C20混凝土配合比设计计算书.doc

C20混凝土配合比设计计算书
一、 设计依据
1、 普通混凝土设计规程，（JGJ55-2000）
2、 公路桥梁施工技术规范，（JTJ041-2000）
3、 醴茶高速公路设计文件
二、设计条件
工程名称：湖南醴茶高速12标桥涵工程
使用部位：边沟、护坡等
混凝土强度设计等级：C20
设计坍落度：100～140mm
使用材料：中材水泥PC 32.5M p
砂：中砂：M x=2.70
石：碎石：4.75～9.5mm占30%，9.5-19mm占30%，16-31.5mm占40%（重量比）
水：地下水，可饮用。
三、设计计算步骤
1.确定混凝土试配强度：
为了在现场的条件下使配制的混凝土强度保证率达到95%，查得保证率与概率之间的关系，系数t=-1.645,混凝土强度标准差б＝5.0Mpa，根据JGJ55-2000标准,由公式（3.0.1）得：
f c u, o = f c u, k +1.645б=20+1.645×5=28.2Mpa
2.计算水灰比：
该混凝土配制的粗骨料为碎石，根据JGJ55-2000标准a a=0.46, a b=0.07
f c e=r c×f c e ,g
a a ×f c e 0.46×32.5×1.10（暂按）
w/c= ————————— = —————————————
f c u, o＋a a×a b×f c e 26.6＋0.46×0.07×1.10×32.5
= 0.59
查桥规JTJ041-2000无筋混凝土，按混凝土工作性和耐久性要求以及以往的经验，确定基准配合比为0.56
3.选用单位用水量：
根据施工时混凝土所需坍落度，SL=120～140mm,根据粗骨料种类（碎石）最大粒径为31.5mm，根据标准JGJ55-2000第4.0.1款第1条第1)条规定,混凝土用水量选定为查表（4.0.1-2）:
m w o=205㎏
4.计算水泥用量：
m w o （m w a） 205
m c o=———————— = ——— =366㎏
w/c 0.56
5.确定砂率（βs）：
根据标准JGJ55-2000第4.0.2条表4.0.2选定砂率为：（查表4.0.2）
βs=38%
6.计算砂石用量：
根据标准JGJ55-2000第5.0.8条规定，采用重量法计算：
m c o＋m s o＋m g o＋m w o=m c p
m s o
βs= ————— ×100%
m s o＋m g o
将上面参数带入公式得：假定混凝土容重为2400㎏：
366＋m s o＋m g o＋205=2400 m s o＋m g o=2400－205—366=1829

m s o
38%= ——————— ×100%
m s o＋m g o

或：m s o =1829×38=695㎏, m g o= 1134㎏
7.初步配合比为： 水泥：砂：石：水
1立方米混凝土各材料用量为（㎏）：366：695：1134：205
理论配合比为: 1：1.90：3.10：0.56
8.试配调整：
根据标准JGJ55-2000第6.1.2条的规定，混凝土试配最小搅拌量为25L。
称25L混凝土用料量为：
366
水泥= ——— ×25=9.15㎏
1000
695
砂= ——— ×25=17.38㎏
1000
1134
碎石= ——— ×25=28.35㎏
1000
205
水= ——— ×25= 5.13㎏
1000
混凝土拌合物试拌结果，测得坍落度为SL=125mm，测得和易性满足设计要求。
通过试配后，测定其混凝土的表观密度2420（㎏/cm3）进行校正：
如水灰比=0.51的实测容重为：ρ c t=2420㎏/cm3
计算容重为：ρ c c=2420㎏/cm3
混凝土配合比校正系数为：δ
实测值 2420
δ=———— = ——— = 1.01
计算值 2400
因为校正系不大于1.02，所以1㎡混凝土材料用量配合比不变
W/C:0.56确定为混凝土强度的基准配合比。
当和易性满足设计要求后，基准配合比已确定。混凝土强度试验至少采用三个不同的配合比。其中一个配合比为基准配合比：
另外两个配合比的水灰比按标准JGJ55-2000第6.1.4条的规定，分别增加或减少0.05,砂率可适当增加和减少1%。（0.51、0.56、0.61）
9. 水灰比＝0.51的配合比计算：
（1）计算水泥用量：
m w o （m w a） 205
m c o=———————— = ——— =402㎏
w/c 0.51
（2）确定砂率（βs）：
根据标准JGJ55-2000第4.0.2条表4.0.2选定砂率为：
βs=38%
（3）计算砂石用量：
根据标准JGJ55-2000第5.0.8条规定，采用重量法计算：
m c o＋m s o＋m g o＋m w o=m c p
m s o
βs= —————— ×100%
m s o＋m g o
将上面参数带入公式得：假定混凝土容重为2400㎏：
402＋m s o＋m g o＋205=2400 m s o＋m g o=2400－205—402=1793
m s o
36%= ——————— ×100%
m s o＋m g o

或：m s o =1793×38%=681㎏ m g o=1793—681=1112㎏
解联立方程得：m s o= 681㎏, m g o= 1112㎏
（4）初步配合比为：
1立方米混凝土各材料用量为：402：681：1112：205
理论配合比为: 1：1.69：2.77：0.51
（5）试配调整：
根据标准JGJ55-2000第6.1.2条的规定，混凝土试配最小搅拌量为25L。
称25L混凝土用料量为：
402
水泥= ——— ×25=10.05㎏
1000
681
砂= ——— ×25=17.03㎏
1000
1112
碎石= ——— ×25=28.13㎏
1000
205
水= ——— ×25=5.13㎏
1000
混凝土拌合物试拌结果，测得坍落度为SL=120mm，比设计要小（大），在保持水灰比不变的条件下增加或减少水或水泥用量，如和易性不好增加1%的砂率。测和易性满足设计要求。
（6）通过试配后，测定其混凝土的表观密度2430（㎏/cm3）进行校正：
如水灰比=0.51的实测容重为：ρ c t=2430㎏/cm3
计算容重为：ρ c c=2430㎏/cm3
混凝土配合比校正系数为：δ
实测值 2430
δ=———— = ——— =1.01
计算值 2400
因为校正系不大于1.02，所以1㎡混凝土材料用量配合比不变
10. 水灰比＝0.61的配合比计算：
（1）计算水泥用量：
m w o （m w a） 205
m c o=———————— = ——— = 336㎏
w/c 0.61
（2）确定砂率（βs）：
根据标准JGJ55-2000第4.0.2条表4.0.2选定砂率为：
βs=38%
（4）计算砂石用量：
根据标准JGJ55-2000第5.0.8条规定，采用重量法计算：
m c o＋m s o＋m g o＋m w o=m c p
m s o
βs= —————— ×100%
m s o＋m g o
将上面参数带入公式得：假定混凝土容重为2400㎏：
336＋m s o＋m g o＋205=2400 m s o＋m g o=2400－205—336=1859
m s o
38%= —————— ×100%
m s o＋m g o

或：m s o =1859×38%=706㎏ m g o=1859—706=1153㎏
解联立方程得：m s o=706㎏, m g o= 1153㎏
（5）初步配合比为：
1立方米混凝土各材料用量为：336：706：1153：205
理论配合比为: 1：2.10：3.43：0.61
（6）试配调整：
根据标准JGJ55-2000第6.1.2条的规定，混凝土试配最小搅拌量为25L。
称25L混凝土用料量为：
336
水泥= ——— ×25=8.40㎏
1000
706
砂= ——— ×25=17.65㎏
1000

1153
碎石= ——— ×25=28.83㎏
1000
205
水= ——— ×25=5.13㎏
1000
混凝土拌合物试拌结果，测得坍落度为SL=135mm，比设计要小（大），在保持水灰比不变的条件下增加或减少水或水泥用量，如和易性不好增加1%的砂率。测和易性满足设计要求。
（7）通过试配后，测定其混凝土的表观密度2400（㎏/cm3）
因为校正系不大于1.02，所以1㎡混凝土材料用量配合比不变
11. 三个配合比为：
强度等级
水灰比
水泥：砂：石：水
28d抗压强度（Mpa）
坍落度（mm）
密度（kg/m3）
C20
0.51
402:695:1134:205
32.0
135
2380
0.56
366:695:1134:205
28.5
135
2390
0.61
348:695:1134:205
26.7
140
2380
制作的三种不同水灰比混凝土试件经28d养护后，测得的抗压强度值。根据试验结果绘制灰水比——强度关系曲线图，其结果与本设计强度相符合时，不需进行调整。如不符合本设计要求，从绘制的图中找出满足设计要求所配制的混凝土强度和灰水比，方可用于施工。
砼配合比强度所对应的灰水比可大于或者等于设计灰水比

R(Mpa)

35

30

25

20

1.64 1.75 1.96 C/W
确定试验室C20砼配合比为：水泥：砂：石：水：=366:695:1134:205
8