C20喷射砼配合比设计说明书

C20喷射砼配合比设计计算书

一、设计依据

1. 《成龙线轸格庄至G204段改建工程》招标文件及设计图纸 2.《公路工程国内招标文件范本》（2003） 3.《普通凝混土配合比设计规程》JGJ55-2000 4.《公路隧道施工技术规范》JTJ042-1994 5．《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001

6.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005 二、原材料

1．水泥：康达（山东）水泥制成品有限公司，P.O.42.5R，检测报告见附件。 2．细集料：------------------------------------------------------------检测报告见附件。 3．粗集料：----------------------------石料厂5~10mm碎石， 检测报告见附件。 4．减水剂：山西凯迪建材有限公司的KDNOF-1高效减水剂，检测报告见附件。 5．速凝剂：山西凯迪建材有限公司的KD-4速凝剂，检测报告见附件。 6．拌和用水：自来水。 三、设计过程

1．试配强度确定（fcu,o）

混凝土配制强度按下式计算： fcu,o= fcu,k+1.5σ

式中 fcu,o-----混凝土配制强度，MPa

fcu,k-----混凝土立方体抗压强度标准值，MPa

σ-----混凝土强度标准差（MPa）。无统计资料，根据JTJ041-2000《公路桥涵施

工技术规范》按附表F-4取用。

σ值 混凝土强度等级 σ（MPa） ＜20 4.0 20~35 5.0 ≥35 6.0 σ取值为5.0，则混凝土配制强度： fcu,o= fcu,k+1.5σ =20+1.5×5.0 =28.2（MPa）

2．水灰比确定（W/C）

混凝土强度等级小于C60，混凝土水灰比按下式计算 W/C= (αα·fce) / ( fcu,o+αα·αb·fce) 式中 αα αb------回归系数，按JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》表5.0.4采用。

αα，αb 石子品种 系数 αα αb 碎石 0.46 0.07 卵石 0.48 0.33 fce------水泥28天抗压强度实测值，MPa 可按下式确定fce=γc·fce,g

式中γc------水泥强度等级值的富余系数，取为1. 0。

fce,g------水泥强度等级值（MPa），为42.5。

fce =γc·fce,g =1.0×42.5

=42.5（MPa）

W/C= (αα·fce) / ( fcu,o+αα·αb·fce)

=（0.46×42.5）/（28.2+0.46×0.07×42.5） =0.66

根据《公路工程国内招标文件范本》（2003）水灰比为0.40~0.45。 因不符合最大水灰比的要求，故取水灰比0.42。 3．用水量确定（m wa）

1m3混凝土的用水量（mW0）按JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》第4.0.1条规定确定。

塑性混凝土的用水量（kg/m3） 拌和物稠度 项目 指针 10~30 坍落度35~50 （mm） 55~70 75~90 卵石最大粒径（mm） 10 190 200 210 215 20 170 180 190 195 31.5 160 170 180 185 40 150 160 170 175 碎石最大粒径（mm） 16 200 210 220 230 20 185 195 205 215 31.5 175 185 195 205 40 165 175 185 195 所采用碎石最大粒径为16mm，坍落度为80~120mm的用水量为235kg/ m3。 掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：

m wa= mwo (1-β)

式中m wa-----掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg mwo-----未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量，kg

β------外加剂的减水率，%

采用KDNOF-1高效减水剂参量为水泥用量的1.3 %时，经过试拌，采用用水量为181 kg/ m3。

则m wa=mwo (1-β)

=235×（1-23.0%）（减水率为23.0 %，去掉不要） =181（kg/ m3）

4．水泥用量确定（mco） mco= mwo /（W/C）

=181 / 0.42 =431 (kg/m3)

5．砂率确定（βs）

混凝土配合比砂率按《公路工程国内招标文件范本》（2003）规定 45 %---55%。 取砂率为βs=%。

6．粗骨料和细骨料用量的计算（质量法） mco+ mgo+ mso+ mwo= mcp

βs= mso/( mgo+ mso)×100%

式中 mco------1m3混凝土的水泥用量，kg

mgo------1m3混凝土的粗骨料用量，kg mso------1m3混凝土的细骨料用量，kg mwo------1m3混凝土的用水量，kg βs------砂率，%

mcp------1m3混凝土拌和物重量， kg

假定混凝土拌和物的容重是：2400 kg/m3。 则mgo+ mso = mcp - mco- mwo

=2400.0-431.0-181.0 =1788.0 (kg)

mso =（mso+mgo）βs

=1788.0×.0% =966.0 (kg) mgo= (mgo+ mso)- mso

=1788.0-966.0 =822.0 (kg)

7．速凝剂（KD-4）确定（ms）

根据产品说明，KD-4速凝剂参量为水泥用量的3.0 %--5.0 %。经过与所采用水泥的相容性及水泥净浆凝结效果试验（水灰比分别采用0.42、0.44、0.40），初凝时间4min，终凝时间9min。取4.0 %。 ms = mco×4.0 % =431.0×4.0 % =17.24 (kg)

8. 减水剂（KDNOF-1）确定（mwj）

mwj= mco×1.3 % =431.0×1.3% =5.603 (kg)

9．则基准配合比确定 （每1m3）

减水剂 速凝剂 水泥 ：水 ： 砂 ： 碎石 ：KDNOF-1 ：KD-4 431 ：181 ： 966 ： 822 ： 5.603 ：17.24 1 ：0.42 ：2.24 ： 1.91 ： 0.013 ：0.04 10．试拌、调整

在基准配合比的基础上，以水灰比上下各调整0.02，拌和物坍落度及强度试验结果如下： 水灰比 水泥 水 砂 碎石减水剂 （kg） 速凝剂（kg） 坍落度 密度 1d强度28d强度 （w/c） （kg） （kg） （kg） （kg） （mm） （kg/m3） （MPa） （MPa） 0.42 0.44 0.40 431 407 452 181 181 181 966 997 937 822 815 830 5.603 5.291 5.424 17.24 16.28 18.08 105 100 110 2400 2400 2400 6.9 6.5 7.5 31.8 30.5 35.4 11．试喷、确定 以上三种配合比的坍落度满足要求，经对这三种配合比试喷，其强度满足试配强度、无管道堵塞现象、回弹量少、并有好的附着性、作业面粉尘浓度低。

根据拌和物工作性，混凝土强度满足要求、经济合理的原则，选定C20喷射砼配合比为：

减水剂 速凝剂 水泥 ：水 ： 砂 ：碎石 ： KDNOF-1 ：KD-4 407：181 ： 997 ：815 ： 5.291 ：16.28 1 ：0.44 ：2.45 ：2.00 ： 0.013 ： 0.04