C30 C50混凝土及4%水稳层 4.5MPa路面砼和M7.5 M10水泥砂浆配合比设计试验
目 录
1 前言 ............................................................................................................................................ 2
2 混凝土、砂浆设计技术要求及检测依据 ...................................................................... 2
2.1 技术要求 ............................................................................................................................... 2
2.2 检测依据 ............................................................................................................................... 2
3 原材料试验 .............................................................................................................................. 3
3.1 水泥 ........................................................................................................................................ 3
3.3 细骨料.................................................................................................................................... 3
3.4 粗骨料.................................................................................................................................... 4
3.4.1粗骨料品质检测 ........................................................................................................ 4 3.5 混凝土拌和用水 ................................................................................................................. 4 4 室内配合比试验..................................................................................................................... 4 4.1 混凝土配合比试验 ............................................................................................................ 4
4.1.1 混凝土配合比试拌成果 ............................................................................................... 44.1.2 混凝土抗压强度回归方程式 ...................................................................................... 4 4.1.3 混凝土水胶比计算 ........................................................................................................... 5 4.2 路面砼配合比...................................................................................................................... 6 4.2.1混凝土水胶比计算............................................................................................................. 6 4.2.2混凝土路面配合比试验结果 .......................................................................................... 7 4.3水泥稳定碎石基层4%配合比试验 .................................................................................. 7 4.4 砂浆配合比试验 ................................................................................................................. 8 4.5 推荐砂浆水灰比 ................................................................................................................. 8 5 推荐混凝土及砂浆施工配合比 ........................................................................................... 9
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1 前言
受国电大渡河电力工程有限公司委托,委托编号为:W2013/00188,~我试验中03
心进行了大渡河枕头坝一级水电站白熊沟乡村道路连接线工程用C30、C50混凝土及4%水稳层与4.5MPa路面砼和M7.5、M10水泥砂浆配合比试验~本次试验所用原材料均为委托方送样。现根据28d试验成果~提交配合比试验为最终报告。 2 混凝土、砂浆设计技术要求及检测依据
2.1 技术要求
混凝土、砂浆配合比技术要求见表1。
表1 混凝土、砂浆主要技术指标表
设计坍落度序号 配合比种类 强度等级 使用部位 ,稠度,,mm,
桥梁下部结构1 常态混凝土 C30 70,90 和钢筋砼护栏
桥梁上部结构2 常态混凝土 C50 70,90 和桥面铺装层
3 水泥稳定层 4% / 路面基层
4 常态混凝土 弯拉4.5MPa 40,60 路面面层
浆砌石边沟、护5 水泥砂浆 M7.5 80,100 坡及护面墙
路基浆砌片石6 水泥砂浆 M10 80,100 挡土墙 2.2 检测依据
(1) 《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T 5330-2005)
(2) 《水工混凝土试验规程》,DL/T 5150-2001,
(3) 《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)
(4) 《水工混凝土砂石骨料试验规程》(DL/T 5151-2001)
(5) 《水工混凝土施工
》(DL/T 5144-2001
(6) 《公路路面基层施工技术规范》,JTJ034-2000,
(7) 《公路工程集料试验规程》,JTJE42-2005,
(8) 《公路工程质量检验评定
》,JTGF8/1-2004,
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(9) 《公路工程路基路面现场测试标准》,JTJ059-95,
3 原材料试验
3.1 水泥
本次配合比试验采用嘉华P.O42.5R水泥~其物理性能检测成果见表2~本次试验用水泥所检指标均满足标准GB175-2007要求。
表2 水泥检测成果表
凝结时间 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 水泥 安定性 标准
品种 ,mm, 稠度(%) 初凝min 终凝min 3d 28d 3d 28d
P.O42.5R 1.0 26.4 172 228 25.3 48.6 5.1 8.6
P.O42.5R ?5.0 / ?45 ?600 ?22.0 ?42.5 ?4.0 ?6.5 3.3 细骨料
本次试验采用金口河八方圆石料场生产的天然砂~检测成果见表3,4。
表3 细骨料品质检测成果表
细度 含泥量 泥块含量 堆积密度 表观密度 检测项目 3模数 (%) (%) (%) (kg/m)
检测成果 2.88 0.2 0 1350 2640 规范要求 / ?3 不允许 / ?2500
表4 细骨料颗粒级配检测成果表
累计筛余百分率 (%)
筛孔尺寸 检测结果
10.0mm 5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.630mm 0.315mm 0.160m
实测值 0.0 8.4 30.0 48.4 65.0 74.0 89.0
F.M=2.88 ?区 0 0,10 5,35 35,65 71,85 80,95 90,100 标准颗粒级
配累计筛余?区 0 0,10 0,25 10,50 41,70 70,92 90,100 符合 / 区
区 ?区 0 0,10 0,15 0,25 16,40 55,85 90,100
由表3、表4可知~细骨料所检项目均满足规范DL/T 5144-2001要求。
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3.4 粗骨料
3.4.1粗骨料品质检测
采用金口河八方圆砂石料场生产的,5,20,mm、,20,40,mm的碎石~粗骨料送样后进行筛除超逊径处理~品质检测成果见表5。
表5 粗骨料品质检测成果表
粒径 表观密度 含泥量 泥块含量 针片状,%, 堆积密度 3,mm, ,kg/m, (,) (,)
5,20 2780 0.4 0 0 1600
20,40 2750 0.1 0 0 1450 规范要求 ?2550 ?1 不允许 ?15 /
由表5可知~粗骨料所检项目均满足规范DL/T 5144-2001要求。 3.5 混凝土拌和用水
室内试验采用试验中心生活用水~现场施工应采用生活用水或清洁水。 4 室内配合比试验
4.1 混凝土配合比试验
4.1.1 混凝土配合比试拌成果
根据委托方要求及提供的原材料情况~室内试验时石子各级配比例采用:,5,20,mm:,20,40,mm,50:50~进行C30、C50混凝土配合比室内试验~本次试验采用假定容重法~经过混凝土拌和物室内容重试验结果验证。假定二级配混凝土的
3容重为2450kg/m~室内试验成果见表6
表6 混凝土试验成果表
抗压强度 实测 配合比水 用水量砂率 容重,MPa, 混凝土种类 级配 坍落度 3编号 胶比 ,kg, ,,, ,kg/m, ,mm, 7d 28d
175 PBG-1 0.45 34 90 35.1 43.9 2450 C30、C50混二 凝土 189 PBG-2 0.36 30 86 55.3 66.5 2450
4.1.2 混凝土抗压强度回归方程式
根据表6中混凝土二级配28d抗压强度试验成果~计算出28d抗压强度与胶水
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比关系曲线图~见图1。
图1 28天抗压强度比与胶水比关系曲线图50y = 21.467x-9.6111 45R^2 = 0.99964035302528天抗压强度20151.21.41.61.822.22.42.6胶水比
4.1.3 混凝土水胶比计算
按《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T 5330-2005) 的规定~根据混凝土设计等级的保证率及混凝土强度标准差~混凝土配制强度计算式为: f=f,tб cu~0cu~k
式中: f -- 混凝土配制强度 MPa, cu~0
f -- 混凝土设计强度标值 MPa , cu~k
t -- 概率度系数,
б -- 混凝土强度标准差 MPa。
混凝土的配制强度见表7。
表7 混凝土配制强度表
混凝土设计 强度保证率 概率度系数 强度标准差 配制强度
强度等级 (%) t б,MPa, (MPa)
C30 95 1.645 4.5 37.4
C50 95 1.645 4.5 57.4
根据图1中的回归方程式~求得满足C30、C50配置强度要求的水胶比为0.45、0.36~故推荐C30混凝土配合比的水胶比为0.45~ C50混凝土配合比的水胶比为0.36。
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4.2 路面砼配合比
4.2.1混凝土水胶比计算
1, fc=fr/1-1.04cv+ts=4.5/1-1.04?0.15+0.46?8%=5.12Mpa Fc-配制 28 天弯拉强度的均值,Mpa,
Fr-设计弯拉强度标准值,Mpa,
cv-按表取值 0.15
s-无资料的情况下取值 8%
t- 按表取值 0.46
2,水灰比(W/C)的计算
W/C=1.5684/,fc+1.0097-0.3595fs,= 0.44
Fs-水泥实测 28 天抗折强度,Mpa,
3,查表确定砂率(βs ), 34%
4,确定单位用水量(mwo)
根据施工条件出机坍落度宜控制在 10―50mm
查表mwo =170 kg/m3
5,确定单位水泥用量(mco)
C0=(c/w)wo=170/0.44=386 kg/m3 6,计算粗集料用量,mgo, 、细集料用量,mso,
将上面的计算结果带入式中
mco+mwo+mso+ mgo,2450
βs,mso?,mso+ mgo,×100
砂,mso,用量为 644 kg/m3~碎石,mgo,用量 1250 kg/m3,
(1)初步配合比为:
水泥:碎石:砂 ,386:1250:644,1:3.24:1.67,水灰比 ,0.44 (2)调整工作性~提出基准配合比
1,计算水泥混凝土试拌材料用量:
按初步配合比试拌水泥混凝土拌和物 30 L~各种材料用量为: 水泥,386?0.03= 11.58 kg ,水,170?0.03=5.1kg,砂,644?0.03= 19.32
kg,碎石,1250?0.03= 37.50 kg
2,调整工作性 按初步配合比拌制水泥混凝土拌和物~测定其粘聚性~保水性~
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坍落度。 坍落度测定值为 25mm ~粘聚性和保水性良好~坍落度符合规范要求~在基准 配合比的水灰比上下浮动 0.03 试配三种水灰比的试件。
4、检查强度及确定试验室配合比
7 天抗折28 天抗折强
水泥用量 实测坍落 度
试配号 水灰比 强度平均度平均值
kg/m3 (mm)
值,MPa, ,MPa, 试配 1 0.47 361 3.6 6.2 26 试配 2 0.44 386 4.0 7.1 25 试配 3 0.41 415 5.2 8.3 24
2,计算混凝土湿表观密度 ,2450 kg/m3 实测混凝土湿表观密度 ,2458 kg/m3
按实测湿表观密度修正后各材料用量:
水泥 , 386 kg/m3,水, 170 kg/m3,碎石, 1255kg/m3,砂,647kg/m3
3,确定试验室配合比:质量比
水泥:碎石:砂 , 386:1255:647,1:3.25:1.68 , 水灰比 ,0.44 4.2.2混凝土路面配合比试验结果
表8 室内配合比试验检测结果表
3材料用量(kg/m) 抗折强度,MPa, 坍落度水灰比 维勃
(mm) 水 水泥 砂 小石 中石 7d 28d
0.44 170 386 647 628 628 4.0 7.2 20S 50
4.3水泥稳定碎石基层4%配合比试验
结合现场材料质量~出具施工配合比是水泥:碎石=4%:96%~对水稳拌合进行调试~确定水稳拌合的各种材料用量~其混合集料符合规范要求。水泥稳定碎石集料级配范围见下表
筛孔,mm, 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 重量百分100 90-100 72-89 47-67 29-49 17-35 8-22 0-7 比,%,
水泥用量严格按施工配合比要求的4%进行配制。
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4.4 砂浆配合比试验
砂浆配合比试验分别采用东森P.O42.5R水泥~砂浆配合比室内试验成果表见表9。
表9 室内配合比试验检测结果表
3材料用量(kg/m) 抗压强度,MPa,
水灰比 稠度(mm)
水 水泥 砂 7d 28d
0.70 300 429 1271 15.7 21.1 74
0.75 300 400 1300 12.1 16.2 88
0.93 300 323 1300 9.8 13.3 95 4.5 推荐砂浆水灰比
按《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T 5330-2005) 的规定~根据设计的强度保证率及选用强度标准差~配制强度计算式为:
f=f,tб cu,0cu,k
式中: f -- 混凝土配制强度 MPa, cu~0
-- f 混凝土设计强度 MPa, cu~k
t -- 概率度系数,
-- б 混凝土强度标准差 MPa。
砂浆的配制强度见表10。
表 10 砂浆配制强度表
设计 强度保证率 概率度系数 强度标准差 配制强度
强度等级 ,%, t б,MPa, (MPa)
M7.5 95 1.645 3.5 13.3
M10 95 1.645 3.5 15.8
根据表10计算出的配置强度~
表8中的砂浆抗压强度结果~当水胶比选用0.75时砂浆28天抗压强度值满足配置强度要求~推荐使用M10砂浆配合比水胶比为0.75、M7.5砂浆配合比的水胶比为0.93。
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5 推荐混凝土及砂浆施工配合比
表11 推荐混凝土及砂浆施工配合比表
3混凝土、砂浆材料用量 (kg/m) 配合比 强度 水 砂率
种类 等级 胶比 (%) 水 水泥 砂 小石 中石 混凝土 C30 0.45 35 175 389 660 613 613 混凝土 C50 0.36 30 189 525 524 598 598
弯拉混凝土 0.44 34 170 386 647 628 628 4.5MPa
水泥稳定层碎无侧限水泥掺量按设计4%,骨料级配推荐为 10-30mm碎石37%、 10-20mm碎石基层 抗压2.2 石22% 、5-10mm碎石14% 、石屑27%
水泥砂浆 M7.5 0.93 100 300 323 1300 / / 水泥砂浆 M10 0.75 100 300 400 1300 / /
3~砂浆假1.配合比计算采用假定容重法~二级配混凝土假定容重为2450 kg /m3定容重为2000 kg /m,
备注 2.骨料采用饱和面干状态~施工过程中应根据骨料含水情况扣除相应的用水量,
3.水泥采用嘉华P.O42.5R水泥,
4.砂子、小石、中石生产厂家为金口河八方圆砂石场。
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