铁路C30水下混凝土配合比设计说明书.doc

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1、1混凝土配合比设计报告书混凝土配合比设计报告书C30水下桩基水下桩基中铁十四局穗莞深城际 SZH-5A 标中心试验室2014 年 07 月2一、设计说明一、设计说明根据设计图纸，我标段 C30 水下桩基配合比环境作用等级为 H1、L1 Y1，按 100年使用年限设计。二、依据规范标准二、依据规范标准铁路混凝土结构耐久性设计规范 TB 10005-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准 TB10424-2010普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2011普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50081-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T50080-2002普通混凝土长期性能

2、和耐久性能试验方法标准 GB/T50082-2009三、原材料原材料水泥：中材亨达水泥有限公司郁南分公司，中材牌 P.O42.5；细集料：东江砂场，中砂 ；粗集料：清远晟兴石场， 525mm 连续级配（1625mm：516mm:=70:30） ；粉煤灰：广州运宏粉煤灰综合开发有限公司,F 类级;外加剂：深圳市迈地砼外加剂有限公司，PCA 聚羧酸高性能减水剂；拌合水：饮用水。四、设计步骤四、设计步骤1、确定配制强度根据普通混凝土配合比设计规程 （JGJ 55-2011）混凝土的配制强度采用下式确定：fcu,0fcu,k+1.645混凝土 C30 配制强度，根据普通混凝土配合比设计规程 （JGJ

3、55-2011）规定， 取值为 5.0Mpa，则 C30 配制强度为：fcu,0（30+1.6455.0）1.15=43.9MPa2、计算水灰比：W/C=aa.fce/（fcu,0+aa.ab.fce） ，式中：aa=0.53，ab=0.20，fce=42.51.16=49.3Mpa得出 /C=0.48,根据 TB10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准取水灰比3/C=0.41，符合要求。3、 用水量根据设计规程，查表 4.0.1-2 和通过试配，取用水量 mwo= 230Kg,为了提高混凝土的密实度和耐久性采取掺外加剂；外加剂减水率为 32%，则：mwa=230（1-0.32）=1

4、56.4Kg，取用水量为 158Kg/m34、 砂率的确定根据普通混凝土配合比设计规程要求，砂率取s=40%5、 材料用量的确定a 、胶凝材料总用量： mc=mwa/w/c=158/0.41=385Kg；取水泥用量为 385Kg/m3b 、砂、石：（按假定容重法定计算）设定砼容重mcp= 2360Kg/m3c 、用下面联立方程式计算砂石用量：mso+mgo=mcp-mco- mwamso/mso+mgo=s式中：mCo = 385Kg/m3 mwa =158Kg/m3 s= 41% 得：mso=741Kg/m3 mgo = 1066Kg/m3d 、每立方砼材料重量比的初步确定水泥 ： 水 ：

5、砂 ： 碎石 ：外加剂 385Kg ：158Kg ：741Kg ：1066Kg ： 3.85 Kg1 ： 0.41 ： 1.92 ： 2.77 ： 0.01e、根据铁路混凝土结构耐久性设计规范TB 10005-2010 规定，为提高混凝土的施工性能和耐久性，应在混凝土中掺加掺量适宜粉煤灰。粉煤灰替代率为 28%；得出mc=277Kg；F=108Kg 符合要求。得到每立方砼材料重量比；水泥 ：粉煤灰 ： 水 ： 砂 ： 碎石 ：外加剂 277Kg ：108Kg ：158Kg ：741Kg ：1066Kg ： 3.851 ： 0.39 ： 0.57 ： 2.67 ：3.85 ： 0.0139五、

6、配合比试拌与调整1、试拌4按初步配合比，取 25L 砼的材料用量进行试拌,各材料用量为:水泥 ： 6.92Kg水 ： 3.95Kg细骨料： 18.52Kg粉煤灰 ：2.70Kg粗骨料（5-16mm） ：8.00Kg粗骨料（16-25mm）： 18.65Kg外加剂 ： 96.25g 调整工作性混凝土拌和物经测定,坍落度为 215mm，符合要求,流动性、粘聚性、保水性良好；经试配后测定湿表观密度为 2354kg/m3,工作性不需调整。六、 配合比参数的确定与基准配合比1 、配合参数的确定经过试拌和调整后，得出以下参数：水胶比：0.41 ；用水量：158Kg/m3 ；砂率：41% ； 2 、基准配合

7、比每立方砼材料重量比：水泥 ：粉煤灰 ： 水 ： 砂 ： 碎石 ：外加剂 277Kg ：108Kg ：158Kg ：741Kg ：1066Kg ： 3.851 ： 0.39 ： 0.57 ： 2.67 ：3.85 ： 0.0139七、关联配合比的确定a、 关联配合比的确定为了便于比较，增加二个关联配合比。b、 用水量保持不变，另两组水胶比分别为（W/J）=0.38， （W/J）=0.44，初步选定 C30 水下配合比见下表： 表表 1 C30 水下配合比（kg/m3）5编号水胶比水泥 (kg)粉煤灰 (kg)细骨料 (kg)粗骨料 (kg)水 (kg)外加剂 (kg)SZH-5A-PB1407

8、002-10.3829911673310541584.15SZH-5A-PB14070020.4127710874110661583.85SZH-5A-PB1407002-20.4425910075610871583.59八、混凝土总碱含量及氯离子总含量计算混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺和料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺和料的碱含量以其所含可溶性碱计算，粉煤灰的可溶性碱含量取粉煤灰总碱含量的 1/6。配合比总碱含量计算结果见下表：表表 2 C30 水下总碱含量计算结果材料 项目水泥粉煤灰外加剂水SZH-5A-PB1407002-12991164.15158SZH-5A-PB14070

9、022771083.85158配合比 kg/m3SZH-5A-PB1407002-22591003.59158单项材料的碱含量%SZH-5A-PB1407002-1SZH-5A-PB1407002单项材料在 单方混凝土 中的碱含量 （kg）SZH-5A-PB1407002-2SZH-5A-PB1407002-1SZH-5A-PB1407002混凝土的总 碱含量 （kg）SZH-5A-PB1407002-2从计算结果得出三个配合比的总碱含量均小于标准值 3.0kg/m3，满足要求。（2）混凝土氯离子总含量计算混凝土中氯离子总含量包括水泥、矿物掺和料、粗骨料、细集料、水、外加剂等所含氯离子含量之和

10、，不应超过胶凝材料总量的 0.10，配合比中总氯离子含量见下表：表表 3 C30 水下氯离子总含量计算结果6材料 项目水泥粉煤灰细骨料粗骨料外加剂水SZH-5A-PB1407002-129911673310544.15158SZH-5A-PB140700227710874110663.85158配合比 kg/m3SZH-5A-PB1407002-225910075610873.59158单项材料的 CL-含量%SZH-5A-PB1407002-1SZH-5A-PB1407002单项材料 在单方混 凝土中 CL-含量 （kg）SZH-5A-PB1407002-2SZH-5A-PB1407002-

11、1SZH-5A-PB1407002混凝土总 氯离子含 量SZH-5A-PB1407002-2从计算结果得出三个配合比的氯离子总含量均小于胶凝材料总量的 0.06，满足要求。（3）混凝土三氧化硫总含量计算根据 TB10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准要求，混凝土中三氧化硫不应超过胶凝材料总量的 4.0%.表表 4 C30 水下三氧化硫总含量计算结果材料 项目水泥粉煤灰细骨料粗骨料外加剂水SZH-5A-PB1407002-129911673310544.15158SZH-5A-PB140700227710874110663.85158配合比 kg/m3SZH-5A-PB1407002

12、-225910075610873.59158单项材料的 SO3-含量%SZH-5A-PB1407002-1SZH-5A-PB1407002单项材料 在单方混 凝土中 SO3含量 （kg）SZH-5A-PB1407002-2混凝土总 三氧化硫SZH-5A-PB1407002-17SZH-5A-PB1407002含量SZH-5A-PB1407002-2从计算结果得出三个配合比的三氧化硫总含量均小于胶凝材料总量的 4.0，满足要求。九、混凝土试配及拌合物性能在表 1 的基础上进行混凝土拌合物性能试验，用水量根据坍落度在 180220mm 之间进行调整。经过大量的试验，相应的混凝土配合比的用水量拌合物

13、性能见表表表 5 C30 水下拌合物性能结果混凝土等级编号坍落度 mm含气量泌水率SZH-5A-PB1407002-12104.70SZH-5A-PB14070022155.00C30SZH-5A-PB1407002-22155.20十、混凝土抗裂性能、力学性能及耐久性能根据混凝土拌合物性能试验结果，初步选定的三组配合比的混凝土拌合物性能都能满足要求。按上述三组配合比成型力学性能试验（7d、28d、56d 抗压强度） 、耐久性能（56d 电通量）试验，试验结果见表 表表 6 C30 水下力学性能及耐久性试验结果抗压强度 MPa电通量 C高性能混凝土 强度等级编号7d28d56d56dSZH-5A-PB1407002-141.3SZH-5A-PB140700240.2C30SZH-5A-PB1407002-238.6十一、理论配合比确定根据上述试验结果，在满足设计要求和施工要求的条件下，本着经济节约、优选的原则，确定以下理论配合比，见表表表 7 C30 水下配合比 kg/m3编号混凝土等级水泥掺和料砂石外加剂水SZH-5A-PB1407002C3010.392.673.850.01390.57827710874110663.85158