鲁达 C20喷射混凝土配合比设计书
项目部现场实验室
2015年12月26日
一、设计和测试标准
1，《公路工程集料试验规程》 (jtg e42-2005)
2，《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 (jtg e30-2005)
3、《公路隧道施工技术规范》 (JTG F60-2009)
4，《公路隧道施工技术细则》 (jtg/t f60-2009)
5，《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (gb50086-2001)
6，《普通混凝土配合比设计规程》 (jgj 55-2011)
7、设计图纸和技术要求
二、设计要求
混凝土强度满足结构设计要求，工作性满足施工工艺要求，保证工程质量和经济性。用于隧道侧坡保护及初期支护C20喷混凝土施工。
设计强度：C20；坍落度80mm - 120mm。
三、原材料试验结果
1、水泥：采用洋房牌水泥，湖北亚东水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，按ISO国家标准检测方法，其各项指标试验结果详见后附水泥报告；
2、粗集料：采用金牛石料场碎石，为5～10 mm连续级配,最大粒径为9.5mm，其各项指标试验结果见表1，各项指标经检验符合规范要求。
表1 粗集料各项指标试验结果一览表
名称 规格(mm) | 压碎值(%) | 针片状颗粒含量(%) | 含泥量(%) | 表观密度(Kg/m3) |
5～10 mm | / | 3.2 | 0.7 | 2866 |
技术指标要求 | ＜20 | ＜15 | ＜1.0 | ＞2500 |
细集料：采用大悟海威砂场黄砂，其各项指标试验结果见表2，各项指标经检验符合规范要求。
表2 细集料各项指标试验结果一览表
名称 | 含泥量(%） | 表观 密度(kg/m3) | 细度模数 | Ⅱ区级配累计筛余（按质量计，%） | |||||
方孔筛筛孔边长尺寸(mm) | |||||||||
4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | ||||
细集料 | 2.8 | 2664 | 2.8 | 5.1 | 18.6 | 37.4 | 47.7 | 87.1 | 96.3 |
技术指标要求 | ≤3.0 | ＞2500 | 2.3～3.0 中砂 | 0～10 | 0～25 | 10～50 | 41～70 | 70～92 | 90～100 |
4、砂石料掺配：依据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001)中规定，砂、碎石级配掺配后通过率宜满足下表3：
表3 喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分率（%）
粒径（mm) | 0.15 | 0.3 | 0.6 | 1.2 | 2.5 | 5 | 10 | 15 |
优 | 5--7 | 10--15 | 17--22 | 23--31 | 34--43 | 50--60 | 78--82 | 100 |
良 | 4--8 | 5--22 | 13--31 | 18--41 | 26--54 | 40--70 | 62--90 | 100 |
从砂、碎石的筛分试验结果，砂率宜44%--46%。
5、速凝剂：-9000YF型速凝剂，山西世纪康瑞建材科技有限责任公司生产，掺量不超过水泥用量的5%，实际试拌掺量3%，
6、水：采用可饮用水。
四、设计步聚
（一）计算配合比
1、确定砼配制强度
设计要求砼强度fcu，k=20 MPa，参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011)，参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001)，标准差σ采用4。
混凝土配制强度取：fcu，0=fcu，k+1.645σ=20+1.645×4=26.6Mpa
2、确定水灰比，砂石料用量，速凝剂掺量
参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001)中的规定和现场材料状况及实际多次试拌效果，基准水灰比采用0.46，水泥与砂石之重量比1.0:3.5时较好；依据图纸规定和速凝剂检验结果，速凝剂掺水泥用量的3%;则基准配合比为：
水泥：水：砂：碎石：速凝剂=1:0.46:1.58:1.92:0.03
3、计算配合比
基准混凝土配合比W/C=0.46，砂率为45%，假设容重2330 kg/m3；
则每立方混凝土各材料用量（单位：㎏）和比例如下：
mco：mwo:mso：mgo： mao =467：210：738：897：14.01=1:0.46:1.58:1.92:0.03
（2）W/C增加0.03，即0.49，砂率增加1%，即46%，假设容重2330 kg/m3；
则则每立方混凝土各材料用量（单位：㎏）和比例如下：
mco：mwo:mso：mgo： mao =429：210：772：906：12.87=1:0.49:1.80:2.11：0.03
（3）W/C减小0.03，即0.43，砂率减小1%，即44%，假设容重2330 kg/m3；
则则每立方混凝土各材料用量（单位：㎏）和比例如下：
mco：mwo:mso：mgo： mao =488：210：711：906：14.64=1:0.43:1.46:1.86：0.03
以上结果归表如下（单位：㎏）：
编号 | 水灰比 | 水泥 | 水 | 砂 | 碎石 | 速凝剂 | 理论密度(Kg/m3) |
1#（基准） | 0.46 | 467 | 210 | 738 | 897 | 14.01 | 2330 |
2# | 0.49 | 429 | 210 | 772 | 906 | 12.87 | 2330 |
3# | 0.43 | 488 | 210 | 711 | 906 | 14.64 | 2330 |
（二）检验试验室配合比
根据计算配合比拌合40L，各材料实际用量如下（单位：Kg)：
编号 | 水灰比 | 水泥 | 理论 用水 | 实际用水 | 砂 | 碎石 | 速凝剂 | 实测坍 落度（mm） | 实测 密度(Kg/m3) |
1#（基准） | 0.46 | 18.68 | 8.40 | 8.40 | 29.52 | 35.88 | 0.5604 | 120 | 2330 |
2# | 0.49 | 17.16 | 8.40 | 8.40 | 30.88 | 36.24 | 0.5148 | 120 | 2310 |
3# | 0.43 | 19.52 | 8.40 | 8.40 | 28.44 | 36.24 | 0.5856 | 110 | 2340 |
测试的混凝土试配强度结果如下表：
编号 | 水灰比 | 龄期（d) | 强度(mpa) | 平均值(mpa) | 设计强度 要求(mpa) | 龄期（d) | 强度(mpa) | 平均值(mpa) | 设计强度 要求(mpa) | 龄期（d) | 强度(mpa) | 平均值(mpa) | 设计 强度 要求(mpa) |
1# | 0.46 | 1 | 9.8 | 10.2 | ≥10 | 7 | / | / | / | 28 | / | / | ≥26.6 |
10.0 | / | / | |||||||||||
10.8 | / | / | |||||||||||
2# | 0.49 | 1 | 7.4 | 7.2 | ≥10 | 7 | / | / | / | 28 | / | / | ≥26.6 |
7.0 | / | / | |||||||||||
7.1 | / | / | |||||||||||
3# | 0.43 | 1 | 12.4 | 12.0 | ≥10 | 7 | / | / | / | 28 | / | / | ≥26.6 |
11.8 | / | / | |||||||||||
11.8 | / | / |
因配合比第1#、2#、3#列所实测容重均未超假设容重的2%，根据JGJ55-2011，取原假设容重为单位密度。
根据试拌测试结果，计算结果如下表(1m3C20喷射混凝土配合比各材料用量，单位Kg）：
编号 | 水灰比 | 水泥 | 水 | 砂 | 碎石 | 速凝剂 | 密度(Kg/m3) |
1#（基准） | 0.46 | 467 | 210 | 738 | 897 | 14.01 | 2330 |
2# | 0.49 | 429 | 210 | 772 | 906 | 12.87 | 2330 |
3# | 0.43 | 488 | 210 | 711 | 906 | 14.64 | 2330 |
（三）确定试验室配合比
根据配合比试配效果和检验结果，第一列配合比符合设计要求并作为理论配合比，其结果如下：
mco：mwo：mso：mgo：mao = 467：210：738：897：14.01
=1:0.46:1.58:1.92:0.03
容重mcp=2330kg/m3。
五、混凝土配合比设计结果及说明
（一）原材料试验结果
粗集料、细集料、水泥、速凝剂试验结果详见专项检测报告。
（二）本次配合比设计所用粗集料、细集料均为自然风干状态集料，在现场施工过程中，应根据原材料变化情况，对混凝土配合比作适当调整。