C高性能混凝土配合比设计和施工控制技术

C高性能混凝土配合比设计和施工控制技术
C高性能混凝土配合比设计和施工控制技术

C高性能混凝土配合比

设计和施工控制技术 Hessen was revised in January 2021

C50高性能混凝土配合比设计和施工控制技术

肖希新屈文强

随着社会经济的发展,山区经济建设也随社会大潮而突飞猛进,山区高速公路的修建也是日新月异,质量要求也越来越高。面对中国就样一个多山国家,面对这样一个前景广阔的市场,我们深深感到这是路桥人的一种机遇,也是一种挑战!

混凝土是现代土建工程中最主要的建筑材料,据估计,我国每年的混凝土年用量达5亿立方米以上。近几年来,随着工程发展的需要,在大高度,大跨度,大荷载等方面,混凝土发展呈现出由高强混凝土(HSC)向高性能混凝土(HPC)发展趋势。这主要是因为高强度混凝土本身存在的缺点不符合和不能满足工程的需要,其主要缺点包括:(1)脆性,易于开裂和突然破坏;(2)由于水灰比小带来的工作性(流动性,可泵性,均匀性等)差;(3)单位水泥用量大带来的稳定性和经济性问题;(4)由于体积稳定性差(收缩,膨胀)带来的耐久性问题。而高性能混凝土则克服了以上缺点,具有易于浇注,捣实而不离析,高超的、能长期保持的力学性能,高早期强度,高韧性,体积稳定,在严寒环境中使用寿命长等优点。因此即使在不良的结构细节和施工条件下,高性能混凝土也能增强混凝土结构的可靠性。

高性能混凝土与高强度混凝土相比,从单一重视强度到工作性,耐久性与强度并重,还可根据工程要求,突出一二种性能,而这靠传统的组分,普通的拌合,浇注与养护方法是不可能配制出的。高强高性能混凝土是混凝土技术的一个重要发展方向,它适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣环境条件的需要,符合现代施工技术采用工业化生产(工厂预拌混

凝土,工厂预制构件)的要求。然而,虽然目前高强高性能混凝土试验室的配制已达到一定的水平,但在实际工程中应用的却并不是太广,究其原因主要有三点:一是各地水泥差异比较大,与外加剂之间的相融性、可掺性不一;二是施工现场与试验室环境相差太大,三是高强高性能混凝土在用料和配制技术上与低强混凝土之间存在根本差异。考虑到以上原因及C50高性能混凝土对本项目的特殊意义,我部认为研究C50高性能混凝土的配合比设计并对施工技术进行总结,不仅能解决工程项目的就地取材的难题,对以后进行类似桥梁项目的施工也能提供一定的技术支撑和保障,而且具有较大的推广前景和重要的经济价值并为工程设计人员提供参考和可资遵循意见。

一、C50高性能混凝土配合比设计

1、水泥混凝土的形成原理及优缺点

水泥混凝土强度形成原理

水泥混凝土是由水泥及粗、细集料和水按适当比例拌合,在需要时掺加适宜的外加剂、掺合料等配制而成。其中水泥起胶凝和填充作用,集料起骨架和密实作用,水泥与水发生化学反应而生成具有胶凝作用的水化物(主要是3Cao·2SiO2·3H2O胶体),将集料颗粒紧密粘结在一起,经过一定凝结、硬化后形成的人造石材。

水泥混凝土的优点

混凝土具有许多优点,可以根据不同的而要求配制不同性能的混凝土;在凝结前具有良好的可塑性,可以浇筑成各种形状和大小的构件或结构物;与钢筋有牢固的粘结力,能制作钢筋混凝土结构和构件;硬化后有比较高的强度和良好耐久性;其粗、细集料可以就地取材,便于降低成本。

2、高强高性能混凝土的设计要求及原材料的设计参数

混凝土的设计要求

①混凝土强度等级必须满足《公路桥涵施工技术规范》及施工图纸箱梁、T梁设计要求,28天立方体抗压配制强度达到。

②混凝土在克服远距离运输的条件下较好的满足现场施工的要求,混凝土的塌落度应控制在140mm以上,且新拌混凝土出厂后1h内基本无塌落度损失。

③根据合同工期要求,箱梁、T梁的施工周期应控制在7天左右,每片梁浇注养生5天后必须进行张拉作业,因此混凝土5天张拉强度必须达到设计强度的90℅(45MPa)。

④考虑隆昌地区夏季炎热、冬季寒冷的实际气候条件,混凝土应具有较好的温差适应性能。

原材料的设计参数

集料

混凝土中集料体积大约占混凝土体积的70%,由于所占的体积相当大,所以集料的质量对混凝土的技术性能和生产成本均产生一定的影响,在配制C50高性能混凝土时,对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质含量、吸水率等,必须认真检验,严格选材,特别对水泥与混凝土强度等级比值的选用关系到水灰比的大小(即每立方米水泥用量)。这样才能配制出满足技术性能要求的高强混凝土,同时又能降低混凝土的生产成本。

a、细集料

砂材质的好坏,对高强混凝土的拌合物和易性的影响比粗集料要大。优先选取级配良好的江砂和河砂比较干净,含泥量少,砂中石英颗粒含量较多,级配一般都能符合要求。山砂一般不能使用,山砂中含泥量较大且含有

较多的风化软弱颗粒。砂的细度模数宜控制在之间。试验中我们发现当砂的细度模数小于时,在同等条件下拌制的混凝土拌合物显得太粘稠,不利于施工中振捣,且细砂在满足相同和易性要求时,增大了水泥用量。这样不但增加了混凝土的成本,而且影响混凝土的技术性能,如混凝土的耐久性、收缩裂缝等;当砂的细度模数在以上时,容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差,从而影响混凝土的内在质量及外观质量。C50混凝土细度模数控制在之间最佳。另外还有注意砂中杂质的含量,不如云母、泥的含量过高,不但影响混凝土拌合物的和易性,而且影响混凝土的强度、耐久性,引起混凝土的收缩裂缝等其他性能。含泥量不超过2%,云母含量小于1%。根据以上指标,结合隆昌地区实际情况,项目部决定采用泸州小关门码头的中粗砂,其技术指标见下表:

细集料技术指标

b、粗集料

粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对

C50混凝土的强度有着重要影响。

首先,配制C50混凝土对粗集料的强度的选取是十分重要的,高强度的集料才能配制出高强度的混凝土。应选取质地坚硬、洁净的碎石。其强度可用岩石立方体强度或碎石的压碎指标值来测定,岩石的抗压强度应比配制的混凝土强度高50%。一般用碎石压碎指标值来间接判定岩石的强度是否满足要求。碎石的压碎指标值应(小于20%)。

其次,粗集料的颗粒形状、表面特征对C50混凝土的粘结性能有着较大的影响。应选取近似立方体的碎石,其表面粗糙且多棱角,针片状总含量不超过8%.混凝土强度形成过程中最薄弱的环节就是水泥石和集料界面的粘结,只有当集料的表面粗糙、粒径适中,才能提高了混凝土的粘结性能,从而提高了混凝土的抗压强度。

再者,集料的级配也是影响混凝土强度的一项重要因素。集料的级配是指各粒径集料相互搭配所占的比例,其检验的方法是筛分。级配是集料一项重要的技术指标,对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。研究表明,最大粒径增大时,石子的总表面积减少,因此包裹其表面的所需的水泥浆体也减少,可节约水泥,且在一定的和易性及水泥用量下可减少用水量而提高强度,但当需配制高强度混凝土(大于C40)时,使用粗集料最大粒径超过时,对强度并没有好处,因为此时由于减少用水量而获得的强度提高被大粒径骨料造成的不均匀性和较少的粘结面积的不利影响所抵消。配制C50混凝土最大粒径不宜超过25mm,因此C50高强度混凝土一般的水泥用量在420-500kg/m3,水泥浆较富余,由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小,其与砂浆的粘结面积相应要小,其粘结力要低,且混凝土的均质性差,所以一般情况下大粒径集料不可能配制出高强高性能混凝土。集料的级配要符合要求且集料的空隙要小,尽量选取体积密度较大者使用。

最后,集料中的泥土、石粉的含量要严格控制,其含量大,但不影响混凝土拌合物的和易性,而且降低混凝土的强度,影响混泥土的耐久性,引起混凝土的收缩裂缝等。其含泥量要小于1%.根据以上指标,项目部经过认真选择料场,考虑到隆昌地区没有高强岩石的特殊情况,决定采用永川石场(离项目部大约80公里左右)的5-20mm石灰岩,其技术指标见下表:

粗集料技术指标

水泥

优先选取旋窑生产其强度等级不要低于的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,旋窑生产的水泥质量稳定。水泥的质量越稳定,强度波动越小。在C50高强混凝土调配过程中,我部发现用重龙标号水泥拌合混凝土时往往需要更多的水,硬化后生成更多薄弱的氢氧化钙,多余的水分蒸发后形成大量的孔隙,很大程度上影响混凝土的强度和耐久性,不利于高强混凝土的配制,且早期强度不能满足现场施工要求。项目部通过认真研究,决定采用质量稳定的拉法基水泥。其主要技术指标见下表:

水泥技术指标

减水剂

减水作用是表面活性剂对水泥水化过程所起的一种重要作用。减水剂是在不影响混凝土工作性的条件下,能使单位用水量减少;或在不改变单位用水量的情况下,可改善混凝土的工作性;或同时具有以上两种效果,又不显着改变含气量的外加剂。目前,所使用的混凝土减水剂都是表面活性剂,属于阴离子表面活性剂。水泥和水搅拌后,产生水化反应,出现一些絮凝状结构,它包裹着很多拌和水,从而降低了新拌混凝土的和易性(又称工作性,主要是指新鲜混凝土在施工中,即在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性能)。施工中为了保持所需的和易性,就必须相应增加拌和水量,由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙,从而严重影响硬化混凝土的物理力学性能,若能将这些包裹的水分释放出来,混凝土的用水量就可大大减少。在制备混凝土的过程中,掺入适量减水剂,就能很好地起到这样的作用。混凝土中掺入减水剂后,减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面,而亲水基团指向水溶液,构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附,使水泥胶粒表面带有相同符号的

电荷,于是在同性相斥的作用下,不但能使水泥—水体系处于相对稳定的悬浮状态,而且,能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体,从而将絮凝结构内的水释放出来,达到减水的目的。减水剂加入后,不仅可以使新拌混凝土的和易性改善,而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降,使水泥石内部孔隙体积明显减少,水泥石更为致密,混凝土的抗压强度显着提高。减水剂的加入,还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。

C50高性能混凝土除满足必须的高强度和力学性能保证之外,早期水化温升要低,以降低出现温度裂缝的几率;混凝土抗拉强度和极限拉伸值相对要高,以增加抵抗裂缝的能力;另外新拌混凝土还应具有良好的和易性和抗离析性以及能满足大仓面连续浇筑施工要求的缓凝性。同时混凝土的配制要尽量降低水泥用量,减少工程成本。要满足这些要求,就必须选择一种高性能减水剂。聚羧酸系高性能减水剂是继木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂,是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂。我项目使用的YH-A就是一种聚羧酸系高性能减水剂,其优点及技术指标如下:

a、YH-A聚羧酸系高性能减水剂的优点

①掺量低、减水率高:仅为胶凝材料的~%,按国标GB8076-2008,坍落度为80mm时,减水率可高达25%以上,坍落度为180mm时,减水率达到30%以上,可用于配制高强以及高性能混凝土。

②早强高强:早期强度提高70%以上,28天强度提高40%以上。

③坍落度损失低:按现场施工要求,预拌混凝土1h坍落度损失几乎为零,对于混凝土的长距离运输及现场施工极为有利。

④混凝土工作性好:用聚羧酸系高性能减水剂配制的混凝土即使在高坍落度情况下,也不会有明显的离析、泌水现象,混凝土外观颜色一致。对于配制高流动性混凝土、自流平凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。用于配制高标号混凝土时,混凝土工作性好、粘聚性好,混凝土易于搅拌。

⑤与不同品种水泥和掺合料相容性好:与不用品种水泥和掺合料具有很好的相容性,解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题。

⑥混凝土收缩小:可明显降低混凝土收缩,显着提高混凝土体积稳定性及耐久性。

⑦碱含量极低:碱含量≤1%。

⑧产品稳定性好:低温时无沉淀析出。

⑨产品绿色环保:无传统减水剂普遍存在的甲醛污染排放,产品无毒无害,是绿色环保产品,有利于可持续发展。

⑩经济效益好:工程综合造价低于使用其它类型产品。

b、YH-A聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标

YH-A聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标

3、C50高性能混凝土配合比设计

根据经验,如果原材料情况比较稳定,所配制的混凝土拌合物的容重将接近一个固定值,这就可以先假定一个混凝土拌合物表观密度值,再根据各材料之间的质量关系,计算出各材料之间的用量。这种方法节省了体积法中把质量变成为绝对体积和把绝对体积变成质量的繁琐计算。另一方面,通过多次对比试验,我部发现用聚羧酸系高性能减水剂配制的混凝土含气量是个变化较频繁的值,不利于用体积法进行混凝土配合比的计算。因此,我部采用了假设质量法进行C50高性能混凝土配合比的设计。

配合比的计算

假设混凝土ρc,c的计算表观密度

新浇注混凝土表观密度,可根据本单位累计的试验资料确定,在无资料时可按下表选用。

本项目C50混凝土初拟计算表观密度为2450 Kg/m3。

试配强度的确定

通常C50混凝土施工配制强度要求≥,其计算式如下:

f cu,0=f cu,k+σ

式中f cu,0——混凝土的施工配制强度,MPa

f cu,k——混凝土的设计强度,MPa

σ——施工单位的混凝土强度标准差,如无近期同一品种混凝土的统计资料时取6,MPa

水胶比W/C的确定

根据f cu,0水泥实际强度及粗集料种类,利用经验公式计算水灰比,可按下列关系式计算(碎石混凝土)。

把αa= αb= fce=带入公式得

W/C=αa×f ce/( f cu,0+αaαb f ce )

=×+××

=

式中αa,αb——回归系数,按JGJ55-2011规程第条规定取值;

C/W——混凝土的灰水比;

f ce——水泥强度等级值(MPa),本项目使用拉法基水泥。

经计算和耐久性复核拟采用作为基准水胶比。

单位用水量m w0的确定

由碎石最大公称粒径20mm和坍落度140~180mm,根据试验选取用水量为

m w0=213 kg/m3

减水剂的减水率为%,计算用水量

m w0=213×()=160kg/m3

单位水泥用量m c0、减水剂用量M j0的确定

根据每立方米混凝土用水量和水胶比计算水泥用量为

m c0=160/=471kg/m3

根据水泥用量计算减水剂用量为

M j0=471×=m3

砂率βs的确定

根据JGJ 55-2011混凝土配合比设计规程要求,由水胶比W/C=和碎石最大公称粒径20mm查表,根据经验得:βs=38%。

单位河砂用量m s0、碎石m g0用量的确定

根据拟定的混凝土表观密度,然后根据以下两个关系式(外加剂掺量较小,且已考虑其中的水成份,其单位质量在混凝土单位质量中可忽略不计):

计算砂(m so)、石(m go)用量计算公式如下:

m cp=m wo+m so+m co+m go=2450

βs=m so/(m so+m go)×100%=38%

式中:m co(水泥)=471kg/m3 m wo(水)=160kg/m3

计算得:m s0(砂)=691kg/m3 m g0(石)=1128kg/m3

计算基准配合比

将各种材料的用量除以水泥质量即得以水泥为1的质量配合比

m c0:m s0:m g0:m w0:m j0=1::::

试拌调整

使用试拌机前,应用与试配时混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比进行涮膛,以免正式试拌时水泥砂浆粘附桶壁。试拌量应不小于试拌机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及加料,宜与生产时使用的方法相同,特别是外加剂的掺法,是同时掺还是后掺。

经按计算出的初步配合比,称取30L的用料量,拌制混凝土,测得其坍落度为180mm,一小时坍落度损失为0mm,粘聚性和保水性良好,实测新拌混凝土的含气量为%,初凝时间为5小时,实测新拌混凝土湿表观密度为2460 kg/m3。

其经时坍落度损失如下表所示:

混凝土坍落度损失记录表

注:因搅拌站拌出的混凝土要经过运输、吊装才能入模,如果混凝土的坍落度损失过大,导致运至现场的混凝土无法入模浇注,这将造成巨大的损失。因此配合比设计时要认真考虑混凝土在运输等施工工艺过程中的坍落度的损失,确保混凝土入模时的坍落度。

以上检测结果说明,混凝土的工作性满足设计要求,即可做检验抗压强度的试块。通过试件成型、拆模、标准养生、破型,我部得到混凝土在3d、5d、7d、28天的强度数据如下:

混凝土抗压强度和弹性模量记录表

综上所述,混凝土配合比不仅工作性满足要求,强度也符合设计要求,且拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%,可不需再做调整。故确定试验室配合比为:

m c0:m s0:m g0:m w0:m j0=471∶691∶1128∶160∶

=1::::

C50混凝土试验室配合比确定后,我们又对配合比进行3~5次的重复试验进行验证发现其性能稳定,多次测得强度平均值都不低于配制的强度值,可以用于指导现场生产。

二、C50高性能混凝土施工控制技术

1、高性能混凝土施工时控制调整应重视的问题

重视骨料含水状态差异引起的试验效果与拌合楼实际拌和效果间的差异通常,在进行高性能混凝土配合比设计时,应采用饱和面干的含水状态下的骨料进行试验比较理想,这样做可以增加配合比的准确性和配比结果重现性。

饱和面干状态下的骨料,与外界基本无水分交换,采用此状态骨料拌出的混凝土配比更容易适应搅拌楼对实际含水状态的骨料拌和的混凝土拌合质量掌控。

如采用烘干骨料试验,试验室拌和的混凝土因骨料吸水的影响必然出现用水量把握不准导致拌和情况的差异,由于高性能混凝土对用水量要求严格,并且对用水量敏感,尤其是低水胶比情况下,差异明显,应引起重视。

过去由于不同行业对混凝土的要求程度差异,对饱和面干状态的把握除水利水电行业以外一般都经验不足,因此,对高性能混凝土而言,至少应采用自然风干状态骨料作为基准进行配合比设计、试验,相对而言要准确一些,拌和楼拌制混凝土在测定骨料表面含水率作为依据时应注意烘干测试的状态与风干状态间的差异,即充分考虑骨料吸水率的影响因素,合理考虑把握拌合用水量,减少掌控失误。

实际操作时,应权衡试验时的采样含水状态基准,结合实际表面含水率测定具体情况进行拌合用水量的把握,必要时应进行烘干状态骨料、自然风干状态骨料、表面含水状态骨料拌合混凝土的比对,或者通过试验确定不同状态骨料对混凝土用水的影响数据,对实际配合比加以校核,加强对混凝土拌合质量的控制。

实际施工时,如骨料因暴晒过于干燥,还应在施工前进行表面湿润处理,减少因骨料吸水对混凝土施工性能的影响。

重视因搅拌机拌合效率引起的高性能混凝土在试验室与拌合楼实际拌和效果的差异

试验充分的施工试验室在进行不同拌合量的试验和搅拌楼试拌的过程中可以发现,同样的配合比因拌合量的不同、拌和时间长短的差异得到的结果有差异,这并不奇怪,根源在于搅拌机拌合效率的差异,对于低水胶比的高性能混凝土,其中存在的差异更为明显,应通过不同搅拌情况的比对掌握其中的差异,指导实际施工。

重视混凝土拌合物的实际表现,根据聚羧酸外加剂和高性能混凝土的特点进行外加剂掺量和拌合水用量的调整

应根据入模拌合物的实际表现,指导拌合楼调整拌合施工混凝土。拌和高性能混凝土时,监测砂的表面含水率变化和实际拌合物表现十分重要,通常情况下,如试验室按照配合比拌合的混凝土没有异常,而实际混凝土拌合物表面出现明显泛浆和浆体流溢、浆体与骨料分离,首先应适量减少用水量,如减少用水量后混凝土粘度明显增大,此时应适当减少外加剂用量、维持或减少用水量,检查砂含水情况的差异、甚至检查砂的颗粒级配是否有明显改变、检查计量系统,根据具体情况调整;如出现拌合物明显变干,首先应考虑砂含水率的波动影响,调整增加用水,必要时适量增加外加剂。

如原材料相对稳定,拌合物经微调应能立即改善,如经微调仍无法解决,拌合物状态持续恶化、偏离试验配比较大时,应取样到试验室试验寻找原因,主要在原材料质量控制中提到的几个关键控制点和拌合楼计量系统可能存在的误差影响因素中寻找、分析,根据实际情况,在维持水胶比基本不变的情况下进行调整解决。

应重点注意的是,与以往第一、二代外加剂相比,聚羧酸外加剂对于特定的材料配比其可使用掺量范围比较窄,除非水泥品质明显波动,骨料发生明显变化、用水量有明显偏离、外加剂引气量过低,聚羧酸外加剂的掺量调整应采用微调原则,调整幅度每次不应超过胶材用量的%,以免因幅度过大对拌合物性能把握不准引起判断失误。

2、高性能混凝土施工时原材料控制技术

水泥的控制

在水泥、粉煤灰、矿粉三类胶凝材料中,水泥的波动对外加剂相容性影响最大,因而对混凝土施工性能影响最为明显,应按照技术标准对其加强监控,尤其是比表面积、助磨剂种类和用量、石膏种类和用量、混合材料种类和用量、C3A、碱含量及其陈放时间等,因其配方组成复杂,控制难度非常大。因此水泥的品质稳定性应作为一个关键控制点。

骨料质量控制

通常,隆昌地区高性能混凝土的骨料来源受到所处环境条件制约,但对混凝土和易性有利的骨料性能在可能情况下应尽量加以满足。

对于粗骨料而言,如花岗岩由于其岩性特点,破碎后粒形差,针片状多,表面过于粗糙,配制高性能混凝土时需要的胶材用量大,而采用聚羧酸减水剂的混凝土由于单位用水量相对较低,需要降低粗骨料空隙率、增加胶材用量或提高混凝土的含气量来提供足够的裹浆量满足施工和易性,同时,由于采用该类骨料制作的混凝土弹模低,不适用于高强度等级的高性能混凝土,相比较而言,石灰岩和玄武岩则更为适合。

对于砂而言,冲刷时间长、表面圆润、洁净的江砂制作的混凝土施工和易性好、单位用水量低、流动性好、外加剂用量相对较低,施工和易性容易受控,应首选这类砂。公路工程因所处环境条件限制,往往只能得到冲刷时间短、细颗粒少、颗粒级配不稳定、棱角明显、圆润度差的河砂,甚至类似山砂的河砂,导致制作的混凝土需要的胶材用量大、混凝土含气量指标容易波动、混凝土施工性能不稳定、混凝土控制难度大。砂细颗粒含量的波动因极易引起离析、泌水。对于高性能混凝土而言,砂的品质稳定性同样应作为一个关键控制点。

外加剂质量控制

外加剂在混凝土施工中的性能是否稳定主要取决于其本身的性能和混凝土其它材料的稳定性尤其是材料来源确定后水泥品质的稳定性、砂的颗粒级配及配合比单位用水量的受控程度。对于采用掺加混合料的高性能混凝土,聚羧酸外加剂宜选择在相对不敏感的掺量下使用,掺量应结合试验室的试拌和拌合楼实际拌和的效果来权衡控制。相对不敏感掺量点应根据胶凝材料相容性确定的饱和点结合具体施工过程中采用骨料的影响及对单位用水量的受控程度来确定。外加剂的相容性和实际使用掺量的选择与调整应作为一个关键控制点。

3、混凝土施工过程的控制建议

在混凝土的现场施工中,为保证顺利施工,建议从以下诸方面进行控制。

a、加强搅拌楼的质量控制

搅拌楼的质量控制,在合理的加料顺序和合理的搅拌时间确定以后,关键在于保证混凝土原材料的称量精度、搅拌均匀。

由于水胶比较低时的高性能混凝土对用水量敏感的特性,拌合质量控制的关键其实是在配合比确定的情况下,根据混凝土实际情况,在骨料含水率可能波动的范围内及时调整用水量,提高混凝土的拌合质量稳定性,拌合楼操作人员对高性能混凝土拌合物的驾驭能力应比以往尽可能加强。为减小骨料含水率的波动引起混凝土拌合质量的影响,可对骨料采取如下的措施:(1)高性能混凝土的骨料应搭设遮雨、遮阳棚储存。

(2)为防止砂的含水率波动过大,施工前和施工中应进行均匀翻拌,降低因用水量波动导致的混凝土搅拌质量的控制难度。

(3)为防止因石子过于干燥引起的吸水增加可能(尤其是高温季节),施工前应对表面进行潮湿处理,处理后均匀翻拌,降低因骨料吸水引起的混凝土和易性波动的可能。

b、混凝土的现场质量控制,

主要是使混凝土拌合物在施工过程中,不离析、粘聚性良好,施工过程中应随时检查混凝土的坍落度,根据具体情况选择确定合适的调整办法,当出现混凝土可工作性不良时,应立即对混凝土配合比、施工工艺重新进行研究,迅速分析找出原因,提出应对策略,立即采取措施加以改善。

普通混凝土配合比设计方法及例题

普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本,最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量,走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线; 2.普通塑性混凝土配合比设计时,主要参数参考下表 ; ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料; ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好,其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性,相容性不良的外加剂,不得用于配制混凝土; 3 设计普通混凝土配合比时,应用excel编计算公式,计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。

2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000~2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间(s)表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm~90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm~150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。

混凝土配合比设计步骤分析报告

普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比,应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算,并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水,随着混凝土技术的发展,外加剂和掺和料的应用日益普遍,因此,其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种;一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示,混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达,如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg;另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达,如前例可表示为1:2.26:4.37,W/C=0.61,我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务,就是根据原材料的技术性能及施工条件,确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要; (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则,节约水泥,降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程,大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算,得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上,通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到;实验室配合比是通过对水灰比的微量调整,在满足设计强度的前提下,进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案;而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响,对配合比做最后的修正,是实际应用的配合比,配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前,需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件,主要有以下几个方面; (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况;包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度;砂的种类、表观密度、细度模数、含水率;石子种类、表观密度、含水率;是否掺外加剂,外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求,如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件;如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺;如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计,实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料(石子)、细集料(砂)这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比;砂和石子间的比例——砂率;骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数,就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。

高强混凝土配合比设计方法及例题

高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点: 1)每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg; 2)水泥用量不低于42.5级,每立方米水泥质量不超过400kg; 3)砂率0.38~0.40,砂率尽量选小些,以降低粘度; 4)使用掺合料取代部分水泥,宜矿渣(10%~20%)与粉煤灰(10%~15%)复掺; 5)优先选用聚羧酸减水剂,并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂; 6)粗骨料粒径不应大于31.5mm,如果强度等级大于C60,其最大粒径不应大于25mm;7)粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%; 8)粗骨料的含泥量不应大于0.5%,泥块含量不宜大于0.2%; 9)细骨料的细度模数宜大于2.6; 10)细骨料含泥量不应大于2.0%,泥块含量不应大于0.5%。

3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料,并应满足国家现行标准的有关要求;配合比设计应以干燥状态骨料为基准,细骨料含水率应小于0.5%,粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定,配制C15及其以下强度等级的混凝土,可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定;预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注:①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时,混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和; ②对基础大体积混凝土,粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5%; ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量

普通混凝土配合比设计规程《JGJ 55-2011》

普通混凝土配合比设计规程 《JGJ 55-2011》 3 基本规定 3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。 3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料,并应满足国家现行标准的有关要求;配合比设计应以干燥状态骨料为基准,细骨料含水率应小于0.5%,粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定,配制C15及其以下强度等级的混凝土,可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 最大水胶比最小胶凝材料用量(kg/m3) 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0.60 250 280 300 0.55 280 300 300 0.50 320 ≤0.45330 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定;预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量(%) 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤45≤35 >0.40 ≤40≤30 粒化高炉矿渣粉≤0.40≤65≤55 >0.40 ≤55≤45 钢渣粉-≤30≤20 磷渣粉-≤30≤20 硅灰-≤10≤10 复合掺合料≤0.40≤60≤50 >0.40 ≤50≤40 注:①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时,混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和; ②对基础大体积混凝土,粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5%; ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量(%) 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤0.40≤35≤30 >0.40 ≤25≤20

混凝土配合比设计计算实例JGJ55-2011

混凝土配合比设计计算实例(JGJ/T55-2011) 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级C30,施工要求坍落度为75~90mm, 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下: 1.水泥:4 2.5级普通水泥,实测28d抗压强度f ce为46.0MPa,密度ρc=3100kg/m3; 2.砂:级配合格,μf=2.7的中砂,表观密度ρs=2650kg/m3;砂率βs取33%; 3.石子:5~20mm的卵石,表观密度ρg=2720 kg/m3;回归系数αa取0.49、αb取0.13; 4. 拌合及养护用水:饮用水; 试求:(一)该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 (二)如果此砼采用泵送施工,施工要求坍落度为120~150mm,砂率βs取36%,外加剂选用UNF-FK高效减水剂,掺量0.8%,实测减水率20%,试确定该混凝土的设计配合比(假定砼容重2400 kg/m3)。

解:(一) 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2.计算水胶比: f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/(38.2+0.49×0.13×46)= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求,按强度要求计的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值,否则混凝土耐久性不合格,此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。) 0.55小于0.60,此配合比W/B 采用计算值0.55; 3、计算用水量(查表选用) 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4.计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率(查表或给定) 砂率 βs 取33; 6. 计算砂、石用量(据已知采用体积法) 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= +

混凝土配合比设计作业指导书.docx

混凝土配合比设计作业指导书 混凝土配合比设计作业指导书 1、基本规定 1.0.1 、混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久 性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别 符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080 、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081 和《普通混凝土长期性能和耐久性 能试验方法标准》 GB/T50082 的规定。 1.0.2 、混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料,并应满足国家现行标 准的有关要求;配合比设计应以干燥状态骨料为基准,细骨料含水率应小于0.5% ,粗骨料含水率应小于0.2% 。 1.0.3 、混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010 的规定。 1.0.4 、混凝土的最小胶凝材料用量应符合表 1.0.4 的规定,配制 C15 及其以下 强度等级的混凝土,可不受表 3.0.4 的限制。 表 1.0.4混凝土的最小胶凝材料用量 最大水胶比3) (kg/m 最小胶凝材料用量 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0.60250280300 0.55280300300 0.50320 ≤ 0.45330

1.0.5 、矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表 1.0.5-1 的规定;预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表 1.0.5-2 的规定。 - 1 - 混凝土配合比设计作业指导书 表 1.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量( %) 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤ 0.4045 ≤≤ 35 > 0.40≤4030≤ 粒化高炉矿渣粉0.40≤6555 ≤≤ > 0.40≤5545≤ 钢渣粉-30 ≤20≤ 磷渣粉-≤3020≤ 硅灰-≤1010≤ 复合掺合料0.406050≤ ≤≤ > 0.4050 ≤40≤ 注:①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时,混凝土中水泥混合材和矿 物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20% 计算混合材和矿物掺合料用量之和; ②对基础大体积混凝土,粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5%; ③ 复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表 1.0.5-2预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类水胶比最大掺量(%) 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 粉煤灰≤ 0.40≤35≤ 30 > 0.40≤2520 ≤

普通混凝土配合比设计讲义

第七讲普通混凝土配合比设计 一、与混凝土有关的基本概念 1.混凝土—用水泥、砂、石、掺合料、水以及外加剂按设计比例配制,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土称为普通混凝土,简称混凝土。它是一种原料易得、施工便利、具有较好耐久性和强度的建筑材料。 2.混凝土标号—是指混凝土按标准方法成型,标准立方体试件(200mm×200mm×200m)在标准养护条件下(温度20±3℃,相对湿度大于90%)养护28d所得的抗压强度值,单位为kgf/cm2(以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值,三个测值中的最小值与较大值之差超过较大值20%时,舍去最小值,以剩余的两个测值的平均值作为该组试件的抗压强度值)。 3.混凝土强度等级—是指混凝土按标准方法成型、标准立方体试件(150mm×150mm×150mm)在标准养护条件下(温度20±2℃,相对湿度95%以上)养护28d所得的抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5%,以C与立方体抗压强度标准值MPa (N/mm2)表示。如:混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k=20MPa,其强度等级表示为C20。(混凝土立方体抗压强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值中的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15%时,则取中间值做为该组试件的抗压强度测定值,当最大值或最小值与中间值的差值均超过中间值

的15%时,则该组试件的抗压强度测定值无效。) 4.混凝土强度等级与混凝土标号的换算。 混凝土强度等级=混凝土标号÷10-2 5.混凝土立方体试件抗压强度换算系数。 6.混凝土强度与齡期的关系 龄期—是指混凝土强度增长所需的时间。强度与龄期的关系,在标准养护时:R3→40%R28; R7→60~70%R28; R28达到设计强度。 7.砂率 砂率是指混凝土中砂在骨料(砂及石子)总量中所占的质量百分率。影响砂率的一般因素为: ⑴砂率随粗骨料的粒径增大而减小;随粒径减小砂率应增大。 ⑵细砂时砂率小,粗砂时砂率应增大。 ⑶卵石时砂率小,碎石时砂率应加大。 ⑷水灰比小时砂率小,水灰比增大时砂率应增大。

混凝土配合比原始记录

共3页第1页 校核: 主检: 配比名称 (设计、施工要求) 抗渗混凝土(泵送) C30及P6,坍落度100~120mm 委托编号 HP0700001 样品编号 HP0701001 试验环境条件 温度20±5℃ 湿度>50% 检验类别 委托检验 施工方法 机械振捣 收样日期 2007.01.06 检测依据 JGJ55-2000 试配日期 2007.01.08 材料情况 水泥 砂 石子 外加剂 水 膨胀剂 粉煤灰 山东水泥厂 P.O32.5R 安定性合格 预测强度合格 泰安 中砂 μx=2.7 含泥量0.5% 泥块含量0.3% 济南 碎石 符合5~25mm 含泥量0.5% 泥块含量0.3% 针片状0.7% 省建科院 NC -4泵送剂 液状 掺量2.5% 饮用水 省建科院 PNC 膨胀剂 粉状 掺量8% 黃台电厂 Ⅱ级 配合比 计算式 1、计算配制强度f cu ,o =f cu ,k +1.645σ=30.0+1.645×4.0=36.6 (MPa) 2、确定水泥28d 抗压强度实测值ce f =32.5×1.10 ≈36 (MPa) 3、计算水灰比W/C=a α.ce f /(f cu ,o +a α.b αce f )=0.46×36/(36.6+0.07×0.46×36)=0.44 4、确定用水量m wa =180(kg/m 3) 5、计算水泥用量1c m =180/0.44=409( kg/m 3 ) 6、确定粉煤灰用量:取代率f =15%,超量系数K =1.3 mf =409×15%×1.3=80( kg/m 3 ) 7、计算膨胀剂用量p m =409(1-15%)×8.0%=28( kg/m 3 ); 8、计算外加剂用量j m =[409(1-15%)+409×15%×1.3] ×2.5%=11( kg/m 3 ) 9、实际水泥用量1co m =409(1-15%)×(1-8%)=320 ( kg/m 3 ) 10、确定砂率βs=35% 11、假定混凝土的重量2420 kg/m3得:mg=1171 ( kg/m 3 ) ms=631-(409×15%×1.3/2.2-409×15%/3.1)×2.6=588( kg/m 3 ) 试件尺寸 100×100×100 (mm ) 试配体积 25L/35 L 试配方法 机械搅拌、振实 计 算 配合比 材料名称 水泥 砂 石子 外加剂 水 膨胀剂 粉煤灰 每m 3 砼材料用量(kg) 320 588 1171 11 180 28 80 重量配合比 1 1.84 3.66 0.03 0.56 0.09 0.25 试配重量(kg) 8.00 14.70 29.28 0.28 4.50 0.70 2.00 拌合物 性 能 坍落度 105 mm 保水性 良好 粘聚性 良好 表观密度 2410 kg/m 3 / / / / 调整情况 不需调整(若调整,写明如何调整?调整后拌合物性能?) 备 注:此计算配合比可作为强度试验用基准配合比。(若经调整,写明调整后配合比) 主要设备 名称、型号 搅拌机 振动台 / / / 设备编号 SB/H-01 SB/H-02 设备状态 正常 正常

沥青混凝土配合比设计过程

热拌沥青混合料配合比设计方法 1.矿质混合料组成设计 (1)根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求,按照上述方法,选择适用的沥青混合料类型,并按照表8-22和表8-23(现行规范)或8-24和表8-25(新规范稿)的内容确定相应矿料级配范围,经技术经济论证后确定。 (2)矿质混合料配合比计算 1)组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样,测试粗集料、细集料及矿粉的密度,并进行筛分试验,测定各种规格集料的粒径组成。 2)确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果,采用计算法或图解法,确定各规格集料的用量比例,求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求,不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时,必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下,合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路,合成级配可以考虑偏向级配范围的下限,而对于中小交通量或人行道路等,合成级配宜偏向级配范围的上限。

2.沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量(以OAC表示)。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到,但由于实际材料性质的差异,计算得到的最佳沥青用量,仍然要通过试验进行修正,所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 (1)制备试样 1)马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型,根据经验确定沥青大致用量或依据表4-10推荐的沥青用量范围,在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组(通常为五组)马歇尔试件,并要求每组试件数量不少于4个。 2)按已确定的矿质混合料级配类型,计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量(实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右)。 3)确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量(通常采用油石比),按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料,并按上节表8-7(现行规范要求)或表8-9(新规范要求)规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 (2)测定试件的物理力学指标 首先,测定沥青混合料试件的密度,并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时,应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中,吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定;较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定;吸水

混凝土配合比设计的步骤

混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算,得出“初步配合比”; (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整,得出“基准配合比”; (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求,应当进行相应的检验),定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比); (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率,对试验室配合比进行调整,求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值(W/C ) 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算: σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时: ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时: ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40~0.80范围时,根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,其用水量可按表4-20(P104)选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量,应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础,按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ,计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量; b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算: (1) w wo m m αβ=-

C25普通混凝土配合比设计说明

C25普通混凝土配合比设计说明 一、设计所依据的试验规程及规范: 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005 《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005 《公路工程岩石试验规程》JTG E41-2005 《通用硅酸盐水泥》GB 175-2007 《混凝土外加剂》GB 8076-2008 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 二、设计要求: C25普通混凝土的配合比设计应满足:施工要求的工作性、结构要求的力学性能; 体积稳定性能和混凝土结构在所处环境条件下要求的耐久性,设计坍落度120-160mm,能满足混凝土结构工程的要求,确保其施工要求的工作性,体积稳定性,耐久性和设计强度等级要求。主要应用桥涵工程墩台基础、台身、台帽、墙身基础、排水工程等。 三、原材料情况: 1.粗集料:采用接山镇前寨子砂石料厂生产的碎石、规格为5-10mm:10-20mm:16-31.5mm,比例为(30%:50%:20%)。 2.细集料:采用接山镇前寨子砂石料厂生产的河砂,规格为Ⅱ级中砂。 3.水泥:山东鲁珠集团有限公司生产的P.O 42.5水泥。 4. 外加剂:长春北华建材有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂,掺量0.9%,减水率初 选15%。 5.水:饮用水。 四.初步配合比确定 1.确定混凝土配制强度: 已知设计强度等级为25Mpa,无历史统计资料,查《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011表4.0.2查得:标准差σ=5.0 Mpa ?cu,0= ?cu,k+1.645σ= 25+1.645×5.0=33.225MPa 2.计算水泥实际强度(?ce) 已知采用P.O 42.5水泥,28d胶砂强度(?ce)无实测值时,可按下式计算: 水泥强度等级值的富余系数,可按实际统计资料确定;当缺乏实际统计资料时,也可按表

水泥混凝土配合比设计步骤

水泥混凝土配合比设计步骤 (1) 配制强度:f cu,k=25Mpa f cu,o= f cu,k+1.645* o=25+1.645*5=33.2Mpa (2) 初步确定水灰比:(用经验公式计算,各指标选取) W/C= a a*f ce/(f cu,0 + a a*a b*f ce) =(0.53*36.5) / (33.2+0.53*0.20*36.5) =0.52 (3) 选取单位体积水泥混凝土的用水量: 由水灰比为0.52,混凝土拌合物的坍落度为10-30mm,碎石最大粒径为31.5mm, 在满足混凝土施工要求的基础上选取混凝土的单位用水量为:m wo=175kg/m 3。(4) 计算1m3水泥混凝土水泥用量: 由W/C=0.52,m w0=185 (kg/m3),得m co=m wo/(W/C)=337(kg/m3) 查表符合耐久性要求的最小水泥用量为320kg/m 3,所以取按强度计算的单位水 泥用量m co=337 ( kg/m 3) (5) 选取合理砂率,计算粗细集料用量:最大粒径31.5mm,水灰比0.52,查表 取混凝土砂率B s =35%o (6) 计算一组(3块试件)水泥混凝土各材料用量 3水用量175kg/ m '水泥用量337kg/m 砂用量680 kg/m 碎石用量1263 kg/m

(7) 配合比确定: 个人认为,单位用水量可取180(kg/m3) ,为保证混凝土强度,水灰比取0.5,单 位水泥用量360(kg/m3) ,根据密度法计算配合比,假定表观密度为2400 (kg/m3 ),单位粗集料用量与单位细集料用量为未知量,可设方程求解 M c0+ M g0+ M s0+ M w0=2400 M s0/ (M s0+ M g0 )*100=35 解得M g0=1560(kg/m3) ,M s0=840 (kg/m3) 通过计算得到个人的配合比为:单位用水量:单位水泥用量:单位细集料用量:单位粗集料用量=180:360: 840:1560

普通混凝土配合比设计总结

普通混凝土配合比设计 总结 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

普通混凝土配合比设计(新规范) 一、术语、符号 普通混凝土 干表观密度为 2000kg/m3~2800kg/m3的混凝土。 (在建工行业,普通混凝土简称混凝土,是指水泥混凝土) 干硬性混凝土 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度(s)表示其稠度的混凝土。 (维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度,维勃稠度等级划分为5个。) 塑性混凝土 拌合物坍落度为10mm~90mm的混凝土。 流动性混凝土 拌合物坍落度为100mm~150mm的混凝土。 大流动性混凝土 拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。 胶凝材料 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 胶凝材料用量 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。

水胶比 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。(代替水灰比) (胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受)二、设计方法、步骤及相关规定 基本参数 (1)水胶比W/B; (2)每立方米砼用水量m w; (3)每立方米砼胶凝材料用量m b; (4)每立方米砼水泥用量m C; (5)每立方米砼矿物掺合料用量m f; (6)砂率βS:砂与骨料总量的重量比; (7)每立方米砼砂用量m S; (8)每立方米砼石用量m g。 理论配合比(计算配合比)的设计与计算 基本步骤: ?混凝土配制强度的确定; ?计算水胶比; ?确定每立方米混凝土用水量; ?计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量; ?确定混凝土砂率; ?计算粗骨料和细骨料用量。

普通混凝土配合比设计

普通混凝土配合比设计例题 设计C20泵送混凝土,材料:水泥P.O42.5,中砂(筛余量25-0%),碎石(5-30mm)连续级配,减水剂YAN(参量0.8%,减水率14%)。 普通混凝土配合比设计,一般应根据混凝土强度等级及施工所要求的混凝土拌合物坍落度(或工作度——维勃稠度)指标进行。如果混凝土还有其他技术性能要求,除在计算和试配过程中予以考虑外,尚应增添相应的试验项目,进行试验确认。 普通混凝土配合比设计应满足设计需要的强度和耐久性。水灰比的最大允许值,可参见表1 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表1 注:1.当采用活性掺合料取代部分水泥时,表中最大水灰比和最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。 2.配制C15级及其以下等级的混凝土,可不受本表限制。 混凝土拌合料应具有良好的施工和易性和适宜的坍落度。混凝土的配合比要求有较适宜的技术经济性。 普通混凝土配合比设计步骤 普通混凝土配合比计算步骤如下: (1)计算出要求的试配强度f cu,0,并计算出所要求的水灰比值; (2)选取每立米混凝土的用水量,并由此计算出每立米混凝土的水泥用量;

(3)选取合理的砂率值,计算出粗、细骨料的用量,提出供试配用的计算配合比。 以下依次列出计算公式: 1.计算混凝土试配强度f cu,0,并计算出所要求的水灰比值(W/C) (1)混凝土配制强度 混凝土的施工配制强度按下式计算: f cu,0≥f cu,k+1.645σ 式中f cu,0——混凝土的施工配制强度(MPa); f cu,k——设计的混凝土立方体抗压强度标准值(MPa); σ——施工单位的混凝土强度标准差(MPa)。 σ的取值,如施工单位具有近期混凝土强度的统计资料时,可按下式求得: 式中f cu,i——统计周期内同一品种混凝土第i组试件强度值(MPa); μfcu——统计周期内同一品种混凝土N组试件强度的平均值(MPa); N——统计周期内同一品种混凝土试件总组数,N≥250 当混凝土强度等级为C20或C25时,如计算得到的σ<2.5MPa,取σ=2.5MPa;当混凝土强度等级等于或高于C30时,如计算得到的σ<3.0MPa,取σ=3.0MPa。 对预拌混凝土厂和预制混凝土构件厂,其统计周期可取为一个月;对现场拌制混凝土的施工单位,其统计周期可根据实际情况确定,但不宜超过三个月。 施工单位如无近期混凝土强度统计资料时,可按表2取值。 σ取值表表2 查表取σ=5N/mm则f cuo≥20 N/mm+1.645×5 N/mm≈28 N/mm (2)计算出所要求的水灰比值(混凝土强度等级小于C60时)

普通混凝土配合比设计及试配

普通混凝土配合比设计及试配 发表时间:2009-11-20T11:00:29.903Z 来源:《中小企业管理与科技》2009年5月下旬刊供稿作者:宋波[导读] 配合比设计是实现预拌混凝土性能的一个重要过程,也是保证预拌混凝土质量的重要环节宋波(江苏固鼎股份有限公司)摘要:针对预拌混凝土企业确定混凝土配比时“重设计、轻试配”的现状,结合配合比设计的条件要素,从混凝土配合比设计、试配、调整三 个方面,系统阐述预拌混凝土配合比设计的全过程,突出强调了试配的重要性,进一步明确预拌混凝土配合比设计是在经验、理论指导下的实践性过程。关键词:预拌混凝土配合比设计适配调整 0 引言 配合比设计是实现预拌混凝土性能的一个重要过程,也是保证预拌混凝土质量的重要环节。目前,市场上有不少预拌混凝土生产企业配合比的确定比较随意,表现在对试配工作的重视程度不够,不经试验确定配合比,纯凭经验确定配合比,想当然确定配合比,不能够根据原材料变化情况和用户要求确定混凝土配合比。本文针对上述状况,结合本人实践经验,系统阐述预拌混凝土配合比设计并重点讲述混凝土试配过程。 1 配合比设计的条件要素 混凝土配合比设计的条件要素包括:工程信息资料、工程技术要求、原材料质量情况、环境条件、搅拌站的生产数据和经验积累等。 1.1 任何预拌混凝土都是为工程及工程施工服务的,配合比的设计必须满足工程要求。除满足强度要求外,还必须满足工作性的要求。此外,为保证混凝土工程的安全性、耐久性,还必须满足相应技术规程、规范、标准的要求。 1.2 目前预拌混凝土市场发展迅速,市场上原材料供应紧张,原材料来源复杂,混凝土配合比的设计必须针对原材料实际状况而确定,并能根据原材料波动情况及时作出配合比调整。 1.3 环境因素一般包括温度、湿度、交通状况等。不同的环境条件对配合比设计的要求不同,如夏季施工,由于气温较高,混凝土表面水蒸发速度较快,应考虑防止预拌混凝土干缩裂缝和混凝土坍损过大,这就要求在配合比设计时适当降低砂率,降低砂率可加快现浇混凝土表面水析出速度,以平衡混凝土表面水蒸发速度,防止干缩裂缝。同时,降低砂率还有利于减少坍损。 1.4 建立企业质量数据库配合比设计计算是整个预拌混凝土配合比设计的第一步,配合比设计计算,就是在掌握资料的基础上,根据一些理论、规范经验等选取一些参数,计算各种成分的用量。所以从设计计算的概念上,我们就可以看出经验数据积累的重要性。任何参数的选都取都是以经验积累为参照的,同时,计算出来的配合比经过试配后,配合比的调整乃至最终确定,也必定依据经验积累的数据为参照。 2 试配应采用工程中实际使用的原材料 混凝土配合比的设计一般经历三个阶段,即设计计算、试配、调整。混凝土配合比的设计计算在《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T55-96)中有详细的表述,这里不加阐述。在《普通混混凝土配合比设计规程》中有关试配、调整的内容表述得较少,而试配又是混凝土配合比设计中最重要的环节。这就要求试配所用原材料一定要有代表性,为保证试配结果对实际生产的指导意义,试配所用原材料必须要有代表性,则试配所用原材料的取样必须要有代表性。 2.1 取样的代表性在料堆上取样,因为影响取样代表性的因素太多,(例如:料堆的大小、堆料的方向、自然环境因素、人为因素),个人比较赞成试配所需材料最好在输送过程中连续均衡取样。 2.2 样品取好后,应根据需要进行制样制样必须注意两点,一是样品能真正代表原材料,二是样品必须具有高度均匀性。常用的制样方法为四分法。 2.3 所有原材料,都必须严格根据国家标准检验后,才能根据检验结果计算配合比,进行试配。当然,在实际工作中,可能来不及等所有原材料检验结果出来以后,就要进行试配,那么,作为试配方案确定的人员,就要注意收集原材料统计数据,着重做好下面的工作: 2. 3.1 日常收集原材料供应商的检验、试验报告。 2.3.2 建立企业自身对原材料检验的数据库,对各供应商供应的原材料要建立独立的分析台帐,并根据统计、分析结果,定期评价供应商检验报告的可靠性和准确程度,供应商检验报告长期可靠、准确的在混凝土配合比设计计算时,报告结果可直接应用。 2.3.3 对定点供应的水泥,要掌握水泥的强度增长规律,并能用回归分析法依据水泥早期强度推定水泥的28天强度。 3 试配前的调整 在混凝土强度试验的配合比确定过程中,必须根据混凝土配合比设计条件要素,正确选取水灰比,砂率、用水量等,称之为试配前调整。 3.1 根据原材料状况选择合适的参数,进行配合比设计在《普通混凝土配合比设计规程》中,就参数的选取,有一些规定,这些规定,也是根据生产实践中的经验得来的,可直接使用,例如:在用水量的确定上,采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加5-10kg,采用粗砂时,则可减少5-10kg,对流动性、大流动性混凝土的用水量,以坍落度90mm的用水量为基础,按坍落度每增大20mm,用水量增加5㎏.对砂率的选取有下列规定:①对细沙或粗砂,可相应地减小或增大砂率。②对单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大。③对薄璧构件,砂率取偏大值。 上述内容,均为规程中根据原材料状况,对配合比设计参数的选择进行确定,日常生产中碰到的情况,往往要复杂的多,这就要求我们根据原材料检验结果,综合考虑各方面因素,做好设计参数的选择,对能够根据原材料检验结果来确定的参数,一定要先检验后确定参数,以确保配合比计算结果的可靠性。 3.2 日常做好影响混凝土性能(包括强度)的敏感因素分析当原材料质量特性发生变化时,要分析其对混凝土性能有无影响,影响大小。对影响较大的因素,可采用回归分析法,确定原材料特性值的变化对混凝土性能的影响,具体到混凝土配合比设计计算时,就是原材料质量特性值对设计参数选取时的影响。以设计参数为因变量,原材料某一质量特性值为自变量(假设其它因素相对稳定情况下),建立相应函数关系。无明显函数关系或找不出函数关系,但对混凝土性能影响较大的特性值,其与设计参数的关系也可用数据列表的形式表示。

普通混凝土配合比设计(最新规范)

6.1.5 普通混凝土配合比设计 混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件来确定各组成材料数量之间的比例关系。常用的表示方法有两种: 一种是以1m3混凝土中各项材料的质量表示,如某配合比:水泥240kg,水180kg,砂630kg,石子1280kg,矿物掺合料160kg,该混凝土1m3总质量为2490kg; 另一种是以各项材料相互间的质量比来表示(以水泥质量为1),将上例换算成质量比为:水泥∶砂∶石∶掺合料=1∶2.63∶5.33∶0.67,水胶比=0.45。 1.混凝土配合比的设计基本要求 市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求: (1)满足施工规定所需的和易性要求; (2)满足设计的强度要求; (3)满足与使用环境相适应的耐久性要求; (4)满足业主或施工单位渴望的经济性要求; (5)满足可持续发展所必需的生态性要求。 2.混凝土配合比设计的三个参数 混凝土配合比设计,实质上就是确定胶凝材料、水、砂和石子这四种组成材料用量之间的三个比例关

系: (1)水与胶凝材料之间的比例关系,常用水胶比表示; (2)砂与石子之间的比例关系,常用砂率表示; (3)胶凝材料与集料之间的比例关系,常用单位用水量(1m3混凝土的用水量)来表示。 3.混凝土配合比设计步骤 混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、试配和调整、施工配合比的确定等。 (1)初步配合比计算 1)计算配制强度(f cu,o)。根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2011)规定,混凝土配制强度应按下列规定确定: ①当混凝土的设计强度小于C60时,配制强度应按下式确定: f cu,o≥f cu,k+1.645σ 式中f cu,o——混凝土配制强度,MPa; f cu,k——混凝土立方体抗压强度标准值,这里取混凝土的设计强度等级值,MPa; σ——混凝土强度标准差,MPa。 ②当混凝土的设计强度不小于C60时,配制强度应按下式确定:

混凝土配合比设计的详细步骤教学文案

混凝土配合比设计的步骤 1.计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时,σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25,计算值<2.5 MPa 时,应取σ=2.5 MPa ;当强度等级≥ C30,计算值低于<3.0 MPa 时,应取用σ=3.0 MPa 。否则,按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) (混凝土强度等级小于C60) a α、 b α回归系数,应由试验确定或根据规定选取: ce f 水泥28d 抗压强度实测值,若无实测值,则 ce f ,g 为水泥强度等级值,c γ为水泥强度等级值的富余系数。 若水灰比计算值大于表4 - 24中规定的最大水灰比值时,应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1 m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量: ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 σ6451.,,+=k cu t cu f f ce b a cu ce a f f f C W ααα+=0,g ce c ce f f ,γ=

②水灰比在0.40~0. 80时,根据坍落度值及骨料种类、粒径,按表4-26选定1 m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量: 以表4- 26中坍落度90 mm 的用水量为基础,按坍落度每增大20 mm 用水量增加5 kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量; 掺外加剂时的混凝土用水量: wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量;0w m 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量;β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4- 24中规定量,则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10~60 mm 的混凝土:如无使用经验,砂率可按骨料种类、粒径及水灰比,参照表4- 27选用 坍落度大于60 mm 的混凝土:在表4- 27的基础上,按坍落度每增大20 mm ,砂率增大1%的幅度予以调整; 坍落度小于10 mm 的混凝土:砂率应经试验确定。 6)计算粗、细骨料的用量(mg0,ms0) A.重量法: 0c m 、0g m 、0s m 、0w m 为1m3混凝土的水泥用量、粗骨料用量、细骨料用量和用水量。cp m 为1m3混凝土拌合物的假定重量,取2350~2450 kg/m3。 ()β-=10w wa m m 0c m C W m m w c 0 0=cp w s g c m m m m m =+++0000%100000?+=g s s s m m m β

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