2022年混凝土配合比试验设计专业技术方案 .pdf

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1、混凝土配合比设计实验报告一、配合比设计理论依据1、民航机场场道工程施工技术要求199610 2、广州白云国际机场迁建工程场道道面工程补充施工技术要求3、水泥胶砂强度检测方法（ISO）法 GBT17671 1999 4、公路集料实验规程JTJ0582000 5、水泥混凝土路面施工及验收规范GB97 87 6、公路工程水泥混凝土实验规程JTJ05394 7、普通混凝土配合比设计规程JGJ55 2000 J64 2000 8、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175 9、混凝土外加剂一等品规定指标（GB8076-1997 ）10、混凝土外加剂应用技术规范（GBJ119-88 ）二、道面混凝土设计要求如下

2、：2.1 、强度：28 天抗折强度 5.0Mpa；2.2 、和易性要求：维勃稠度 20-40s，或塌落度小于 10mm ；2.3 、耐久性要求：水泥用量不少于300Kg/m3，也不宜大于 330Kg/m3；水灰比不宜大于 0.44 ；2.4 、水泥混凝土所用原材料 应符合民航机场场道工程施工技术要求199610 中的有关要求外，尚应符合以下规定：2.4.1水泥道面及道肩面层混凝土可采用标号为525 的硅酸盐水泥。水泥中氧化镁含量不宜大于3% ，碱含量不大于0.6%。水泥的其他质量应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175的有关规定。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

3、 - - - - - - -第 1 页，共 11 页2.4.2 砂宜采用细度模数为2.653.20 的中粗河砂。砂的含泥量不得大于 3% ，含泥量超过规定时应冲洗。应委托有资格的实验单位，按公路集料实验规程 JTJ0582000 中的岩相法对每种料源测定其碱活性，有碱活性的砂不得使用。2.4.3碎石圆孔筛最大粒径为40mm 。应委托有资格的实验单位，按公路集料实验规程 JTJ0582000 中的岩相法对每种料源测定其碱活性，有碱活性的碎石不得使用。碎石应按圆孔筛520mm 、2040mm两级级配分别备料，两种碎石混合后的颗粒级配应符合下表要求：项目技 术 要 求颗粒尺寸筛孔尺寸 mm （圆孔筛

4、）40 20 10 5 累积筛余（ % ）05 5070 7090 90100 2.4.4水冲洗集料、拌和混凝土及混凝土养生可采用一般饮用水。使用河水、池水或其他水应符合下列要求：水中不得含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质，如油、糖、酸、碱、盐等；硫酸盐含量（按SO2-1计）不超过 2.7mg/cm3；pH值大于 4；含盐总量不得超过5mg/cm3。2.4.5外加剂水泥混凝土中需要掺用外加剂时，必须根据工程要求，通过实验选定外加剂的种类和用量。外加剂的质量应符合混凝土外加剂一等品规定指标（GB8076-1997 ）的规定要求，其使用应符合混凝土外加剂应用技术规范（ GBJ119-88 ）的规

5、定要求。不得使用pH值大于 8 的碱性外加剂。施工过程中应严格控制外加剂剂量，现场有专人配制。三、确定原材料我们根据招标文件、投标书、与业主签订的施工合同及施工图纸的要求确定使用下列材料：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页3.1 水泥，采用业主指定的广州市珠江水泥厂生产的粤秀牌42.5R型硅酸盐水泥；主要指标如下：密度 rc=3.1Kg/L ； Rc=54Mpa Rf=8.9Mpa 式中 Rc-实测水泥 28d抗压强度； Rf-实测水泥 28d抗折强度。3.2 碎石，采用业主指定的中铁建厂工程局生产的石灰岩碎石；主

6、要指标如下：密度 r石=2.74Kg/L 堆积密度 ro 石=1.64Kg/L （大石：小石 =85：15）3.3 水，采用业主供应的自来水；3.4 外加剂，采用业主指定的中航山西机场工程化工公司生产的糖钙型RC-B 减水剂；3.5 砂，我部对机场附近范围内的所有采砂厂进行全部考察，并对质量、价格、运距、生产规模进行全方位考虑，确定采用清远北江河河砂。主要指标如下：细度模数 2.90 密度 r砂=2.65Kg/L 堆积密度 ro 砂=1.56Kg/L 我们对上述五种原材料进行抽样检测，并委托花都市省高速公路检测中心实验室检测，结果均符合场道道面工程补充施工技术要求，检测结果附后。精选学习资料

7、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页四、配合比设计4.1 确定混凝土配制强度规范要求4.1.1 普通混凝土配合比设计规程 JGJ55 2000 J64 2000要求 ff 配ff 标+1.645式中： ff 配- 砼的配制抗折强度（ Mpa ），即所需的平均抗折强度。ff 标- 砼的设计抗折标号（ Mpa ）- 施工单位砼抗折强度的标准偏差值（Mpa ）4.1.2 民航机场场道工程施工技术要求 199610 ff 配1.15ff 标式中： ff 配- 砼的配制抗折强度（ Mpa ），即所需的平均抗折强度。ff 标- 砼的设计抗折标

8、号（ Mpa ）4.2 标准差的确定值反映施工单位的质量控制水平，控制水平高，值较小，即强度的变异较小。质量控制较好的为 0.3MPa-0.5MPa 。值由计算得出，施工单位如具有 30 组以上现场砼抗折强度的统计资料，可按下式求得：=121nffniffi或=1122nfnfniffi式中：fif-第 i 组试件强度ff-n组试件强度的平均值 n -总实验组数计算时，砼抗折强度的统计资料必须连续取30 组以上，不得挑选。因无该机场现场混凝土抗折强度的统计资料，根据民航机场场道工程施工技术要求 199610 的要求，确定标准差按0.5Mpa计。精选学习资料 - - - - - - - - -

9、名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页4.3 配制强度确定4.3.1 国标 ff 配 151.645 0.5=5.82MPa 4.3.2 民航 ff 配 21.155=5.75Mpa 4.3.3 配制强度 ff 配 1 ff 配 2ff 配= ff 配 15.82Mpa4.4 初步确定水灰比ff 配=1.26Rf(0.96-w/c) 即：w/c=0.96-ff 配/1.26Rf=0.44 4.5 初步确定水泥质量和用水量我们根据以往经验，水泥用量Gc取 310Kg/m3, 则用水量 Gw=3100.44=136.4Kg/m34.6 确定两级石子的配合比例，计算石子空隙

10、率我们用优选法选择空隙最小时的两级石子配合比例为最佳比例，比例为：大石：小石 =85：15，此比例中的堆积ro 石=1.64Kg/L 石子空隙率 V0=( r石ro 石)/ r石100% =(2.74-1.64)/2.74100%=40.1% 4.7 计算砂石比、含砂率我们采用绝对体积砂石比计算砂石用量。绝对体积砂石比 K=000Vrrrr砂石石砂其中为拨开系数取 1.2-1.3 。K=（1.56/1.64 ）(2.74/2.65)0.401 1.2=0.47 绝对体积砂石比为0.47 由 k 值计算绝对体积含砂率S：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

11、- - - -第 5 页，共 11 页KKVVVS1石砂砂S=0.47/(1+0.47)=32% 4.8 计算砂石总绝对体积 V总V总=1000-Gc/rc-Gw-10a 其中： a 为砼含气量百分数（ % ）。当不加引气型外加剂时取a=1(%) V总=1000-310/3.1-136.4/1-10=753.6L 4.9 计算砂用量 Gs与石子用量 Gg 砂的绝对体积 V砂=V总S=753.632%=241.2L 砂用量 Gs=241.22.65=639.2Kg 石子的绝对体积 V石=V总-V 砂=753.6-241.2=512.4L 石子用量 Gg=V石r 石=512.42.74=1404K

12、g Gg=1404Kg 其中：大石 1193.4Kg 小石 210.6Kg 4.10 列出 1m3砼组成材料用量与砼计算密度m3砼组成材料用量（ kg）：水泥 P42.5R 310 水 136.4 砂（中粗砂） 639.2 碎石 5-20 210.6 碎石 20-40 1193.4 计算密度 = 2489.6Kg/m3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页五、试拌与调整5.1 调整含砂率用优选法（分数法）确定流动性和粘聚性最好的含砂率依据计算出的含砂率，左右扩展得出一个优选范围，一般可凑成13或 8 个分格；在选定的范

13、围内用分数法进行优选，实验比较指标是混凝土拌合物的维勃稠度，在水灰比、水泥用量一定的条件下，维勃稠度秒数最小的含砂率是最优含砂率。最优含砂率维勃稠度实验统计表品种砂率水泥水砂大石小石维勃稠度秒数30% 310 136.4 599.2 1228.6 216.8 62 33% 310 136.4 659.1 1175.9 207.5 59 35% 310 136.4 699.1 1140.8 201.3 74 32% 310 136.4 639.2 1193.4 210.6 47 31% 310 136.4 619 1211.1 213.7 58 最优含砂率是 32% 。5.2 调整水泥用量，同时

14、调整用水量，保持水灰比不变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页当处于最佳含砂率情况下，流动性仍低于设计要求维勃稠度2040 秒时，应适当增加水泥用量和增加相应的用水量；当流动性明显高于设计要求时，也可适当减少水泥用量。在整个调整过程中水灰比不变。品种砂率水泥水砂大石小石维勃稠度秒数32% 310 136.4 639.2 1193.4 210.6 47 32% 315 138.6 635.7 1187.5 209.6 31 32% 320 140.8 632.6 1181.5 208.5 19 最佳水泥用量为 315K

15、g/m3六、密度校核由于计算方法本身的误差以及由于骨料的参数测的误差，由步骤九所得到的配合比，其1m3砼组成材料用量所配制出的砼不一定正好是1m3，即计算密度与实测密度之间存在的误差。一般误差在2% 以内。我们根据实测密度的平均值来修正1m3砼组成材料用量。修正的方法是：求修正系数 R=砼计算密度砼实测密度平均值将经过试拌调整满足和易性要求的1m3砼的计算组成材料用量乘以修正系数 R ，就得到实际上1m3砼组成材料用量。我们就得到一个供强度校核用的配合比。七、强度校核经过计算和试拌所确定的配合比，其平均抗折强度能否达到ff 配，还必须通过强度实验为检验，即所谓强度校核。7.1 强度实验应不小于

16、6 组试件，每组包括3 个试件。当 6 组试件强度实验结果的总平均值大于等于ff 配，强度变异标准偏差小于等于0.5Mpa 时，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页则可以认为该配合比是合格的。若标准偏差大于0.5Mpa 则说明实验室实验误差较大。则应重新成型6 组试件进行强度实验。若 6 组试件的平均强度达不到ff 配，则认为该配合比不合格，应该选用较小水灰比，进行计算，试配调整与强度校核，直到满足ff配要求为止。7.2实际工作中为了加快工作进度，应该同时平行进行三种以上不同水灰比的配合比的计算，试配调整与强度校核工

17、作，并从中选择满足ff配要求并且又较经济的配合比。品种编号水灰比砂率水泥水砂大石小石RC-B 1# 0.44 32% 310 136.4 639.2 1193.4 210.6 2# 0.44 32%315 138.6 635.7 1187.5 209.6 3# 0.44 32%320 140.8 632.6 1181.5 208.5 4# 0.43 32%315 135.5 638.4 1192.4 210.5 5# 0.43 32%320 137.6 635.2 1186.6 209.4 6# 0.43 32%315 135.5 638.4 1192.4 210.5 0.48 7# 0.44

18、 32%315 138.6 635.7 1187.5 209.6 0.4725 7.3 配合比的实验方法试模为 150150550 拌和：采用机械拌和养护：采用标养，温度为202，相对温度 90% 成型：采用 1 振动台捣实7.4 砼配合比所列出的1m3砼砂石材料用量都是指干燥（气干）状态下的用量。在施工现场，砂石材料露天堆放，含水率常有变化，工地实验室应该根据实际含水率，及时计算施工现场的配合比，才能保证设计配合比的正精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页确执行。由于施工原材料来自若干产地，对不同的材料进行正交配比，

19、满足设计要求，确保施工顺利进行。材料级配变异加上拌和和配比精度，产生一个混合料变异，此种变异在设计要求的范围之内。在此设计要求的范围之内也满足地理、气候变化及温度变化产生的变异。八、结论根据水泥混凝土路面施工及验收规范GBJ97-87 中混凝土试块强度评定，评定我们所试配的7 种配合比试块的抗折强度及标准差后，我们确认为配合比能满足设计及施工要求，可用于道面水泥混凝土施工。水泥用量为 310 kg/m3，水灰比为 0.44，砂率为 28% 水泥:水:砂:大石:小石=310:136.4:548.8:1052:409 水泥用量为 320kg/m3，水灰比为 0.44，砂率为 30% 水泥:水:砂:

20、大石:小石=320:140.8:588:1022:397 水泥用量为 330kg/m3，水灰比为 0.43，砂率为 29% 水泥:水:砂:大石:小石=330:142:564:1031:400 水泥用量为 300kg/m3，水灰比为 0.43，砂率为 28% 水泥:水:砂:大石:小石=300:129:556:1065:415 水泥用量为 315kg/m3，水灰比为 0.44，砂率为 28% 水泥:水:砂:大石:小石=315:138.6:552:1030:440 水泥用量为 325kg/m3，水灰比为 0.44，砂率为 30% 水泥:水:砂:大石:小石=325:143:585:1017:395 水泥用量为 315kg/m3，水灰比为 0.43，砂率为 30% 水泥:水:砂:大石:小石=315:135.5:586:1020:396 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页以上 7 种配合比的抗折强度、抗压强度附后精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页