水泥混凝土配合比设计计算说明

一、 设计条件 1. 设计强度标号：C30 2. 设计坍落度：180~220mm 3. 拟用部位：水下桩 二、 试验依据

1. JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》

2. JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 3. JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》 4. JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》 三、试验材料

1． 水泥：产地：华润水泥(平南)有限公司；规格牌号：P. Ⅱ42.5R (检测结果见

水泥物理性能试验报告)；

2． 砂：产地：中山市黄圃镇俊利建筑材料有限公司；细度模数M x=2.64；规格：

中砂 (检测结果见细集料试验报告)；

3． 碎石：产地：中山 市汇湖建材商行（力丰石场）；级配5~31.5mm连续级配碎

石（该碎石由5~10mm、10~20mm、16~31.5mm三挡碎石掺配而成，掺配比例为：20%：50%：30%，检测结果见粗集料试验报告）；

4． 外加剂：产地：佛山市华轩新材料有限公司；规格：FST-6聚羧酸高性能缓凝

减水剂（检测结果见水泥混凝土用外加剂性能试验检测报告）；

5．粉煤灰：产地：广州恒达资源综合利用公司；规格：F类Ⅱ级（检测结果见粉

煤灰试验检测报告）； 6．水：生活饮用水。 四、初步配合比 1．确定混凝土配制强度

fcu.o= fcu,k+1.645=30+1.645×5=38.2Mpa 2．确定水胶比

W/B=aa·fb÷(fcu.o+ aa·ab·fb)

依据规范JGJ55-2011中表5.1.2选择回归系数aa=0.53 ab=0.20 由于无水泥28d胶砂抗压强度实测值，因此取： fb=γfγs fce

依据规范JGJ55-2011中表5.1.3选择粉煤灰影响系数γf=0.75，粒化高炉矿渣粉影响系数γf=1.00

Fce=γc fce,g

依据规范JGJ55-2011中表5.1.4选择水泥强度的富余系数为γc=1.16 fce,g水泥等级强度为42.5 Mpa

W/B= aa·fb÷(fcu.o+ aa·ab·fb)=（0.53×0.75×1.00×42.5×1.16）÷（38.2+0.53×0.20×0.75×1.00×42.5×1.16）=0.47

为保证砼强度，依据施工经验及试验，取水胶比为0.40 3．选定单位用水量

依据规范JGJ55-2011中表5.2.1-2选择未掺外加剂时的单位用水量mwo=232kg，外加剂减水率β=26%，则掺入外加剂时的单位用水量： mwa=mwo×(1-β)=232×(1-26%)=172kg 4．确定单位水泥材料用量 mjo=mwa（w/c）=172/0.40=430kg

综合考虑混凝土的和易性、耐久性、经济性、粉煤灰的代量按20%选取。 即：mfo= mjo×20%=86kg

则水泥用量为：mco=430-86=344kg

5．按厂家提供外加剂掺量为1.2%，则mwj= mjo×1.2%=430×1.2%=5.16kg 6．选择砂率

根据《普通水泥混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）中表4.0.2规定及经验，选择砂率βs=41%。 7．计算粗、细集料单位用量

采用质量法：假定混凝土容重mcp=2400kg/m3

由公式：mso+mgo=mcp-mco-mwa-mwj Mso/(mso+mgo)=β

s

计算得mso=735kg,mgo1=1058kg

由：碎石1：碎石2：碎石3=3：5：2

得：碎石1=317kg 碎石2=529kg 碎石3=212kg 8．确定初步配合比为（kg/m3）： 水泥 344 1 砂 735 2.14 碎石1 317 0.92 碎石2 529 1.54 碎石3 212 0.62 水 172 0.50 粉煤灰 外加剂 86 0.25 5.16 0.015 五、试拌0.026m3拌合物则：

各种材料用量如下（kg）： 水泥 砂 碎石1 碎石2 碎石3 水 4.47 粉煤灰 外加剂 2.23 0.134 8.94 19.11 8.24 13.75 5.51 六、配合比试配与调整

采用水胶比分别为w/c=0.35、w/c=0.40、w/c=0.45三种方案进行混凝土拌制，

试验结果如表所示：(表-1、表-2)

表-1

配合比方案调整结果汇总表

配合比方案 水灰比 水泥 砂 碎石1 碎石2 碎石3 水 粉煤灰（kg） 98 外加剂（kg） 5.89 （kg） （kg） （kg） （kg） （kg） （kg） 393 0.35 0.026m 3工作性 1m 1# 3692 312 520 208 172 实测坍落度195mm,工作和易性满足设计10.21 17.99 8.11 13.52 5.40 4.47 2.55 0.153 要求。 实测坍落度205mm,工作和易性满足设计1m 2# 0.026m 33344 0.40 8.94 735 317 529 212 172 86 5.16 19.11 8.24 13.75 5.51 4.47 2.23 0.134 要求。 实测坍落度210mm,工作和易性满足设计1m 3# 0.026m 33306 0.45 7.96 773 320 534 214 172 76 4.58 20.17 8.32 13.88 5.56 4.47 1.97 0.119 要求。

表-2

抗压结果汇总表

抗压强度（Mpa） 配合比方案 7d 1# 2# 3#

28d 48.4 41.7 37.2 42.4 35.7 32.7 七、结论

综合考虑该水泥混凝土配合比的强度、工作性、耐久性、经济性，选表-2中2#配合比方案为推荐配合比，比例如下：

水泥 344 1

砂 735 2.14 碎石1 317 0.92 碎石2 529 1.54 碎石3 212 0.62 水 172 0.50 粉煤灰 外加剂 86 0.25 5.16 0.015