混凝土配合比设计方案.docx
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混凝土配合比设计方案
南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)
郑州2段工程第三施工标段“郑州2-3”
(合同编号:
HNJ-2009/Z2/SG-003)
混凝土配合比设计方案
批准:
审核:
编制:
河南省水利第二工程局
南水北调中线工程郑州2-3项目部
2009年12月
南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)郑州2段第三施工标段
混凝土配合比设计方案
一、工程概况
南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)郑州2段第三施工标段位于河南省郑州市二七区南三环与四环之间,设计桩号SH(3)190+688.1~SH(3)197+408.1,全长6.72km。
主要工程项目包括渠道工程、金水河渠道倒虹吸工程、贾寨沟排水倒虹吸、荆胡沟排水渡槽、杏园西北沟排水渡槽、水泉沟排水渡槽等;主要设计工程量:
土方开挖约702.17万m3、土方回填约68.24万m3、钢筋制安约0.54万t、混凝土浇筑约13.25万m3、砌石4.32万m3。
二、混凝土的设计参数
根据设计、招标文件的要求,此次混凝土配合比设计参数见表1。
表1混凝土配合比清单
序号
部位
强度等级
抗渗等级
抗冻等级
坍落度或稠度(mm)
级配
水泥
粉煤灰
外加剂
备注
1
垫层
C10
———
———
30~50
二
郑州天瑞P.C32.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂
2
混凝土路缘石等
C15
———
———
30~50
二
郑州天瑞P.C32.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂
3
混凝土六角框格、排水沟、盖板等
C15
———
———
30~50
一
郑州天瑞P.C32.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂
4
渠道衬砌砼、齿墙、翼墙、底板等
C20
W6
F150
50~70
二
郑州天瑞P.O42.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂;FAC-4引气剂
5
灌注桩
C25
———
———
180~220
二
郑州天瑞P.O42.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯建材有限公司FAC聚羧酸高性能减水剂
6
闸底板、闸墩、门库等
C25
W6
F150
50~70
二
郑州天瑞P.O42.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂;FAC-4引气剂
7
倒虹吸管身段、门槽二期砼等
C30
W6
F150
50~70
二
郑州天瑞P.O42.5
洛阳首龙
Ⅰ级粉煤灰掺量10%,15%,20%
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂;FAC-4引气剂
8
渡槽槽身
C50
W6
F150
100~120
一
郑州天瑞P.O52.5
———
北京瑞帝斯
FAC聚羧酸高性能减水剂
9
浆砌石导流沟、浆砌石齿墙、护坡等
M7.5
———
———
30~50
郑州天瑞P.C32.5
———
———
三、混凝土配合比设计
(一)、混凝土配合比设计用原材料检验
C10、C15、M7.5配合比使用的水泥为郑州天瑞P.C32.5水泥,C20W6F150、C25、C25W6F150、C30W6F150配合比使用的水泥为郑州天瑞P.O42.5水泥,C50W6F150配合比使用的水泥为郑州天瑞P.O52.5水泥;粉煤灰为洛阳首龙Ⅰ级F类粉煤灰;外加剂选用北京瑞帝斯公司生产的FAC聚羧酸高效减水剂(液体)及FAC-4引气剂;骨料采用登封千尺山5-20mm、20-40mm碎石和郑州瑞龙生产的中粗砂(机制砂)。
1、水泥
按照《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准,检测①比表面积;②密度;③标准稠度用水量;④凝结时间;⑤安定性;⑥胶砂强度;⑦碱含量。
2、粗骨料
依据《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)对粗集料的品质要求,按《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)对粗集料的颗粒级配、含泥量、泥块含量、坚固性、硫化物及硫酸盐含量、表观密度、压碎值、针片状颗粒含量进行检验。
3、细骨料
依据《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)对粗集料的品质要求,按《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)对细集料进行颗粒级配、泥块含量、石粉含量、坚固性、表观密度、硫化物及硫酸盐含量、有机质含量、云母含量、轻物质含量进行检验。
4、粉煤灰
依据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596-2005)中有关规定,检测①细度;②烧失量;③含水率;④SO3含量;⑤需水量比;⑥碱含量。
5、外加剂
依据《混凝土外加剂》(DL/T5100-1999)要求,检测①减水率;②含气量;③泌水率比;④凝结时间差;⑤抗压强度比;⑥对钢筋锈蚀性作用;⑦碱含量。
(二)混凝土配合比设计
1、混凝土试配强度的确定
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005),混凝土配制强度按下式计算:
ƒcu,0=ƒcu,k+tб
式中:
ƒcu,0—混凝土配制强度,MPa;
ƒcu,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,由给定的保证率P选定,其值按下表选用;
б—混凝土立方体抗压强度标准差,MPa。
保证率和概率度系数关系
保证率P(%)
70.0
75.0
80.0
84.1
85.0
90.0
95.0
97.7
99.9
概率度系数t
0.525
0.675
0.840
1.0
1.040
1.280
1.645
2.0
3.0
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定,σ按下表选用
标准差σ选用值
混凝土强度等级
≤C15
C20~C25
C30~C35
C40~C50
C50
σ
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
各种混凝土试配强度
序号
设计要求
粗骨料级配
试配强度(MPa)
1
C10
5-20
15.8
2
C15
5-20
20.8
3
C15
5-20、20-40
20.8
4
C20W6F150
5-20、20-40
26.6
5
C25W6F150
5-20、20-40
31.6
6
C25
5-20、20-40
31.6
7
C30W6F150
5-20、20-40
37.4
8
C50W6F150
5-20
59.0
9
M7.5
/
13.3
2、混凝土配合比参数的选择方法
2.1粗骨料最佳级配选择
根据工程所需配合比情况,考虑现场施工准确便捷性,工程所用配比均设计为连续级配。
2.2最优砂率的选择方法:
①拌制五组不同砂率的混凝土拌合物,用水量及水泥用量均相同,砂率以每组2%~3%的间隙变动。
②测定每组拌合物的坍落度,并同时检验其粘聚性及保水性。
③绘制坍落度—砂率关系图。
如图上具有极大值,则极大值所对应的砂率最优,如因粘聚性不好而得不出极大值,则最优砂率应为粘聚性及保水性能保持良好而坍落度较大的砂率值。
2.3混凝土配合比参数的确定
2.3.1既有强度要求,又有抗冻、抗渗要求的混凝土
掺用I级粉煤灰、高效减水剂及引气剂。
2.3.2配合比参数确定
2.3.2.1C10混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在干燥状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.60。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
30-50(mm)
④水泥:
复合硅酸盐32.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm,碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.60为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C10混凝土配合比试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
001
0.65
10
S1+1~2
/
/
002
15
S1
/
003
20
S1-1~2
/
004
0.60
10
S1
/
/
005
15
S1-1~2
/
006
20
S1-2~3
/
007
0.55
10
S1-1~2
/
/
008
15
S1-2~3
/
009
20
S1-3~4
/
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
③选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.2C15一级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在干燥状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.60。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
30-50(mm)
④水泥:
复合硅酸盐32.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm,碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.60为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C15混凝土配合比试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
010
0.60
10
S1+1~2
/
/
011
15
S1
/
012
20
S1-1~2
/
013
0.55
10
S1
/
/
014
15
S1-1~2
/
015
20
S1-2~3
/
016
0.50
10
S1-1~2
/
/
017
15
S1-2~3
/
018
20
S1-3~4
/
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
③选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.3C15二级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在干燥状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.60。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
30-50(mm)
④水泥:
复合硅酸盐32.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm,20-40mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.60为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C15混凝土配合比二级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
019
0.60
10
S1+1~2
/
/
020
15
S1
/
021
20
S1-1~2
/
022
0.55
10
S1
/
/
023
15
S1-1~2
/
024
20
S1-2~3
/
025
0.50
10
S1-1~2
/
/
026
15
S1-2~3
/
027
20
S1-3~4
/
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
③选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.4C20W6F150二级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在饱和面干状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.45。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
30-50(mm)
④水泥:
普通硅酸盐42.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm、20-40mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.45为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C20W6F150混凝土配合比二级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
028
0.50
10
S1+1~2
J1
Y1
029
15
S1
Y2
030
20
S1-1~2
Y3
031
0.45
10
S1
J1
Y4
032
15
S1-1~2
Y5
033
20
S1-2~3
Y6
034
0.40
10
S1-1~2
J1
Y7
035
15
S1-2~3
Y8
036
20
S1-3~4
Y9
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②成型编号037~045的28d抗冻试件;
③成型编号037~045的28d抗渗试件;
④建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
⑤选用满足强度要求的配合比试件进行抗冻、抗渗试验。
⑥选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.5C25二级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在饱和面干状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.60。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
180~220(mm)
④水泥:
普通硅酸盐42.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm、20~40mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.45为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C25混凝土配合比二级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
037
0.50
10
S1+1~2
J1
Y10
038
15
S1
Y11
039
20
S1-1~2
Y12
040
0.45
10
S1
J1
Y13
041
15
S1-1~2
Y14
042
20
S1-2~3
Y15
043
0.40
10
S1-1~2
J1
Y16
044
15
S1-2~3
Y17
045
20
S1-3~4
Y18
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
③选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.6C25W6F150二级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在饱和面干状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.45。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
50~70(mm)
④水泥:
普通硅酸盐42.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm、20-40mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.45为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C25W6F150混凝土配合比二级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
046
0.50
10
S1+1~2
J1
Y19
047
15
S1
Y20
048
20
S1-1~2
Y21
049
0.45
10
S1
J1
Y22
050
15
S1-1~2
Y23
051
20
S1-2~3
Y24
052
0.40
10
S1-1~2
J1
Y25
053
15
S1-2~3
Y26
054
20
S1-3~4
Y27
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②成型编号046~054的28d抗冻试件;
③成型编号046~054的28d抗渗试件;
④建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
⑤选用满足强度要求的配合比试件进行抗冻、抗渗试验。
⑥选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.7C30W6F150一级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在饱和面干状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.40。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
50-70(mm)
④水泥:
普通硅酸盐42.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5-20mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.40为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C30W6F150混凝土配合比一级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
055
0.45
10
S1+1~2
J1
Y28
056
15
S1
Y29
057
20
S1-1~2
Y30
058
0.40
10
S1
J1
Y31
059
15
S1-1~2
Y32
060
20
S1-2~3
Y33
061
0.35
10
S1-1~2
J1
Y34
062
15
S1-2~3
Y35
063
20
S1-3~4
Y36
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②成型编号055~063的28d抗冻试件;
③成型编号055~063的28d抗渗试件;
④建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
⑤选用满足强度要求的配合比试件进行抗冻、抗渗试验。
⑥选用满足要求的混凝土配合比。
2.3.2.8C50W6F150一级配混凝土
①水胶比:
根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2005)规定:
混凝土的水胶比,为砂石料在饱和面干状态下的单位用水量与胶凝材料的比值,其允许最大值为:
0.60。
②用水量:
根据坍落度、粗骨料最大粒径、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。
③坍落度:
100~120(mm)
④水泥:
普通硅酸盐42.5
⑤骨料:
选用千尺山生产的5~20mm碎石,和郑州瑞龙机制砂。
⑥砂率:
以选定水胶比0.50为基准,确定适宜的砂率S1,其它按照水胶比±0.05、砂率±1~2%,掺粉煤灰时减少1%这一规律来确定。
⑦粉煤灰掺量:
I级10%、15%、20%。
C50W6F150混凝土配合比一级配试配方案
编号
水胶比
粉煤灰掺量(%)
砂率(%)
外加剂
减水剂(%)
引气剂(%)
055
0.55
10
S1+1~2
J1
Y28
056
15
S1
Y29
057
20
S1-1~2
Y30
058
0.50
10
S1
J1
Y31
059
15
S1-1~2
Y32
060
20
S1-2~3
Y33
061
0.45
10
S1-1~2
J1
Y34
062
15
S1-2~3
Y35
063
20
S1-3~4
Y36
试配要求
①各试验编号分别成型7d、28d立方体抗压强度试件;
②成型编号055~063的28d抗冻试件;
③成型编号055~063的28d抗渗试件;
④建立抗压强度与水灰比和粉煤灰掺量的关系;
⑤选用满足强度要求的配合比试件进行抗冻、抗渗试验;
⑥选用满足要求的混凝土配合比。
M7.5砌石砂浆,采用P.C32.5级水泥、中粗砂根据《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)进行试配。
(三)、混凝土碱含量计算
混凝土总碱量=C×a1+F×20%a2+W×a3
式中:
C――每立方米混凝土水泥用量,kg/m3
F――每立方米混凝土中粉煤灰掺量,kg/m3
W――每立方米混凝土中外加剂掺量,kg/m3
a1、a2、a3――分别水泥、粉煤灰及外加剂中有效碱含量,%.