中含2%的粉体，可用绝对体积法计算V s ，公式如下： V g +V p + V w +V a +(1−2%) V s =1000 代入数值即可，V s =290L ，m s =768 kg S p =MpMs Ms=0.47 符合自密实混凝土砂率要求。
5、单位体积胶凝材料用量（V b ）V b = V p −2%V s =194L6、确定水灰比（W/C ）和理论水泥用量（m co ）自密实混凝土强度要求：强度等级 C45按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55进行水灰比的设计计算, 规程规定混凝土强度保证率必须达到95%，此时对应的保证率系数t=1.645,由下式得：ƒcu.h= ƒcu.k+1.645×5.0=54Mpa水泥实际强度ƒce 可按下式求得： ƒce=K C ׃ce.k=46 Mpa 此处富余系数K C =1.10C W = fce B A fcu.h fc.e A ⨯⨯+⨯=4620.053.0544653.0⨯⨯+⨯=0.41 其中，根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）提供的参数：碎石：A=0.53，B=0.20根据水灰比，m co = m w /（W/C ）=439 kg ，V c =140 L 7、确定单位体积掺合料量和实际水泥用量m c理论水泥体积140 L ，不能满足通过自密实性能计算出的194L 粉体的要求，综合考虑混凝土的强度要求和掺合料性能可采用超量取代的方法，不足的部分由活性掺合料补充。
已知粉煤灰超量取代数1.4，取代水泥率X 1；S95矿粉超量取代数1.4，取代水泥率X 2 ；参考赵铁军教授的《双掺高性能混凝土配合比实验研究》以粉煤灰和矿粉1：2的比例进行掺量,可以满足混凝土强度和耐久性要求。
按下式计算确定掺合料的掺量：m co （1− X 1− X 2）/ρc + m co ×1.4×X 1/ρf + m co ×1.4×X 2/ρk =V p可求得：X 1=15% X 2=30% 所以，实际水泥及掺合料用量：m c =439×（1-45%）=242 kg m f =439×15%×1.4=95 kg m k =439×30%×1.4=187 kg式中，m f m k ρc ρf ρk 分别为实际粉煤灰用量、矿渣用量、水泥密度、粉煤灰密度、矿渣密度。
通过上述计算得到水泥的实际用量和掺合料用量。
8、确定水胶比（W/ B ）W/ B= W/（m c+ m f +m k）=0.349、减水剂聚羧酸系高效减水剂用量为胶凝材料用量的1.5%。
配合比设计表五、配制过程1. 仪器设备台秤，称量50kg，感量50g；量筒（100mL）；天平；拌铲与拌板等。
2. 制作步骤（1）材料准备1）按基准配合比称取定量的水泥、粉煤灰、矿粉并将其掺和均匀2）按基准配合比称取定量的砂、水、石子（2）试件制备1）将称取的砂、石子、水泥、粉煤灰、矿粉掺和均匀2）将水分三次添加，第一次添加三分之二，第二次、第三次分别添加六分之一并拌合减水剂，使混凝土搅拌均匀3）将制拌均匀的混凝土放入模具内制备试块。
4）三天后拆除模具并养护，七天后测量试块的抗压强度。
5）从开始加水起全部操作必须在30min内完成。
六、混凝土坍落度的测定1. 仪器设备（1）坍落度筒：由薄钢板或其他金属板制成截头圆锥形。
（2）捣棒（端部应磨圆）、装料漏斗、小铁铲、钢直尺、镘刀等。
2. 实验步骤(1)首先用湿布润湿坍落度筒及其他用具，将坍落度筒置于铁板上，漏斗置于坍落度筒顶部并用双脚踩紧踏板。
（2）用铁铲将拌好的混凝土拌和料分三层装入筒内，每层高度约为筒高的1/3。
每层用捣棒沿螺旋方向由边缘向中心插捣25次。
插捣底层时应贯穿整个深度，插捣其他两层时捣棒应插至下一层的表面。
（3）插捣完毕后，除去漏斗，用镘刀刮去多与拌和物并抹平，清除筒四周拌和物，在5～10s内垂直平稳地提起坍落度筒。
随即量测筒高与坍落后的混凝土试体最高点之间的高度差，即为混凝土拌和物的坍落度值。
（4）从开始装料到坍落度筒提起，整个过程应在150s内完成。
当坍落度筒提起后，混凝土试体发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样测定坍落度；如第二次仍出现这种现象，则表示该拌和物和易性不好。
（5）在测定坍落度过程中，应注意观察粘聚性与保水性。
3. 实验结果（1）稠度以坍落度表示，单位mm，精确至5mm。
（2）粘聚性以捣棒轻敲混凝土锥体侧面，如锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好；如锥体倒坍、崩裂或离析，表示粘聚性不好。
（3）保水性提起坍落度筒后，如底部有较多稀浆析出，骨料外露，表示保水性不好；如无稀浆或有少量稀浆析出，表示保水性良好。
七、配合比的调整与确定根据新拌混凝土的实验结果，对外加剂、单位用水量、单位体积粉体量（水粉比）和单位体积粗骨料用量进行适当调整，使之符合坍落度和坍落扩展度以及保水性、粘聚性要求。
八、方案创新性和经济性粉煤灰和矿粉的掺入，使得多组分矿物复合在一起发挥“复合化超叠加效应”，可以充分发挥各自优势，其各自的形态效应、微集料效、火山灰效应相互作用，同时掺有不同粒径和粒度分布的矿物掺合物，可以提高浆体的密实堆积程度，发挥“密实堆积效应”，使得胶凝材料水化加快，混凝土孔隙率降低，微观结构变得的均匀，产生优良的力学性能和耐久性能。
矿粉和粉煤灰双掺使用，二者发挥“优势互补效应”，无论是坍落度还是扩展度比单掺都有明显的改善，且整体和易性良好。
1.掺合料对混凝土强度影响粉煤灰的掺入可以提高混凝土的较高的后期强度，但早期强度发育较慢。