C40细石高性能混凝土配合比设计
一、设计原则
针对设计任务及要求，根据所用材料性能，使配制的混凝土在保证工作性、强度和耐久性的前提下，满足经济合理的要求。
二、设计依据及标准
（1）JTG/TF50－2011《公路桥涵施工技术规范》 （2）JGJ 55－2011《普通混凝土配合比设计规程》 （3）JGJ E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 （4）JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》
（5）GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 （6）GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》 （7）施工图纸
三、设计要求
（1）C40细石混凝土
（2）设计坍落度为（160～200）mm （3）使用部位：支座垫石。
四、原材料
1.水泥： 规格：盾石P·O 42.5，产地：冀东海德堡水泥有限公司。 2.外加剂：规格：HT-HPC聚羧酸高性能减水剂（HPWR-R）缓凝型，产地：山西黄腾化工有限公司，掺量：1.5%。
3. 砂： 规格：中砂，产地：高陵吴村杨兴运砂场。
4.碎石： 规格：4.75mm～9.5mm单级配碎石，产地：泾阳四星友谊石场。 5.粉煤灰：规格：F类Ⅰ级，产地：韩城大唐盛龙科技实业有限责任公司。 6.水：当地饮用水。
五、初步配合比计算
（1）确定水泥混凝土的配制强度：（?cu,0） 根据公式?cu,0= ?cu,k+1.645σ
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?cu,0—砼试配强度MPa ?cu,k—砼设计强度40MPa σ—标准差，取5.0 MPa
1.645—混凝土强度达到95%保证率时的保证率系数。 试配强度?cu,0＝?cu,k+1.645σ＝40＋1.645×5.0＝48.2MPa （2）计算水胶比：（W/C）
W/C=(αa×?ce)÷(?cu,0+αa×αb×?ce)
=(0.53×46.2)÷(48.2+0.53×0.20×46.2) =0.46
αa、αb－回归系数，αa＝0.53，αb＝0.20
?ce－水泥强度值，取46.2MPa。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中表3.5.3耐久性基本要求， C40混凝土最大水胶比为0.40，所以水胶比选取0.33。
（3）选定单位用水量：（mwo）
根据设计坍落度需要和骨料情况，查表选定用水量为230kg/m3。外加剂减水率按33%计算，230×（1-33%）=154 kg/m3。 （4）计算单位胶凝材料用量：（mco）
根据选用的水胶比和单位用水量，计算胶凝材料用量为 mco =154÷0.33=467kg/m3。
根据混凝土的耐久性要求，水泥用量467kg/m3满足规范中C40混凝土最小胶凝材料用量要求。
（5）计算单位外加剂用量（ma）
ma =467×1.1%= 5.1kg/m3。
（6）计算粉煤灰及水泥用量（mf0 mc0）
mf0 =467×15%=70 kg/m3 mc0 =467-70=397 kg/m3
（7）选定砂率：（βs）
根据骨料和水胶比及所用砂的细度模数查表选定砂率为40%。
（8）计算粗、细集料单位用量：（mgo、mso）
假定砼拌和物单位重量mcp为2430kg/m3 根据公式mco+mgo+mso+mw=mcp
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βs= mso/( mgo+mso)×100%
计算得：砂石合重mgo+mso＝2430-467-154＝1809kg/m3
砂重mso＝（mgo+mso）×βs＝1809×40%＝724kg/m3 碎石重mgo＝（mgo+mso）-mso＝1809-724＝1085kg/m3 初步配合比为
水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：外加剂=397：70：:724：1085:154：5.6
六、基准配合比确定：
表1 混凝土拌合物试验结果
坍落度（mm） 实测 结果 180 180 棍度 上 含砂情况 中 保水性 无 粘聚性 良好 表观密度kg/m3 2450 1h后坍落度为170mm，实测砼拌和物单位重量mcp为2450kg/m3，经试拌调整确定基准配合比为
水泥：砂：碎石：水：外加剂=397：70：:723：1085:154：5.6
七、确定试验室配合比
（1）按基准水胶比±0.02确定各自配合比（见表2）
表2 按基准水胶比±0.02确定各自配合比（kg/m3）
水胶比 0.31 0.33 0.35 水泥 422 397 374 粉煤灰 75 70 66 砂 694 723 753 碎石 1085 1085 1083 水 154 154 154 外加剂 6.0 5.6 5.3 砂率% 39 40 41 试拌结果见下表
表3 混凝土拌合物试验结果
坍落度（mm） 水胶比 实测 0.31 0.33 0.35 170 结果 170 棍度 含砂情况 上 上 上 中 中 中 保水性 无 无 无 粘聚性 良好 良好 良好 调整后砂率（%） 39 40 41 180 195 180 195 4