采用聚羧酸外加剂的高性能混凝土用于灌注桩的配合比设计辅导材料.doc

客运专线工程辅导材料采用聚羧酸外加剂的高性能混凝土用于灌注桩的配合比设计一、配合比设计参数的确定1、水胶比设计通常设计范围为0.380.422、掺合料设计通常设计范围为：1） 单掺粉煤灰：2540%，常用掺量范围2530%；2） 粉煤灰和矿粉复合掺入，通常组合为1540%+1045%，合计总量为3060%3、容重设计：按照不同的掺合料用量、不同的骨料品种、工程要求或配比施工性能要求的含气量的差异容重不定，但材料确定情况下，根据材料具体情况和设计思路可确定相对明确的设计范围。4、浆体（以及含气量）设计灌注桩混凝土配合比建立在可灌筑性的前提下，根据国内骨料的空隙率普遍情况，应保证浆体含量（含胶凝材料、水、外加剂中的水、含气量）通常不得低于0.330.34m3/m3，骨料合计体积不应高于0.67 m3/m3，在骨料最大粒径偏小的情况下，尤其应保证浆体含量不低于0.335 m3/m3，按此参数设计时还应考虑骨料表面状态和骨料吸水率的影响，防止浆体含量的不足。按浆体含量、水胶比、掺合料比例设计以及表观密度数值可进行浆体设计并确定含气量设计值。含气量的设计涉及到工程的要求和具体配合比的需求，如工程有明确要求，则浆体应考虑含气量数值来确定浆体的设计。5、骨料设计按照骨料情况可进行骨料的设计，通常应根据砂的筛分颗粒级配结合细度模数情况、表面情况（来源形成的特点）、吸水率和含泥情况、石子的空隙率、针片状情况、表观密度情况等综合考虑，确定适宜的骨料设计，通常：1）、在砂0.16mm以下颗粒含量少的情况下，由于对于浆体内聚力不足，应采取增加胶凝材料、削弱浆骨比对含气量的依赖、降低外加剂使用量而削弱浆体流动性和对水的敏感性；2）、砂表面状况、吸水率不良时，应降低砂使用量，防止因此增加导致外加剂量增加，引起拌和物性能不稳定；3）、通常粗细骨料体积比原则为砂4043%：石子6057%，应按照骨料具体特点进行调整。通过上述浆体、含气量、骨料设计，即可确定容重，确定配合比，根据配合比选择适宜的外加剂用量和含气量，使拌和物容重满足设计要求，性能满足施工，其它性能满足工程要求。二、需要的材料性能参数1、 材料的表观密度，主要是骨料的，因品种差异且在配比中含量大，应力求准确，如无法获得，可通过观察确定粗骨料的种类，假定表观密度进行设计，按照含气量和实际容中来推定，胶凝材料因量少，数值不一定需要非常准确，在未知的情况下可按照C 3.15、FA 2.2、KF 2.8的表观密度来设计，误差相对不大；2、 粗细骨料的筛分结果等资料，砂的颗粒级配资料应准确，以便于分析问题。三、设计示例1、 原材料水 泥：PO 42.5；粉煤灰：II级低钙灰；矿 粉：S95，380420m2/kg；外加剂：聚羧酸系，固体含量20%；砂：长江砂，II区，细度模数2.6，表观密度2.60 kg/m3石 子：531.5mm连续级配，表观密度2.71 kg/m3，空隙率45%2、设计要求C30灌注桩混凝土，56d电通量1500C。3、设计过程示例1）按照设计耐久性要求，水胶比确定为0.40，胶凝材料方案为水泥：粉煤灰：矿粉=50：35：15；2）按照施工特点，假定浆骨比为0.335：0.665；3） 假定外加剂掺量1.0%4） 计算总胶凝材料X，则得到0.5X/3.15+0.35X/2.2+0.15X/2.8+0.4X/1.0+10A=335即：0.7713X+10A=335（a）假定总胶凝材料400kg/m3，则A=2.6%；则浆体组成：水泥200，粉煤灰：140，矿粉：60，外加剂：4，水：160（含外加剂中水），气2.6%（b）假定总胶凝材料370kg/m3，则A=5.0%；则浆体组成：水泥185，粉煤灰：130，矿粉：55，外加剂：3.7，水：148（含外加剂中水），气5.0%（c）假定含气量4%，则总胶凝材料382kg/m3，则浆体组成：水泥191，粉煤灰：134，矿粉：57，外加剂：3.82，水：153（含外加剂中的3），气4.0%（d）假定含气量5%，则总胶凝材料370kg/m3，则浆体组成：水泥185，粉煤灰：130，矿粉：55，外加剂：3.7，水：148（含外加剂中的3），气5.0%5）骨料计算：（a）假定体积砂率41%，则砂为0.41*0.665*2600=709，石子为0.59*0.665*2710=1063推算重量砂率：709/（709+1063）= 40%（b）假定体积砂率42%，则砂为0.42*0.665*2600=726，石子为0.58*0.665*2710=1045推算重量砂率：726/（726+1045）= 41% 6）配比计算（a）按照总胶凝材料400kg/m3得出设计配比如下：C：FA：KF：S：G：W：AD=200：140：60：709（726）：1063（1045）：157：4设计含气量：2.6%；设计容重：2333 kg/m3；设计水胶比：0.40；设计浆骨比：0.335：0.665；设计重量砂率：40%（41%）（b）按照总胶凝材料370kg/m3得出设计配比如下：C：FA：KF：S：G：W：AD=185：130：55：709（726）：1063（1045）：145：3.7设计含气量：5.0%；设计容重：2290 kg/m3；设计水胶比：0.40；设计浆骨比：0.335：0.665；设计重量砂率：40%（41%）（c）按照含气量4%，得出设计配比如下：C：FA：KF：S：G：W：AD=191：134：57：709（726）：1063（1045）：150：3.82设计含气量：4.0