以抗压强度为主控的钢纤维混凝土配合比设计方法
一、基本要求：
1、钢纤维直径为0.35～0.70mm，长径比50～80，适宜体积掺量为1.0%～2.0%，掺量低于0.5%时增韧效果不明显，掺量过高时纤维难分散、混凝土流动度变差、成本高。钢纤维参数选择参照表5-19、表5-20；
2、每立方米混凝土中胶凝材料用量400～500kg，水泥用量宜在300~400kg之间，水泥强度等级不宜低于42.5级，砂率一般为45％～60％，配合比参数参照表1；
3、粗骨料粒径不宜大于20mm；
表5－19 钢纤维类型[2]
表5－20 钢纤维几何参数采用围
[2]
表1 普通混凝土配合比设计参数参考表(自定，待验证)
二、钢纤维增强混凝土配合比设计方法[1,2]
4 混凝土配制强度的确定
4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定：
1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.645f f σ≥+ (4.0.1-1)
式中，f cu,o —钢纤维混凝土配制强度，MPa ；
f cu,k —钢纤维混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值，MPa ； σ—混凝土强度标准差，MPa 。
2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.15f f ≥ (4.0.1-2)
4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定：
1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：
σ=(4.0.2)
式中，f cu ,i —第i 组的试件强度，MPa ；
m f cu —n 组试件的强度平均值，MPa ；
n —试件组数，n 值应大于或者等于30。
对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa 时，σ应取3.0MPa 。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa 时，σ应取4.0MPa 。
2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
表4.0.2 标准差σ值 (MPa)
5 混凝土配合比计算 5.1 水胶比
5.1.1 混凝土强度等级小于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：
a b cu,0a b b /f W B f f ααα?=+?? (5.1.1)
式中：W /B —混凝土水胶比；
a 、
b —回归系数，按规程5.1.2条的规定取值；
f b —胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d 胶砂强度（MPa ），可实测，试验方法应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671执行；也可按本规程5.1.3条确定。
5.1.2 回归系数（a 、b ）宜按下列规定确定：
1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定；
2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2采用。
表 5.1.1 回归系数(a 、b )取值表
粗骨料品种
系数 碎石
卵石
a 0.53 0.49
b 0.20 0.13
5.1.3 当胶凝材料28d 胶砂抗压强度值(f b )无实测值时，可按下式计算：
b f s ce f f γγ=?? (5.1. 2)
式中：f 、s —粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.2选用；
f ce —水泥28d 胶砂抗压强度，MPa ，可实测，也可按本规程第5.1.4条规定。
表5.1.2 粉煤灰影响系数f 和粒化高炉矿渣粉影响系数s
掺量 (%)
种类 粉煤灰影响系数
f
粒化高炉矿渣粉影响系数s
0 1.00 1.00
10 0.85～0.95 1.00
20 0.75～0.85 0.95～1.00
30 0.65～0.75 0.90～1.00
40 0.55～0.65 0.80～0.90
50 - 0.70～0.85
注：1 采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值；
2 采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105
级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
3 当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
5.1.4 当水泥28d 胶砂抗压强度（f ce ）无实测值时，可按下式计算：
ce c ce,g f f γ=? (5.1.3)
式中： c —水泥强度等级值的富余系数，可按这际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.3选用。
f ce,
g —水泥强度等级，MPa 。
表5.1.3 水泥强度等级值的富余系数 (
c ) 水泥强度等级值 32.5 42.5 52.5
5.2 用水量和外加剂用量
5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（m wo）应符合下列规定：
1．混凝土水胶比在0.40～0.80围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取；
2．混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。
表5.2.1-1 干硬性混凝土的用水量（kg/m3）
表5.2.1-2 塑性混凝土的用水量（kg/m3）
注：① 本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～10kg ；采用粗砂时，
可减少5～10kg 。
②以本规程表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/m 3用水量来计算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
③基于保证剩余强度和混凝土耐久性考虑，单方用水量需小于200kg ，采用低水胶比、大掺和料的方式设计混凝土配合比。
5.2.2 掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（m wo ）可按下式计算：
'w00(1)w m m β=?- (5.2.2)
式中：m w0—计算配合比每立方米混凝土的用水量，kg ；
'0w m —未掺加外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量
（kg/m 3），以本规程表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/m 3用水量来计算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
β—外加剂的减水率，％，应经混凝土试验确定。
5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.3.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量（m bo ）应按下式计算：
0b0/w m m W B = (5.3.1)
式中：m b0—计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量，kg ；
m w0—计算配合比每立方米混凝土用水量，kg ；
W/B —混凝土水胶比。
5.3.2 每立方米混凝土的矿物掺合料用量（m f0）计算应按下式计算：
f0b0f m m β=? (5.3.2)
式中：m f0—计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量，kg ；
βf —矿物掺合料掺量，%，可结合本规程3.0.5条和第5.1.1条的规定确定。
计算水胶比过程中确定的矿物掺合料掺量，%。
5.3.3 每立方米混凝土的水泥用量（m co ）应按下式计算：
c0b0f0m m m =- (5.3.3)
式中：m c0—计算配合比每立方米混凝土中水泥用量，kg 。
5.4 砂率及钢纤维体积率
5.4.1 砂率（βs ）应根据骨料的技术指标，混凝土拌合物性能和施工要求，参考历史资料确定。
钢纤维混凝土的砂率宜在45%~60%之间；可按下式计算：
10pf p f S S V =+ 5.4.1
式中，S pf —钢纤维混凝土砂率，%；
S p —钢纤维掺量体积率，%；
V f —钢纤维掺量体积率，%。
也可按下表初选：
表5.4.1 钢纤维混凝土砂率选用表(自定，待验证)
5.4.2 钢纤维体积率
以下的钢纤维体积率为经验所得，可供选用者参考
表5.4.2 钢纤维体积率选用表
★①钢纤维宜用长径比50～80，体积率为1%～2%，长度20～30mm；
②钢纤维体积率不应小于0.5%；
③计算配合比时，为保证设计的力学性能，应同时计算钢纤维掺为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的配比并进行试验，以在短时间确定设计性能的钢纤维适宜体积率；
④尽量选择异形钢纤维（波浪型、端钩型、压痕型等），少用直线型。
5.5 粗、细骨料用量
5.5.1 采用体积法计算粗、细骨料用量，应按公式5.5.1和下列公式计算：
g0c0fo s0w0c f g s w
10.011f m m m m m V αρρρρρ+++++?+= (5.5.1) s s s g m m m β=+ (5.5.2)
式中：ρc —水泥表观密度，kg/m 3，应按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定，也可取2900 kg/m 3～3100kg/m 3；
ρf —矿物掺合料密度，kg/m 3，可按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定；
ρg —粗骨料的表观密度，kg/m 3，应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；
ρs —细骨料的表观密度，kg/m 3，应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；
ρw —水的密度（kg/m 3），可取1000 kg/m 3；
V f —钢纤维的体积率，%；
α—混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1；
βs —砂率，按式(5.4.1)或由表5.4.1得到。
常用材料密度如下表：
表5.5.2 常用原材料密度
6 混凝土配合比的试配、调整与确定
应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：
,,c t c c ρδρ=
(6.2.2-2)
式中：δ—混凝土配合比校正系数； ρc,t —混凝土拌合物表观密度实测值，kg/m 3；
ρc,c —混凝土拌合物表观密度计算值，kg/m 3。
当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，按本规程第6.2.1条调整的配合比可维持不变；当二者之差超过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数（δ）。
6.2.7混凝土施工配合比换算[3]
混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，即存在含水率（式(6.2.2-3)），因此必须将实验配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：
%100%?湿材料质量－干材料质量含水率＝干材料质量 (6.2.2-3)
设施工配合比1m3混凝土中胶凝材料、水、砂、石的用量分别为'b m 、'w m 、's m 、'g m ；
并设工地秒子含水率a%、石子含水率为b%。则施工配合比1m3混凝土中各材料用量应为
'b b m m = 6.2.2-4
'(1%)s s m m a =?+
6.2.2-5 '(1%)g g m m b =?+ 6.2.2-6
'%%w w s g m m m a m b =-?-? 6.2.2-7
例题1：设计C40钢纤维混凝土，设计坍落度180~200mm ，钢纤维体积率1.0%，所用原材料如下：42.5级普通硅酸盐水泥，表观密度为3000kg/m 3；Ⅰ级粉煤灰，掺量20%，表观密度为2250kg/m 3；中砂(μf =2.6)，级配合格，表观密度2650kg/m 3；石灰岩碎石：5～20mm ，级配合格，表观密度2700kg/m 3；钢纤维l f /d f =70，表观密度7854kg/m 3。外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为20%，适宜掺量为1%，减水率30%，混凝土含气量2.5%。试求：
1.混凝土计算配合比。混凝土掺加聚羧酸类高性能减水剂的目的是为了既要使混凝土拌合物和易性有所改善，又要能节约水泥用量，求此掺减水剂混凝土的配合比；
2.经试配制混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，试求计算混凝土施工配合比。
解：1.求混凝土计算配合比。
（1）确定混凝土配制强度（f cu,0）
cu,0cu,k 1.645f f σ≥+ =40+1.645×5=48.2 MPa
（2）胶凝材料28d 胶砂强度(f b )计算
由JGJ 55-2011表5.1.2查得Ⅰ级粉煤灰掺量20%时影响系数γf 取0.80，由表5.1.3可知42.5级普通硅酸盐水泥f ce,g 为42.5MPa ，其富余系数γc 为1.16，则
b c f ce,g f f γγ=?? =1.16×0.80×42.5=39.4MPa
（3）确定水胶比（W/B ）
a b cu,0a b b 0.5339.4/0.4048.20.530.2039.4
f W B f f ααα??===+??+?? （4）确定用水量（m w ）
查表5.2.1－2，对于最大粒径为20mm 的碎石混凝土，当坍落度为90mm 时，1m 3混凝土的用水量可选用215kg ，现要求坍落度为180~200mm （190mm ），按标准坍落度每增大20mm 需增加5kg 用水量，故需要增加25kg/m 3，即实际需要240kg 用水量，由于掺入聚羧酸类高性能减水剂0.8%，减水率为30%，混凝土含气量α为2.5%。故实际用水量为：
m w =240×(1-0.30)=168 kg
（5）计算胶凝材料用量（m b0）
0168421kg /0.40
w b m m W B === （6）粉煤灰掺量：m f =421×20%=84kg ；
（7）水泥用量：m c =421×(1-20%)=337kg ；
（8）减水剂用量：m a =421×1%=4.21kg ；
（9）钢纤维质量m fiber =7854×1%=78.54kg 。
（10）确定砂率（βs ）
由表5.4.1，碎石粒径5~20mm 时，砂率40%，长径比l d /d f =70时，砂率增加10%，砂细度模数M ＝2.6时，砂率减4%，故计算砂率为40%+10%－4%＝46%。
（10）计算砂石用量（m s0、m g0）
由式（5.5.1）及式（5.5.2）
00000
3378416811%0.012.5130002250100026502700100%46%g s s s g m m m m m +++++?+?=?=+????? 解此联立方程，则得m s0=797kg ，m g0=936kg
（11）写出混凝土计算配合比（以体积法为例）：
1. 1m 3混凝土中各材料用量为水泥337kg ，粉煤灰84kg ，水168kg ，砂797kg ，碎石936kg ，钢纤维78.54kg 。
2.换算成施工配合比
设施工配合比1m 3混凝土中水泥、粉煤灰、砂、石、水、减水剂等各材料用量分
别为'c m 、'f m 、's m 、'g m 、'w m 、'a m ，'
fiber m 则
'c m ＝m c0=337kg
'
f m =m f0=84kg
'
m=m a0=4.21kg
a
'
m＝m fiber=78.54kg
fiber
'
m＝m s0(1+a%)=797×(1+3%)=821kg
s
'
m=m g0(1+b%)=897×(1+1%)=945kg
g
'
m=m w0-m s0×b%-m a0×80%=168-765×3%-897×1%-4.8×80%=131kg w
参考文献
[1] 林小松, 杨果林.钢纤维高强与超高强混凝土[M].北京:科学出版社,2002,34-39.
[2] JGJ55-2011 普通混凝土配合比设计规程[S].北京:中国建筑工业出版
社,2011,1-18,156-161.
[3] 张亚梅.土木工程材料(第五版)[M].南京:东南大学出版社,156-159.
普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前，需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件，主要有以下几个方面； (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况；包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度；砂的种类、表观密度、细度模数、含水率；石子种类、表观密度、含水率；是否掺外加剂，外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求，如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件；如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺；如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计，实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、细集料（砂）这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比；砂和石子间的比例——砂率；骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数，就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。
普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
l—2 钢纤维混凝土的配合比设计 钢纤维混凝土虽已在各种工程领域得到较广泛的应用，但对钢纤维混凝土拌合料的配合比设计，尚未建立起合理而成热的设计方法。国外有关学者，曾介绍过关于钢纤维混凝土配合比方面的资料，提出一些参考用表和经验配合比。国内有关单位”，曾提出要以抗折强度为指标进行钢纤维混凝土配合比设计，并通过试验，建立抗折强度与各主要影响因素之间量的关系，有利于配合比的设计。但多数仍按普通水泥混凝土的配合比设计方法，以混凝土的抗压强度确定拌合料的配合比，只是适当调整砂率、用水量和水泥用量。按此确定配合比时，为了获得较高的抗折强度，势必使抗压强度也相应提高，这是不必要的。钢纤维混凝土配合比的设计，应根据对钢纤维混凝土的使用要求和钢纤维混凝土配合比的特点进行合理的设计。 1-2-11-2-1钢纤维混凝土配合比设计的要求和特点 一、钢纤维混凝土配合比设计的要求 钢纤维混凝土配合比设计的目的是将其组成的材料，即钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外掺剂等合理的配合，使所配制的钢纤维混凝土应满足下列要求: 1. 满足工程所需要的强度和耐久性。对建筑工程一般应满足抗压强度和抗拉强度的要求对路(道)面工程一般应满足抗压强度和抗折强度的要求。 2.配制成的钢纤维混凝土拌合料的和易性应满足施工要求。 3．经济合理。在满足工程要求的条件下，充分发挥钢纤维的增强作用，合理确定钢纤 维和水泥用量，降低钢纤维混凝土的成本。 二、钢纤维混凝土配合比设计的特点 钢纤维混凝土的配合比设计与普通水泥混凝土相比，其主要特点是： 1.在水泥混凝土的配合拌合料中掺入钢纤维，主要是为了提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性，因此配合比设计的强度控制，当有抗压强度要求时，除按抗压强度控制外，还应根据工程性质和要求，分别按抗折强度或抗拉强度控制，确定拌合料的配合比，以充分发挥钢纤维混凝土的增强作用，而普通水泥混凝土一般以抗压强度控制(道路混凝土以抗折强度控制)来确定拌合料的配合比。 2．配合比设计时，应考虑掺人拌合料中的钢纤维能分散均匀，并使钢纤维的表面包满砂浆，以保证钢纤维混凝土的质量。 3．在拌合料中加入钢纤维后，其和易性有所降低。为了获得适宜的和易性，有必要适当增加单位用水量和单位水泥用量。 1-2-2钢纤维混凝土配合比设计原理与方法。 钢纤维混凝土配合比设计的基本方法是建立在钢纤维混疑土拌合料的特性及其硬化后的强度基础上的。其主要目的是根据使用要求，合理确定拌合料的水灰比，钢纤维体积率、单位用水量和砂率等四个基本参数，由此，即可计算出各组成材料的用量。 在确定基本参数时，既要满足抗压强度要求，又要符合抗折强度或抗拉强度要求，以及和易性、经济性要求。 试验表明，钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度和抗拉强度与水泥标号；水灰比、钢纤维体积率和长径比、砂率、用水量等因素有关，其中水灰比和水泥标号对抗压强度影响最大，其他因素影响较小。即钢纤维体积率和长径比、水泥标号却对抗折强度和抗拉强度影响最大，砂率和用水量对和易性影响较大。因此，采用以抗压强度与水灰比，水泥标号的关系来确定水灰比，然后用抗折强度或抗拉强度确定
高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。
钢纤维混凝土配合比设计及质量控制 [摘要]钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,通过在桥面铺装中的应用，总结了钢纤维混凝土施工方法，技术要求及有关注意事项，为钢纤维混凝土的推广应用提供了经验。 [关健词]钢纤维配合比设计质量控制 钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。 桥面铺装层作为桥梁的非主体结构，通常被设计和施工所忽视，长期车辆荷载的作用，是造成桥面开裂、损坏的主要原因，从而影响桥梁的使用质量，降低使用寿命，在桥面铺装层使用钢纤维混凝土将会有效地解决桥面使用过程中容易出现的质量问题。
一、钢纤维混凝土配合比设计的要求 钢纤维混凝土配合比设计的目的是将组成材料，即钢纤维、水泥、水、粗细集料及外掺剂合理配合，使配制的钢纤维混凝土能够最大限度的满足施工和工程使用要求。 (1)满足公路桥梁抗压强度和抗折强度要求，提高桥面的耐久性能； (2)使配制的钢纤维混凝土有较好的和易性，方便和满足施工要求； (3)充分发挥钢纤维混凝土的特点，合理确定钢纤维及水泥用量，最大限度地降低工程成本。 二、原材料质量要求
钢纤维：表面应洁净无锈无油，无粘结成团现象，保证钢纤维与混凝土的粘结强度，尺寸和抗拉强度符合技术要求；单根钢纤维丝的最低抗拉强度800N/㎜ 2，掺加量不超过70㎏/M 3。 水泥：采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。 碎石：应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石。 细集料：宜采用天然中粗砂或机制砂。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范的要求。 水：无污染的自然水或自来水。 外加剂：宜选用优质减水剂，对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土宜选用引气型减水剂。 三、钢纤维混凝土配合比设计步骤
共3页第1页 校核： 主检： 配比名称 (设计、施工要求) 抗渗混凝土（泵送） C30及P6，坍落度100～120mm 委托编号 HP0700001 样品编号 HP0701001 试验环境条件 温度20±5℃ 湿度＞50％ 检验类别 委托检验 施工方法 机械振捣 收样日期 2007.01.06 检测依据 JGJ55-2000 试配日期 2007.01.08 材料情况 水泥 砂 石子 外加剂 水 膨胀剂 粉煤灰 山东水泥厂 P.O32.5R 安定性合格 预测强度合格 泰安 中砂 μx=2.7 含泥量0.5％ 泥块含量0.3％ 济南 碎石 符合5～25mm 含泥量0.5％ 泥块含量0.3％ 针片状0.7％ 省建科院 NC －4泵送剂 液状 掺量2.5％ 饮用水 省建科院 PNC 膨胀剂 粉状 掺量8％ 黃台电厂 Ⅱ级 配合比 计算式 1、计算配制强度f cu ，o ＝f cu ，k +1.645σ＝30.0＋1.645×4.0＝36.6 (MPa) 2、确定水泥28d 抗压强度实测值ce f ＝32.5×1.10 ≈36 (MPa) 3、计算水灰比W/C=a α.ce f /(f cu ，o +a α.b αce f )=0.46×36/(36.6+0.07×0.46×36)=0.44 4、确定用水量m wa =180(kg/m 3) 5、计算水泥用量1c m =180／0.44＝409( kg/m 3 ) 6、确定粉煤灰用量：取代率f ＝15％，超量系数K ＝1.3 mf ＝409×15％×1.3＝80( kg/m 3 ) 7、计算膨胀剂用量p m =409(1-15%)×8.0％＝28( kg/m 3 ); 8、计算外加剂用量j m =[409(1-15%)+409×15％×1.3] ×2.5％＝11( kg/m 3 ) 9、实际水泥用量1co m =409(1-15%)×（1－8％）＝320 ( kg/m 3 ) 10、确定砂率βs=35% 11、假定混凝土的重量2420 kg/m3得：mg=1171 ( kg/m 3 ) ms=631－(409×15％×1.3／2.2－409×15％／3.1)×2.6＝588( kg/m 3 ) 试件尺寸 100×100×100 （mm ） 试配体积 25L/35 L 试配方法 机械搅拌、振实 计 算 配合比 材料名称 水泥 砂 石子 外加剂 水 膨胀剂 粉煤灰 每m 3 砼材料用量(kg) 320 588 1171 11 180 28 80 重量配合比 1 1.84 3.66 0.03 0.56 0.09 0.25 试配重量(kg) 8.00 14.70 29.28 0.28 4.50 0.70 2.00 拌合物 性 能 坍落度 105 mm 保水性 良好 粘聚性 良好 表观密度 2410 kg/m 3 ／ ／ ／ ／ 调整情况 不需调整（若调整，写明如何调整？调整后拌合物性能？） 备 注：此计算配合比可作为强度试验用基准配合比。（若经调整，写明调整后配合比） 主要设备 名称、型号 搅拌机 振动台 / / / 设备编号 SB/H-01 SB/H-02 设备状态 正常 正常
热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。
2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水
C50钢纤维砼配合比设计说明书 一、 设计目的： 该配合比适用于k75+500-k94+900段桥梁伸缩缝等的施工。 二、 设计说明： 1、 设计依据 ① 《公路工程国内招标文件范本》 ② 《普通混凝土配合比设计规程》 ③ 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 ④ 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 ⑤ 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 GB/T 50082 ⑥ 《公路工程水泥及混凝土试验规程》 ⑦ 《公路工程岩石试验规程》 ⑧ 《公路工程集料试验规程》 ⑨ 《通用硅酸盐水泥》 ⑩ 《公路桥涵施工技术规范》 (11) 《建设用卵石、碎石》 (12) 《混凝土外加剂》 (13) 《钢纤维混凝土》 2、 配合比设计公式选用 根据《公路桥涵施工技术规范》 砼试配强度R 下式确定: JGJ 55-2011 GB/T 50080 GB/T 50081 JTGE30-2005 JTGE41-2005 JTGE42-2005 GB175-2007 JTG/T F50----2011 GB/T 14685-2011 GB8076-2008 JG/T 472-2015 JTG/T F50— 2011
Feu, o二f eu, k+1.645 a 其中值按下表选用: 三、C50砼配合比计算 1、原材料： ①水泥：柳州鱼峰水泥厂P .0 52.5普通硅酸盐水泥。 ②砂：贝江砂场河砂，细度模数2.72,表观相对密度2.654g/cm3。 ③碎石：神龙石场5?20mm,表观相对密度2.678g/cm3。采用 4.75-9.5mm碎石和9.5-19mm碎石按照30:70的比例进行掺配。 ④钢纤维：河北衡水鑫归机械加工厂，按照设计图纸每方掺量为60Kg ⑤水：饮用水 ⑥外加剂：郑州市邦基建材有限公司BJ聚羧酸高效减水剂，减水率为28%，掺量为1.0%。 ⑦设计坍落度：130?170mm 2、试配强度： f eu, o=f cu,k+1.645 （T =50+1.645 8=59.9 Mpa 3、水泥强度：（富余系数取1.0） f ee=52. 5Mpa 4、确定水灰比：
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=-
水泥混凝土配合比设计步骤 (1) 配制强度：f cu,k=25Mpa f cu,o= f cu,k+1.645* o=25+1.645*5=33.2Mpa (2) 初步确定水灰比：(用经验公式计算，各指标选取) W/C= a a*f ce/(f cu,0 + a a*a b*f ce) =(0.53*36.5) / (33.2+0.53*0.20*36.5) =0.52 (3) 选取单位体积水泥混凝土的用水量： 由水灰比为0.52，混凝土拌合物的坍落度为10-30mm，碎石最大粒径为31.5mm, 在满足混凝土施工要求的基础上选取混凝土的单位用水量为：m wo=175kg/m 3。(4) 计算1m3水泥混凝土水泥用量： 由W/C=0.52,m w0=185 (kg/m3),得m co=m wo/(W/C)=337(kg/m3) 查表符合耐久性要求的最小水泥用量为320kg/m 3，所以取按强度计算的单位水 泥用量m co=337 ( kg/m 3) (5) 选取合理砂率，计算粗细集料用量：最大粒径31.5mm，水灰比0.52,查表 取混凝土砂率B s =35%o (6) 计算一组(3块试件)水泥混凝土各材料用量 3水用量175kg/ m '水泥用量337kg/m 砂用量680 kg/m 碎石用量1263 kg/m
(7) 配合比确定: 个人认为，单位用水量可取180(kg/m3) ，为保证混凝土强度，水灰比取0.5，单 位水泥用量360(kg/m3) ，根据密度法计算配合比，假定表观密度为2400 (kg/m3 )，单位粗集料用量与单位细集料用量为未知量，可设方程求解 M c0+ M g0+ M s0+ M w0=2400 M s0/ (M s0+ M g0 )*100=35 解得M g0=1560(kg/m3) ，M s0=840 (kg/m3) 通过计算得到个人的配合比为:单位用水量:单位水泥用量:单位细集料用量:单位粗集料用量=180:360: 840:1560
《普通混凝土配合比设计规程》 配合比计算案例 某高层办公楼的基础底板设计使用C30等级混凝土，采用泵送施工工艺。根据《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称《规程》）JGJ 55的规定，其配合比计算步骤如下： 1、原材料选择 结合设计和施工要求，选择原材料并检测其主要性能指标如下： （1）水泥 选用P.O 42.5级水泥，28d胶砂抗压强度48.6MPa，安定性合格。 （2）矿物掺合料 选用F类II级粉煤灰，细度18.2%，需水量比101%，烧失量7.2%。 选用S95级矿粉，比表面积428m2/kg，流动度比98%，28d活性指数99%。 （3）粗骨料 选用最大公称粒径为25mm的粗骨料，连续级配，含泥量 1.2%，泥块含量0.5%，针片状颗粒含量8.9%。 （4）细骨料 采用当地产天然河砂，细度模数 2.70，级配II区，含泥量 2.0%，泥块含量0.6%。 （5）外加剂 选用北京某公司生产A型聚羧酸减水剂，减水率为25%，含固量为20%。 （6）水 选用自来水。 2、计算配制强度 由于缺乏强度标准差统计资料，因此根据《规程》表4.0.2选择强度标准差σ为5.0MPa。 表4.0.2 标准差σ值（MPa） 混凝土强度标准值≤C20C25~C45 C50~ C55 Σ 4.0 5.0 6.0 采用《规程》中公式4.0.1-1计算配制强度如下： （4.0.1- 1）式中：f cu,0——混凝土配制强度（MPa）；
f cu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。 计算结果：C30混凝土配制强度不小于38.3MPa。 3、确定水胶比 （1）矿物掺合料掺量选择（可确定3种情况，比较技术经济） 应根据《规程》中表3.0.5-1的规定，并考虑混凝土原材料、应用部位和施工工艺等因素来确定粉煤灰掺量。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：1 采用其它通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料； 2 复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量； 3 在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合 表中复合掺合料的规定。 综合考虑：方案1为C30混凝土的粉煤灰掺量30%。 方案2为C30混凝土的粉煤灰掺量30%，矿粉掺量10%。 方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%，矿粉掺量20%。 （2）胶凝材料胶砂强度 胶凝材料胶砂强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671规定执行，对3个胶凝材料进行胶砂强度试验。也可从《规程》中表5.1.3选取所选3个方案的粉煤灰或矿粉的影响系数，计算f b。
C50钢纤维混凝土配合比 1,设计依据及参考文献 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量： 选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比 取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg;
8,初步配合比: C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能： 棍度：中；保水性：少量；含砂：多； 拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即： 水泥: 砂: 碎石: 钢纤维: 水: 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78kg/m3
1,设计依据及参考文献 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量： 选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比 取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg; 8,初步配合比:
C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能： 棍度：中；保水性：少量；含砂：多； 拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即： 水泥 : 砂 : 碎石 : 钢纤维: 水 : 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3
混凝土配合比设计的步骤 1．计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时，σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25，计算值<2.5 MPa 时，应取σ=2.5 MPa ；当强度等级≥ C30，计算值低于<3.0 MPa 时，应取用σ=3.0 MPa 。否则，按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) （混凝土强度等级小于C60） a α、 b α回归系数，应由试验确定或根据规定选取： ce f 水泥28d 抗压强度实测值，若无实测值，则 ce f ，g 为水泥强度等级值，c γ为水泥强度等级值的富余系数。 若水灰比计算值大于表4 - 24中规定的最大水灰比值时，应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1 m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量： ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 σ6451.,,+=k cu t cu f f ce b a cu ce a f f f C W ααα+=0,g ce c ce f f ,γ=
②水灰比在0.40～0. 80时，根据坍落度值及骨料种类、粒径，按表4-26选定1 m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量： 以表4- 26中坍落度90 mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm 用水量增加5 kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量： wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；0w m 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4- 24中规定量，则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10～60 mm 的混凝土：如无使用经验，砂率可按骨料种类、粒径及水灰比，参照表4- 27选用 坍落度大于60 mm 的混凝土：在表4- 27的基础上，按坍落度每增大20 mm ，砂率增大1%的幅度予以调整； 坍落度小于10 mm 的混凝土：砂率应经试验确定。 6)计算粗、细骨料的用量(mg0，ms0) A.重量法： 0c m 、0g m 、0s m 、0w m 为1m3混凝土的水泥用量、粗骨料用量、细骨料用量和用水量。cp m 为1m3混凝土拌合物的假定重量，取2350～2450 kg/m3。 ()β-=10w wa m m 0c m C W m m w c 0 0=cp w s g c m m m m m =+++0000%100000?+=g s s s m m m β
混凝土配合比设计计算实例（JGJ/T55-2011） 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为75～90mm， 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下： 1.水泥：4 2.5级普通水泥，实测28d抗压强度f ce为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；砂率βs取33%； 3.石子：5～20mm的卵石，表观密度ρg=2720 kg／m3；回归系数αa取0.49、αb取0.13； 4. 拌合及养护用水：饮用水； 试求：（一）该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 （二）如果此砼采用泵送施工，施工要求坍落度为120～150mm，砂率βs取36%，外加剂选用UNF-FK高效减水剂，掺量0.8%,实测减水率20%，试确定该混凝土的设计配合比（假定砼容重2400 kg／m3）。
解：（一） 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2．计算水胶比： f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/（38.2+0.49×0.13×46）= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。) 0.55小于0.60，此配合比W/B 采用计算值0.55； 3、计算用水量（查表选用） 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4．计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率（查表或给定） 砂率 βs 取33； 6. 计算砂、石用量（据已知采用体积法） 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= +
以抗压强度为主控的钢纤维混凝土配合比设计方法 一、基本要求： 1、钢纤维直径为0.35～0.70mm，长径比50～80，适宜体积掺量为1.0%～2.0%，掺量低于0.5%时增韧效果不明显，掺量过高时纤维难分散、混凝土流动度变差、成本高。钢纤维参数选择参照表5-19、表5-20； 2、每立方米混凝土中胶凝材料用量400～500kg，水泥用量宜在300~400kg之间，水泥强度等级不宜低于42.5级，砂率一般为45％～60％，配合比参数参照表1； 3、粗骨料粒径不宜大于20mm； 表5－19 钢纤维类型[2] 表5－20 钢纤维几何参数采用范围[2]
二、钢纤维增强混凝土配合比设计方法[1,2] 4 混凝土配制强度的确定 4.0.1混凝土配制强度应按下列规定确定： 1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算： cu,0cu,k 1.645f f σ≥+ (4.0.1-1) 式中，f cu,o —钢纤维混凝土配制强度，MPa ； f cu,k —钢纤维混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值，MPa ； σ—混凝土强度标准差，MPa 。 2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算： cu,0cu,k 1.15f f ≥ (4.0.1-2) 4.0.2混凝土强度标准差应按照下列规定确定： 1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算： σ= (4.0.2) 式中，f cu ,i —第i 组的试件强度，MPa ； m f cu —n 组试件的强度平均值，MPa ； n —试件组数，n 值应大于或者等于30。 对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa 时，σ应取3.0MPa 。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa 时，σ应取4.0MPa 。 2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
混凝土配合比设计 的步骤
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其它性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o)
配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46(0.07) cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应经过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=- β为减水率
C40混凝土用于某公路K**+***桥钢筋混凝土施工，要求施工时现场坍落度为30～50mm，碎石的最大粒经为30mm。 材料选择 水泥：采用牡丹江产P.O42.5普通硅酸盐水泥。 砂：产地岔林河，细度模数2.62属于中砂，颗粒级配属Ⅱ区。 碎石：产地冷山，规格分别为16～31.5cm、4.75～16cm，压碎值、含泥量等指标也均符合规范求。 粗集料配合比设计 根据筛分结果粗集料的掺配比例为: 4.75～16cm cm碎石为35% 16～31.5cm cm碎石为65%。 按照上述比例掺配两种集料，经几次筛分试验，其结果均满足4.75～31.5cm碎石连续级配.配合比设计 1、计算初步配合比 1）确定混凝土配制强度（fcu,o）。 混凝土设计强度fcu，k=40Mpa 标准差σ=5.0 Mpa 则混凝土配制强度： fcu,o= fcu，k+1.645×σ=48.2 Mpa 2）计算水灰比（W/C） （1）按强度要求计算水灰比 ①计算水泥实际强度 采用42.5普通硅酸盐水泥fce,k=42.5Mpa，富余系数γc=1.13 则水泥实际强度为： fce=fce,k×γc =48.0Mpa ②计算水灰比 碎石 A=0.48 B=0.52 W/C=A×fce/(fcu,o+A ×B ×f ce)=0.45 （2）按耐久性校核水灰比 根据桥梁施工规范要求：严寒地区受严重冰冻，水流侵蚀最大水灰比不得大于0.65。按照强度计算的水灰比符合耐久性要求，故采用0.45。 （3）确定单位用水量 根据要求，混凝土拌和物的坍落度为30～50mm，碎石的最大粒径为30mm。 确定混凝土的单位用水量为： mwo=185kg/m3 （4）计算单位水泥用量（mco） ①按强度计算单位用灰量 已知混凝土单位用水量为 mwo=185kg/m3 水灰比W/C=0.45 则计算单位混凝土用灰量： mco=mwo×c/w=411kg/m3 ②按耐久性校核单位用灰量