C50配合比计算垫石

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