二、设计依据
（一）使用部位
桥梁：桩基础
（二）混凝土配合比设计技术指标
项 目 | 56d电通量（C） | 28d抗冻等级 | 最小含气量（%） | 泌水率（%） | 凝结时间（h:min) | 氯离子含量（%） | 三氧化硫总含量（%） | 总碱含量（kg/m3) |
高性能混凝土 | 1200 | / | ≥2.0 | 不泌水 | 符合工艺要求 | ≤0.1 | ≤4.0 | ≤3.0 |
设计坍落度：180～220mm。
（三）设计依据标准
1．《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-2007。
2．《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2017
3．《建筑用砂》GB/T 14684-2011。
4．《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685-2011。
5．《混凝土外加剂应用技术规范》 GB50119-2013。
6．《混凝土外加剂》GB8076-2008。
7．《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011。
8．《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011。
9．《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006。
10．《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016。
11．《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005。
三、原材料
1.水 泥：P·O42.5。
2.细骨料：二区中砂。
3.粗骨料：碎石 5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，并按5～10mm：10～20mm：16～31.5mm=20:55:25的比例合成5-31.5mm连续级配碎石。
4.粉煤灰：I级。
5.矿粉：S95。
6.水：地下水。
7.外加剂：聚羧酸减水剂。
四、计算过程
1.基本规定
根据经验，矿物掺合料掺量为30%，粉煤灰掺量为15%，矿渣粉掺量为15%。
2.混凝土配制强度的确定
fcu,k=fcu,0+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa
fcu,k—混凝土配制强度（MPa）
fcu,k=fcu,0+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa
fcu,0—混凝土立方体抗压强度标准值，取混凝土的设计强度等级值为30（MPa）
σ—混凝土强度标准差（MPa） 取=5.0
3．混凝土配合比计算
3.1混凝土水胶比按下式计算：
=0.47
式中：W/B—混凝土水胶比
αa、αb—回归系数，对于碎石αa=0.53，αb=0.20
fb—胶凝材料28d胶砂抗压强度（MPa）
fce=γcfce,g=45.9（MPa）
fce—水泥28d胶砂抗压强度（MPa）
γc—水泥富余系数 取=1.08
fce,g—水泥强度等级值（MPa）
fb=γfγsfce= 37.06（MPa）
γf、γs—粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数
查表得：γf=0.85，γs=0.95
根据经验取基准水胶比W/B=0.42
3.2用水量的确定
未掺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为239kg/m3，外加剂减水率为34%
根据公式：mw0=m'w0(1－β)=158（kg/m3）
mw0 ——计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）
m'w0——未掺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/m3）
3.3胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
胶凝材料用量：。
mb0 ——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3）
mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3）
W/B——混凝土水胶比。
粉煤灰、矿粉掺量各占15%，则：水泥用量：263(kg/m3)，粉煤灰用量：56.5(kg/m3)，矿渣粉用量：56.5(kg/m3)
3.4外加剂用量确定
ma0=mb0βa =4.14（kg/m3）
ma0——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量(kg/m3）
mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3）
βa——外加剂掺量1.1%
3.5砂率
查表得砂率：βs=43%
3.6粗、细骨料用量
采用体积法计算混凝土配合比，
ρc——水泥密度(kg/m3)
ρf——矿物掺合料密度(kg/m3)
ρg——粗骨料的表观密度(kg/m3)
ρs——细集料的表观密度(kg/m3)
ρw——水的密度(kg/m3)
α——混凝土的含气量百分数
经计算：砂：822(kg/m3)，粗集料：1075(kg/m3)
五、混凝土配合比的试配、调整与确定
5.1根据上述配合比计算得基准配合比：试配拌制35L，各材料用量如下：
原材料 | 水泥 | 砂 | 5~10mm碎石 | 10~20mm碎石 | 16~31.5mm碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿粉 | 减水剂 |
kg/ | 263 | 811 | 215 | 591 | 269 | 158 | 56.5 | 56.5 | 4.14 |
kg/35L | 9.20 | 28.38 | 7.53 | 20.68 | 9.42 | 5.53 | 1.98 | 1.98 | 0.144 |
初始坍落度210mm，60min后坍落度为190 mm，含气量3.0%，不泌水，初凝时间为8h05min，终凝时间为11h30min。实测密度为2410kg/m3，粘聚性良好，保水性良好，工作性满足施工要求。
5.2根据水胶比上下浮动0.03，用水量与试拌配合比相同，砂率也与试拌相同，这两个配合比分别试配拌制35L,各种原材料用量如下：
原材料 | 水胶比 | 水泥 | 砂 | 5~10mm碎石 | 10~20mm碎石 | 16~31.5mm碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿粉 | 减水剂 |
kg/ | 0.45 | 246 | 821 | 218 | 599 | 272 | 158 | 52.5 | 52.5 | 3.86 |
kg/35L | 0.45 | 8.61 | 28.74 | 7.63 | 20.96 | 9.52 | 5.53 | 1.84 | 1.84 | 0.14 |
kg/ | 0.39 | 284 | 799 | 212 | 583 | 265 | 158 | 60.5 | 60.5 | 4.46 |
kg/35L | 0.39 | 9.94 | 27.96 | 7.42 | 20.40 | 9.28 | 5.53 | 2.12 | 2.12 | 0.16 |
水胶比为0.45时，初始坍落度215mm，60min后坍落度为200 mm，含气量3.2%，不泌水，初凝时间为，8h15min，终凝时间为11h35min，实测密度为：2410kg/m3，，粘聚性良好，饱水性良好，工作性满足施工要求。
水胶比为0.39时，初始坍落度190mm, 60min后坍落度为180 mm含气量2.8%，不泌水，初凝时间为8h15min，终凝时间为11h25min，实测密度为，粘聚性良好，饱水性良好，工作性满足施工要求。
5.3配合比的调整与确定
实测容重与设计容重误差＜2%，配合比可不做调整。
六、每m3混凝土中碱含量
混凝土总碱含量计算： (kg)
混凝土总碱含量的计算依据原材料的进场检测结果和混凝土的配合比参数计算确定。碱含量是指混凝土中各种原材料的碱含量之和。其中，矿物掺和料的碱含量以其所含碱量计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6,矿渣粉的可溶性碱量取矿渣粉总碱量的1/2。混凝土总碱含量不应大于3.0 kg/。
每m3各种原材料用量（kg/m3）
水胶比
| 每m3各种原材料用量（kg/m3） | ||||||
水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | |
0.42 | 263 | 4.14 | 811 | 1075 | 158 | 56.5 | 56.5 |
0.45 | 246 | 3.86 | 821 | 1080 | 158 | 52.5 | 52.5 |
0.39 | 284 | 4.46 | 799 | 1060 | 158 | 60.5 | 60.5 |
各种原材料实测碱含量（%）
各种原材料实测碱含量（%） | 水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 |
0.37 | 2.13 | 0 | 0 | 0.00279 | 0.39 | 0.38 |
混凝土含碱量计算结果见下表：
混凝土碱含量计算结果（kg/）
水胶比 | 各种原材料带入混凝土中的碱含量 | |||||||
水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | 合计 | |
0.42 | 0.9731 | 0.088182 | 0 | 0 | 0.004408 | 0.22035 | 0.2147 | 1.500740 |
0.45 | 0.9102 | 0.082218 | 0 | 0 | 0.004408 | 0.20475 | 0.1995 | 1.401076 |
0.39 | 1.0508 | 0.094998 | 0 | 0 | 0.004408 | 0.23595 | 0.2299 | 1.616056 |
由于所选用的粗骨料为非碱活性骨料，因此对混凝土的总碱含量没有限值要求。
七、每m3混凝土中氯离子含量
混凝土总氯离子含量：是指混凝土中各种原材料的氯离子含量之和，以其与胶凝材料的重量比。
每m3各种原材料用量（kg/m3）
水胶比 | 每m3各种原材料用量（kg/m3） | 胶凝材料用量（kg） | ||||||
水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | ||
0.42 | 263 | 4.14 | 811 | 1075 | 158 | 56.5 | 56.5 | 376 |
0.45 | 246 | 3.86 | 821 | 1080 | 158 | 52.5 | 52.5 | 351 |
0.39 | 284 | 4.46 | 799 | 1060 | 158 | 60.5 | 60.5 | 405 |
各种原材料实测氯离子含量（%）
各种原材料实测氯离子含量（%） | 水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 |
0.048 | 0.069 | 0 | 0 | 0.00321 | 0.051 | 0.015 |
混凝土氯离子含量计算结果（%）
水胶比 | 各种原材料带入混凝土中的氯离子含量 | ||||||||
水泥 | 减水剂 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | 合计(kg/ | 氯离子含量（%） | |
0.42 | 0.1262 | 0.0029 | 0 | 0 | 0.0051 | 0.0288 | 0.0085 | 0.1715 | 0.0456 |
0.45 | 0.1181 | 0.0027 | 0 | 0 | 0.0051 | 0.0268 | 0.0079 | 0.1605 | 0.0457 |
0.39 | 0.1363 | 0.0031 | 0 | 0 | 0.0051 | 0.0309 | 0.0091 | 0.1844 | 0.0455 |
由于所选用的配合比氯离子含量≤0.10%，所选配合比氯离子含量符合要求。
八、每m3混凝土中三氧化硫含量
混凝土三氧化硫含量：是指混凝土中除骨料以外各种原材料的三氧化硫含量之和，以其与胶凝材料的重量比。
每m3各种原材料用量（kg/m3）
水胶比 | 每m3各种原材料用量（kg/m3） | 胶凝材料用量（kg） | ||||
水泥 | 减水剂 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | ||
0.42 | 263 | 4.14 | 158 | 56.5 | 56.5 | 376 |
0.45 | 246 | 3.86 | 158 | 52.5 | 52.5 | 351 |
0.39 | 284 | 4.46 | 158 | 60.5 | 60.5 | 405 |
各种原材料实测三氧化硫含量（%）
各种原材料实测三氧化硫含量（%） | 水泥 | 减水剂 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 |
2.43 | 1.92 | 0.01346 | 0.54 | 0.45 |
混凝土三氧化硫含量计算结果（%）
水胶比 | 各种原材料带入混凝土中的三氧化硫含量 | ||||||
水泥 | 减水剂 | 水 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | 合计(kg/ | 三氧化硫含量（%） | |
0.42 | 6.3909 | 0.0795 | 0.0213 | 0.3051 | 0.2543 | 7.0510 | 1.8753 |
0.45 | 5.9778 | 0.0741 | 0.0213 | 0.2835 | 0.2363 | 6.5929 | 1.8783 |
0.39 | 6.9012 | 0.0856 | 0.0213 | 0.3267 | 0.2723 | 7.6070 | 1.8783 |
由于所选用的配合比三氧化硫含量≤4.0%，所选配合比三氧化硫含量符合要求。
九、理论配合比的确定
每m3C30混合料各材料用量如下：
每C30混凝土各材料用量（kg/
）
原材料(kg/m3) | 胶凝材料 | 砂 | 碎石 | 水 | 减水剂 | ||||
水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 5-10 (mm) | 10-20 (mm) | 16-31.5 (mm) | ||||
263 | 56.5 | 56.5 | 811 | 215 | 591 | 269 | 158 | 4.14 | |
胶凝材料总量(kg/m3) | 376 | ||||||||
配合比 | 1 | 2.16 | 0.57 | 1.57 | 0.72 | 0.42 | 0.01 | ||
