c40混凝土配合比设计014.docx
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c40混凝土配合比设计014
石长铁路增建第二线2标桥涵工程
C40高性能混凝土配合比设计
华
新
中铁十五局集团有限公司
石长铁路增建第二线2标工程指挥部第二项目部试验室
2010-8-15
石长铁路增建第二线2标桥涵工程
C40高性能混凝土配合比设计
一、工程环境及施工要求:
石长铁路增建第二线2标K156-280-K190+040段桥梁墩身托盘顶帽、框架桥墙身、隧道二衬仰拱等,钢筋混凝土设计采用高性能混凝土,其碳化环境为T2、抗渗等级为P8。
混凝土由拌合站集中搅拌,混凝土输送车运输,混凝土设计强度等级为C40,混凝土坍落度要求为140~180mm。
二、使用材料要求:
混凝土配合比设计所用原材料为:
1、水泥采用华新水泥有限公司生产的P.042.5普通硅酸盐水泥,实测强度为47.5MPa,碱含量0.44%,氯离子含量0.018%;
2、粗骨料为桃江县万功塘一碎石厂生产的石灰岩碎石,粒径为:
5~16mm、16mm~25mm,为非活性材料,氯离子含量0.001%;
3、细骨料为:
湖南岳阳河砂(黄砂),细度模数2.7,材料活性合格,氯离子含量0.001%;
4、粉煤灰为益阳昌源环保建材有限公司益阳电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,碱含量为0.89%,氯离子含量0.015%;
5、混凝土外加剂
①采用聚羧酸高性能混凝土减水剂(缓凝型),由武汉格瑞林建材科技有限公司生产,掺量暂定为1.1%,减水率为26.3%,其碱含量为0.74%,氯离子含量0.012%,
6、混凝土拌合水采用地表饮用水,其氯离子含量为12mg/L,碱含量为5.9mg/L。
二、混凝土配合比设计依据:
1、《改建铁路石门至长沙铁路增建第二线工程施工图》。
2、铁道部(《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文的通知)铁建设(2009)152号。
3、铁道部《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005标准。
4、铁道部《混凝土用水标准》JGJ63-2006
5、建设部《普通混凝土配合比设计规程》JTJ55-2000。
6、铁道部《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001
7、铁道部《铁路混凝土强度检验评定标》TB10425-94
8、《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87
9、《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90
10、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设(2005)157号
三、混凝土配合比设计基本参数:
1、混凝土施工水平良好,各种原材料及拌合用水均采用电子计量,采用强制式拌合机拌合,混凝土通过混凝土输送车运送到工作面;
2、混凝土的强度标准差,查表σ=4.5MPa,
3、混凝土出机坍落度要求140-180㎜;
4、碎石最大粒粒径25㎜。
四、计算基础理论混凝土配合比:
1、确定高性能混凝土的试配强度(fcu,o):
fcu,o=fcu,K+tσ
=40+1.645×4.5
=47.4(Mpa)(保证率为95%)
2、确定高性能混凝土的水胶比[W/C]:
W/C=αa·fce/fcu,o+(αa·αb·fce)
=0.46×47.5/47.4+0.46×0.07×47.5
=21.85/47.4+1.530
=0.45取0.36
查铁建设(2005)157号《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》,满足表5.2.1,碳化环境T2100年水灰比不大于0.45的要求。
3、选择单位用水量(Ww0):
高性能混凝土的单位用水量,主要根据混凝土的试配强度选择单位用水,查表:
Ww0=240kg/m3,取209kg/m3,
4、掺外加剂混凝土单位用水量(Wwa):
Wwa=Ww0(1-β)
=209×(1-0.263)
=154(kg/m3)
5、确定高性能混凝土的胶凝材料用量(F0、C0):
C=Wwa/W/C
=154/0.36
=428(kg/m3)
根据TZ210-2005《铁路混凝土工程施工技术指南》要求,C35-C40混凝土胶凝材料总量不宜高于450kg/m3。
F0=428×25%
=107(kg/m3)
C0=428-107
=321(kg/m3)
查铁建设(2005)157号《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》,满足表5.2.1T2环境100年胶凝材料不小于320kg/m3
6、聚羧酸高效减水剂用量(k):
第一次试配建议聚羧酸高效减水剂掺入胶凝材料总量的1.1%。
则K的用量为:
K=428×1.1%
=4.71(kg/m3)
7、确定高性能混凝土的砂率(SP):
根据工程实践经验,高性能混凝土的合理砂率在35-45%之间,此混凝土所用砂细度模数为2.7,砂率取SP=40%。
8、高性能混凝土骨料的确定(SO、gO)
根据假定表观密度法的计算方法,列出以下计算式:
gO+SO+321+107+154+4.71=2450
SO/(SO+gO)=40%
SO=1863×0.40%
=745(kg/m3)
gO=1863-745
=1118(kg/m)
9、确定高性能混凝土中各种材料用量:
根据以上计算结果,可以确定每立方米混凝土中各种材料的计算用量如下;
水泥:
粉煤灰:
河砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
拌合水:
高效减水剂
321:
107:
745:
1118(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%)154:
4.71
五、计算水胶比±0.02的理论混凝土配合比:
(一)、计算水胶比+0.02
1、水胶比[W/C]=0.38
2、单位用水量(Wwa)=154(kg/m3)
3、胶凝材料用量(F0、C0):
C=Wwa/W/C
=154/0.38
=405(kg/m3)
F0=405×25%
=101(kg/m3)
C0=405-101
=304(kg/m3)
4、①聚羧酸高效减水剂用量(k)
K=405×1.1%
=4.46(kg/m3)
5、砂率SP=40%
6、骨料的确定(SO、GO)
gO+SO+304+101+154+4.46=2450
SO/(SO+gO)=40%
SO=1887×0.40%
=755(kg/m3)
gO=1887-755
=1132(kg/m)
7、各种材料用量
根据以上计算结果,可以确定每立方米混凝土中各种材料的如下用量;
水泥:
粉煤灰:
砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
拌合水:
高效减水剂
304:
101:
755:
1132(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%):
154:
4.46
(二)、计算水胶比-0.02
1、水胶比[W/C]=0.34
2、单位用水量(Wwa)=154(kg/m3)
3、胶凝材料用量(F0、C0):
C=Wwa/W/C
=154/0.34
=453(kg/m3)
F0=453×25%
=113(kg/m3)
C0=453-113
=340(kg/m3)
4、①高效减水剂用量
K=453×1.1%=4.98(kg/m3)
5、砂率SP=40%
6、骨料的确定(SO、GO)
GO+SO+340+113+154+4.98=2450
SO/(SO+gO)=40%
SO=1838×40%
=735(kg/m3)
gO=1838-735
=1103(kg/m)
7、各种材料用量
根据以上计算结果,可以确定每立方米混凝土中各种材料的如下用量;
水泥:
粉煤灰:
砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
水:
高效减水剂
340:
113:
735:
1103(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%):
154:
4.98
六、每立方混凝土总碱量和总氯离子含量计算:
1.每方混凝土的碱总含量计算表
每方混凝土的总碱含量计算(基准配合比)
材料名称
水泥
粉煤灰
砂
碎石
外加剂
水
材料碱含量
(%)
0.44
0.89
--
--
0.74
5.9mg/L
每方砼材料用量
(kg)
321
107
745
1118
4.71
154
计算材料碱量
(kg)
1.4124
0.1587
--
--
0.034854
0.0009086
总碱量
(kg/m3)
1.61
总碱量限值
(kg/m3)
≤3.0(潮湿环境、设计使用年限100年)
结论
符合高性能混凝土暂行技术条件
2.每方混凝土的氯离子总含量计算表
每方混凝土的氯离子总含量计算(基准配合比)
材料名称
水泥
粉煤灰
砂
碎石
外加剂
水
材料氯离子含量
(%)
0.018
0.015
0.001
0.001
0.012
12mg/L
每方砼材料用量
(kg)
321
107
745
1118
4.71
154
计算材料氯离子量(kg)
0.05778
0.01605
0.00745
0.01118
0.0005652
0.001848
总氯离子量
(kg/m3)
0.0948
总氯离子量限值(kg/m3)
≤0.43(胶凝材料总量的0.10%)
结论
符合高性能混凝土暂行技术条件
七、混凝土室内试拌与调整:
混凝土的试拌用量(按每次60L计算)
1、水胶比为0.38混凝土的试拌用量
水泥:
粉煤灰:
砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
拌合水:
减水剂
304:
101:
755:
1132(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%):
154:
4.46
18.24:
6.06:
45.30:
67.92(5~16mm占27.17、16mm~25mm占33.75):
9.24:
0.243
2、水胶比为0.36混凝土的试拌用量
水泥:
粉煤灰:
砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
拌合水:
减水剂
321:
1017:
745:
1118(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%):
154:
4.71
19.26:
6.42:
44.70:
67.08(5~16mm占26.83、16mm~25mm占40.25):
9.24:
0.283
3、水胶比为0.34混凝土的试拌用量
水泥:
粉煤灰:
砂:
碎石(5~16mm、16mm~25mm):
拌合水:
减水剂
340:
113:
735:
1103(5~16mm占40%、16mm~25mm占60%):
154:
4.98
20.40:
6.78:
44.10:
66.18(5~16mm占26.47、16mm~25mm占39.71):
9.24:
0.299
4、检验每个配合比的物理性能(坍落度、表观密度、含气量等);
5、待物理性能合格后,制作抗压、抗裂、电通量所需试件。
6、确定配合比:
计算混凝土配合比校正系数。
混凝土表观密度计算值与实测值之差的绝对值未超过计算的2%,不用修正。
计算人:
田鹤
2010-8-15
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