C40水泥混凝土配合比设计报告

C40混凝土配合比试验报告

设计强度： C40

使用部位：墩柱、盖梁、桥面、挡块等

单方用量：水泥:砂:碎石:水:矿粉:粉煤灰：外加剂=327:700:1095:168：70：70:4.67

材料配比：水泥:砂:碎石:水:矿粉:粉煤灰:外加剂=1:2.14:3.35:0.51：0.21：0.21:0.015

C40水泥混凝土配合比设计报告

一：使用工程部位

C40水泥混凝土主要用于墩柱、盖梁、桥面、挡块等部位（详见设计文件）。

二：设计依据

1.《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000

2.《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000

3.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005

4.《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005

三：设计要求

1.强度要求：混凝土7d抗压强度不小于配置强度的70%，28d抗压强度大于配置强度，但不超过设计强度的150%。

2.工作性要求：混凝土的运输方式为混凝土罐车搅拌运输，要求混凝土的出罐流动性好，出罐坍落度不低于120mm，现场浇筑坍落度介于120mm～160mm，实验测得减水剂的半小时经时坍落度损失为30mm，因此要求混凝土拌合物的出机坍落度>140mm。同时混凝土拌合物须具有良好的流动性、和易性、粘聚性、保塑性以满足质量及施工工艺的要求。

耐久性要求：据《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000中要求用于有冻害的潮湿环境和钢筋混凝土的最大水灰比不超过0.55及最小水泥胶合用量不低于300kg/m3。在满足规范及强度要求的前提下尽量减少水泥用量，以降低混凝土绝热温升。在满足混凝土粘聚性要求的前提下，尽量降低砂率，以减少混凝土的干缩。在满足流动性的前提下降低单位用水量，以保证混凝土的耐久性。

经济性要求：建议在混凝土中掺入一级或二级粉煤灰、矿渣超细粉等外掺料，以降低水泥单位用量，在满足耐久性、强度、工作性的前提下，配制最佳单位水泥用量，降低单位减水剂用量，节约成本。

四：混凝土用原材料

1 水泥：选用山西亚美水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥。

2 粉煤灰：采用阳泉光源电力生产的二级粉煤灰，矿渣超细粉：采用阳泉盂县生产的S-95级矿渣粉。

3 砂：采用天然河砂，河北正定砂，细度模数=2.9，级配范围符合《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005中砂要求，级配曲线如下图

4 碎石：采用平定县巨城镇道班碎石碎石场生产的碎石，最大粒径31.5mm，碎石分两档，采用4.75～31.5mm连续级配，掺配比例为4.75～16mm：16～31.5mm=60%：40%，碎石级配符合《公路桥涵施工技术规范》要求。

5 混凝土用外加剂：外加剂为液体剂，采山西康特尔生产的KTPCA聚羧酸盐高性能减水剂

6 水：采用饮用水

五：C40混凝土配合比的计算

１.混凝土配制强度的确定

fcu.，o=fcu.k+1.645σ

其中fcu.k=40MPa , σ=5.0MPa

fcu.，o=fcu.k+1.645σ=40+1.645*5.0=48.22MPa

2. 计算水灰比

fce=42.5MPa

αa=0.46 αb=0.07

W/C=αafce/(fcu.，o+αaαbfce)=0.46*42.5/(48.22+0.46*0.07*42.5)=0.39。

每立方米用水量

混凝土坍落度的设计值120-160mm，碎石的最大粒径31.5mm，查《普通混

凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000表4.01-2得，混凝土单位用水量为210kg。由外加剂的减水率试验测得减水剂掺量为0.9%时的减水率为20%。据下式计算掺外加剂时的混凝土单位用水量为：mw=mwo（1-β）=210（1-20%）=168kg/m3

4.单位水泥用量

mCO=mWO/(W/C)=168/0.39=431㎏

砂率

砂的细度模数3.0为粗砂，取砂率Sp=39%

6 按质量法，假定混凝土的湿表观密度2430kg/m3，由下式

mcO+mwO+mk+mf+mso+mgo=2430 mSO/( mgo+ mso)=39%

计算得: 单位碎石用量mgo=1116kg/m3,单位砂用量mso=714kg/m3

粉煤灰采取等量取代法，掺量为水泥用量的15%，mf=431*15%=64.7kg

矿粉掺量为水泥用量的15%，mk=431*15%=64.7kg

减水剂掺加量为胶集料用量的 1.0%，单位减水剂用量：431*1.0%=4.31kg/m3，水泥用量为mc=431-64.7-64.7=302kg/m3

质量法初步配合比单位混凝土原材料用量为

mCO﹕mSO﹕mGO﹕mWO ：mk：mf：mao= 302:714:1117:168:65:65:4.31

7 基准混凝土的试拌

由于干燥状态的定义为砂的含水率不大于0.5%，实测含水率为0.2%，小于规程规定的临界含水率，认定砂为干燥状态。粗集料的干燥状态临界值为0.2%，实测含水率为0.1%，小于规程规定的临界含水率，认定碎石为干燥装态。

试拌40升，实测出机坍落度160mm，半小时经时坍落度130m，坍落度及工作性均达到设计要求。

在基准混凝土配合比的基础上，保持单位用水量不变，水灰比增减0.03，即水灰比0.42、0.39、0.36，三个水灰比的混凝土各成型2组试件。

六：混凝土容重校核

采用5升容重筒测试混凝土容重，混凝土假定容重为2430kg/m3，实测容重2420kg/m3，修正系数=假定容重/实测容重=2420/2430=0.996，修正系数介于1±0.02范围内，无需进行校核。当超过范围时，应将配合比中每项材料用量均乘以修正系数，即为确定的配合比，见表1。

七：强度验证

验证三个水灰比混凝土的7d、28d的抗压强度，从中选择最佳配合比，详见表1。

在基准配合比的基础上增减水胶比±0.03（分别为W/C+f=0.42、W/C+f=0.39、W/C+f=0.36），各配比材料用量如下表：

水灰比水泥

Kg

砂

Kg

石

Kg

水

Kg

外加

剂Kg

粉煤

灰Kg

矿粉

Kg

工作性情况

0.42 280 726 1136 168 4.0 60 60 实测坍落度160㎜，密度2420，工作性良好，能满足施工和设计要求，无需调整。

0.39 302 714 1117 168 3.89 65 65 实测坍落度165㎜，密度2410，工作性良好，能满足施工和设计要求，无需调整。

0.36 327 700 1095 168 4.67 70 70 实测坍落度160㎜，密度2420，工作性良好，能满足施工和设计要求，无需调整。

1.强度检验

水灰比7d强度MPa 28d强度MPa

0.42 821.0

38.0

1105.8

52.7

1241.0

53.6 816.4 1215.6 1114.7

849.0 1236.8 1263.6

0.39 856.9

40.2

1312.5

58.7

1236.8

56.8 872.8 1412.0 1314.7

904.1 1236.0 1285.3