江北高速公路第JJTJ-1合同段
C50泵送砼配合比
设 计 计 算 书
铁十五局集团第五工程有限公江 北 高 速 公 路 一 标 工 地 试 验 室
司
中
C50
泵送砼配合比设计说明
一、 技术要求：
根据设计图纸的要求，C50泵送混凝土拟用于本标段现浇箱梁等部位施工，设计坍落度为160～200mm 。
二、设计依据：
1、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011） 2、《高速公路工程混凝土配合比设计及应用指南》 2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
3、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005） 4、《混凝土外加剂》（GB8076-2008）
5. 《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146-90） 三、原材料
1、水泥：厂家：葛洲坝集团股份有限公司水泥厂生产的三峡牌， 品种等级：P.O 42.5；
2、砂： 厂家：洞庭湖砂场， 规格：Ⅱ区中砂，细度模数：2.72，表观密度：2646 kg/m3。
3、碎石厂家：宜昌金狮洞建筑材料有限公司采石场，最大粒径：26.5mm ，采用5-20mm 连续级配，掺配比例为：（5-10）mm ：（10-20）mm =20%:80%,混合料表观密度：2679kg/m3；
4、外加剂：湖北宏宇材料有限公司HYLBPCAR001高性能聚羧酸减水剂，型号：HYLBPCAR001。掺量：βa=1.5%，减水率β=25.0%。
5. 拌合水：地下水
6、粉煤灰：湖北省荆门热电实业有限公司I 级粉煤灰; 四、按照JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的相关计算及设计步骤，《高速公路工程混凝土配合比设计及应用指南》进行配合比的设计。
一）基准配合比的选定
1、σ的选取，按照混凝土的强度等级进行确定，本配合比为C50混凝土，因此σ取值为6.5MPa;
2、确定试配强度f cu,o ≥f cu,k +1.645σ=50+1.645×6.5=60.7Mpa; 3、计算水胶比W/B时先需确定回归系数a a 、a b ，及胶凝材料28d 胶砂抗压强度值f b 、胶砂抗压强度值f ce ，g 和水泥强度等级富裕系数γ
c
掺量15%粉煤灰影响系数γf , 上述参数取值如下表：
因此：W/B=aa f b /（f cu,o +aa a b f b ）=（0.53×42.5×1.16×0.75）/(60.7+0.53×0.20×42.5×1.16×0.75)=0.30,根据施工图设计及指南满足混凝土强度、耐久性要求，取水胶比W/B=0.31
4、计算单位用水量m wo ,
4.1根据JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.2.1-2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m3用水量来推定未掺加外加剂时满足实际坍落度要求的每立方米用水量m ＇wo ,
m ＇wo ＝215+(180-90)*5/20=237.5kg/m3
4.2计算掺加外加剂每立方米混凝土用水量 m wo =m＇wo （1-β）=237.5*（1-25%）=178kg/m3
按指南要求及耐久性考虑取单位用水量为153kg/m3 5、计算单位胶凝材料用量m bo
m bo = mwo /( W/B)=152÷0.31=490kg/m3；
满足《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）及指南中混凝土每立方米混凝土中胶凝材料最低用量450kg/m3，胶凝材料最高用量500kg/m3的规定。
5.1. 计算单位粉煤灰用量m fo
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）及指南采用
等量取代法，按规范要求粉煤灰取代水泥（普通硅酸盐）的最大限量为30%，选取取代限量βf 为15%；
m fo = mbo ×βf =490×15%=74kg/m3 5.2计算单位水泥用量m co
m co = mbo - mfo =490-74=416kg/m3 5.3单位外混凝土中外加剂的用量m ao m ao = mbo ×βa=490*1.5%=7.35kg/m3； 6、计算粗、细集料单位用量m go 、m so
6.1选取砂率βs ：按照骨料粒径、坍落度、拌和物性能、混凝土中砂率的规定及以往的施工经验综合考虑，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.4.2内所列以坍落度60mm 为基础，按坍落度每增大20mm 、砂率增大1%的幅度予以调整，
即βs=33%+（180-60）*1%/20=39%，符合指南要求 选取砂率βs= 39%
6.2本法计算混凝土配合比每立方米材料用量时，均采用质量法，假定每立方米混凝土拌和物的质量为2450kg/m3, 因此粗、细集料单位用量为：
m co + mgo +mso +mwo =2450 ⑴ βs=mso /( mso + mgo ) *100% ⑵ 通过解上述⑴、⑵方程式，
每立方米粗集料为：m go =1064kg；细集料为：m so =744kg 综上所述, 通过计算所得每立方米混凝土用原材料质量如下表：（单位kg/m3）
二）基准配合比的试配、调整与确定
1、在理论配合比的基础上试拌25L 混凝土，保持水胶比不变，通过试拌调整配合比其他参数使混凝土拌合物工作性能符合设计和施工要求，通过试拌后检测的各项技术指标如下表：
2
、在试拌配合比的基础上配制三个不同水胶比的配合比进行混凝土强度校验，采用的基准水胶比为W/B=0.31，水胶比在基准配比的基础上增加和减少0.03，用水量与基准配合比用水量保持不变，砂率在基准配合比的基础上分别增加和减少1%，成型2组试件分别进行28d 强度试验，三种水胶比及各种材料用量如下表， 3、通过对三种水胶比拌制的混凝土拌和物工作性能进行检测，各项指标值见下表：
4、三种不同水胶比制作的150mm ×150mm ×150mm 立方体混凝土试件经过标准养护，测得28d 的混凝土抗压强度见下表：
5、确定略大于或等于配制强度对应的水胶比，然后在试拌的基础上采用用水量不变，依次确定胶凝材料、粗、细骨料的单位用量kg/m3、
混凝土拌合物的表观密度kg/m3。结果见下表：
三）确定配合比：
根据以上设计、计算、通过试拌、试配、混凝土的抗压强度试验结果，同时考虑混凝土的耐久性故选定的C50泵送混凝土配合比各种材料用量（kg/m3）为：水泥：粉煤灰：细集料：粗集料：水：外加剂= 416：74： 744：1064：152:7.35 （W/B =0.31）根据砼抗压强度，施
工中拟用0.31胶比的配合比。请予审批。
湖北省江北高速公路第JJTJ-1合同段工地试验室
2015年01月14日
江北高速公路第JJTJ-1合同段
C50泵送砼配合比
设 计 计 算 书
铁十五局集团第五工程有限公江 北 高 速 公 路 一 标 工 地 试 验 室
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中
C50
泵送砼配合比设计说明
一、 技术要求：
根据设计图纸的要求，C50泵送混凝土拟用于本标段现浇箱梁等部位施工，设计坍落度为160～200mm 。
二、设计依据：
1、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011） 2、《高速公路工程混凝土配合比设计及应用指南》 2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
3、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005） 4、《混凝土外加剂》（GB8076-2008）
5. 《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146-90） 三、原材料
1、水泥：厂家：葛洲坝集团股份有限公司水泥厂生产的三峡牌， 品种等级：P.O 42.5；
2、砂： 厂家：洞庭湖砂场， 规格：Ⅱ区中砂，细度模数：2.72，表观密度：2646 kg/m3。
3、碎石厂家：宜昌金狮洞建筑材料有限公司采石场，最大粒径：26.5mm ，采用5-20mm 连续级配，掺配比例为：（5-10）mm ：（10-20）mm =20%:80%,混合料表观密度：2679kg/m3；
4、外加剂：湖北宏宇材料有限公司HYLBPCAR001高性能聚羧酸减水剂，型号：HYLBPCAR001。掺量：βa=1.5%，减水率β=25.0%。
5. 拌合水：地下水
6、粉煤灰：湖北省荆门热电实业有限公司I 级粉煤灰; 四、按照JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的相关计算及设计步骤，《高速公路工程混凝土配合比设计及应用指南》进行配合比的设计。
一）基准配合比的选定
1、σ的选取，按照混凝土的强度等级进行确定，本配合比为C50混凝土，因此σ取值为6.5MPa;
2、确定试配强度f cu,o ≥f cu,k +1.645σ=50+1.645×6.5=60.7Mpa; 3、计算水胶比W/B时先需确定回归系数a a 、a b ，及胶凝材料28d 胶砂抗压强度值f b 、胶砂抗压强度值f ce ，g 和水泥强度等级富裕系数γ
c
掺量15%粉煤灰影响系数γf , 上述参数取值如下表：
因此：W/B=aa f b /（f cu,o +aa a b f b ）=（0.53×42.5×1.16×0.75）/(60.7+0.53×0.20×42.5×1.16×0.75)=0.30,根据施工图设计及指南满足混凝土强度、耐久性要求，取水胶比W/B=0.31
4、计算单位用水量m wo ,
4.1根据JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.2.1-2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m3用水量来推定未掺加外加剂时满足实际坍落度要求的每立方米用水量m ＇wo ,
m ＇wo ＝215+(180-90)*5/20=237.5kg/m3
4.2计算掺加外加剂每立方米混凝土用水量 m wo =m＇wo （1-β）=237.5*（1-25%）=178kg/m3
按指南要求及耐久性考虑取单位用水量为153kg/m3 5、计算单位胶凝材料用量m bo
m bo = mwo /( W/B)=152÷0.31=490kg/m3；
满足《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）及指南中混凝土每立方米混凝土中胶凝材料最低用量450kg/m3，胶凝材料最高用量500kg/m3的规定。
5.1. 计算单位粉煤灰用量m fo
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）及指南采用
等量取代法，按规范要求粉煤灰取代水泥（普通硅酸盐）的最大限量为30%，选取取代限量βf 为15%；
m fo = mbo ×βf =490×15%=74kg/m3 5.2计算单位水泥用量m co
m co = mbo - mfo =490-74=416kg/m3 5.3单位外混凝土中外加剂的用量m ao m ao = mbo ×βa=490*1.5%=7.35kg/m3； 6、计算粗、细集料单位用量m go 、m so
6.1选取砂率βs ：按照骨料粒径、坍落度、拌和物性能、混凝土中砂率的规定及以往的施工经验综合考虑，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.4.2内所列以坍落度60mm 为基础，按坍落度每增大20mm 、砂率增大1%的幅度予以调整，
即βs=33%+（180-60）*1%/20=39%，符合指南要求 选取砂率βs= 39%
6.2本法计算混凝土配合比每立方米材料用量时，均采用质量法，假定每立方米混凝土拌和物的质量为2450kg/m3, 因此粗、细集料单位用量为：
m co + mgo +mso +mwo =2450 ⑴ βs=mso /( mso + mgo ) *100% ⑵ 通过解上述⑴、⑵方程式，
每立方米粗集料为：m go =1064kg；细集料为：m so =744kg 综上所述, 通过计算所得每立方米混凝土用原材料质量如下表：（单位kg/m3）
二）基准配合比的试配、调整与确定
1、在理论配合比的基础上试拌25L 混凝土，保持水胶比不变，通过试拌调整配合比其他参数使混凝土拌合物工作性能符合设计和施工要求，通过试拌后检测的各项技术指标如下表：
2
、在试拌配合比的基础上配制三个不同水胶比的配合比进行混凝土强度校验，采用的基准水胶比为W/B=0.31，水胶比在基准配比的基础上增加和减少0.03，用水量与基准配合比用水量保持不变，砂率在基准配合比的基础上分别增加和减少1%，成型2组试件分别进行28d 强度试验，三种水胶比及各种材料用量如下表， 3、通过对三种水胶比拌制的混凝土拌和物工作性能进行检测，各项指标值见下表：
4、三种不同水胶比制作的150mm ×150mm ×150mm 立方体混凝土试件经过标准养护，测得28d 的混凝土抗压强度见下表：
5、确定略大于或等于配制强度对应的水胶比，然后在试拌的基础上采用用水量不变，依次确定胶凝材料、粗、细骨料的单位用量kg/m3、
混凝土拌合物的表观密度kg/m3。结果见下表：
三）确定配合比：
根据以上设计、计算、通过试拌、试配、混凝土的抗压强度试验结果，同时考虑混凝土的耐久性故选定的C50泵送混凝土配合比各种材料用量（kg/m3）为：水泥：粉煤灰：细集料：粗集料：水：外加剂= 416：74： 744：1064：152:7.35 （W/B =0.31）根据砼抗压强度，施
工中拟用0.31胶比的配合比。请予审批。
湖北省江北高速公路第JJTJ-1合同段工地试验室
2015年01月14日