C20水泥混凝土配合比设计说明

C20水泥混凝土配合比设计说明

一、设计依据

1. XX高速公路设计文件及图纸；

2.《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； 3.《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）；

4.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）； 5.《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）； 6.《XX高速高性能混凝土施工指导意见》。 二、设计要求

1. 混凝土强度等级为C20，拟用于路基防护预制块及路基防护等部位；

2. 根据施工工艺要求坍落度选用为200±20mm，扩展度为400~600mm，流出时间不大于20s；

3. 混凝土的抗冻耐久性指数为60%，28d电通量不超过1500c； 4. 混凝土的最大水胶比不超过0.55，每方胶凝材料总量不大于450kg，不小于280kg；

5. 矿物微细粉在胶凝材料总量中的最大比例应符合下列要求：粉煤灰≤25%，磨细矿渣粉≤40%，复合微细粉≤40%；

6. 氯离子含量不应超过胶凝材料总重的0.06％，碱含量以其中的可溶性碱计算不宜超过3.0kg/m3；

7. 混凝土用水量不宜超过175 kg/m3，否则应通过调整外加剂掺量、换用质量更好的粗细骨料等措施加以解决。

- 1 -

三、原材料情况

1. 水泥：邯郸市金隅太行山水泥有限公司 P.O 42.5水泥； 2. 细骨料：采用河北邢台砂场生产的中砂，细度模数为2.70； 3. 粗骨料：采用武安白沙石场5-20mm连续级配的碎石（掺配比例：5-10mm 40%，10-20mm60%）；

4. 掺合料：采用邯峰电厂I级粉煤灰；

5. 外加剂：采用北京市世纪海马公司生产的HM-SP聚羧酸系缓凝型高效减水剂；

6. 水：采用当地饮用水。

上述原材料均从S3标搅拌站料场取样。 四、设计步骤

1. 确定试配强度（ƒcu,o）

ƒcu,o=ƒcu,k+1.645σ= 20+1.645×4.0=26.6(MPa) 2. 计算水胶比(W/B)

W/B=aa×gfb/fcu，0+aa×ab×g×gfb

=0.53×42.5×1.16/26.6+0.53×0.2×42.5×1.16 =0.82

综合考虑耐久性以及掺加粉煤灰、矿渣粉掺合料，取W/B=0.40。 3. 确定单位用水量(mw)

根据碎石最大粒径及坍落度，查表确定用水量为：

mwo=208kg/m3

假定高效减水剂的减水率为30%，则实际用水量为：

mw=mwo(1-β)=208×(1-30%)=146 kg/m3

- 2 -

4. 计算胶凝材料用量

综合考虑耐久性、强度等因素，确定粉煤灰掺量为25%，则胶凝材料的用量分别为

mc=146/0.40×(1-25%)=274kg/m3 mF=146/0.40×25%=91kg/m3

5. 选取砂率

根据骨料品种、粒径及水灰比选取砂率βs=39% 6. 确定粗骨料和细骨料用量

假定混凝土的表观密度为2390 kg/m，根据质量法可以计算出混凝土的初步配合比为：

水泥:粉煤灰: :砂:中石：小石:水:外加剂 =274:91:733:688：458:146:3.65

五、试拌调整过程

按计算的初步配合比，水胶比上下增减0.02，得到三组配合比01、02、03，混凝土和易性、含气量均符合要求。三组配合比的试验数据如下：

表1 混凝土配合比（kg/m）

每方材料用量（kg/m3） 编号 水胶比 砂率(%) 水泥 01 02 03 0.38 0.40 0.44 33

粉煤灰 96 91 87 砂 711 733 755 中石 696 688 679 小石 464 458 453 水 146 146 146 外加剂 3.84 3.65 3.48 38 39 40 288 274 261 - 3 -

表2 混凝土主要性能指标

砂率 掺合料 坍落度 含气量 表观密度 编号 水胶比 (%) (%) (mm) (%) (kg/m3) 01 02 03 0.38 0.40 0.42 抗压强度（MPa） 3d 7d 28d 56d 38 39 40 25 25 25 195 200 210 3.9 4.1 4.3 2400 2390 2380 21.4 25.5 31.0 36.4 20.6 24.5 28.1 33.5 19.5 22.7 27.5 29.7

六、结论

综合上述实验结果，为确保施工质量，确定采用02号配合比，即： 水泥:粉煤灰: :砂:中石：小石:水:外加剂 =274:91:733:688:458:146:3.65

(其中粗骨料中5-10mm：10-20mm石子按40%：60%比例掺配。)

- 4 -