C50配合比计算垫石
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C50(垫石)混凝土配合比设计书
(HNS-S4-PHB-20130301-09)
一、设计说明
新建铁路红柳河至淖毛湖段S4标桥梁工程,支撑垫石设计采用强度等级C50,环境等级为L1、H2,设计使用年限为100年。为提高混凝土的耐久性性能,改善混凝土的施工性能和抗裂、抗冻性能,在混凝土中适量掺加I级粉煤灰和聚羧酸高效减水剂,施工采用泵送混凝土施工工艺,输送车输送,要求混凝土坍落度控制在180~220mm范围内。
二、设计依据
1、《铁路混凝土结构物耐久性设计规范》 TB1005-2010
2、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 TB10424-2010
3、《混凝土长期性能和耐久性能试验方法》 GB/T50082-2009
4、《普通混凝土拌合性能试验方法》 GB/T50080-2002
5、《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T50081-2002
6、《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55—2011
7、《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》 TB/T10752-2010
8、《铁路混凝土》 TB/T3275-2011
三、使用原村料
1、水泥:哈密天山水泥有限责任公司P.O42.5(低碱)。
2、细骨料:红淖三铁路S4标碎石场,细度模数M
X
=3.0。
3、粗骨料:红淖三铁路S4标碎石场5-20mm碎石:采用(5-10mm)、(10-20mm)
两个单粒级按20%:80%掺配。
4、粉煤灰:新疆华翔工贸有限责任公司(玛电)Ⅰ级,掺量为25%。
5、减水剂:北京成城交大建材有限公司聚羧酸高效减水剂,掺量为1.2%。
6、水:井水。
四、设计步聚
(1)确定配制强度
根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)、《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005,混凝土的配制强度采用下式确定:
f cu,0=f
cu,k
+1.645σ
C50配制强度f
cu,0
=50+1.645×6=59.9(MPa)
(2)《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)最大水胶比0.5,最小胶凝材料为320kg/m3。最大水胶比≤0.45,最小胶凝材料为330kg/m3。《铁路混凝土》TB3275-2011规定L1、H2环境最小胶凝材料为320kg/m3。《铁路混凝土结构物耐
久性设计规范》TB1005-2010规定,C30以下混凝土胶凝材料总量不宜高于360kg/m 3、C30~C35混凝土不宜大于400 kg/m 3 、C40~C45混凝土不宜大于450 kg/m 3。C50以上混凝土不宜大于500 kg/m 3。为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,在混凝土中掺加适量的粉煤灰矿物掺合料。
(3)根据混凝土工作性、设计强度和耐久性指标要求,结合工程上所选水泥和外加剂的性能以及相关规定,初步确定胶凝材料总用量、矿物掺和料的种类及掺量、外加剂的掺量、水胶比和砂率,并计算出单位体积混凝土的水泥用量、矿物掺和料用量、用水量以及外加剂的用量。胶凝材料为480kg ,用水量为156kg ,外加剂掺量为1.2%,粉煤灰掺量为25%,砂率为40%。水胶比0.33
采用体积法按公式(1)、(2)和(3)计算砂、石用量,确定基准配合比。
式中:
V s,g ——每立方米混凝土中砂、石的绝对体积,单位为立方米(m 3); w m ——每立方米混凝土用水量,单位为千克(kg ); c m ——每立方米混凝土水泥用量,单位为千克(kg ); m p1 ——每立方米混凝土掺和料1 用量,单位为千克(kg ); m a ——每立方米混凝土外加剂用量,单位为千克(kg ); m s ——每立方米混凝土砂子用量,单位为千克(kg ); m g ——每立方米混凝土石子用量,单位为千克(kg ); Sv ——砂率取40%
α ——混凝土含气量,取0.01 m 3 ρw ——水的密度,取1000 kg/m 3
; ρc ——水泥的密度,为3120 kg/m 3; ρp1 ——掺和料1 的密度,为2970 kg/m 3; ρa ——外加剂的密度,为1040 kg/m 3; ρs ——砂子饱和面干的密度,为2680 kg/m 3; ρg ——石子饱和面干的密度,为2690 kg/m 3;
通过计算配合比如表1。 表1:C50高性能混凝土配合比kg/m 3
)
1.....(..........a m m m m 1a
a
p1
p1
c
c
w
w
g s )(
,++
+
+
-=ρρρρ
V (2)
...............2/))((m g g s s ρρ+∙∙=S V S V ,)
3.....(..........2/))()1((m g g s g ρρ+∙-∙=S V S V ,
五、高性能混凝土总碱含量、氯离子总含量及三氧化硫含量计算
高性能混凝土的总碱量包括水泥、粉煤灰、外加剂及水的碱含量之和。其中粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6,矿渣粉的可溶性碱量取矿渣总碱量的1/2,硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。高性能混凝土的总碱含量不应超过3.0kg/m3。高性能混凝土中氯离子总含量包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和,不应超过胶凝材料总量的0.10%。高性能混凝土的三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的4.0%。
六、C50高性能混凝土试配及拌合物性能
对以上配合比进行混凝土拌合物性能试验,经试拌混凝土配合比的拌合物性能见表3:表3:C50高性能混凝土拌合物性能结果
七、C50高性能混凝土抗裂性能、力学性及耐久性能