C30P8F100常态混凝土配合比报告Word下载.docx
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28d
二
40mm
95%
160~180
天瑞P·
O42.5
下穿通道框架结构顶板、侧墙、底板等
5、引用标准
1《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000
2《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
3《通用硅酸盐水泥》GB175-2007
4《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005
5《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990
6《混凝土外加剂》GB8076-2008
7《水工混凝土试验规程》SL352-2006
8《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001
9《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006
10《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T223-2007
11招标文件(合同编号:
ZXJ/SG/YXD-003)
6、原材料试验结果
6.1水泥
水泥采用天瑞集团南召水泥有限公司生产的P·
O42.5水泥,水泥物理力学及化学成分试验结果见下表2。
表2水泥物理力学及化学成分试验成果表
检测项目
技术标准
检验结果
比表面积(m2/kg)
≥300
369
安定性雷氏夹法(mm)
合格
0.0
凝结时间(min)
初凝
≥45
149
终凝
≤600
197
胶砂强度(MPa)
龄期(d)
3
28
抗折强度
3.5
6.5
5.6
8.7
抗压强度
17.0
42.5
29.4
48.2
标准稠度用水量(%)
/
26.0
密度(g/cm3)
3.10
烧失量(%)
≤5.0
3.61
SO3含量(%)
≤3.5
2.38
MgO含量(%)
3.43
Cl-含量(%)
≤0.06
0.015
不溶物(%)
1.56
碱含量(%)
≤0.6
0.52
试验结果表明:
水泥物理力学性能及化学成分均符合GB175-2007国家标准要求。
碱含量符合南水北调中线干线工程标准《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》中的标准要求。
6.2粉煤灰
粉煤灰采用平顶山姚孟电力粉煤灰开发有限公司生产的F类Ⅰ级粉煤灰,粉煤灰试验结果见下表3
表3粉煤灰性能试验成果表
检测
项目
细度(%)
需水量比(%)
烧失量(%)
含水量(%)
三氧化硫(%)
碱含量(%)
≤12.0
≤95
≤1.0
≤3.0
≤1.5
5.8
93
2.03
0.1
0.10
1.42
2.10
粉煤灰的细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫符合GB/T1596-2005国家标准要求。
6.3粗集料
粗集料采用方城县杨集乡殷店村石子厂生产的5~20、20~40mm碎石,其性能指标见表4。
表4粗骨料性能试验成果表
5~20mm
20~40mm
表观密度(kg/m3)
≥2550
2745
2725
饱和表观密度(kg/m3)
2700
2720
含泥量(%)
0.2
0.3
泥块含量(%)
不允许
未检出
压碎值(%)
9.0
8.0
针片状含量(%)
≤15
6
7
吸水率(%)
≤2.5
0.8
坚固性(%)
≤5
有机物含量
浅于标准色
硫化物及硫酸盐含量(%)
≤0.5
0.05
碱活性(%)
≤0.1
0.04
0.03
堆积密度(kg/m3)
1705
1675
空隙率(%)
38
39
该粗骨料符合JTJ041-2000的规范要求。
6.4细集料
细集料采用方城县拐河镇东关砂厂生产的中砂,其性能指标见表5
表5细集料性能试验成果表
细度模数
2.3~3.0
2.5
表观密度(kg/m3)
≥2500
2630
2600
含泥量(%)
1.1
云母含量(%)
≤2.0
0.4
1.0
≤8
1440
空隙率(%)
45
该砂符合JTJ041-2000的规范要求。
6.5减水剂
减水剂采用荆州鑫城特种材料有限公司生产的“XC-100”聚羧酸高性能减水剂,其性能指标见表6。
表6“XC-100”聚羧酸高性能减水剂性能试验成果表
减水率(%)
≥25
25.5
泌水率比(%)
≤60
22.0
含气量(%)
≤6.0
2.3
凝结时间差(min)
-90~+120
+45
+55
抗压强度比(%)
1天
≥170
190
3天
≥160
176
7天
≥150
163
28天
≥130
145
氯离子含量
(按折固含量计)(%)
0.09
总碱量(%)
≤15.0
3.47
收缩率比(%)
≤100
98
对钢筋锈蚀作用
对钢筋无锈蚀作用
1h坍落度保留值(mm)
165
硫酸钠含量(%)
1.60
固体含量(%)
21.30
1.063
pH值
6.84
水泥净浆流动度(mm)
258
该减水剂的减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、抗压强度比、收缩率比、对钢筋锈蚀作用、氯离子含量符合JG/T223-2007中的一等品要求。
碱含量符合南水北调中线干线工程《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》中的标准要求。
6.6引气剂
引气剂采用荆州鑫城特种材料有限公司生产的“FDN-DH9”引气剂,其性能指标见表7
表7“FDN-DH9”引气剂试验成果表
≥6
≤70
≥3.0
4.3
+40
+50
含气量1h经时变化量(%)
-1.5~+1.5
+0.5
≥95
112
106
≥90
101
≤135
114
含固量(%)
25.22
1.008
10.67
134
氯离子含量(%)
0.39
该引气剂的减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、抗压强度比、收缩率比、对钢筋锈蚀作用、含气量1h经时变化量、氯离子含量符合GB8076-2008中的要求。
6.7混凝土拌合用水
室内试验采用1#营地生活用水.
7、混凝土配合比设计及试验
7.1混凝土配制强度的确定
依据《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000,混凝土配制强度按以下公式计算。
fcu,0≥fcu,k+tσ
式中:
fcu,0——混凝土配制强度,MPa
fcu,k——混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值,MPa
t——概率度系数,由强度保证率P选定
σ—混凝土立方体抗压强度标准差,MPa
混凝土配置强度见表8
表8混凝土配制强度一览表
混凝土设计强度等级fcu,k
强度保证率P
概率度系数t
标准差σ(MPa)
配制强度fcu,0(MPa)
C30P8F100
1.645
5.0
38.2
7.2混凝土的最大水胶比和最小水泥用量的确定
根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000表4.0.4的规定,最大水胶比和最小水泥用量的确定最大允许值不应超过表9的规定。
表9最大水胶比和最小水泥用量
结构物类别
最大水胶比
最小水泥用量(kg)
素混凝土
钢筋
混凝土
预应力
1.干燥环境
正常的居住或办公用房屋内部件
不作规定
0.65
0.60
200
260
300
2.潮湿环境
无
冻
害
高湿度的室内部件
室外部件
在非侵蚀性土和(或)水中的部件
0.70
225
280
有
经受冻害的室外部件
高湿度且经受冻害的室内部件
0.55
0.55
250
3.有冻害的除冰剂
的潮湿环境
经受冻害和冰剂作用的室内和室外部件
0.50
注:
1:
当用活性掺和料取代部分水泥时,表中的最大水胶比及最小水泥用量即为替代的水胶比和水泥用量。
2:
配制C15级及以下等级的混凝土,可不受本表限制。
依据JGJ55-2000中5.0.3的规定,C30P8F100计算水胶比为W/C=αa.fce/fcu,0+αa.αb.fce=0.56
fcu,0——混凝土的配制强度,取38.2MPa。
fce——水泥28d龄期抗压强度实测值,取48.2MPa。
αa、αb—回归系数。
αa取0.46,αb取0.07
根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中表4.0.4的规定“水胶比≤0.55,水泥用量≥280kg/m3”的要求以及混凝土的使用部位,混凝土的强度,初步供试配的混凝土配合比的水胶比为:
0.48、0.43、0.38、0.33。
7.3混凝土用水量的确定
混凝土拌和物初选用水量以《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000表4.0.1-2的规定初步选定
JGJ55-2000初选用水量表
拌合物稠度
碎石最大粒径(mm)
指标
16
20
31.5
40
坍落度
(mm)
10~30
185
175
35~50
210
195
55~70
220
205
75~90
230
215
通过试拌确定:
每立方米的用水量为169kg。
7.4骨料级配和砂率的确定
通过最大容重试验确定5~20mm粒径碎石、20~40mm粒径碎石的掺配比例,试验结果见表10。
表10二级配粗骨料比例试验结果表
级配
各级粗骨料含量(%)
紧密堆积密度
(kg/m3)
30
70
1680
60
1700
50
1710
1690
根据试验结果,二级配粗骨料掺配比例为(5~20mm)占50%,(20~40mm)占50%,其对应的紧密堆积密度1710kg/m3。
最佳砂率选取原则:
用选定的水胶比和用水量,每次增减1%进行试拌,坍落度最大时的砂率即为最优砂率。
选定0.38为基准水胶比,单位用水量169kg/m3,粉煤灰掺量20%,减水剂掺量1.0%、引气剂掺量0.6/万,砂率按42%、41%、40%变化,试拌结果见下表11。
表11C30P8F100试拌结果
试验
砂率(%)
水胶比
用水量(kg/m3)
粉煤灰掺量(%)
和易性
析水
情况
坍落度(mm)
棍度
含砂情况
粘聚
性
42
0.38
169
上
多
较好
少量
41
中
180
好
170
结论:
由试拌结果看出,最优砂率为41%。
7.5粉煤灰掺量的确定
根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990表4.2.1的规定,粉煤灰取代水泥的最大限量的要求,选择粉煤灰掺量20%进行试配。
GBJ146-1990对粉煤灰取代水泥的最大限量
混凝土种类
粉煤灰取代水泥的最大限量(%)
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥
火山灰质硅酸盐水泥
预应力钢筋混凝土
25
15
10
钢筋混凝土、高强度混凝土、高抗冻融性混凝土、蒸养混凝土
中、低强度混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土、水下混凝土、地下混凝土、压浆混凝土
碾压混凝土
65
55
35
7.6“XC-100”聚羧酸高性能减水剂掺量的确定
减水剂掺量为胶凝材料的1.0%。
7.7“FDN-DH9”引气剂掺量的确定
根据《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000中表11.7.3-2中对骨料最大粒径40mm的含气量达到3.0~6.0%的要求。
通过试拌,掺量为胶凝材料的0.006%可以达到《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000对含气量的要求。
8、混凝土配合比设计试验方案
混凝土强度等级
水泥品种、标号
骨料种类
减水剂
引气剂
品种
掺量(%)
C30P8F100泵送混凝土
O42.5
天然砂碎石
0.48
43
聚羧酸
FDN-DH9
0.006
0.43
0.33
9、混凝土配合比设计计算方法
mc0/pc+mg0/pg+ms0/ps+mw0/pw+0.01α=1
βs=ms0/mg0+ms0×
100%
式中mc0---每立方米混凝土的水泥用量(kg);
mg0---每立方米混凝土的粗骨料用量(kg);
ms0---每立方米混凝土的细骨料用量(kg);
mw0---每立方米混凝土的用水量(kg);
βs---砂率(%);
ρc---水泥密度(kg/m3),ρc=3100kg/m3
ρg---粗骨料的表观密度(kg/m3);
5~20mm取ρg=2745kg/m3、20~40mm取ρg=2725kg/m3
ρs---细骨料的表观密度(kg/m3);
ρs取=2630kg/m3
ρw---水的密度(kg/m3),取1000kg/m3;
α---混凝土的含气量百分数,在不使用引气型外加剂时,α可取为1。
10、混凝土试验成果及分析(见表12、表13、表14)
表12混凝土试验成果表
序
号
水
胶
比
砂
率(%)
用水量(kg)
水泥(kg)
粉煤灰(kg)
天然
砂(kg)
碎石5~20mm(kg)
碎石20~40mm(kg)
减水剂(kg)
引气剂(kg)
含气量(%)
抗压强度(MPa)
282
772
510
511
3.52
0.021
3.9
19.8
29.3
314
79
737
508
509
3.93
0.024
3.8
24.9
35.7
356
89
700
502
503
4.45
0.027
4.0
30.2
40.3
410
102
658
492
493
5.12
0.031
160
3.6
34.5
50.9
减水剂掺量为胶凝材料用量的1.0%,引气剂掺量为胶凝材料用量的0.006%。
表13混凝土抗渗试验成果表
混凝土抗渗等级
混凝土设计抗渗等级
>P8
根据混凝土抗渗试验结果,抗渗等级满足P8等级要求;
表14混凝土抗冻试验成果表
冻融次数
标准要求
冻融后状态
相对动弹模量(%)
质量损失(%)
100
≥60.0
93.4
根据混凝土抗冻试验结果,抗冻等级满足F100等级要求;
选取水胶比0.38做混凝土抗冻性能试验。
混凝土抗冻性能委托河南建院建筑材料检测有限公司检测。
根据上表试验成果建立强度与胶水比关系曲线,28d强度与胶水比关系曲线见图1。
图1
根据胶水比与强度的线性关系确定C30P8F100混凝土配合比的水胶比见下表15
表15
混凝土设计强度等级
11、推荐施工配合比
根据混凝土实测表观密度进行混凝土校正,校正系数见表16。
试验成果推荐施工配合比见表17。
表16混凝土校正系数
砼表观密度计算值(kg∕m3)
砼表观密度实测值(kg∕m3)
校正系数
2318
2340
1.010
2320
2350
1.013
2323
2360
1.016
2329
2370
1.018
混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值未超过计算值的2%,所以本配合比不予以调整混凝土的校正系数。
表17推荐施工配合比
混凝土设计强度等级
砂率(%)
粉煤灰掺量(%)
1m3混凝土材料用量(kg∕m3)
水泥
粉煤灰
天然砂
碎石5~20mm
碎石20~40mm
12、配合比使用说明:
1、配合比用砂石料均采用干燥状态计量,施工中应根据原材料含水量变化,及时对配合比进行相应调整。
2、机口坍落度应控制在160~180mm范围内。
严格控制用于配制混凝土的各种原材料的质量。
3、严格控制水泥、粉煤灰、外加剂的碱含量,使其满足南水北调中线干线工程标准《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》对混凝土总碱含量的要求。
4、混凝土拌和时,原材料称量偏差应严格控制在规范允许偏差之内。
水泥、粉煤灰±
1﹪,粗、细骨料±
2﹪,水、外加剂±
1﹪。
5、混凝土拌和物的机口坍落度,应根据当时的气候、风速、运输方式、输送距离、施工方法等条件,通过现场测定浇筑点与拌和站之间的坍落度损失后及时调整。
6、施工过程中因施工条件变化,混凝土坍落度不能满足施工要求时,可保持原水胶比不变,采取调整外加剂掺量或单位用水量来满足,一般以坍落度±
1cm,用水量±
2~3kg/m3调整,并适当调整砂率通过室内试拌确定。
7、C30P8F100每立方米混凝土碱含量:
356×
0.52%+89×
1.42%×
0.2+4.45×
3.47%+0.027×
0.39%=2.26(kg/m3)。