透水水泥混凝土配合比设计方法91.docx

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透水水泥混凝土配合比设计方法91

透水混凝土配合比设计方法

3材料[]

3.1原材料

3.1.1水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求.不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用.

3.1.2外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的规定.

3.1.3透水混凝土采用的增强料按表1.1选用.

表3.1增强材料的主要技术指标〔待测定〕

类别

成份

掺量X围<%>

强度增长率<%>

主要技术指标

掺量

强度增长

有机类

聚合物乳液

无机盐类

Na2CO3,Na2SO4,CaCl2

矿物材料

硅藻土

工业副产物

硅灰

超细矿渣粉

超细粉煤灰

3.1.4透水混凝土粗骨料

透水水泥混凝土采用的集料,必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石、卵石与陶粒,碎石的性能指标应符合一行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的要求,并符合表3.1.4规定.

表3.2粗骨料的性能指标

混凝土用途

粗骨料种类

料径

含泥量〔按质量计〕<%>

针片状颗粒含量<按质量计><%>

压碎值<%>

表观密度

堆积密度

植生

碎石/卵石

20～31.5

＜1.0

＜15.0

＞2500

＞1350

陶粒

10～31.5

＜1.0

＜15.0

＞800

路面

碎石/卵石

5～10

＜1.0

＜15.0

＞2500

＞1350

路基

碎石/卵石

10～31.5

＜1.0

＜15.0

＞2500

＞1350

3.1.5细骨料

常用建筑材料参考性能

材料

密度

表观密度

堆积密度

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符合发下表

路面透水混凝土符合表3.2.2规定

表3.2.2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

抗冻性,%

25次冻融循环后抗压强度损失率

≤20

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

≥3.5

3.3透水水泥混凝土配合比

3.3.1透水水泥混凝土的配制强度,宜符合现行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定.强度怎么计算？

3.3.2透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表3.2.1中的性能要求.

3.3.3透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定：

1单位体积粗骨料用量应按下式计算确定：

-1

式中mg—1m3透水水泥混凝土中粗骨料质量,kg,取值1300kg～1500kg；

—粗骨料紧密堆积密度,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定：

-2

-3

式中Vp—1m3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积〔水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积〕,m3；

νg—粗骨料紧密堆积空隙率,%；

ρg—粗骨料表观密度,kg/m3；

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定：

-4

-5

-6

式中Vs—1m3透水水泥混凝土中砂的体积,m3；

ρs—砂的表观密度,kg/m3；

ms—砂的质量,kg；

βs—砂率,在8%~15%X围内选定；

Rvoid—设计孔隙率,%,可选10%~20%〔路用透水砼〕、20%~30%〔植生透水砼〕.

3水胶比RW/B应经试验确定,水胶比选择控制X围为0.25~0.35〔0.33〕.

4单位体积水泥用量应按下式确定：

-7

-8

-9

-10

式中mb—1m3透水水泥混凝土中胶凝材料〔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；

mf—1m3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—矿物掺合料的取代率,%,取胶凝材料质量的10%~30%选定；

RW/B—水胶比,0.25~0.35〔0.33〕X围内选定；

ρP—透水水泥混凝土中胶结料浆体密度〔水、砂与胶凝材料的混合物的浆体密度〕,需试验测定,kg/m3；

表2不同原材料组成时浆体密度参考值

材料比例

水胶比

水泥

粉煤灰

矿渣粉

硅灰

密度

减水剂掺量<%>

跳桌流动度

0.25

100

0.25

0.27

100

0.27

0.30

100

0.30

0.33

100

0.33

5单位体积用水量按下式确定：

-11

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定：

-12

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[]

4.1.1单位体积法按下式计算

4.1-1

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；

ρg、ρg`—石的表观密度、堆积密度,kg/m3；

Vg—1m3透水水泥混凝土中石的体积,m3；

采用无砂透水混凝土时,

为零；当采用有砂透水混凝土时,砂率一般在8%～15%X围内选定,水胶比一般在0.25~0.35〔0.33〕内选定.

1m3水泥、砂、石等原材料按式〔3.3.3-1〕至式〔3.3.3-10〕计算得到,具体参照例题.

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%,原材料种类与性能如下：

42.5级普通硅酸盐水泥,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,堆积密度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：

填充法计算：

解：

1单位体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式〔3.3.3－1〕可得：

＝0.98×1500=1470kg

2胶结料体积,由公式〔3.3.3－2〕与式〔3.3.3－3〕

＝1－0.98×<1-νg>-1×20%=0.26m3

=<1-1500/2700>×100%=44.4%

3为提高强度,水胶比选0.25

4单位体积水泥用量,测试得到浆体密度为1800kg/m3,由按式〔3.3.3－7〕、式〔3.3.3－8〕、式〔3.3.3－9〕、式〔3.3.3－10〕确定：

胶凝材料质量：

粉煤灰质量：

mf=mb×20%=374×20%=75kg

水泥质量：

=374-75=299kg

用水量：

＝374×0.25＝94kg

5外加剂用量,暂定为胶凝材料的0.2%,则式〔3.3.3－10〕可得：

＝374×0.2%＝0.75kg

由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥：

粉煤灰：

石：

水：

外加剂＝299：

75：

1470：

94：

0.75

单位体积法计算：

由于无砂,故

=0；设计孔隙率Pvoid=20%；取水胶比W/B=mw/mb=0.25；粉煤灰掺量20%,则由式〔4.1〕：

由式〔3.3.3-1〕可得1m3透水混凝土石质量：

＝0.98×1500=1470kg

石的体积为：

设定水胶比W/B=mw/mb=0.25,由式〔3.3.3-10〕可得用水量：

＝×0.25

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〕：

由于粉煤灰掺量20%,由式〔3.3.3-8〕：

由上式得到：

代入式〔4.1〕,可得：

得到粉煤灰质理mf＝86kg；

水泥质量mc=4mf=86×4=343kg

水质量

=×0.25=107kg

粗骨料质量1470kg

外加剂质量

＝×0.2%＝<86+343>×0.2%=0.86kg

由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥：

粉煤灰：

石：

水：

外加剂＝343：

86：

1470：

107：

0.86

例题2设计有砂植生透水混凝土配比,设计孔隙率20%,粉煤灰掺量20%,取砂率βs=10%,材料种类与性能如下：

42.5级普通硅酸盐水泥,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,堆积密度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：

填充法计算：

解：

1单位体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式〔3.3.3－1〕可得：

＝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〔3.3.3－6〕可求得砂质量ms：

ms=163kg

砂表观密度2650kg/m3,由式〔3.3.3－5〕可求得砂体积：

＝163/2650=0.062m3

由式〔3.3.3－4〕,胶结料体积：

=1－0.98×1500/2700－1×20%－0.062

＝0.194m3

4单位体积水泥用量,测试得到浆体密度为1800kg/m3,由按式〔3.3.3－7〕、式〔3.3.3－8〕、式〔3.3.3－9〕确定：

胶凝材料质量：

粉煤灰质量：

mf=mb×20%=276×20%=55kg

水泥质量：

=276-55=221kg

用水量：

＝276×0.25＝69kg

5外加剂用量,暂定为胶凝材料的0.2%,则式〔3.3.3－10〕可得：

＝276×0.2%＝0.55kg

由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥：

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〕：

1m3体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式〔3.3.3－1〕可得：

＝0.98×1500=1470kg

石体积

由式〔-6〕：

得砂质量：

ms=163kg

砂的体积：

由于粉煤灰掺量20%,由式〔3.3.3-8〕：

由上式得到：

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

=×0.25=82kg

外加剂质量

＝×0.2%＝<65+262>×0.2%=0.65kg

由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥：

粉煤灰：

砂：

石：

水：

外加剂＝262：

65：

163：

1470：

82：

0.65

参考文献

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