绿色轻质高强混凝土设计书

第四届全国混凝土设计大赛设计方案

目 录

1. 设计要求 2. 原料选取 3. 配合比设计

4. 确定矿物掺合料的取代率 5. 混凝土配合比的试配与调整 6. 参考文献

绿色轻质高强混凝土设计书

一．设计要求

混凝土强度等级C50；塌落度要求：160mm。 本次试验决定掺入矿粉、粉煤灰与硅灰。在前期配合比试验下矿物掺量取代水泥高达40%，达到绿色水泥的目的。 二.原料选取 ①水泥

3kgmcP.O 525水泥 富余系数γ=1.08，实际强度fce=56.7 MPa 密度：3100

②碎石

碎石最大粒径20mm 密度③砂

3kgms河沙 密度：2700

g3kgm：2700

③水

3kgmw自来水 密度：1000

⑤减水剂

聚羧酸减水剂 减水率约为30%

32900kgmk④矿粉 密度 青岛属于沿海城市，混凝土需经受住海水腐蚀，

故增加矿粉的用量能增加混凝土与Cl离子的结合，起到防海水腐蚀的效果，且

矿粉具有火山灰效应，同时矿粉的增稠作用可以防止聚乙烯颗粒的上浮

p1480kgm3⑥聚乙烯 密度 为达到轻质高强的目的选用密度较小的聚乙烯

颗粒以降低砼密度实现轻质

32300kgmsi⑦硅灰 密度 硅灰具有致密作用提高了混凝土的强度同时配合

矿粉起到增稠防止聚乙烯上浮的效果

f2900kgm3⑧Ⅰ级粉煤灰 密度 由于粉煤灰的形态效应使其具有减水作

用，提高了混凝土的强度。由于火山灰效应粉煤灰中的SiO2、 A l2O3 等硅酸盐玻璃体, 与水泥、 石灰拌水后产生碱性激发剂Ca ( OH) 2 发生化学反应, 生成水化硅酸钙等凝胶,对砂浆起到增强作用。 三.配合比设计 ①计算强度标准差 标准强度差：σ=6.0 ②计算配置强度fcu,0

设计强度：fcu,0≥fcu,k+1.645σ

fcu,0-----混凝土的施工配制强度，MPa

fcu,k-----设计的混凝土强度标准值，MPa σ-------施工单位的混凝土强度标准差，MPa 经计算所需要的配置强度fcu,0=59.9Mp

③计算水泥用量

根据混凝土适配强度和轻骨料密度等级选取水泥用量

mc=510kg ④确定用水量

查表当坍落度为160mm，净用水量选取

mwn=230kg

⑤确定砂率

根据轻骨料混凝土用途和细骨料品种选取砂率为：

Sp=44%

⑥计算粗、细集料的用量

按下列公式计算粗细骨料的用量：

mcmwnVs11000SP wcms=Vss

mcmwnmsVa11000 wscma=Vaap 得：

ms=719.3kg ma=895.7kg

通过配合比前期实验，若粗骨料全采用聚乙烯，则骨料上浮严重，强度仅27Mp,

故此用石子取代聚乙烯。

石子取代聚乙烯颗的取代率g91%

mg815.9kgmp80.6kg

⑦计算用水量 按公式计算

mwtmwnmwa

其中附加水量

mwa=maa （a=2%） 得：

mwt=248kg

掺加1.4%的聚羧酸减水剂（减水率30%） 实际用水量mw173.6kg ⑧计算混凝土干表观密度

cd1.15mcmams

得：

cd=2201.5kg/m³

四．确定粉煤灰、硅灰和矿粉取代率

粉煤灰取代矿渣水泥率c=10% 粉煤灰超量系数c1.0

粉煤灰掺量mf51.0kg 矿粉等量取代水泥率为k=20% 矿粉掺量mk102.0kg 硅灰等量取代水泥率为g=10% 硅灰掺量msi51.0kg

实际水泥用量mc mco(1ckg)

mc306.0kg

配合比：C:S:G:K:F:Si:PUC306.0:719.3:815.9:102.0:51.0:51.0:80.6 五．混凝土配合比的试配与调整

经若干次配合比调整实验，所得结果列表如下：

最后确定的最优组为M5 其配合比为：

C:S:G:K:F:Si:PUC312:730:850:104:52:52:80 坍落度为：180mm

参考文献

JGJ 51-2002《轻骨料混泥土规程》；

GBJ 204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》；

JGJ 53-93《普通混凝土用碎石及卵石质量标准及检验方法》；