耐久性混凝土配合比设计总结学习资料

1、学习 好资料耐久性混凝土配合比设计总结1、总结混凝土工程在铁路桥涵、 隧道、涵洞等工程中都是一个极其重要 的分项工程，使用的混凝土不仅涉及常态混凝土，泵送混凝土，而且 涉及喷射混凝土、 水下混凝土、 预应力混凝土等专业要求较高的混凝 土类型。随着混凝土的发展及人们对工程质量要求的越来越严， 混凝 土耐久性的质量要求与控制越来越受到人们的关注， 为了做好通灌铁 路工程混凝土的配合比设计， 使配制的混凝土达到设计要求的结构安 全、使用功能和耐久性能， 满足设计使用年限内正常运营的需要（即 满足铁路客运专线工程结构耐久性要求） ，特对此标段耐久性混凝土 配合比设计进行总结。2、原材料的选择与质量要求

2、由于目前混凝土配合比报批时须提供原材料检验报告和总碱量、 氯离子等指标的计算成果，因此，混凝土配合比设计试验前应按铁 路混凝土工程施工质量验收补充标准 （铁建设 2005160 号）要求 对水泥、粗细骨料、拌和用水、外加剂、粉煤灰、矿渣粉等原材料进 行全部指标的检验，在配合比试验前应完成常规项目的试验。2.1 水泥2.1.1 水泥宜选用硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥， 水泥的混合材宜为 矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅 酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。更多精品文档学习 好资料2.2 细骨料2.2.1 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙

3、率小 的洁净天然河砂，也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂。2.2.2 细骨料的粗细程度应按细度模数分为粗、中、细三级，其细度 模数分别为：粗级： 3.7-3.1 ；中级： 3.0-2.3 ；细级： 2.2-1.6 。 配制混凝土时宜优先选用中级细骨料 （预应力预制梁要求细度模 数为 2.6 3.0 ）。当采用粗级细骨料时，应提高砂率，并保持足够的 水泥或胶凝材料用量， 以满足混凝土的和易性； 当采用细级细骨料时， 宜适当降低砂率。泵送混凝土、抗渗混凝土宜选用中级细骨料。2.2.3 细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验， 试样经 5 次循 环后，其质量损失不应大于 8%。细骨料的吸水

4、率不应大于 2%。当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验， 确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。2.2.4 细骨料应采用砂浆棒法检验其碱活性， 且砂浆棒的膨胀率应小 于 0.10%；2.3 粗骨料2.3.1 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数 小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。2.3.2 混凝土应采用二级或三级级配粗骨料。其松散堆积密度宜大于 1500kg/m3，紧密空隙率应小于 40%，吸水率应小于 2%（用于干湿交更多精品文档学习 好资料替或冻融环境条件下的混凝土应小于 1%）。2.3.3 粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层

5、厚度的2/3 （在严重腐蚀环境条件下不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的1/2 ），且不得超过钢筋最小间距的 3/4 。配制强度等级 C50及以上预 应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径（圆孔筛）不应大于 25mm。2.3.4 当粗骨料为碎石时， 碎石的强度可用岩石抗压强度表示， 且岩 石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于 1.5 （预应力预制梁要求 岩石抗压强度与混凝土强度等级之比应大于 2）。施工过程中碎石的 强度可用压碎指标值进行控制。碎卵石的强度应用压碎指标值表示。2.3.5 粗骨料应采用岩相法检验其矿物组成。若粗骨料含有碱 - 硅酸 反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于 0.10%，当粗骨料

6、的碱 - 硅酸 反应砂浆棒膨胀率在 0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足表 2-3 的要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在 0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱 含量满足表 2-1 规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物 掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。不得使用具有碱 - 碳酸反 应活性的骨料。表 2-1 混凝土最大碱含量（ kg/m3）设计使用年限级别一（100 年）二（60 年）三（ 30年）环境条件干燥环境3.53.53.5潮湿环境3.03.03.5含碱环境*3.03.0注：（1） “ *”表示混凝土必须用非碱活性骨料更多精品文档学习 好资料（2）混凝土的总碱含量包括

7、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 煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的 1/6 ，矿渣粉的可溶性碱含量取 矿渣粉总碱量的 1/2 ，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的 1/2 。（3）干燥环境是指不直接与水接触、 年平均空气相对湿度长期不 大于 75%的环境；潮湿环境是指长期处于水下或潮湿土中、干湿交替 区、水位变化区以及年平均相对湿度大于 75%的环境；含碱环境是指 直接与高含盐碱地、 海水、含碱工业废水或钠 （钾）盐等接触的环境； 干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时，均按含碱环境对待。 2.4 水2.4.1 拌和用水可采用饮用水。2.

8、4.2 用拌和用水与用蒸馏水 （或符合国家标准的生活饮用水） 进行 水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于 30min，其初凝与终凝时间尚应符合有关水泥的国家标准的规定。2.5 外加剂2.5.1 外加剂应采用减水率高、 塌落度损失小、 适量引气、 质量稳定、 能满足混凝土耐久性能的产品。 当将不同功能的多种外加剂复合使用 时，外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适应性。 宜选用多 功能复合外加剂。更多精品文档学习 好资料2.6 掺和料2.6.1 矿物掺和料应选用品质稳定的产品， 其品种宜为粉煤灰、 磨细 矿渣粉。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、 拌和物性

9、能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。3 高性能混凝土配合比设计的要求3.1 一般规定3.1.1 C30 及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于 400kg/m ，C35 C40混凝土不宜高于 450kg/m3，C50混凝土不宜高于 500kg/m3. 。3.1.2 混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、 矿渣粉等矿物掺 和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、 拌 和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般情况下，矿 物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的 20%。当混凝土中粉煤灰掺量 大于 30%时，混凝土的水胶比不宜大于 0.45 . 。预应力混凝土以及处 于冻融环

10、境中的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于 30%。试验时可根据 已取得的试验成果，按粉煤灰、矿渣粉各 20的掺量选取。3.1.3 混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的外加剂，宜选用 多功能复合外加剂。3.1.4 钢筋混凝土结构的混凝土氯离子总含量 （包括水泥、 矿物掺和更多精品文档学习 好资料料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过 胶凝材料总量的 0.10%，预应力混凝土结构的混凝土氯离子总含量不 应超过胶凝材料总量的 0.06%。3.1.5 混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求。 当设计无具体要 求时，含气量应按下表控制表 3-1 混凝土含气量环境条件混凝土无抗冻要求混

11、凝土有抗冻要求D1D2、D3D4含气量（ %）2.04.05.05.53.1.6 当设计对混凝土的弹性模量、 抗渗等级有要求时， 其弹性模量、 抗渗等级应符合设计要求。3.2 高性能混凝土耐久性指标要求铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 （铁建设 2005157 号）3.2.1 规定： “铁路混凝土结构耐久性应根据结构的设计使用年限、 环境类别及其作用等级进行设计”；而 3.1.2 规定：“当同一铁路混 凝土结构的不同部位或构件所处的环境类别及其作用等级不同时， 应 根据实际情况分别进行耐久性设计” 。铁路混凝土结构所处环境类别分别为碳化环境、 氯盐环境、 化学 侵蚀环境、 冻融破坏环境和磨蚀环

12、境。 通灌铁路 DT3标段混凝土结构 环境类别及作用等级按下列要求确定。更多精品文档学习 好资料进行耐久性混凝土配合比设计时，对混凝土结构所处的环境类 别、作用等级应首先按照设计文件、设计图纸规定执行；设计文件、 设计图纸规定不明确时按 铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 （铁 建设 2005157 号）及铁建设 2007140 号执行。根据确定的环境类别、 作用等级以及通灌铁路工程设计使用年限 100 年的要求，按照铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定确定电 通量、抗冻性等耐久性指标。3.2.2 混凝土的耐久性指标（1）混凝土的耐久性一般包括混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀 性、抗冻性、耐磨性及抗碱

13、- 骨料反应性等，混凝土耐久性指标应根 据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级等确定。4 混凝土配合比设计步骤4.1 混凝土配合比参数的选定根据设计要求、相关验收标准、施工规范等要求，结合混凝土所 处环境、使用部位、构件状况、施工方式、当地原材料状况，编制混 凝土配合比设计计划， 确定混凝土技术指标和原材料种类。 核对供应 商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量等资 料，初步选定混凝土的水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌和水的 品种以及水胶比、胶凝材料总用量，矿物掺合料和外加剂的掺量。当 设计无明确要求时，按规定选定。4.2 混凝土配合比设计方法参照普通混凝土配合比设计

14、规程 JGJ55 的规定计算单方混凝 土中各种原材料组分用量，并核算配合比的水胶比、胶凝材料总量、更多精品文档学习 好资料总碱含量和氯离子含量是否满足要求。 否则应从新选择原材料或调整 计算的配合比，直至满足要求为止。5混凝土配合比试配和调整（1）采用工程中实际使用的原材料和搅拌方法，根据确定的混 凝土配合比，通过适当调整混凝土外加剂用量或砂率， 调配出坍落度、 含气量、泌水率符合要求的混凝土配合比。试拌时，每盘混凝土的最 小搅拌量应在 15L 以上。该配合比作为基准配合比。（2）改变基准配合比的水胶比、胶凝材料用量、矿物掺合料掺 量、外加剂掺量或砂率等参数， 调配出拌合物性能与要求值基本接近

15、 的配合比 3-5 个。（3）按要求对上述不同配合比混凝土制作力学性能、弹性模量、 耐久性能和抗裂性能对比试件，养护至规定龄期时进行试验。其中， 抗压强度试件每种配合比宜制作 4 组，标准养护至 1d、3d、28d、56d 时试压，试件的边长可选择 150mm或 100mm（强度等级 C50 及以上的 混凝土试件边长应采用 150mm）；抗裂性对比试验参照铁路混凝土 工程施工质量验收补充标准附录 C 规定的方法试验，耐久性能、弹 性模量试件的制作、养护应根据施工具体要求确定。（4）从上述配合比中优选出拌合物性能和抗裂性优良、抗压强 度适宜的一个或多个配合比各成型一组或多组耐久性试件， 养护至规

16、 定龄期时进行试验。（5. ）根据上述不同配合比对应混凝土拌合物的性能、 抗压强度、 抗裂性以及耐久性能试验结果， 按照工作性能优良、 强度和耐久性满更多精品文档学习 好资料足要求、经济合理的原则， 从不同配合比中选择一个最适合的配合比 作为理论配合比。（6）采用工程实际使用的原材料拌合混凝土，测定混凝土的表 观密度。当混凝土拌和物表观密度实测值与计算值之差的绝对值超过 2%时，应对理论配合比进行校正 （即以理论配合比中每项材料用量乘 以校正系数后获得的配合比作为混凝土配合比） 。校正系数按下式计 算：校正系数 =实测拌合物密度值 / 理论配合比拌合物密度值（7）当混凝土的力学性能或耐久性能试

17、验结果不满足设计或施 工的要求时， 则应重新选择原材料， 按上述步骤重新试拌和调整混凝 土配合比，直至满足要求为止。（8）当混凝土原材料、施工环境温度等发生较大变化时，应及 时调整混凝土配合比。6 混凝土配合比选定试验铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 规定混凝土配合比选 定试验的检测项目应符合表 6-1 的规定。表 6-1混凝土配合比选定试验的检测项目序号检测项目试验方法1坍落度普通混凝土拌和物性能试验方法必检2泌水率标准（GB/T50080）更多精品文档学习 好资料3含气量4抗裂性铁路混凝土工程施工质量验收补 充标准附录 C5抗压强度普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081）6电通量铁路混凝土工程施工质量验收补充标准附录 H7弹性模量普通混凝土力学性能试验方法标准（ GB/T50081）根据结构所处 环境类别、设 计要求等进行 试验。8抗冻性普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ82）9耐磨性水泥胶砂耐磨性试验方法（JC/