透水水泥混凝土配合比设计方法.docx
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透水水泥混凝土配合比设计方法
密度
.*
透水混凝土配合比设计方法
3材料[1]
3.1原资料
水泥应采纳强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或一般硅酸盐水泥,质量应切合现行国
家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求。
不一样样级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、
混用。
外加剂应切合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的规定。
透水混凝土采纳的加强料按表1.1采纳。
表3.1
加强资料的主要技术指标
(待测定)
掺量范围(%)
强度增加率(%)
类型
成份
主要技术指标
掺量
强度增加
有机类
聚合物乳液
无机盐类
Na2CO3,Na2SO4,CaCl2
矿物资料
硅藻土
硅灰
工业副产物
超细矿渣粉
超细粉煤灰
透水混凝土粗骨料
透水水泥混凝土采纳的集料,一定使用质地坚硬、持久、干净、密实的碎石、卵石及陶粒,碎石的性能指标应切合一行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的要求,并切合表3.1.4规定。
混凝土
用途
植生
路面
路基
表3.2
粗骨料的性能指标
粗骨料种类
料径(mm)
含泥量(按质针片状颗粒含量
压碎值(%)
表观密度聚积密度
量计)(%)
(按质量计)(%)
(kg/m3)
(kg/m3)
碎石/卵石
20~31.5
<1.0
<15.0
<15.0
>2500
>1350
陶粒
10~31.5
<1.0
<15.0
>800
碎石/卵石
5~10
<1.0
<15.0
<15.0
>2500
>1350
碎石/卵石
10~31.5
<1.0
<15.0
<15.0
>2500
>1350
细骨料
常用建筑资料参照性能
资料(kg/m3)表观密度(kg/m3)聚积密度(kg/m3)孔隙率(%)
.*
水泥
2900-3100
1350
-
粉煤灰
2200
1300
矿渣粉
2900
1100
微硅灰
碎石
2670
1500
1.2%
砂
2650
-
1450
-
钢纤维
7854
-
-
聚丙烯纤维
PVA纤维
水
1000
-
-
-
减水剂
1100
-
-
-
3.2透水混凝土
植生透水混凝土性能切合发下表
3.2.2路面透水混凝土切合表3.2.2规定
表
路用透水混凝土的性能
项
目
要
求
耐磨性(磨坑长度),mm
≤30
透水系数,mm/s
≥0.5
25次冻融循环后抗压强度损失率
≤20
抗冻性,%
25次冻融循环后质量损失率
≤5
连续孔隙率,%
≥10
强度等级
C20
C30
抗压强度(28d),MPa
≥20.0
≥30.0
弯拉强度(28d),MPa
≥2.5
≥35.
.*
3.3透水水泥混凝土配合比
透水水泥混凝土的配制强度,宜切合现行业标准《一般混凝土配合比设计规程》JGJ55的
规定。
强度怎么计算?
透水水泥混凝土的配合比设计应切合本规程表3.2.1中的性能要求。
透水水泥混凝土配合比设计步骤宜切合一列规定:
1单位体积粗骨料用量应按下式计算确立:
mg
'
g
式中mg—1m3透水水泥混凝土中粗骨料质量,
kg,取值1300kg~1500kg;
g—粗骨料密切聚积密度,kg/m3;
α—粗骨料用量修正系数,取0.98。
2胶结料浆体体积①当无砂时,胶结浆体体积按下式计算确立:
Vp1
(1
g)1Rvoid
'
g
(1
g)100%
g
式中Vp—1m3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积(水、砂与胶凝资料的混淆物的浆体体积),m3;
νg—粗骨料密切聚积缝隙率,%;
3
Rvoid—设计孔隙率,%,可选10%、15%、20%、25%、30%。
②当有砂时,胶结料体积按下式计算确立:
Vp1
(1g)
1RvoidVs
ms
Vs
s
ms
s
mg
ms
式中Vs—1m3透水水泥混凝土中砂的体积,m3;
3
ρs—砂的表观密度,kg/m;
ms—砂的质量,kg;
βs—砂率,在8%~15%范围内选定;
R—设计孔隙率,%,可选10%~20%(路用透水砼)、20%~30%(植生透水砼)。
void
3
水胶比RW/B应经试验确立,水胶比选择控制范围为
0.25~0.35(0.33)。
4
单位体积水泥用量应按下式确立:
VP
mb
P
RW/B
1
.*
mf
mb
f
mc
mb
mf
RW/B
mw
mc
mf
式中mb—1m3透水水泥混凝土中胶凝资料(水泥+掺合料)质量,kg/m3,植生混凝土约150~250kg,路基或路面透水混凝土约300kg~450kg;
mc—1m3透水水泥混凝土中水泥质量,kg;
3
mf—1m透水水泥混凝土中掺合料质量,kg;
mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量,kg;
βf—矿物掺合料的代替率,%,取胶凝资料质量的10%~30%选定;
RW/B—水胶比,0.25~0.35(0.33)范围内选定;
ρP—透水水泥混凝土中胶结料浆体密度(水、砂与胶凝资料的混淆物的浆体密度),需试验
测定,kg/m3;
表2
不一样原资料构成时浆体密度参照值
(kg/m3)
资料比率
水泥
粉煤灰
矿渣粉
密度
减水剂掺量
跳桌流动度
水胶比
硅灰
3)
(%)
(mm)
(kg/m
0.25
100
0
0.25
90
10
0.25
80
20
0.25
70
30
0.25
90
10
0.25
80
20
0.25
70
30
0.25
85
10
5
0.25
75
20
5
0.25
65
30
5
0.25
80
10
10
0.25
70
20
10
0.25
60
30
10
0.27
100
0
0.27
90
10
0.27
80
20
0.27
70
30
0.27
90
10
0.27
80
20
0.27
70
30
0.27
85
10
5
0.27
75
20
5
0.27
65
30
5
0.27
80
10
10
.*
0.27
70
20
10
0.27
60
30
10
0.30
100
0
0.30
90
10
0.30
80
20
0.30
70
30
0.30
90
10
0.30
80
20
0.30
70
30
0.30
85
10
5
0.30
75
20
5
0.30
65
30
5
0.30
80
10
10
0.30
70
20
10
0.30
60
30
10
0.33
100
0
0.33
90
10
0.33
80
20
0.33
70
30
0.33
90
10
0.33
80
20
0.33
70
30
0.33
85
10
5
0.33
75
20
5
0.33
65
30
5
0.33
80
10
10
0.33
70
20
10
0.33
60
30
10
5单位体积用水量按下式确立:
mwmbRW/B
式中mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量,kg。
6外加剂用量应按下式确立:
mambRa
式中ma—每立方米透水水泥混凝土中外加剂用量,kg;
Ra—外加剂的掺量,%。
.*
4理论体积法计算透水混凝土配比[2]
单位体积法按下式计算
mc
mf
mw
ms
mg
Rvoid
1
4.1-1
c
f
w
s
g
式中mc、mf、mw、ms、mg—1m3透水水泥混凝土中水泥、掺合料、水、砂、石的质量,kg;Rvoid—设计孔隙率,%,可选10%~20%(路用透水砼)、20%~30%(植生透水砼)。
ρc、ρf、ρw、ρP、ρs—水泥、掺合料、水、砂的表观密度,kg/m3;
3
ρg、ρg`—石的表观密度、聚积密度,kg/m;
采纳无砂透水混凝土时,ms为零;当采纳有砂透水混凝土时,砂率一般在8%~15%范围内选
s
定,水胶比一般在0.25~0.35(0.33)内选定。
1m3水泥、砂、石等原资料按式()至式()计算获得,详细参按例题
例题
1
设计无砂植生透水混凝土配比,设计孔隙率
20%,粉煤灰掺量
20%,原资料种类及性能如
下:
42.5级一般硅酸盐水泥,表观密度为3000kg/m3;Ⅰ级粉煤灰,表观密度为2250kg/m3;石灰
岩碎石:
5~31.5mm,级配合格,表观密度2700kg/m3,聚积密度1500kg/m3;外加剂为聚羧酸类
高性能减水剂(液体),含固量为25%。
试求:
填补法计算:
解:
1单位体积粗骨料质量,取粗骨料聚积密度由公式(-1)可得:
mgg=0.98×1500=1470kg
2胶结料体积,由公式(-2)及式(-3)
Vp1(1g)1Rvoid=1-0.98×(1-νg)-1×20%=0.26m3
'
g(1g)100%=(1-1500/2700)×100%=44.4%
g
3为提升强度,水胶比选0.25
4单位体积水泥用量,测试获得浆体密度为1800kg/m3,由按式(-7)、式(-8)、式(-9)、式(-10)确立:
VP
0.26
1800374
胶凝资料质量:
mb
1
P
RW/B
0.25
1
粉煤灰质量:
mf=mb×20%=374×20%=75kg
水泥质量:
mcmbmf=374-75=299kg
用水量:
mwmbRW/B=374×0.25=94kg
.*
5外加剂用量,暂定为胶凝资料的0.2%,则式(-10)可得:
mambRa=374×0.2%=0.75kg
由计算结果,获得配合比各资料质量为水泥:
粉煤灰:
石:
水:
外加剂=299:
75:
1470:
94:
0.75
单位体积法计算:
因为无砂,故
ms
=0;设计孔隙率
Pvoid=20%;取水胶比
W/B=mw/mb=0.25;粉煤灰掺量
20%,
s
则由式(4.1):
mc
mf
mw
ms
mg
Pvoid
1
c
f
w
s
g
由式()可得1m3透水混凝土石质量:
mgg=0.98×1500=1470kg
mg
1470
石的体积为:
Vg
0.54m3
g
2700
设定水胶比W/B=mw/mb=0.25,由式()可得用水量:
mw
mb
RW/B=(m+m)×0.25
cf
由上,并取水泥、粉煤灰、水的表观密度分别为3000kg/m3、2250kg/m3、1000kg/m3,代入式
(4.1):
mc
mf
(mc
mf)0.25
20%
1
3000
2250
0.54
1000
因为粉煤灰掺量20%,由式():
mfmbf(mcmf)20%
由上式获得:
mc4mf,代入式(4.1),可得:
4mfmf(4mfmf)0.25
0.5420%1
300022501000
获得粉煤灰质理mf=86kg;
水泥质量mc=4mf=86×4=343kg
水质量mwmbRW/B=(mc+mf)×0.25=107kg
粗骨料质量1470kg
外加剂质量
ma
cf
mbRa=(m+m)×0.2%=(86+343)×0.2%=0.86kg
由计算结果,获得配合比各资料质量为水泥:
粉煤灰:
石:
水:
外加剂=343:
86:
1470:
107:
0.86
20%
20%s=10%,资料
种类及性能以下:
42.5级一般硅酸盐水泥,表观密度为3000kg/m3;Ⅰ级粉煤灰,表观密度为2250kg/m3;中砂,
.*
级配合格,表观密度2650kg/m3;石灰岩碎石:
5~31.5mm,级配合格,表观密度2700kg/m3,聚积密度1500kg/m3;外加剂为聚羧酸类高性能减水剂(液体),含固量为25%。
试求:
填补法计算:
解:
1单位体积粗骨料质量,取粗骨料聚积密度由公式(-1)可得:
mgg=0.98×1500=1470kg
2有砂时,胶结料体积
由砂率βs=10%,粗骨料质量mg=1470kg,由式(-6)可求得砂质量ms:
s
ms
msmg
10%ms
ms1470
ms=163kg
砂表观密度2650kg/m3,由式(-5)可求得砂体积:
Vs
ms
3
=163/2650=0.062m
s
由式(-4),胶结料体积:
Vp
1
(1g)1Rvoid
Vs
'
Vp
1
g
1Rvoid
Vs
g
=1-0.98×1500/2700-1×20%-0.062
=0.194m3
4单位体积水泥用量,测试获得浆体密度为1800kg/m3,由按式(-7)、式(-8)、式(-9)确立:
胶凝资料质量:
mb
VP
0.194
RW/B
1
P
0.25
1800276
1
粉煤灰质量:
mf=mb×20%=276×20%=55kg
水泥质量:
mcmbmf=276-55=221kg
用水量:
mwmbRW/B=276×0.25=69kg
5外加剂用量,暂定为胶凝资料的0.2%,则式(-10)可得:
mambRa=276×0.2%=0.55kg
由计算结果,获得配合比各资料质量为水泥:
粉煤灰:
砂:
石:
水:
外加剂=221:
55:
163:
1470:
69:
0.55
单位体积法计算:
设计孔隙率Pvoid=20%;取砂率βs=10%;取水胶比W/B=mw/mb=0.25;粉煤灰掺量20%,则由式(4.1):
.*
m
mf
m
m
mg
c
w
s
Pvoid1
c
f
w
s
g
1m3体积粗骨料质量,取粗骨料聚积密度由公式(
-1)可得:
mg
g=0.98×1500=1470kg
mg
1470
0.54m
3
石体积Vg
2700
g
由式():
ms
,
10%
ms
,得砂质量:
ms
s
msmg
ms
1470
=163kg
砂的体积:
Vsms1630.062m3
s2650
mc
mf
mw
ms
mg
Pvoid1
c
f
w
s
g
mc
mf
(mc
mf)0.25
0.062
0.54
20%
1
3000
2250
1000
因为粉煤灰掺量20%,由式():
mfmbf(mcmf)20%
由上式获得:
mc4mf,代入式(4.1),可得:
粉煤灰质量mf=65kg,
水泥质量mc=4mf=65×4=262kg
水质量mwmbRW/B=(mc+mf)×0.25=82kg
外加剂质量mambRa=(mc+mf)×0.2%=(65+262)×0.2%=0.65kg
由计算结果,获得配合比各资料质量为水泥:
粉煤灰:
砂:
石:
水:
外加剂=262:
65:
163:
1470:
82:
0.65
.*
参照文件
[1]CJJ/T135-2009透水混凝土路面技术规程[S].北京:
中国建筑工业第一版社,2010
[2]宋中南,石云兴.透水混凝土及其应用技术[M].北京:
中国建筑工业第一版社,2011,21-22.
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