全计算法设计高性能混凝土配合比一、已知条件㈠、混凝土强度等级C30㈡、水泥1、 牌号与强度等级P.O42.52、 表观密度丫厂3.134㈢、砂子1、品种河砂2、 细度模数|d f=2.43、 表观密度Y =2.64s㈣、石子1、品种卵碎石2、粒径5-25mm3、表观密度Y =2.76g4、堆积密度Y = 1.56gd㈤、粉煤灰1、质量等级II级2、表观密度Y f=2.143六） 、矿粉1、质量等级S952、表观密度Y k=2.931七） 、泵送剂1、表观密度Y b= 1.172b2、含水率P =0.63W㈧、混凝土含气量L/m3a=15二、基本假设与混凝土体积模型㈠、基本假设1、混凝土各组成材料（包括固、液、气三相具有体积 相加性；2、石子的空隙由干砂浆填充；3、干砂浆的空隙由水填充；4、干砂浆由水泥、掺合料、砂与含气量组成㈡、混凝土体积模型见下图k JWra jidV ,L rVk；v£VV1000L图中表示干砂浆体积 V 的黑线框可以上下移动，以调整用 es水量和砂率三、基本公式1、浆体体积V =W+V +V +V + a e c f k说明：对高性能混凝土，V可按350L/m3取值（引自陈建奎著《混 e凝土外加剂原理与应用》）。
2、集料体积(V+V )=1000— V (2)g s e说明：对高性能混凝土，(V+V )可按(1000-V) = (1000-350) g s e= 650L/m3取值(引自陈建奎著《混凝土外加剂原理与应用》)3、干砂浆体积V =V+V+V+V + a ⑶es c f k s4、混凝土试配强度f Mf +1.645 ⑷cu.p cu.05、水胶比B =W/(C+F+K) wj a=1/ {[f / (Af ) ]+B} ⑸cu.p ce或cu.p ce wj式中，V —浆体体积 L/m3eW—用水量或水的体积 kg/m3或L/m3V—水泥体积 L/m3cV —粉煤灰体积 L/m3fV —矿粉体积 L/m3kf =Af ((1/ B ) — B} (6)V —石子体积 gL/m3V —砂子体积 sL/m3V —干砂浆体积 esL/m3f —混凝土试配强度 cu.pMPaf .—混凝土强度等级的标准值 cu oMpa一混凝土强度标准差Mpa当缺乏统计资料时，可参照下表取值（引自《混凝土结构 工程施工及验收规范》GB50204-92）取值表 表混凝土强度等级< C20C20- C35>C35o(Mpa)4.05.06.0也可根据实际情况对表中的。
值适当进行调整C一水泥用量 kg/m3F 一粉煤灰用量 kg/m3aK—矿粉用量 kg/m3f 一水泥实测强度 MpaceA—回归系数，当缺乏统计数据时可参照表二取值（引自陈 建奎著《混凝土外加剂原理与应用》）B—回归系数，当缺乏统计数据时可参照表二取值（引自陈建奎著《混凝土外加剂原理与应用》）回归系数表 表二石子品种碎石卵石JGJ/T55-96A0.480.50B0.520.61JGJ/T55-2000A0.460.48B0.070.33根据基本假设 2，当石子空隙正好被干砂浆填满时，则石子 空隙体积即为干砂浆体积，即V =1000Pes式中，p—石子空隙率p=（l—Y /y ） ⑺gd gV =1000 （1-Y /y ） ⑻es gd g此即干砂浆体积的计算通式，通常石子粒径越小，比表面积 越大，所需干砂浆体积越多，其关系列于下表V 取值表 表三es石子取大粒径（mm）192531.5V计算值（L/m3）es440426412V取用值（L/m3）es450430420说明：表中 V 计算值和取用值均摘自陈建奎著《混凝土外 es加剂原理与应用》一书，计算值也非笔者根据实际石子粒径和实测的Y、Y值计算的。
gd g五、砂率计算通式㈠、砂子用量公式1、 由公式⑶得，V =V — (V+V+V + a) (9)s es c f k2、 由公式⑴得，V+V+V + a=V—W ⑽c f k e3、 将公式⑽代入公式⑼得，V =V -V +W (11)s es e4、 砂子用量S=V Yss=(V -V +W) Y (12)es e s㈡、石子用量公式1、 由公式⑵得，V =1000—V—V (13)g s e2、 将公式⑴)代入公式(13)得，V =1000—V -W (⑷g es3、 石子用量G=V Ygg= (1000—V -W) y (15)es㈢、砂率计算通式S =S/ (S+G)p=(V -V+W) Y / {(V -V+W) Y + (1000-V -W) y }es e s es e s es g(16)此式说明，混凝土的砂率随用水量的增加而增加，随胶凝材 料的增加而减少六、用水量计算通式1、 粉煤灰体积占胶凝材料总体积的比例设为f ;t2、 矿粉体积占胶凝材料总体积的比例设为k；t3、 水泥体积占胶凝材料总体积的比例即为(1-f-k)；tt4、 粉煤灰与水泥的体积比为V/V =f / (1-f -k )； (17)f c t t t5、 矿粉与水泥的体积比为V/V =k/ (1-f -k )； (18)k c t t t6、 将以上设定及公式(17)、8代入并求解由公式⑸或公式⑹与公式⑴组成的联立方程得用水量的计算通式，W=(V-a)/e{1+[〔f / (Af ) ) +B]/[ (1-f -k ) Y +f Y +k Y ] }cu.p ce t t c t f t k= (V-a)/e{1+1/[B ((1-f -k ) Y +f Y +k Y )]}。
wj t t c t f t k(19)此式说明，(1)、混凝土的用水量取决于强度和水胶比，混凝土强度越高,水胶比越小，用水量越少；⑵、掺合料的品种(表观密度不同)影响混凝土的用水量； ⑶、含气量越大，用水量越少七、泵送剂掺量的计算公式b= {(W-W)/W + An}B (加)00式中，b—泵送剂掺量W —混凝土不掺泵送剂的初始塌落度70-90mm时的基准用水 0量，与石子最大粒径有关，见下表(引自《硅酸盐学报》2000.No2 陈建奎、王栋民著《高性能混凝土【HPC】配合比设计新法一全 计算法》Wo取值表 表四石子最大粒径(mm)16202530W (kg/m3)0230215210205W一混凝土设计用水量 kg/m3(W-W) /W = g —泵送剂当量减水率0 0 d(W-W)/W + An = ^ —泵送剂目标减水率0 0 mAn—泵送剂增量系数，指混凝土从初始塌落度70-90mm增至目标值时的泵送剂增量;An取决于混凝土的塌落度S,当LS =160T80mm 时 An=0.04，当 S =200-220mm 时 An=0.06 LL（引自《硅酸盐学报》2000.No2陈建奎、王栋民著《高性能混 凝土【HPC】配合比设计新法一全计算法九）。
B—泵送剂减水增塌效能系数，当泵送剂浓度为40%时B = 9.17%；当泵送剂浓度为37%时B=10.00%（引自《商品混 凝土》 2006.No2 丁抗生著《全计算法组织商品混凝土配合比系 统设计》）八、配合比计算㈠、混凝土试配强度根据公式⑷，f = f +1.645 ocu.p cu.0参照表一并考虑到商品混凝土的实际情况，取o=7.0 MPa,则f =f +1.645ocu.p cu.0=30+1.645*7=41.5 MPa㈡、混凝土水胶比1、 根据公式⑸B =1/ {[f / （Af ） ]+B}wj cu.p ce2、 参照表二取A=0.46B = 0.303、根据实际测定f =52 MPace4、代入公式⑸得B =1/ {[41.5/ (0.46*52) ]+0.30}wj=0.49㈢、混凝土用水量1、 设 f =0.18；t2、 设 k =0.15；t3、 取 Ve = 350 L/m3；4、 根据公式(19),未掺泵送剂时的用水量为W=(V — a)/e{1+1/[B ((1-f -k ) Y +f Y +k Y)]}wj t t c t f t k=(350-15)/{1+1/[0.49*〔(1-0.18-0.15)*3.134+0.18*2.143+0.15*2.931 )]}= 197 kg/m3。
㈣、胶凝材料总体积根据公式⑴得胶凝材料总体积V =V + V + V =V-W-a jcfke=350-197-15L/m3=138㈤、胶凝材料各组分体积1、粉煤灰体积V =Vff j t= 138 *0.18= 24.82、矿粉体积V=Vkk j t=138*0.15L/m3=20.73、水泥体积V=V(1-f-k)c j t t=138*(1-0.18-0.15)L/m3=92.5L/m3㈥、胶凝材料各组分用量1、粉煤灰用量F =V Ya f f=24.8*2.143=532、矿粉用量K=V Ykk=20.7*2.931kg/m3=61kg/m33、水泥用量C=V Ycc= 92.5 *3.134= 290 kg/m3(七)、砂率1、根据表三取V =430 L/m3es2、根据公式(16),砂率S =(V -v+w) Y / {(V -v+w) Y + (1000-V -W) y } p es e s es e s es g=(430-350+197)*2.64/{(430-350+197)*2.64+(1000-430-197)*2.76}=0.42㈧、集料用量1、 砂子用量根据公式(12)S=(V -V+w)Yes e s=(430-350+197)*2.64=731 kg/m32、 石子用量根据公式(15),未掺泵送剂时的石子用量为G=(1000-V -w)Yes g=(1000-430-197)*2.76= 1029。