混凝土配合比试验设计方案.docx
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混凝土配合比试验设计方案
混凝土配合比设计试验报告
一、配合比设计理论依据
1、《民航机场场道工程施工技术要求》1996—10
2、《广州白云国际机场迁建工程——场道道面工程补充施工技术要求》
3、《水泥胶砂强度检测方法(ISO)法》GBT17671-1999
4、《公路集料试验规程》JTJ058—2000
5、《水泥混凝土路面施工及验收规范》GB97—87
6、《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053-94
7、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000J64—2000
8、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175
9、《混凝土外加剂一等品规定指标》(GB8076-1997)
10、《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119-88)
二、道面混凝土设计要求如下:
2。
1、强度:
28天抗折强度5.0Mpa;
2。
2、和易性要求:
维勃稠度20-40s,或塌落度小于10mm;
2.3、耐久性要求:
水泥用量不少于300Kg/m3,也不宜大于330Kg/m3;
水灰比不宜大于0.44;
2.4、水泥混凝土所用原材料应符合《民航机场场道工程施工技术要求》1996—10中的有关要求外,尚应符合以下规定:
2.4。
1水泥道面及道肩面层混凝土可采用标号为525的硅酸盐水泥。
水泥中氧化镁含量不宜大于3%,碱含量不大于0。
6%。
水泥的其他质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的有关规定。
2.4.2砂宜采用细度模数为2.65~3.20的中粗河砂.砂的含泥量不得大于3%,含泥量超过规定时应冲洗.应委托有资格的试验单位,按《公路集料试验规程》JTJ058—2000中的岩相法对每种料源测定其碱活性,有碱活性的砂不得使用。
2。
4.3碎石圆孔筛最大粒径为40mm.应委托有资格的试验单位,按《公路集料试验规程》JTJ058-2000中的岩相法对每种料源测定其碱活性,有碱活性的碎石不得使用。
碎石应按圆孔筛5~20mm、20~40mm两级级配分别备料,两种碎石混合后的颗粒级配应符合下表要求:
项目
技术要求
颗粒
尺寸
筛孔尺寸mm(圆孔筛)
40
20
10
5
累积筛余(%)
0~5
50~70
70~90
90~100
2.4。
4水冲洗集料、拌和混凝土及混凝土养生可采用一般饮用水。
使用河水、池水或其他水应符合下列要求:
①水中不得含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质,如油、糖、酸、碱、盐等;②硫酸盐含量(按SO2-1计)不超过2。
7mg/cm3;③pH值大于4;含盐总量不得超过5mg/cm3。
2。
4.5外加剂水泥混凝土中需要掺用外加剂时,必须根据工程要求,通过试验选定外加剂的种类和用量.外加剂的质量应符合《混凝土外加剂一等品规定指标》(GB8076—1997)的规定要求,其使用应符合《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119—88)的规定要求.不得使用pH值大于8的碱性外加剂。
施工过程中应严格控制外加剂剂量,现场有专人配制。
三、确定原材料
我们根据招标文件、投标书、与业主签订的施工合同及施工图纸的要求确定使用下列材料:
3。
1水泥,采用业主指定的广州市珠江水泥厂生产的粤秀牌42。
5RⅡ型硅酸盐水泥;主要指标如下:
密度rc=3。
1Kg/L;
Rc=54Mpa
Rf=8.9Mpa
式中Rc-—---实测水泥28d抗压强度;
Rf——---实测水泥28d抗折强度。
3.2碎石,采用业主指定的中铁建厂工程局生产的石灰岩碎石;主要指标如下:
密度r石=2。
74Kg/L
堆积密度ro石=1.64Kg/L(大石:
小石=85:
15)
3。
3水,采用业主供应的自来水;
3。
4外加剂,采用业主指定的中航山西机场工程化工公司生产的糖钙型RC-B减水剂;
3。
5砂,我部对机场附近范围内的所有采砂厂进行全部考察,并对质量、价格、运距、生产规模进行全方位考虑,确定采用清远北江河河砂。
主要指标如下:
细度模数2。
90
密度r砂=2.65Kg/L
堆积密度ro砂=1。
56Kg/L
我们对上述五种原材料进行抽样检测,并委托花都市省高速公路检测中心试验室检测,结果均符合《场道道面工程补充施工技术要求》,检测结果附后。
四、配合比设计
4.1确定混凝土配制强度规范要求
4.1。
1《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000J64-2000要求
ff配≥ff标+1.645σ
式中:
ff配-—-砼的配制抗折强度(Mpa),即所需的平均抗折强度。
ff标——-砼的设计抗折标号(Mpa)
σ——施工单位砼抗折强度的标准偏差值(Mpa)
4.1。
2《民航机场场道工程施工技术要求》1996-10
ff配≥1.15ff标
式中:
ff配——-砼的配制抗折强度(Mpa),即所需的平均抗折强度。
ff标—--砼的设计抗折标号(Mpa)
4。
2标准差的确定
σ值反映施工单位的质量控制水平,控制水平高,σ值较小,即强度的变异较小.质量控制较好的σ为0。
3MPa-0。
5MPa.σ值由计算得出,施工单位如具有30组以上现场砼抗折强度的统计资料,σ可按下式求得:
σ=或σ=
式中:
--——第i组试件强度
————n组试件强度的平均值
n----总试验组数
计算时,砼抗折强度的统计资料必须连续取30组以上,不得挑选.
因无该机场现场混凝土抗折强度的统计资料,根据《民航机场场道工程施工技术要求》1996—10的要求,确定标准差按0.5Mpa计。
4.3配制强度确定
4。
3。
1国标ff配1≥5+1。
645×0.5=5。
82MPa
4.3.2民航ff配2≥1。
15×5=5。
75Mpa
4。
3.3配制强度ff配1>ff配2
ff配=ff配1≥5。
82Mpa
4.4初步确定水灰比
ff配=1.26Rf(0.96—w/c)
即:
w/c=0。
96—ff配/1.26Rf=0。
44
4.5初步确定水泥质量和用水量
我们根据以往经验,水泥用量Gc取310Kg/m3,则用水量
Gw=310×0。
44=136。
4Kg/m3
4.6确定两级石子的配合比例,计算石子空隙率
我们用优选法选择空隙最小时的两级石子配合比例为最佳比例,比例为:
大石:
小石=85:
15,此比例中的堆积ro石=1.64Kg/L
石子空隙率V0=(r石-ro石)/r石×100%
=(2。
74—1。
64)/2.74×100%=40.1%
4。
7计算砂石比、含砂率
我们采用绝对体积砂石比计算砂石用量。
绝对体积砂石比K=
其中为拨开系数取1。
2-1.3。
K=(1。
56/1.64)×(2。
74/2.65)×0.401×1。
2=0。
47
绝对体积砂石比为0.47
由k值计算绝对体积含砂率S:
S=0。
47/(1+0.47)=32%
4。
8计算砂石总绝对体积V总
V总=1000-Gc/rc—Gw-10a
其中:
a为砼含气量百分数(%)。
当不加引气型外加剂时取a=1(%)
V总=1000—310/3。
1-136。
4/1-10=753.6L
4.9计算砂用量Gs与石子用量Gg
砂的绝对体积
V砂=V总×S=753。
6×32%=241.2L
砂用量
Gs=241.2×2。
65=639。
2Kg
石子的绝对体积V石=V总—V砂=753。
6—241.2=512。
4L
石子用量Gg=V石×r石=512.4×2。
74=1404Kg
Gg=1404Kg 其中:
大石1193。
4Kg 小石210.6Kg
4.10列出1m3砼组成材料用量与砼计算密度
1m3砼组成材料用量(kg):
水泥P·Ⅱ42.5R310
水136。
4
砂(中粗砂)639。
2
碎石5-20210.6
碎石20-401193。
4
计算密度=2489。
6Kg/m3
五、试拌与调整
5。
1调整含砂率
用优选法(分数法)确定流动性和粘聚性最好的含砂率
依据计算出的含砂率,左右扩展得出一个优选范围,一般可凑成13或8个分格;在选定的范围内用分数法进行优选,试验比较指标是混凝土拌合物的维勃稠度,在水灰比、水泥用量一定的条件下,维勃稠度秒数最小的含砂率是最优含砂率。
最优含砂率维勃稠度试验统计表
品种
砂率
水泥
水
砂
大石
小石
维勃稠度秒数
30%
310
136。
4
599.2
1228.6
216。
8
62
33%
310
136.4
659.1
1175。
9
207.5
59
35%
310
136。
4
699.1
1140.8
201。
3
74
32%
310
136.4
639。
2
1193。
4
210.6
47
31%
310
136。
4
619
1211.1
213。
7
58
最优含砂率是32%。
5。
2调整水泥用量,同时调整用水量,保持水灰比不变
当处于最佳含砂率情况下,流动性仍低于设计要求维勃稠度20~40秒时,应适当增加水泥用量和增加相应的用水量;当流动性明显高于设计要求时,也可适当减少水泥用量。
在整个调整过程中水灰比不变。
品种
砂率
水泥
水
砂
大石
小石
维勃稠度秒数
32%
310
136.4
639.2
1193。
4
210.6
47
32%
315
138。
6
635.7
1187.5
209。
6
31
32%
320
140.8
632.6
1181.5
208。
5
19
最佳水泥用量为315Kg/m3
六、密度校核
由于计算方法本身的误差以及由于骨料的参数测的误差,由步骤九所得到的配合比,其1m3砼组成材料用量所配制出的砼不一定正好是1m3,即计算密度与实测密度之间存在的误差。
一般误差在±2%以内。
我们根据实测密度的平均值来修正1m3砼组成材料用量。
修正的方法是:
求修正系数R=
将经过试拌调整满足和易性要求的1m3砼的计算组成材料用量乘以修正系数R,就得到实际上1m3砼组成材料用量。
我们就得到一个供强度校核用的配合比。
七、强度校核
经过计算和试拌所确定的配合比,其平均抗折强度能否达到ff配,还必须通过强度试验为检验,即所谓强度校核。
7.1强度试验应不小于6组试件,每组包括3个试件。
当6组试件强度试验结果的总平均值大于等于ff配,强度变异标准偏差小于等于0。
5Mpa时,则可以认为该配合比是合格的。
若标准偏差大于0。
5Mpa则说明试验室试验误差较大.则应重新成型6组试件进行强度试验。
若6组试件的平均强度达不到ff配,则认为该配合比不合格,应该选用较小水灰比,进行计算,试配调整与强度校核,直到满足ff配要求为止。
7.2实际工作中为了加快工作进度,应该同时平行进行三种以上不同水灰比的配合比的计算,试配调整与强度校核工作,并从中选择满足ff配要求并且又较经济的配合比。
品种
编号
水灰比
砂率
水泥
水
砂
大石
小石
RC-B
1#
0.44
32%
310
136。
4
639。
2
1193。
4
210。
6
2#
0.44
32%
315
138。
6
635。
7
1187.5
209。
6
3#
0.44
32%
320
140。
8
632。
6
1181.5
208.5
4#
0.43
32%
315
135。
5
638.4
1192。
4
210。
5
5#
0。
43
32%
320
137。
6
635.2
1186.6
209.4
6#
0.43
32%
315
135。
5
638。
4
1192。
4
210.5
0.48
7#
0。
44
32%
315
138。
6
635。
7
1187.5
209.6
0。
4725
7。
3配合比的试验方法
试模为150×150×550
拌和:
采用机械拌和
养护:
采用标养,温度为20℃±2,相对温度≥90%
成型:
采用1㎡振动台捣实
7.4砼配合比所列出的1m3砼砂石材料用量都是指干燥(气干)状态下的用量。
在施工现场,砂石材料露天堆放,含水率常有变化,工地实验室应该根据实际含水率,及时计算施工现场的配合比,才能保证设计配合比的正确执行。
由于施工原材料来自若干产地,对不同的材料进行正交配比,满足设计要求,确保施工顺利进行。
材料级配变异加上拌和和配比精度,产生一个混合料变异,此种变异在设计要求的范围之内.在此设计要求的范围之内也满足地理、气候变化及温度变化产生的变异。
八、结论
根据《水泥混凝土路面施工及验收规范》GBJ97-87中混凝土试块强度评定,评定我们所试配的7种配合比试块的抗折强度及标准差后,我们确认为配合比能满足设计及施工要求,可用于道面水泥混凝土施工。
①水泥用量为310kg/m3,水灰比为0.44,砂率为28%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=310:
136.4:
548.8:
1052:
409
②水泥用量为320kg/m3,水灰比为0。
44,砂率为30%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=320:
140.8:
588:
1022:
397
③水泥用量为330kg/m3,水灰比为0.43,砂率为29%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=330:
142:
564:
1031:
400
④水泥用量为300kg/m3,水灰比为0.43,砂率为28%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=300:
129:
556:
1065:
415
⑤水泥用量为315kg/m3,水灰比为0.44,砂率为28%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=315:
138。
6:
552:
1030:
440
⑥水泥用量为325kg/m3,水灰比为0。
44,砂率为30%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=325:
143:
585:
1017:
395
⑦水泥用量为315kg/m3,水灰比为0.43,砂率为30%
水泥:
水:
砂:
大石:
小石=315:
135。
5:
586:
1020:
396
以上7种配合比的抗折强度、抗压强度附后
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