C40C50混凝土配合比报告

葛洲坝集团试验检测有限公司南水北调中线总干渠叶县段工程施工3标工地试验室1、本标段工程情况简介 南水北调中线一期总干渠陶岔渠首至沙河南（中线建管局代建项目）叶县段施工3标（合同编号：ZXJ/SG/YXD-003）位于河南省叶县境内，渠段起点桩号201+500，终点桩号209+270，包括长7.77km的渠道及沿线布置的各类建筑物18座，包括：1座河渠交叉建筑物，5座左岸排水建筑物，3座渠渠交叉建筑物，6座公路桥，2座生产桥，1座下穿通道。主要工作内容包括合同范围建筑工程、机电设备安装、金属结构设备安装、通信管道采购及敷设、水土保持工程及施工期环境保护工程，以及为完成上述工作所必须的临时工程或设施等。主要工程量包括：土石方开挖约569万m3，土石方填筑约248万m3，混凝土约17万m3，钢筋约1.09万t，金结安装约578.50t，复合土工膜约63万m2。2、气候条件叶县段属温和地区，多年平均温度14.6。多年月平均最高气温发生在7月，其值为27.3；多年月平均最低气温发生在1月，其值为1.0。全年1月份温度最低，多年平均最低温度-5.1。7月份温度最高，平均最高温度31.8。3、主要仪器设备及环境序号仪器名称型号编号环境条件1数显式压力试验机YES-2000B型s10510352强制式单卧轴混凝土搅拌机SJD-60型10353混凝土振动台HZJ-0.8型05810354标准养护室(包括温湿度自控仪)3.6m5.4m2.4m202、湿度95%4、混凝土的技术要求混凝土技术要求见表1表1 混凝土技术要求序号混凝土设计强度等级 抗渗等级抗冻等级混凝土设计龄期粗骨料 级配粗骨料最大粒径强度保 证率P设计坍落度(mm)水泥品种 等级拟使用部位1C40-28d一20mm95%100120天瑞PO42.5支座垫层、桥面铺装等2C50-28d一20mm95%100120天瑞PO42.5T梁、箱梁等5、引用标准1 普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000 2 公路桥涵施工技术规范JTJ 041-20003 通用硅酸盐水泥GB 175-20074 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 1596-20055 粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ 146-19906 混凝土外加剂GB 8076-20087水工混凝土试验规程SL 352-20068水工混凝土施工规范DL/T 5144-20019普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 52200610聚羧酸系高性能减水剂JG/T223-200711混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-199512 招标文件（合同编号：ZXJ/SG/YXD-003）6、原材料试验结果6.1水泥水泥采用天瑞集团南召水泥有限公司生产的低碱PO42.5水泥，水泥物理力学及化学成分试验结果见下表2。表2 水泥物理力学及化学成分试验成果表检测项目技术标准检验结果比表面积(m2/kg)300369安定性雷氏夹法（mm）合格0.0凝结时间（min）初凝45149终凝600197胶砂强度（MPa）龄期（d）3 28 3 28 抗折强度3.56.55.68.7抗压强度17.042.529.448.2标准稠度用水量（%）/26.0密度（g/cm3）/3.10烧失量（%）5.03.61SO3含量（%）3.52.38MgO含量（%）5.03.43Cl-含量（%）0.060.015不溶物（%）/1.56碱含量（%）0.600.52试验结果表明：水泥物理力学性能及化学成分均符合GB175-2007国家标准要求。碱含量符合南水北调中线干线工程标准预防混凝土工程碱骨料反应技术条例中的标准要求。6.2粉煤灰粉煤灰采用平顶山姚孟电力粉煤灰开发有限公司生产的F类级粉煤灰，粉煤灰试验结果见下表3表3 粉煤灰性能试验成果表检测项目细度 （%）需水量比 （%）烧失量（%） 含水量（%）三氧化硫（%）碱含量 （%）密度（g/cm3）技术标准12.0955.01.03.01.5/检验结果5.8932.030.10.101.422.10试验结果表明粉煤灰的细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫符合GB/T 1596-2005国家标准要求。碱含量符合南水北调中线干线工程标准预防混凝土工程碱骨料反应技术条例中的标准要求。6.3粗集料粗集料采用方城县杨集乡殷店村石子厂生产的520mm碎石，其性能指标见表4。表4 粗骨料性能试验成果表检测项目技术标准检验结果表观密度(kg/m3) 25002728吸水率(%) 2.00.60 含泥量(%) 1.00.4泥块含量(%) 0.50.0 针片状颗粒含量(%) 155空隙率(%) 4744.3 有机物含量合格合格硫酸盐及硫化物含量(%)1.00.2 压碎指标(%)209.8坚固性(%)83堆积密度(kg/m3)13501520 试验结果表明该粗骨料符合公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011的规范要求。6.4细集料细集料采用方城县拐河镇东关砂厂生产的中砂，其性能指标见表5表5 细集料性能试验成果表检测项目技术标准检验结果细度模数2.63.02.6表观密度(kg/m3)25002687 含泥量(%)3.02.5 泥块含量(%)1.00.0 云母含量(%)2.00.2 硫酸盐及硫化物含量(%) 1.00.2 有机物含量合格 合格 轻物质含量(%)1.00.4 坚固性(%)84堆积密度(kg/m3)13501492空隙率(%)4744.5吸水率(%)-1.21 试验结果表明该粗骨料符合公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011的规范要求。6.5减水剂减水剂采用山西康特尔精细化工有限责任公司生产的“KTPCA”聚羧酸系高性能减水剂，其性能指标见表6。表6 “KTPCA”聚羧酸系高性能减水剂性能试验成果表检测项目技术标准检验结果减水率（%）2527泌水率比(%)6018含气量（%）6.03.5凝结时间差（min）+120+210抗压强度比（%）3天1551697天14515828天130152氯离子含量（按折固含量计）（%）0.60.05总碱量（%）15.05.89收缩率比（%）10098对钢筋锈蚀作用对钢筋无锈蚀作用对钢筋无锈蚀作用1h坍落度保留值（mm）/170硫酸钠含量（%）/0.70固体含量（%）/21.06密度(g/cm3)/1.047水泥净浆流动度（mm）/266试验结果表明该外加剂的减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、抗压强度比、对钢筋锈蚀作用、氯离子含量符合JG/T223-2007中的一等品要求。碱含量符合南水北调中线干线工程预防混凝土工程碱骨料反应技术条例中的标准要求。6.6混凝土拌合用水室内试验采用1#营地生活用水.7、混凝土配合比设计及试验7.1混凝土配制强度的确定依据公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011，混凝土配制强度按以下公式计算。fcu,0fcu,k+t式中： fcu,0混凝土配制强度，MPafcu,k混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值，MPat概率度系数，由强度保证率P选定混凝土立方体抗压强度标准差，MPa混凝土配制强度见表7表7 混凝土配制强度一览表序号混凝土设计强度等级fcu,k强度保证率P概率度系数t标准差 (MPa)配制强度fcu,0 (MPa)1C4095%1.6456.049.92C5095%1.6456.059.97.2混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的确定根据普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000表4.0.4的规定，最大水灰比和最小水泥用量的确定最大允许值不应超过表8的规定。表8 最大水灰比和最小水泥用量环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量(kg)素混 凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混 凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件不作 规定0.650.602002603002.潮湿 环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土和(或)水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和(或)水中的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.55 0.550.552502803003.有冻害的除冰剂的潮湿环境经受冻害和冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300注：1：当用活性掺和料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代的水灰比和水泥用量。 2：配制C15级及以下等级的混凝土，可不受本表限制。依据JGJ55-2000中5.0.3的规定，计算水灰比为：C40计算水灰比为W/C=a.fce/fcu,0+a.b.fce=0.43C50计算水灰比为W/C=a.fce/fcu,0+a.b.fce=0.36式中： fcu,0混凝土的配制强度，C40取49.9MPa、C50取59.9 MPa。fce水泥28d龄期抗压强度实测值，取48.2MPa。a、b回归系数。a取0.46，b取0.07根据普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000中表4.0.4的规定“水灰比0.60，水泥用量300kg/m3”的要求以及混凝土的使用部位，混凝土的强度，初步供试配的混凝土配合比的水灰比为： 0.29、0.31、0.33。7.3混凝土用水量的确定混凝土拌和物初选用水量以普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000表4.0.1-2的规定初步选定 JGJ55-2000初选用水量表拌合物稠度碎石最大粒径（mm）项目指标162031.540坍落度（mm）1030200185175165355021019518517555702202051951857590230215205195通过试拌确定：混凝土的用水量为150kg/m3。7.4砂率的确定混凝土最佳砂率选取原则：用选定的水胶比和用水量，每次增减1%进行试拌，坍落度最大时的砂率即为最优砂率。选定0.29、0.33为基准水灰比，单位用水量150kg/m3，粉煤灰掺量10%，减水剂掺量1.35%，砂率按34%、33%、32%、31%变化，试拌结果见表9、表10。表9 C40混凝土试拌结果 试验编号级配砂率（%）水胶比用水量（kg/m3）粉煤灰掺量(%)和易性析水情况坍落度(mm)棍度含砂情况粘聚性1一340.3316010上多较好无1052一330.3316010上中好无1153一320.3316010中中好无1104一310.3316010中少较好无100表10 C50混凝土试拌结果 试验编号级配砂率（%）水胶比用水量（kg/m3）粉煤灰掺量(%)和易性析水情况坍落度(mm)棍度含砂情况粘聚性1一340.2916010上多较好无1002一330.2916010上多较好无1103一320.2916010中中好无1204一310.2916010中少较好无115结论：由试拌结果看出，C40混凝土的最优砂率为33%、C50混凝土的最优砂率为32%、7.5粉煤灰掺量的确定根据粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ 146-1990表4.2.1的规定，粉煤灰取代水泥的最大限量的要求，混凝土选择粉煤灰掺量10%进行试配。GBJ 146-1990对粉煤灰取代水泥的最大限量混凝土种类粉煤灰取代水泥的最大限量（%）硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥预应力钢筋混凝土251510/钢筋混凝土、高强度混凝土、高抗冻融性混凝土、蒸养混凝土30252015中、低强度混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土、水下混凝土、地下混凝土、压浆混凝土50403020碾压混凝土655545357.6“KTPCA”聚羧酸系高性能减水剂掺量的确定经厂家推荐，减水剂掺量为胶凝材料的1.35%。8、混凝土配合比设计试验方案混凝土强度等级水泥品种、标号骨料 种类级配粉煤灰掺量（%）坍落度（mm）水灰比砂率（%）用水量（kg/m3）减水剂引气剂品种掺量（%）品种掺量（%）C40、C50混凝土天瑞PO42.5 天然砂 碎石一101001200.3334150聚羧酸1.35/0.31331500.29321509、混凝土配合比设计计算方法采用重量法计算：mc0+mg0+ms0+mw0=mcps=（ms0/mg0+ms0）100%式中mc0-每立方米混凝土的水泥用量(kg); mg0-每立方米混凝土的粗骨料用量(kg); ms0-每立方米混凝土的细骨料用量(kg); mw0-每立方米混凝土的用水量(kg);s-砂率(%);mcp-每立方米混凝土拌合物的假定重量 (kg);取2400kg。10、混凝土试验成果及分析(见表11)表11 混凝土试验成果表序号水胶比粉煤灰掺量（%）砂率 (%)用水量 (kg)水泥(kg)粉煤灰(kg)天然砂(kg)碎石520mm (kg)碎石2040mm (kg)减水剂（kg）坍落度(mm)抗压强度(MPa)7天28天10.331034150409456091181/6.1312042.951.520.311033150435485811180/6.5211546.955.730.291032150466525521173/6.9911050.160.2注：减水剂掺量为胶凝材料用量的1.35%。根据上表试验成果建立强度与胶水比关系曲线，28d强度与胶水比关系曲线见图1。图1根据胶水比与强度的线性关系确定C40、C50混凝土配合比的水胶比见下表12。表12混凝土设计强度等级水胶比C400.33C500.2911、推荐施工配合比根据混凝土实测表观密度进行混凝土校正，校正系数见表13。试验成果推荐施工配合比见表14。表13 混凝土校正系数序号水胶比砼表观密度计算值（kgm3）砼表观密度实测值（kgm3）校正系数10.33240024301.01220.31240024401.01730.29240024401.017混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值均未超过计算值的2%，所以本配合比不予以调整混凝土的校正系数。表14 推荐施工配合比混凝土设计强 度等级 级配坍落度(mm)水胶比砂率 (