C30水泥混凝土配合比设计.doc

附件一：
C30钢筋水泥混凝土配合比设计报告
（一）设计概况
设计混凝土强度等级为C30，无强度统计资料，要求混凝土拌和物和坍落度为（30-50）㎜，混凝土结构所处环境为I类环境。全部采用本地原材料。
1、水泥
水泥采用南京三龙天宝山牌P.O42.5级水泥，其指标如表1：
表1
项目
凝结时间(min)
胶砂强度(MPa)
安定性
（雷氏夹）
抗折
抗压
初凝
终凝
3d
28d
3d
28d
结果
215min
275min
4.2
7.6
20.2
48.2
合格
2、砂
砂采用中（粗）砂。其指标如表2：
表2
检测项目
实测值
技术要求
含泥量(％)
Ⅱ类
不低于Ⅱ类
泥块含量(％)
Ⅱ类
不低于Ⅱ类
筛分结果如表3：
表3
筛孔
项目
累计筛余（方孔筛，mm）百分率（％）
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
结果
0.0
4.9
18.4
33.2
48.7
84.2
96.7
规范下限
0
0
0
10
41
70
90
规范上限
0
10
25
50
70
92
100
细度模数为2.70，属Ⅱ区中砂。
3、碎石
碎石采用小碎和瓜子片，最大粒径dmax=31.5㎜。其指标如表4：
表4
检测项目
实测值
技术要求
（9.5-31.5）mm
（4.75-9.5）mm
压碎值(％)
Ⅱ类
/
不低于Ⅱ类
含泥量(％)
Ⅱ类
Ⅱ类
不低于Ⅱ类
泥块含量(％)
Ⅱ类
Ⅱ类
不低于Ⅱ类
针片状颗粒含量(％)
Ⅱ类
Ⅱ类
不低于Ⅱ类
筛分结果如表5：
表5
小碎和瓜子片按1：1掺配，其合成级配符合连续级配（5-25）mm规定。
4、水
水采用人畜饮用水。
(二) 确定初步配合比
1)确定混凝土配制强度（fcu,o）
混凝土设计强度fcu,k=30MPa，无强度统计资料，标准差δ=5.0 MPa。混凝土配制强度：
fcu,o≥fcu,k+1.645δ=30+1.645*5=38.2（MPa）
取用fcu,o=38.5MPa。
2）计算水胶比（W/B）
1、按强度要求计算水胶比
①计算水泥28天胶砂抗压强度
已知采用P.O42.5水泥，水泥强度等级值fce,g=42.5MPa，水泥富裕系数γc=1.16，水泥28天胶砂抗压强度：
fce= γcfce,g =1.16*42.5=49.3 MPa
②计算胶凝材料28天胶砂抗压强度
已知水泥28天胶砂抗压强度fce= 49.3 MPa，粉煤灰影响系数γf=1.00，粒化高炉矿渣粉影响系数γs=1.00，胶凝材料28天胶砂抗压强度：
fb=γfγs fce=1.00*1.00*49.3=49.3 MPa
③计算混凝土水胶比
已知混凝土配制强度fcu,o= 38.5MPa, 胶凝材料28天胶砂抗压强度fb=49.3 MPa，无强度统计资料，采用碎石拌制，αa=0.53, αb =0.20，计算水胶比：
W/B ===0.60
2、按耐久性校核水胶比
混凝土结构所处环境为I类环境，允许最大水胶比为0.55，计算水胶比为0.60。采用水胶比为0.55。
3)选定每立方米混凝土用水量(mwo)
已知要求混凝土拌和物坍落度为（30-50）㎜，碎石最大粒径为31.5㎜，选用每立方米混凝土用水量mwo=195kg
4)计算每立方米混凝土胶凝材料用量 (mbo)
1、已知每立方米混凝土用水量mwo=195kg，水胶比W/B =0.55，每立方米混凝土胶凝材料用量：
mbo= mwo/ (W/B)=195/0.55=355 kg
2、按耐久性校核每立方米混凝土胶凝材料用量
混凝土结构所处环境为I类环境，允许最小胶凝材料用量为275kg。按强度计算每立方米混凝土胶凝材料用量为355kg，符合耐久性要求。采用每立方米混凝土胶凝材料用量为355kg。
5)计算每立方米混凝土矿物掺合料用量 (mfo)和水泥用量(mco)
已知矿物掺合料掺量ßf=0%，每立方米混凝土矿物掺合料用量：
mfo= mboßf=355*0%=0kg
每立方米混凝土水泥用量：
mco= mbo- mfo=355-0=355kg
6)选定砂率（ßs）
混凝土采用碎石拌制，最大粒径31.5㎜，水胶比W/B =0.55，选定混凝土砂率ßs =36%。
7)计算每立方米混凝土砂石用量（mso，mgo）
已知每立方米混凝土用水量mwo=195kg，矿物掺合料用量mfo=0kg，水泥用量mco=355kg，砂率ßs =36%。假定每立方米混凝土拌合物重量mcp =2450 kg，用质量法求得mso=684kg，mgo=1216kg。
8)确定计算配合比
计算配合比为：
mco：mfo：:mso：mgo ：mwo =355：0： 684：1216：195
（三）提出试拌配合比
水泥混凝土采用强制式混凝土搅拌机搅拌，搅拌量为40L，符合最小搅拌量25L的要求。试拌拌合物坍落度为35mm，粘聚性和保水性良好。试拌配合比为：
mco：mfo：:mso：mgo ：mwo =355：0： 684：1216：195
（四）确定设计配合比
在试拌配合比的基础上，再分别增加和减少0.05的水胶比，同时分别增加和减少1%的砂率，组成三种不同配合比，并拌制混凝土进行抗压强度试验，结果如下表6：
表6
水胶比
砂率
坍落度(mm)
粘聚性
保水性
配合比（质量比）(kg/m3)
28d抗压强度(MPa)
水泥
掺合料
江砂
碎石
水
0.60
0.37
50
良好
无
325
0
714
1216
195
36.9
0.55
0.36
35
良好
无
355
0
684
1216
195
39.6
0.50
0.35
30
良好
无
390
0
653
1212
195
42.8
绘制胶水比—抗压强度线性关系图如下：
图中求得略大于配制强度对应胶水比为1.75，水胶比为0.57。取用砂率ßS=36%，每立方米混凝土用水量mw =195kg，求得每立方米混凝土矿物掺合料用量mf=0kg，水泥用量mc= 342kg，碎石用量mg= 1224kg，砂用量ms =689kg。拌合物表观密度实测值ρc,t=2480 kg/m3，计算值ρc,c=2450 kg/m3，混凝土配合比校正系数δ=ρc,t/ρc,c=1.01。设计配合比为：
mc：mf：:ms：mg：mw=342：0：689：1224：195
（五）验证设计配合比
混凝土结构所处环境为I类环境，允许最大氯离子含量为0.30%，实测混凝土拌合物水溶性氯离子含量P=0.09%，符合规定要求。