C60自密实混凝土配合比设计
基于正交试验的C60自密实混凝土配合比设计及性能研究
基于正交试验的C60自密实混凝土配合比设计及性能研究吴传洋
【期刊名称】《工程与建设》
【年(卷),期】2024(38)1
【摘要】为了满足建设工程对自密实高强混凝土的强度要求以及拌合物性能要求,本文首先依据工程设计要求,计算得到初步配合比,在此基础上,通过正交试验的方法,探究水胶比、砂率和粉煤灰掺量是如何影响混凝土性能及各因素影响程度,进而优化配合比。
结果表明:从坍落扩展度和28 d抗压强度这两项指标来看,均为水胶比产生的影响最大。
结合工程所需混凝土设计要求及9组正交试验数据结果,最终选择水胶比为0.28、粉煤灰掺量为10%、砂率为46%的这组。
最后对按该配合比配制的混凝土的相关性能进行检测,结果表明:各关键指标均符合技术要求,自密实性能和拌合物工作性能良好,满足工程实际应用要求。
【总页数】4页(P101-104)
【作者】吴传洋
【作者单位】中铁二十四局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.C60钢管自密实混凝土配合比及性能试验研究
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基于正交试验的机制砂自密实轻骨料混凝土配合比设计5.C50—C60粉煤灰自密实高性能混凝土配合比试验研究
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C60
密实混 凝土 的配 比必须进 行简化处理 ，降低 操作的难度 ， 使 得在 较短 时间 内， 进行 批量操 作 ， 生产 出大量满 足施工要 求 的Ｃ ６ ０自密实混凝 土 ， 保证 开发建设项 目进 行的速率 ， 使 得
工程项 目能够按期完成 。
１ ． ３ 要 遵 循 实 用 性 的 原 则
实混凝 土粗细集料 一般较其 他混凝土 的配置 比例 高 ，居于 １ ． ５ ￣ １ ． ８ （ 砂石 比例为 ０ ． ３ ６ — ０ ． ４ ０ ） 之间 ， 使得砂石 比例能够最大 限度地满足工程建设的需要 ， 保证 Ｃ ６ ０自密实混凝 土配 比工
应 这 一现 实状 况 ， Ｃ ６ ０自密 实混 凝 土 的配 比在设 计 的过 程
水 胶比 。 』 ＝ ０ ． ５ ８ ３ ５ 』 ｃ Ｅ ｆ 、 Ｗ ／ １ ０ ． ５ ９ ２ １ 以 及 对 保 罗 米 公 式的
ｒ、 、
改进 』 。 ２ ８ ＝ Ｋ Ｒ 。 （ 一 一 Ｋ ｚ ） 等等通过这种科学的计算方式， 来
定， Ｃ ６ ０自密实混凝土配 比的实 现与水胶 比呈 现出一种正相
１ ． ２ 要遵循 易操作 的原 则
关 的关 系 ， 可 以通 过一系列公 式来进行计算 ， 以科学 的确定
由于制作场所大 多位于建筑工地或 者野外 ， 其 操作环境 较 为简陋 ， 难以实现混凝土 配 比的细致处理与操作 。为 了适
作的顺 利完成 。 ２ ． ２ 采用体积法的途径与方法
建设开发项 目需要建筑企业雄 厚资金 的支持 ， 从实 际来
c60混凝土配合比设计方案
c60混凝土配合比设计方案一、设计目标。
咱要搞出C60混凝土的配合比，这C60可算是混凝土里的“硬汉”了，强度要求那是相当高，所以在材料的选择和比例上可得精打细算。
二、原材料选择。
1. 水泥。
水泥就像是混凝土的“骨架核心”，咱得选个质量好的。
对于C60混凝土，一般会选择强度等级不低于52.5的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。
这就好比组建一个超级战队，队长必须得够强。
而且水泥的安定性必须合格，不然就像队伍里有个不稳定的因素，随时可能出乱子。
2. 粗骨料。
粗骨料是混凝土里的“大石头兄弟”。
对于C60混凝土，粗骨料的最大粒径不宜过大，一般控制在20 25mm左右。
石头得质地坚硬、级配良好，就像选一群身材均匀、强壮有力的大汉。
如果粗骨料太粗或者级配不好，就像队伍里有几个特别不合群的大块头，会影响整个混凝土结构的稳定性和强度。
3. 细骨料。
细骨料呢，那就是填充在粗骨料之间的“小机灵鬼”。
咱们选用中砂比较合适，细度模数大概在2.6 3.0之间。
这细砂要干净，含泥量不能太高，要是含泥量高了，就像队伍里混进了一些拖后腿的小泥巴怪，会降低混凝土的强度。
4. 外加剂。
外加剂是混凝土的“魔法小助手”。
对于C60混凝土，高效减水剂是必不可少的。
它能减少混凝土里的用水量，提高混凝土的流动性，就像给混凝土注入了活力魔法，让它变得更加灵动，还能保证强度。
另外，有时候还可能会添加一些矿物掺合料，像粉煤灰或者矿渣粉，它们就像是辅助英雄，能改善混凝土的工作性和耐久性。
三、配合比计算。
1. 确定水胶比。
水胶比可是个关键的东西，就像混凝土这个大餐里水和胶水（水泥加矿物掺合料）的比例配方。
按照一些经验公式和试验数据，对于C60混凝土，水胶比一般在0.28 0.33之间。
水胶比越小，混凝土的强度越高，但是如果太小了，混凝土的工作性就会变得很差，就像做蛋糕时水放太少，面糊都搅不动了。
所以得找到一个合适的平衡点。
2. 确定用水量。
根据粗骨料的粒径、混凝土的坍落度要求等因素来确定用水量。
C60自密实混凝土配比设计研究
C60自密实混凝土配比设计研究发布时间：2022-06-13T09:03:43.474Z 来源：《建筑实践》2022年2月4期作者：刘国强[导读] 由于混凝土的应用途径和应用领域不同刘国强天津市睿阳建筑材料有限公司摘要：由于混凝土的应用途径和应用领域不同，因此C60自密实混凝土配比目前尚未形成统一的标准，站在实践的角度分析，在C60自密实混凝土配比设计中具体可从修正法、体积法两方面着手寻找相应的途径和方法。
基于此，本文结合C60自密实混凝土配比设计的基本原则，分析了C60自密实混凝土的技术要点，还简要概述了C60自密实混凝土的搅拌和运输、浇筑和养护要点，旨在为C60自密实混凝土的科学配比提供理论方面的参考。
关键词：C60自密实；混凝土；配比设计引言在C60自密实混凝土配比设计中应遵循科学性、易操作、实用性等原则，结合现场施工情况有效控制原材料配比及原料混合搅拌的时间，并以此为基础做好后续的C60自密实混凝土搅拌和运输、浇筑和养护工作，从根本上保障C60自密实混凝土配比设计与实际建筑施工要求的一致性，在现有技术条件的支持下提高建设开发项目的质量和水平，真正将C60自密实混凝土科学配比的优势全面体现出来。
1 C60自密实混凝土配比设计的基本原则1.1科学性原则C60自密实混凝土配比设计必须遵循科学性原则，站在科学的角度充分考虑配比材料的种类、原料之间的比重以及各种原料混合搅拌的时间，从根本上保障混凝土配比符合建筑施工的实际要求。
在科学理念的引导下，还需要结合现有技术条件不断优化C60自密实混凝土配比设计。
1.2 易操作原则由于混凝土的配制场所大多集中于建筑进场或野外环境，而简陋的制作环境很可能使得混凝土配比无法实现精细化处理。
基于此，在C60自密实混凝土配比设计过程中，最大限度地提高混凝土配比的容错率，有效避免外界环境对混凝土配比造成负面影响。
但在建筑工程施工实际开展过程中，由于大多施工人员的专业素养普遍未达到行业要求，而混凝土配比工作又必须由现场施工人员负责，因此在C60自密实混凝土配比过程中应有意识地简化操作流程，将整个操作过程的难度控制在最小范围内，确保施工人员在短时间内能快速完成批量操作，同时确保C60自密实混凝土的生产质量符合实际施工要求，从整体上提高开发建筑项目的速率，确保建筑工程项目能按期完成。
C60混凝土配合比设计书
C60混凝土配合比设计书C60混凝土配合比设计书一、设计依据：1、JGJ55-2011《普通砼配合比设计规程》、JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》、设计图纸等。
2、设计坍落度：160～200mm。
3、选用参数：由于砼设计强度为60Mpa，无历史统计资料，由表查得强度标准差σ取6Mpa。
由于不具备试验统计资料及粗集料采用碎石，由表查得强度回归系数αa值取0.53，αb值取0.20，保证系数取1.645。
4、C60混凝土用于主塔等。
二、选用原材料：1、水泥：菏泽市中联水泥有限公司生产的“中联”牌P.052.5水泥。
2、黄砂：采用山东平邑宝华砂场生产的中砂。
3、碎石：采用山东肥城王台石料厂生产的5～20mm连续级配碎石。
掺配比例为5～10mm：10～20mm=30％：70%。
4、粉煤灰：采用山东天泽集团粉煤灰公司生产的F类I级粉煤灰。
5、矿渣粉：采用河北邯郸县诚达建材有限公司生产的S95级矿渣粉。
6、外加剂：采用潍坊晨泰建材有限公司生产的聚羧酸高性能CHT-S 型减水剂，减水率可达25～35%,建议掺量为胶凝材料的0.8～1.2%。
7、拌合用水：采用饮用水。
三、原材料试验结果汇总见下表：原材料名称试验项目实测结果试验标准备注水泥（中联P.052.5）比表面积（m2/kg）378 ≮300/ 安定性（mm） 1.0 ≯5凝结时间（min）初凝：178min 不得早于45终凝：241min 不得迟于10h胶砂强度（3天）抗折：6.3 ≥4.0MPa抗压：33.5 ≥23.0MPa胶砂强度（28天）抗折：8.6 ≥7.0MPa抗压：56.4 ≥52.5MPa黄砂细度模数 2.8 2.3~3.0/ 含泥量（%） 2.5 ≤3.0泥块含量（%）0.4 ≤1.0碎石级配5~20mm 符合规范要求/ 压碎值（%）9.2 ≤20针片状（%） 4.8 ≤15含泥量（%）0.4 ≤1.0泥块含量（%）0.2 ≤0.5四、砼试配强度计算（设计）：1、砼配制强度：f cu,0≥f cu,k+1.645σ=60+1.645×6=69.9Mpa，取σ=6 Mpa。
C60免振自密实混凝土耐久性及长期性能研究
C60免振自密实混凝土耐久性及长期性能研究广州珠江新城核心区市政交通项目钢管柱混凝土采用C60免振自密实混凝土,通过对C60免振自密实混凝土的力学性能、耐久性能及长期性能的研究,配制出得C60免振自密实混凝土抗渗等级大于S39,28天龄期的氯离子扩散系数为1.35×10-8cm2·s-1,150天龄期的收缩比普通混凝土小27%,150天龄期的徐变比普通混凝土小24%。
混凝土施工过程中采用超声波和钻芯取样的检测方法,对混凝土强度和密实度进行检测,均达到设计要求。
标签：钢管柱;免振自密实;耐久性;收缩;徐变1C60免振自密实混凝土的配合比通过大量优化试验,选定的C60免振自密实混凝土配合比如表1。
表1C60免振自密实混凝土的配合比2C60免振自密实混凝土的性能2.1C60免振自密实混凝土拌合物工作性能由表2可知,在试验过程中发现混凝土拌合物不离析、不泌水、流动性能好,能自流平。
同时,也测试了拌合物的坍落度经时损失,坍落度经时损失结果见表3。
表3的结果说明,所配制的C60免振自密实混凝土拌合物的坍落度经时损失较小。
表2C60免振自密实混凝土拌合物的工作性能表3C60免振自密实混凝土拌合物坍落度经时损失测试结果2.2C60免振自密实混凝土力学性能C60免振混凝土的力学性能按《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/TB50081-2002)进行试验。
试件成型后放在温度为(20±3)℃,湿度为90%标准室中养护。
表4为C60免振自密实混凝土的力学性能。
从表中看出C60免振自密实混凝土的力学性能均达到了C60普通混凝土的力学性能指标,且未振捣试件的抗压强度为振捣试件抗压强度的94.4%,两者不是很大。
表4C60免振自密实混凝土力学性能指标2.3C60免振自密实混凝土耐久性和长期性能2.3.1C60免振自密实混凝土的抗渗性能按照国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85)抗渗性能试验中的规定,我们成型了6个试件:顶面Φ175mm,底面Φ185mm,高150mm。
C60混凝土配合比设计101doc
C60混凝土配合比设计方案
一、材料的选用：
1、水泥选用P.O52.5硅酸盐水泥，II级粉煤灰，S75矿粉
2、人工中砂（中砂）、连续5~31.5mm碎石
3、缓凝高效减水剂。
4、自来水。
二、根椐中华人民共和国行业标准JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程设计：
1、配制强度f cu，O≥1.15f cu，k =1.15×60=69.0Mpa，取72；
2、水胶比W/B=0.30 （注：C60混凝土水胶比为0.28~0.34）
3、用水量W=168 kg/m3（外加剂掺量为3.0B%时减水率为23%，根据试验确定用水量为168kg/m3 ）
4、胶凝材料用量为：B=168÷0.30=560kg
煤灰F=560×0.10=56kg 、矿粉K=560×0.1= 56kg、
水泥C=B-F-K=560-56-56=448
5、砂率取38%βs= m so/（m go+ m so）×100%
6、根据质量法：m co + m fo + m go + m so + m wo = m cp（取2380kg/m3）
得出：水泥m co =448、煤灰m fo =56、矿粉m ko =56、碎石m go=1022 、人工砂m so =626、水m wo =168、外加剂A=16.8（实际计算重量为：
16.8×含固量24%=4kg）
3
经试配：7天抗压强度为61.9，达到设计强度的103%，28天抗压强度为72.3达到设计强度的120%。
C60自密实钢管混凝土配合比设计及应用
引言随着科技的进步，建筑和桥梁分别向着高层、大跨度方向发展，对混凝土强度的要求也越来越高，高强高性能混凝土已成为钢管混凝土的首选。
钢管混凝土具有钢管和混凝土各自所具备的优越性能：内填混凝土增强了钢管壁的稳定性，而外包钢管使混凝土处于三向受压状态，从而大大提高混凝土的抗压强度和变形能力[1]。
现已广泛的应用在高层建筑和桥梁工程中。
在钢管中浇筑普通混凝土，由于振捣困难，难以充分密实，易出现内浇混凝土不密实不匀质、坍落度损失大、坍落度保持性差，再加上混凝土收缩的影响，极易导致混凝土强度不达标、内部缺陷、钢管混凝土脱空等质量问题[2]。
在钢管混凝土的浇筑过程中，与型钢产生脱空形成间隙而导致内部混凝土与外部型钢不能组合受力等缺陷，对结构的承载力和工作性能造成消弱，影响建筑物的使用功能，增加建筑物安全风险[3-4]。
而自密实混凝土具有良好的流动性，特别适用于难以浇筑甚至无法浇筑的部位，已有研究表明自密实混凝土具有自密实、缓凝、空气含量低、早强等优点，将自密实混凝土加入到钢管中可以充分发挥其优点[5]。
1、工程概况北京丰台站改建工程中的站房工程总用地规模约15.3万m2，建筑总规模39.88万m2，东西向563m，南北向332m。
站房总体大面积采用劲性混凝土框架结构，筏板基础，大跨度双向钢桁架结构屋盖，地下1层，地上4层，局部设有夹层，屋面最高点36.5m，基础埋深-14.8m，局部-20.8m，为融合铁路、地铁、市政、公交以及相关配套设施的站房综合体，且为国内首例高、普速双层车场铁路站房。
丰台站改建工程站房主体结构为劲钢结构，承重柱大部分为钢管混凝土，钢管混凝土强度等级为C60，是方、矩形钢管混凝土，采用自密实混凝土浇筑。
针对钢管自密实混凝土易出现的问题，结合丰台站C60自密实钢管混凝土柱的施工实例展开研究，通过对配合比的优化设计，在保证混凝土力学性能的前提下，检测混凝土拌合物密实性能、膨胀收缩性能等，确保复杂截面和结构下钢管混凝土柱的施工质量。
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自密实混凝土性能要求
注：坍落度要求大于等于240mm
我们的设计
坍落度 用水量与含气量 选择水灰比
石子最大粒径 粉煤灰用量 计算水泥用量 计算粗细骨料用量
选择砂率
骨料含水量调整
坍落度选择
自密实混凝土需要较高的流动性， 坍落扩展度需要达到600mm以上，所以需 要较高的坍落度，以保证新拌混凝土的工 作度。根据《普通混凝土配合比设计规 程》，自密实混凝土坍落度要大于240mm 我们将其坍落度取为250mm。而石子的最 大粒径已经给定为20mm，石子为碎石。
用水量计算
大流动性混凝土的用水量计算时以本规程表中90mm坍落度的用水 量为基础按坍落度每增大20mm用水量5kg增加计算出未掺外加剂时 的混凝土的用水量
W20=215+8*5=255kg/m^3
配制中，为了降低水灰比，我们还要使用减水剂。实验给定的减 水剂为聚羧酸高性能减水剂，我们选择含量为1.5%，减水25%
砂率: 41.5%
每立方米混凝土的粗骨料与细骨料用量： 细骨料19.24125kg 粗骨料27.13kg
Question: 通过坍落度计算出用水量后，若加入 减水剂，混凝土的坍落度是否依然不变？为什 么？
C60自密实混凝土
自密实混凝土(Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 简 称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密 实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同 时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混 凝土。 SCC的硬化性能与普通混凝土相似，而新拌 混凝土性能则与普通混凝土相差很大。自密实 混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析 性和填充性。每种性能均可采用坍落扩展度试 验、V漏斗试验（或T50试验）和U型箱试验等一 种以上方法检测。
506*1.5%=7.59kg/m^3
选择砂率
坍落度大于100mm的混凝土以上表为基准，坍落度每增加 20mm，砂率增加1%。因为自密实混凝土的砂浆量大，砂 率较大。因此我们最终选择的砂率为
34%+（250-100）÷20×1%=41.5%
粗细骨料的用量
采用重量法，计算公式如下所示
取砂率β 为41.5%，每立方米混凝土拌合物假定重量取为 2400kg。 这样可以算得：细骨料：769.65kg/m3 粗骨料：1085.2kg/m3
因为只需配制25L的混凝土，所以所有原料的 用量除以40即得到本次试验中各原料的用量配 料如下：
未掺外加剂时的混凝土的用水量：6.375kg 掺减水剂时的混凝土的用水量:4.7815kg/m^3 水灰比: 0.378 粉煤灰的质量:3.79465kg 水泥的用量: 8.8541kg 减水剂质量: 0.189725kg
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水泥用量的计算
根据之前的水灰比与用水量我们可以确定出水泥用量
mc=mg÷(W/C)=191.25÷0.378=505.95kg/m^3
我们使用了30%的粉煤灰，粉煤灰的质量应该为
506*30%=151.78kg/m^3
所以水泥的用量为
506-151.78=354.2kg/m^3
之前提到减水剂的用量为1.5%，故其质量为
粉煤灰掺量
从抗压强度的角度来说， 随着粉煤灰掺量的增大混凝土 的抗压强度减小。而粉煤灰掺 量超过40%时抗压强度减小得更 为明显，所以粉煤灰的掺量应 该控制在40%以下
所以，我们选择粉煤灰用 量为30% 从抗折强度的角度来说粉
煤灰的掺量在20%~40%之间时，混 凝土的抗折强度可以保持在一个 较为稳定的区间内，超过40%混凝 土的抗折强度下降程度会显著增 加，所以粉煤灰掺量应该控制在 20%~40%之间
计算水灰比
首先根据下面公式计算混凝土的配制强度： 查书知C60混凝土σ =24.3，因此，混凝土的配制强度为 70MPa
而给出水泥胶砂强度的标准值为54MPa,所以根据经验公式
式中的A、B为回归系数。回归系数A和B，对碎石混凝土 A=0.53，B=0.20；对卵石混凝土A=0.49，B=0.13。本次 实验中使用的是碎石骨料，所以取A=0.53，B=0.20。 带入公式计算得到水灰比为0.378
255*75%=191.25kg/m^3
粉煤灰掺量
试验表明，在粉煤 灰掺量小时，自密实混凝土 的坍落度和坍落扩展度随粉 煤灰掺量的增加而逐渐增大， 而超过30%时，坍落度增长 趋于平稳，而超过40%时会 随着粉煤灰掺量的增大而减 小，因此从提高坍落度和坍 落扩展度的角度来说粉煤灰 掺量在30%左右为最佳。