青岛理工大学高强混凝土设计书

青岛理工大学高强混凝土配制技术大赛设计书队名：队长姓名：联系方式：方案设计一、混凝土配合比计算按我国现行的有关规程规定，配制C60混凝土及以上等级强度的混凝土为高强混凝土，本实验混凝土的设计强度等级为C80混凝土。大赛提供的水泥强度为42.5MPa，减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为30%。根据之前所做泵送混凝土实验，可知比赛用砂表观密度𝜌𝑠=2591kg/m3，碎石表观密度𝜌𝑔=2582kg/m3，拌合用水的密度𝜌𝑤=1000kg/m3，水泥密度𝜌𝑐=3100kg/m3，粉煤灰密度𝜌𝑓=2300kg/m3。细度模数为𝑀𝑥=2.7。在确定混凝土的初步配合比时主要参考了《高强混凝土结构设计规程》CECE104和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011这两本规程中的有关规定。《高强混凝土结构设计规程》CECS104中关于高强混凝土施工的规定：12.1.2细骨料宜选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂，其细度模数不宜小于2.6。细骨料的其他质量指标应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-92的规定。12.1.3粗骨料的最大粒径不宜大于25mm。配制C80及其以上等级的混凝土时，粗骨料最大粒径不宜大于20mm。粗骨料宜采用二级级配。粗骨料的其他质量指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53-92的规定。12.2.3配制高强混凝土所用的水胶比（水与胶结料的重量比）宜采用0.25~0.42。强度等级愈高，水胶比应愈低。12.2.4配制C70和C80高强混凝土所用的水泥量不宜大于500kg/m3，水泥与掺合料的胶结材料总量不宜大于600kg/m3。粉煤灰掺量不宜大于胶结材料总量的30%。12.2.5混凝土的砂率宜为28%~34%。12.2.6高效减水剂掺量宜为胶结材料总量的0.4%~1.5%。《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011中关于高强混凝土配合比的规定：表7.3.2水胶比、胶凝材料用量和砂率强度等级水胶比胶凝材料用量（kg/m3）砂率（%）≥C60，＜C800.28~0.34480~56035~42≥C80，＜C1000.26~0.28520~580C1000.24~0.26550~600外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试验确定；矿物掺合料掺量宜为25%~40%。水泥用量不宜大于500kg/m3。根据以上两册规程中有关高强混凝土配合比设计的有关规定，初步选定水胶比为0.28，胶凝材料总量取550kg，通过计算可得到每立方混凝土的用水量𝑚𝑤0=154kg。粉煤灰掺量取30%，由此可得每立方米混凝土粉煤灰用量𝑚𝑓0=165kg，每立方米水泥用量𝑚𝑐0=385kg。砂率𝛽𝑠取40%。聚羧酸高性能减水剂的掺量大小对高强混凝土的坍落度和强度有较大影响，通过查找研究资料最终决定取高性能减水剂掺量为1.2%。采用体积法计算混凝土配合比：𝑚𝑐0𝜌𝑐+𝑚𝑓0𝜌𝑓+𝑚𝑔0𝜌𝑔+𝑚𝑠0𝜌𝑠+𝑚𝑤0𝜌𝑤+0.01𝛼=1𝛽𝑠=𝑚𝑠0𝑚𝑔0+𝑚𝑠0×100%由条件𝑚𝑐0=385kg，𝑚𝑓0=165kg，𝑚𝑤0=154kg，𝜌𝑐=3100kg/m3，𝜌𝑓=2300kg/m3，𝜌𝑔=2582kg/m3，𝜌𝑠=2591kg/m3，𝜌𝑤=1000kg/m3，𝛼=1，𝛽𝑠=40%，可得：𝑚𝑠0=662.02kg/m3，𝑚𝑔0=993.02kg/m3。每立方米混凝土减水剂用量为28.30kg。配合比设计成分水泥粉煤灰碎石砂子水每立方米混凝土用量（kg）385165993.02662.02154二、养护方案高强混凝土浇筑完毕后，必须立即覆盖养护或立即喷洒或涂刷养护剂，以保持混凝土表面湿润。养护日期不少于7d。为保证混凝土质量，防止混凝土开裂，高强混凝土的入模温度应根据环境状况和构件所受的内、外约束程度加以限制。养护期间混凝土的内部最高温度不宜高于75℃，并应采取措施使混凝土内部与表面的温度差小于25℃。三、制作10L混凝土实际用量计算成分水泥粉煤灰碎石砂子水减水剂质量（g）385016509930.26620.21540283设砂子的含水率为a%，碎石的含水率为b%，则实际用砂子质量为6620.2（1+a%），碎石质量为9930.2（1+b%），用水量为1540－6620.2·a%－9930.2·b%四、经济性分析根据已知条件：水泥480元/吨、粉煤灰195元/吨、矿粉180元/吨、外加剂2300元/吨、砂40元/吨、石子40元/吨。485×0.385+195×0.165+40×0.993+40×0.662+2300×0.0283=350.19（元）可知，每立方米混凝土造价为350.19元。五、创新性此实验混凝土配比中的创新性体现在1.2%的聚羧酸高性能减水剂的使用以及30%矿物掺合料粉煤灰等量替代水泥的方法。