以抗压强度为主控的钢纤维混凝土配合比设计方法
一、基本要求：
1、钢纤维直径为0.35～0.70mm，长径比50～80，适宜体积掺量为1.0%～2.0%，掺量低于0.5%时增韧效果不明显，掺量过高时纤维难分散、混凝土流动度变差、成本高。钢纤维参数选择参照表5-19、表5-20；
2、每立方米混凝土中胶凝材料用量400～500kg，水泥用量宜在300~400kg之间，水泥强度等级不宜低于42.5级，砂率一般为45％～60％，配合比参数参照表1；
3、粗骨料粒径不宜大于20mm；
[2]
[2]
二、钢纤维增强混凝土配合比设计方法[1,2]
4 混凝土配制强度的确定
4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定：
1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.645f f σ≥+
(4.0.1-1)
式中，f cu,o —钢纤维混凝土配制强度，MPa ；
f cu,k —钢纤维混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值，MPa ； σ—混凝土强度标准差，MPa 。
2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：
cu,0cu,k 1.15f f ≥
(4.0.1-2)
4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定：
1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：
σ=
(4.0.2)
式中，f cu ,i —第i 组的试件强度，MPa ；
m f cu —n 组试件的强度平均值，MPa ； n —试件组数，n 值应大于或者等于30。
对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa 时，σ应取3.0MPa 。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa 时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa 时，σ应取4.0MPa 。
2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
5 混凝土配合比计算
5.1 水胶比
5.1.1 混凝土强度等级小于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：
a b
cu,0a b b
/f W B f f ααα⋅=
+⋅⋅
(5.1.1)
式中：W /B —混凝土水胶比；
αa 、αb —回归系数，按规程5.1.2条的规定取值；
f b —胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d 胶砂强度（MPa ），可实测，试验方法应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671执行；也可按本规程5.1.3条确定。
5.1.2 回归系数（αa 、αb ）宜按下列规定确定：
1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定； 2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2采用。
a b
5.1.3 当胶凝材料28d 胶砂抗压强度值(f b )无实测值时，可按下式计算：
b f s ce f f γγ=⋅⋅
(5.1. 2)
式中：γf 、γs —粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.2选用；
f ce —水泥28d 胶砂抗压强度，MPa ，可实测，也可按本规程第5.1.4条规定。
f s
注：1 采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值；
2 采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级
粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
3 当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
5.1.4 当水泥28d 胶砂抗压强度（f ce ）无实测值时，可按下式计算：
ce c ce,g f f γ=⋅
(5.1.3)
式中：γc —水泥强度等级值的富余系数，可按这际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.3选用。
f ce,
g —水泥强度等级，MPa 。
5.2 用水量和外加剂用量
5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（m wo ）应符合下列规定：
1．混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取； 2．混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。
3
3注：① 本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～10kg ；采用粗砂时，可
减少5～10kg 。
②以本规程表5.2.1－2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m 3
用水量来
计算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
③基于保证剩余强度和混凝土耐久性考虑，单方用水量需小于200kg ，采用低水胶比、大掺和料的方式设计
混凝土配合比。
5.2.2 掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（m wo ）可按下式计算：
'
w00(1)w m m β=⋅-
(5.2.2)
式中：m w0—计算配合比每立方米混凝土的用水量，kg ；
'
0w m —未掺加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/m 3），以本规程表5.2.1－2中90mm 坍落度的用水量为基础，按每增大20mm 坍落度相应增加5kg/m 3用水量来计算，当坍落度增大到180mm 以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。
β—外加剂的减水率，％，应经混凝土试验确定。
5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.3.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量（m bo ）应按下式计算：
0b0/w m m W B =
(5.3.1)
式中：m b0—计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量，kg ； m w0—计算配合比每立方米混凝土用水量，kg ； W/B —混凝土水胶比。
5.3.2 每立方米混凝土的矿物掺合料用量（m f0）计算应按下式计算：
f0b0f m m β=⋅
(5.3.2)
式中：m f0—计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量，kg ；
βf —矿物掺合料掺量，%，可结合本规程3.0.5条和第5.1.1条的规定确定。 计算水胶比过程中确定的矿物掺合料掺量，%。 5.3.3 每立方米混凝土的水泥用量（m co ）应按下式计算：
c0b0f0m m m =-
(5.3.3)
式中：m c0—计算配合比每立方米混凝土中水泥用量，kg 。
5.4 砂率及钢纤维体积率
5.4.1 砂率（βs ）应根据骨料的技术指标，混凝土拌合物性能和施工要求，参考历史资料确定。
钢纤维混凝土的砂率宜在45%~60%之间；可按下式计算：
10pf p f S S V =+
5.4.1
式中，S pf —钢纤维混凝土砂率，%； S p —钢纤维掺量体积率，%； V f —钢纤维掺量体积率，%。
也可按下表初选：
