C100高性能混凝土配合比设计及搅拌方法技术领域：
本发明申请涉及一种土建配料领域，尤其涉及一种C100高性能混凝土的配合及搅拌方
法。
背景技术：
传统意义上的混凝土配合比设计遵循鲍罗米公式，即混凝土强度与水灰比关系式，在
该配合比中，水灰比是经过理论计算得到的，这也是早期混凝土配合比的核心，该配合比设
计试配过程极其繁琐，成功率很低，施工中迫切需要一种具有高流动性、高体积稳定性、适
宜的强度和高耐久性的混凝土。该混凝土由水泥、矿物掺合料（以粉煤灰、粒化高炉磨细矿
渣粉和硅灰等为代表）水、粗集料和细集料，外加剂等至少六种组份组成，这是一种新型混
凝土，与传统意义上的混凝土有很大不同。
发明内容：
本发明的目的是提供一种C100高性能混凝土及配合搅拌方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种C100高性能混凝土，其组成包括：粗集料、细集料、水泥、外加剂、矿物掺合料和拌
合用水，所述的配合比设计及搅拌方法分为四个步骤进行：（1）配合比准备阶段；（2）配合比
各组成材料质量要求；（3）依配合比确定单方材料用量阶段；（4）配合比试拌阶段。
所述的C100高性能混凝土，所述的配合比准备阶段包括：确定试配的混凝土强度，
C100级混凝土试配强度可按110MPa控制。
所述的C100高性能混凝土，所述的配合比各组成材料质量要求为：A. 粗集料：
C100混凝土用粗集料公称最大粒径不宜大于16.0mm，其中大于16.0mm粒径碎石宜小于5%，
应选用连续级配锤破或反击破碎碎石，不得使用鄂式破碎碎石，碎石母料宜优选玄武岩、安
山岩等岩石，其单轴抗压强度宜大于150MPa，碎石压碎值宜小于3%，针片状含量宜小于2%，
含泥量不宜大于0%，石粉含量不宜大于0.5%，碎石表观密度宜大于2.80g/cm3，其他有害杂
质含量小于相应标准规定值；B. 细集料：优先选用Ⅱ区河砂，砂的细度模数宜为2.6～3.2，
含泥量宜小于0.5%，表观密度宜大于2.80 g/cm3，松堆积密度宜大于1600kg/m3，如果和易性
满足施工要求，也可以选用洁净机制砂；C. 水泥：优先选用硅酸盐水泥，水泥28天抗折强度
宜大于9.0 MPa，抗压强度宜大于60.0 MPa；D. 外加剂：优先选用高性能减水剂，代表性品
种为聚羧酸盐系；E. 矿物掺合料：优先选用Ⅰ级粉煤灰，优先选用S105级粒化高炉磨细矿渣
粉等矿物掺合料，应掺加微硅粉，二氧化硅含量宜大于95%；F. 拌合用水：优先选用饮用水
拌制混凝土，也可以使用符合JGJ63-2006标准的其他水源的水。
所述的C100高性能混凝土，所述的依配合比确定单方材料用量阶段为：（1）C100高
性能混凝土需使用两种以上的胶凝材料，考虑到形象准确，本配合比将传统意义上的水灰
比改称为水胶比；（2）根据工程经验，C100高性能混凝土的水胶比宜控制在0.15～0.20之
间，具体取值标准是：组成混凝土原材料品质好，水胶比可取大值；反之，混凝土原材料品质
较差，水胶比宜取小值，总之，不论组成混凝土原材料品质如何，混凝土水胶比取较小值，更
容易获得要求的试配强度，更容易满足耐久性要求；（3）在原材料性能和质量确定的前提
下，根据历史数据和经验，初步拟定预期水胶比的大小,但试拌时不要超过事先拟定的水胶
比；（4）按假定表观密度法计算确定一立方米混凝土各种材料用量；（a）假定C100高性能混
凝土表观密度为2500±50 kg/m3，新拌混凝土实测表观密度与其误差在±2%之内时，可不
修正，否则，应对表观密度进行修正；（b）水泥单方用量。根据水泥实际强度结合检测及施工
经验拟定，C100混凝土配合比可取460kg～500kg；（c）粉煤灰单方用量。根据配合比使用环
境、部位、粉煤灰质量、用户对混凝土各龄期强度不同要求等限制影响因素，可选择粉煤灰
的掺量占胶凝材料的8%～15%；（d）粒化高炉磨细矿渣粉单方用量，根据配合比使用环境、部
位、粒化高炉磨细矿渣粉质量、用户对混凝土各龄期强度不同要求等限制影响因素，可选择
粒化高炉磨细矿渣粉的掺量占胶凝材料的15%～25%；（e）微硅粉的掺量宜为8%～15%；（f）矿
物掺合料总量宜为胶凝材料总量的30%～40%之间；（g）（c）～（e）矿物掺合料可根据施工需
要掺用一种或数种，但也不局限于这三种，经试验合格也可选择其他品种的矿物掺合料；
（h）砂率确定，根据砂子的级配，细度模数、粗集料最大粒径、水胶比、工程需要、混凝土运
输、输送方式的不同选择砂率，一般可取33%～40%；（i）单方用水量的确定，根据拟定的水泥
用量和水胶比，计算单方用水量；（j）以上各材料用量均确定后，可计算粗、细集料用量；（k）
高性能减水剂用量的确定，根据高性能减水剂的减水率，拟定的水胶比，施工、运输、浇筑施
工需要的坍落度决定其用量，最大用量不应超过5%；（5）每个强度等级混凝土选择三种不同
水泥用量试拌混凝土，每种不同水泥用量之间相差20kg，控制工作性不变，以最后实际用水
量反算水胶比，当然操作时一定要将水胶比控制在预期之内，此种做法易掌握，成功率高，
控制水胶比是此做法的核心，满足工作性是此做法的目标，新拌混凝土工作性和坍落度经
时损失满足要求后，装模成型三种不同配合比进行强度试验，测试各龄期强度，以28天抗压
强度满足试配强度要求，并且水泥和其他胶凝材料之和成本最低者作为基准配合比；（6）按
以上确定的单方原材料用量、预期水胶比，不同的配合比均试拌25～35升混凝土，用以检验
混凝土拌合物工作性及强度。
所述的C100高性能混凝土的搅拌方法，所述的配合比试拌阶段，其砼配合比搅拌
工艺为：（1）将称量好的粗集料、细集料按先后顺序加入搅拌机中，搅拌15s，然后加入65%的
水，搅拌25～35 s，加入水泥和掺合料，搅拌40～60s，加入25%的水和高性能减水剂，搅拌90
～120s，边搅拌边观察混凝土和易性，若混凝土流动性小，则加入剩余10%水；若混凝土流动
性仍小，则继续加入0.2%～0.5%的高性能减水剂（如果混凝土凝结时间、外观均正常，且在
不影响其强度的前提下，也可以适当提高外加剂掺加比例，以便严格控制水胶比不超出预
期值），继续搅拌90～120s，若混凝土和易性满足要求，则出料进行下一步工作，最后核定实
际用水量，核定水胶比，该水胶比不得大于事先拟定的预期水胶比；（2）若混凝土和易性不
满足要求，则首先需考虑高性能减水剂与水泥的相容性问题，其次考虑与其他胶凝材料与
高性能减水剂相容性问题或集料的质量问题（表面特征和洁净程度等）；反之，经计算的用
水量略有剩余而混凝土的工作性完全满足施工需要，这是最理想的结果；（3）搅拌完毕后检
测新拌混凝土的工作性，满足要求后放入带盖容器中静止一段时间检测混凝土坍落度经时
损失，此项指标满足要求后最终核定水胶比；（4）按搅拌、运输和施工控制的时间间隔测定
的坍落度经时损失满足要求后，测定混凝土的表观密度，该密度与假定表观密度误差小于
2%时可不调整配合比各材料用量，反之，该误差大于等于2%时需修正调整配合比各材料用
量，最终核定该配合比的表观密度；（5）装模成型混凝土试件，用塑料膜覆盖，放置在20±2
℃，相对湿度大于95%的环境中养护至脱模，将脱模的试件放置在20±2℃，相对湿度大于
95%的湿气养生室中养护至需要的龄期，测试各龄期强度；（6）其他两种水泥用量的配合比
也按以上方法进行试验，各龄期强度都测试完毕后，三组配合比28天龄期强度进行对比，选
取工作性好，强度高、综合成本最小者作为基准配合比。
所述的C100高性能混凝土配合比设计及搅拌方法，所使用的设备为双卧轴砼强制
搅拌机，并保证在所述的配合比试拌过程中，保证实际水胶比不大于预期的水胶比。
本发明的有益效果：
1.本发明的C100高性能混凝土，强度高，组成材料品种多，强度影响因素多，在诸多强
度影响因素中，水灰比占第一位，因此，在对该种混凝土进行配合比设计时，如果采用理论
计算确定水灰比则很难配制出来。
本发明的C100高性能混凝土，是对传统混凝土配合比设计方法的颠覆，其核心体
现在水灰比的确定系经验拟定值，而不是计算值，或者说，高性能混凝土的水灰比不是理论
计算出来的，混凝土配合比也不是仅仅靠计算和设计就能解决的简单问题，而是在实践经
验积累和不断总结的基础上，事先拟定一个预期水灰比，试配时不得超过该值，结合有针对
性、有方向性的一系列严谨试验而获得的实践性结论。
本发明的C100高性能混凝土，以此为核心进行的混凝土配合比设计过程简单明
了，成功率很高，性价比令人十分满意。
本发明的C100高性能混凝土，经大量工程实践证明，本发明新颖、具有很强的操作
性和实用性。
具体实施方式：
实施例1：
一种C100高性能混凝土，其组成包括：粗集料、细集料、水泥、外加剂、矿物掺合料和拌
合用水，所述的配合比设计及搅拌方法分为四个步骤进行：（1）配合比准备阶段；（2）配合比
各组成材料质量要求；（3）依配合比确定单方材料用量阶段；（4）配合比试拌阶段。
实施例2：
根据实施例1所述的C100高性能混凝土，所述的配合比准备阶段包括：确定试配的混凝
土强度，C100级混凝土试配强度可按110MPa控制。
实施例3：
根据实施例1所述的C100高性能混凝土，所述的配合比各组成材料质量要求为：A. 粗
集料： C100混凝土用粗集料公称最大粒径不宜大于16.0mm，其中大于16.0mm粒径碎石宜小
于5%，应选用连续级配锤破或反击破碎碎石，不得使用鄂式破碎碎石，碎石母料宜优选玄武
岩、安山岩等岩石，其单轴抗压强度宜大于150MPa，碎石压碎值宜小于3%，针片状含量宜小
于2%，含泥量不宜大于0%，石粉含量不宜大于0.5%，碎石表观密度宜大于2.80g/cm3，其他有
害杂质含量小于相应标准规定值；B. 细集料：优先选用Ⅱ区河砂，砂的细度模数宜为2.6～
3.2，含泥量宜小于0.5%，表观密度宜大于2.80 g/cm3，松堆积密度宜大于1600kg/m3，如果和
易性满足施工要求，也可以选用洁净机制砂；C. 水泥：优先选用硅酸盐水泥，水泥28天抗折
强度宜大于9.0 MPa，抗压强度宜大于60.0 MPa；D. 外加剂：优先选用高性能减水剂，代表
性品种为聚羧酸盐系；E. 矿物掺合料：优先选用Ⅰ级粉煤灰，优先选用S105级粒化高炉磨细
矿渣粉等矿物掺合料，应掺加微硅粉，二氧化硅含量宜大于95%；F. 拌合用水：优先选用饮
用水拌制混凝土，也可以使用符合JGJ63-2006标准的其他水源的水。
实施例4：
根据实施例1所述的C100高性能混凝土，所述的依配合比确定单方材料用量阶段为：
（1）C100高性能混凝土需使用两种以上的胶凝材料，考虑到形象准确，本配合比将传统意义
上的水灰比改称为水胶比；（2）根据工程经验，C100高性能混凝土的水胶比宜控制在0.15～
0.20之间，具体取值标准是：组成混凝土原材料品质好，水胶比可取大值；反之，混凝土原材
料品质较差，水胶比宜取小值，总之，不论组成混凝土原材料品质如何，混凝土水胶比取较
小值，更容易获得要求的试配强度，更容易满足耐久性要求；（3）在原材料性能和质量确定
的前提下，根据历史数据和经验，初步拟定预期水胶比的大小,但试拌时不要超过事先拟定
的水胶比；（4）按假定表观密度法计算确定一立方米混凝土各种材料用量；（a）假定C100高
性能混凝土表观密度为2500±50 kg/m3，新拌混凝土实测表观密度与其误差在±2%之内
时，可不修正，否则，应对表观密度进行修正；（b）水泥单方用量，根据水泥实际强度结合检
测及施工经验拟定，C100混凝土配合比可取460kg～500kg；（c）粉煤灰单方用量，根据配合
比使用环境、部位、粉煤灰质量、用户对混凝土各龄期强度不同要求等限制影响因素，可选
择粉煤灰的掺量占胶凝材料的8%～15%；（d）粒化高炉磨细矿渣粉单方用量，根据配合比使
用环境、部位、粒化高炉磨细矿渣粉质量、用户对混凝土各龄期强度不同要求等限制影响因
素，可选择粒化高炉磨细矿渣粉的掺量占胶凝材料的15%～25%；（e）微硅粉的掺量宜为8%～
15%；（f）矿物掺合料总量宜为胶凝材料总量的30%～40%之间；（g）（c）～（e）矿物掺合料可根
据施工需要掺用一种或数种，但也不局限于这三种，经试验合格也可选择其他品种的矿物
掺合料；（h）砂率确定，根据砂子的级配，细度模数、粗集料最大粒径、水胶比、工程需要、混
凝土运输、输送方式的不同选择砂率，一般可取33%～40%；（i）单方用水量的确定，根据拟定
的水泥用量和水胶比，计算单方用水量；（j）以上各材料用量均确定后，可计算粗、细集料用
量；（k）高性能减水剂用量的确定。根据高性能减水剂的减水率，拟定的水胶比，施工、运输、
浇筑施工需要的坍落度决定其用量，最大用量不应超过5%；（5）每个强度等级混凝土选择三
种不同水泥用量试拌混凝土，每种不同水泥用量之间相差20kg，控制工作性不变，以最后实
际用水量反算水胶比，当然操作时一定要将水胶比控制在预期之内，此种做法易掌握，成功
率高，控制水胶比是此做法的核心，满足工作性是此做法的目标，新拌混凝土工作性和坍落
度经时损失满足要求后，装模成型三种不同配合比进行强度试验，测试各龄期强度，以28天
抗压强度满足试配强度要求，并且水泥和其他胶凝材料之和成本最低者作为基准配合比；
（6）按以上确定的单方原材料用量、预期水胶比，不同的配合比均试拌25～35升混凝土，用
以检验混凝土拌合物工作性及强度。
实施例5：
根据实施例1所述的C100高性能混凝土搅拌方法，所述的配合比试拌阶段，其砼配合比
搅拌工艺为：（1）将称量好的粗集料、细集料按先后顺序加入搅拌机中，搅拌15s，然后加入
65%的水，搅拌25～35 s，加入水泥和掺合料，搅拌40～60s，加入25%的水和高性能减水剂，
搅拌90～120s，边搅拌边观察混凝土和易性，若混凝土流动性小，则加入剩余10%水；若混凝
土流动性仍小，则继续加入0.2%～0.5%的高性能减水剂（如果混凝土凝结时间、外观均正
常，且在不影响其强度的前提下，也可以适当提高外加剂掺加比例，以便严格控制水胶比不
超出预期值），继续搅拌90～120s，若混凝土和易性满足要求，则出料进行下一步工作，最后
核定实际用水量，核定水胶比，该水胶比不得大于事先拟定的预期水胶比；（2）若混凝土和
易性不满足要求，则首先需考虑高性能减水剂与水泥的相容性问题，其次考虑与其他胶凝
材料与高性能减水剂相容性问题或集料的质量问题（表面特征和洁净程度等）；反之，经计
算的用水量略有剩余而混凝土的工作性完全满足施工需要，这是最理想的结果；（3）搅拌完
毕后检测新拌混凝土的工作性，满足要求后放入带盖容器中静止一段时间检测混凝土坍落
度经时损失，此项指标满足要求后最终核定水胶比；（4）按搅拌、运输和施工控制的时间间
隔测定的坍落度经时损失满足要求后，测定混凝土的表观密度，该密度与假定表观密度误
差小于2%时可不调整配合比各材料用量，反之，该误差大于等于2%时需修正调整配合比各
材料用量，最终核定该配合比的表观密度；（5）装模成型混凝土试件，用塑料膜覆盖，放置在
20±2℃，相对湿度大于95%的环境中养护至脱模，将脱模的试件放置在20±2℃，相对湿度
大于95%的湿气养生室中养护至需要的龄期，测试各龄期强度；（6）其他两种水泥用量的配
合比也按以上方法进行试验，各龄期强度都测试完毕后，三组配合比28天龄期强度进行对
比，选取工作性好，强度高、综合成本最小者作为基准配合比。
实施例6：
根据实施例1或2或3或4或5所述的C100高性能混凝土搅拌方法，所使用的设备为双卧
轴砼强制搅拌机，并保证在所述的配合比试拌过程中，保证实际水胶比不大于预期的水胶
比。