C20泵送混凝土配合比设计报告
XXXXXXXXXX有限公司
XXXXXXX试验室
二〇一七年一月
目录
一配合比参数 (1)
1.1 混凝土设计等级 (1)
1.2 坍落度和含气量 (1)
二原材料选用 (1)
2.1 水泥 (1)
2.2 粉煤灰 (1)
2.3 粗集料 (1)
2.4 细集料 (1)
2.5 减水剂 (1)
2.6 拌和用水 (1)
三配合比设计依据 (2)
3.1 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011 (2)
3.2 《水工混凝土试验规程》SL 352-2006 (2)
3.3《水工混凝土施工规范》SL 677-2014 (2)
四C20泵送混凝土设计步骤 (2)
4.1 混凝土配合比计算 (2)
4.1.1 确定配置强度(f cu,o) (2)
4.1.2 确定水胶比 (2)
4.1.3 确定单位用水量 (2)
4.1.4 计算单位胶凝材料用量(m co) (3)
4.1.5 确定砂率(βs) (3)
4.1.6 确定减水剂用量 (3)
4.1.7 采用质量法计算各种材料用量 (3)
4.1.8 粗骨料最佳掺配比例及粗骨料用量的确定 (4)
4.1.9 基准配合比每立方米混凝土材料用量（㎏） (4)
4.2 试配 (5)
4.3 配合比调整 (5)
4.4 混凝土强度试验 (5)
4.5 碱含量和氯离子含量计算 (6)
4.6 确定混凝土配合比 (7)
一配合比参数
1.1 混凝土设计等级
设计混凝土强度等级:C20。
1.2 坍落度和含气量
坍落度要求160mm~180mm，含气量无要求。
二原材料选用
2.1 水泥
水泥采用xxxxx有限责任公司生产的P.O 42.5(低碱)普通硅酸盐水泥。
2.2 粉煤灰
粉煤灰采用xxxx有限公司生产的F类I级粉煤灰。
2.3 粗集料
粗集料采用xxxxx生产的碎石，粒级为5~20mm、16~31.5mm。
2.4 细集料
细集料采用xxxxxx砂场生产的中砂。
2.5 减水剂
减水剂采用xxxxx有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂（标准型）。
2.6 拌和用水
混凝土拌和用水选取饮用水，拌和用水符合规范要求。
三配合比设计依据
3.1 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011
3.2 《水工混凝土试验规程》SL 352-2006
3.3《水工混凝土施工规范》SL 677-2014
四C20泵送混凝土设计步骤
4.1 混凝土配合比计算
4.1.1 确定配置强度(f cu,o)
混凝土设计强度等级为C20，混凝土强度保证率取95%，标准差取4.0MPa。
按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55－2011)计算该混凝土的配置强度f cu,o：
f cu,o≥f cu,k+1.645×σ=20+1.645×4=26.58MPa
配置强度f cu,o取27MPa
4.1.2 确定水胶比
水泥强度等级值的富余系数γc取1.16，则水泥28d胶砂抗压强度f ce=γc f ce，g=1.16×42.5=49.3MPa。
粉煤灰掺量为20%，粉煤灰影响系数γf取下限值0.8，则胶凝材料28d胶砂抗压强度值f b=γf f ce=0.8×49.3=39.44MPa。
混凝土水胶比W/B=αa f b/（f cu,o+αaαb f b）=0.53×39.44/（27+0.53×0.2×39.44）=0.67，因混凝土为泵送混凝土，为保证混凝土的泵送性能，混凝土胶凝材料不宜过少，水胶比W/B暂取0.55。
4.1.3 确定单位用水量
1 根据碎石的最大粒径和混凝土的设计塌落度要求，结合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）第5.2.1、5.2.2条规定及以
往施工经验，确定用水量m w0′=235㎏/m3。
2 掺聚羧酸高性能减水剂混凝土用水量计算：
聚羧酸高性能减水剂掺量为1.3%，减水率β=28.0%，因而确定掺加聚羧酸高性能减水剂混凝土用水量m w0= m w0′×（1-β）=235×(1－28.0%)=169.2㎏/m3
掺加聚羧酸高性能减水剂混凝土用水量m w0取170㎏/m3。
4.1.4 计算单位胶凝材料用量(m co)
根据单位用水量及计算水灰比W/B，代入公式计算单位胶凝材料用量:
m bo = m wo/(W/B)=170/0.55=309.09kg/m3
胶凝材料用量m bo取310kg/m3,混凝土中掺加20%的粉煤灰，所以水泥用量m co取248kg/m3，粉煤灰用量m fo取62kg/m3。
4.1.5 确定砂率(βs)
碎石的最大粒径为31.5mm，水灰比为0.55，根据《普通混凝土配合比设计规程》、碎石最大粒径、泵送混凝土工作性要求及细度模数试验结果，结合现场拌合情况，选取混凝土砂率βs=43%。
4.1.6 确定减水剂用量
减水剂采用1.3%的掺量，则减水剂掺量m ao=m bo*1.3%≈4.0㎏4.1.7 采用质量法计算各种材料用量
假定容重(m cp)为2400㎏/m3，根据《JGJ55-2011》第5.5.1条，按质量法,将m bo、m wo、βs代入方程组:
+m g0+m s0+m w0+m a0=m cp 解得：
m
m s0
m s0 = 823(kg/m 3
)
βs = ×100%
m g0+m s0 m g0 = 1092(kg/m 3
)
4.1.8 粗骨料最佳掺配比例及粗骨料用量的确定
粗骨料采用的是xxxxxxx 生产的5~20mm 及16~31.5mm 两种级配碎石，其最佳掺配比例通过最大堆积密度法和级配试验得到，试验结果见表1。
故5~20mm 碎石:16~31.5mm 碎石=45:55，计算得碎石用量m go
（5~20mm ）=491kg/m 3，m go （16~31.5mm ）=601 kg/m 3 4.1.9 基准配合比每立方米混凝土材料用量（㎏）
水泥:粉煤灰:砂:5~20mm 石子:16~31.5mm 石子:减水剂:水 =248:62:823:491:601:4.0:170 4.2 试配
采用基准配合比进行试配，经试验测得混凝土拌和物坍落度为180mm ，满足设计坍落度160mm-180mm 的要求，试配配合比不做调整，试配配合比见表2。
4.3 配合比调整
密度计算：测得密实的混凝土和筒的总质量为19.747kg 。
筒的质量为2.7kg ，容积为L ，则混凝土密度的实测值为：
(19.747-2.7）/0.007= 2435㎏/m 3
试配后，混凝土密度设计值为各原材掺量之和为2400㎏/m 3。
故得
(2435-2400)/2400=1.46%≤2%
配合比不用调整。
4.4 混凝土强度试验
1 按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55－2011)要求，按基准配合比水灰比为0.55为基础分别增加和减少0.05，用水量与基准配合比相同，砂率分别增加和减少1%。
计算方法与基准配合比的计算方法相同，计算配合比结果见表2:
（kg/m3) 粉煤灰57 62 68
砂855 823 791
碎石
5~20mm 490 491 492 16~31.5mm 598 601 601 聚羧酸高性能减水剂 3.7 4.0 4.5 抗裂防水剂/ / /
实测坍落度（mm）230 180 140 7天抗压强度15.8 18.5 21.9
28天抗压强度24.0 27.6 30.7
2 绘制抗压强度和胶水比关系图
根据混凝土强度试验结果，绘制抗压强度和胶水比的线性关系图，见图1。
图1 胶水比与抗压强度线性关系图
将配制强度27MPa代入混凝土28d抗压强度与胶水比线性回归方程（y=19.27x-8.4576,相关系数0.9907），经计算得出胶水比为1.831，则水胶比取值为W/B=1/1.831=0.55。
4.5 碱含量和氯离子含量计算
混凝土碱含量依据《水工混凝土施工规范》SL677-2014附录C进行计算，因规范中未给出碎石氯离子的试验方法，混凝土氯离子含量计算中未计入碎石氯离子。
混凝土碱含量=水泥碱含量（%）×水泥用量（kg/m³）+ 0.2×粉
煤灰碱含量（%）×粉煤灰用量（kg/m³）+减水剂
碱含量（%）×减水剂用量（kg/m³）+水碱含量（ %）×水用量（kg/m³）
=1.120kg
氯离子含量=（水泥氯离子含量（%）×水泥用量（kg/m³）+ 粉
煤灰氯离子含量（%）×粉煤灰用量（kg/m³）+减
水剂氯离子含量（%）×减水剂用量（kg/m³）+水
氯离子含量（%）×水用量（kg/m³）+砂氯离子含
量（%）×砂用量（kg/m³））/混凝土密度 =0.0054%
满足混凝土碱含量不超过3kg/m³，氯离子不超过0.06%的要求。
4.6 确定混凝土配合比
根据对三个水灰比28天抗压强度试验结果的分析，并经试拌调整，最终确定泵送混凝土配合比见表5。