【清水混凝土原料的选用及配合比设计与试验分析4300字】

清水混凝土原料的选用及配合比设计与试验分析一、配合比的配制思路根据原材料的各项性能指标，确定最佳施工配合比，使混凝土配合比实现最大施工价值，为清水混凝土桥梁的顺利实施提供有力保障。清水混凝土配合比的设计顺序与普通混凝土配合比相同。它必须经过仔细的计算、反复的试配和不断的调整，才能确定最佳的施工配合比。未经试配的配合比不得用于工程施工。精心计算是基础，反复试配是重点。在试配的基础上，经过认真分析和适当调整，最终将性能最稳定的配合比用于清水混凝土工程。判断清水混凝土外观质量的主要指标是配合比，配合比与选用的工程原材料密切相关。为了保证清水混凝土的外观和颜色，需要进行大量的试验比较，并详细分析水泥、粉煤灰、外加剂、砂石和水的规格和用量。二、配合比的配制依据本桥梁工程配合比设计和试验依据最新国家标准，包括:针对混凝土结构满足各种性能的规范要求，混凝土配制中所需原材料(如砂、石、外加剂等)的质量标准，相应的接近检测方法，试配中配合比的技术要求和计算过程等。同时，结合该桥的实际施工情况，与成熟的公路桥涵标准进行对比，得出有效的信息，为后续配合比的最终确定做充分的准备。三、原材料的质量要求清水混凝土最佳配合比的确定不仅使桥梁具有足够的强度和刚度，而且使结构具有良好的实用性和耐久性，这就要求混凝土拌合物的坍落度在1小时后不会发生太大变化，不会造成离析，同时满足良好的和易性、粘结性和保水性的要求。1.各个原材料的规格要求(1)水泥:同一项目选用同一供方、同一强度等级、同一规格型号。本工程选用普通硅酸盐水泥，要求水泥强度不小于42.5。(2)粉煤灰:i级粉煤灰作为清水混凝土的外加剂，能保证清水混凝土的和易性和实用性，既节约水泥和细骨料，又能减少用水量;它不仅可以改善混凝土的和易性，而且可以防止混凝土的徐变。因此，这种新型的环保工程材料可以提高整个清水混凝土工程的抗渗性和耐久性。(3)掺合料:根据工程经验,减水剂浓度越大,混凝土含气量越大,和很容易形成孔隙表面上,所以掺合料的用量不应太大,应该控制在水泥用量的1%。本工程选用JP-PC掺合料。(4)砂:采用庐山中砂，泥浆含量和泥块含量符合规范的相关标准，以保证混凝土配合比的和易性和稳定性。(5)碎石:选用20mm以下的良级配碎石，含粉量和针状颗粒量应符合规范标准，属于连续级配II级。(6)水:饮水就足够了。2.各个原材料的技术指标(1)水泥选择:本工程选用河南田瑞集团郑州水泥有限公司生产的P42.5级普通硅酸盐水泥。这种水泥的养护强度为28d，需要较长的初凝和终凝时间。本工程水泥的初凝时间为170分钟，终凝时间为245分钟。水泥物理性能指标见表8-1。表8-1P42.5水泥物理性能试验(2)选用庐山中砂为砂，细度模量为2.7，满足细度模量为2.43.1的要求。用该砂配制的混凝土混合料具有良好的和易性，不易造成离析和泌水，有利于混凝土质量的把握。砂土物理性能试验结果如表8-2所示。表8-2砂的物理性能试验(3)嘉鱼地区生产砾石，粒度为5〜20mm，级配良好。物理性能测试结果见表8-3。表8-3碎石的性能指标试验(4）外加剂:外加剂在混凝土工程中的使用已经成为一种趋势。从使用的角度来看，它能有效改善混凝土的性能；从经济角度看，可以有效提高施工技术，降低工程成本；从利润的角度来看，可以有效控制混凝土的初凝和终凝时间，使施工进度提前完成。外加剂一般可分为以下几种:如减水剂、蒸汽剂、泵送剂等，可改善清水混凝土外加剂的流动性；如增强剂、缓凝剂、速凝剂等，可以控制混凝土的初凝和终凝时间，增强硬度；如蒸汽剂、防水剂、抗诱导剂等，可以提高混凝土的强度和耐久性。在施工中，我们选用聚羧酸缓凝高效减水剂。根据清水混凝土的性能要求，经过一定时间后，坍落度损失会减小，混凝土配合比具有良好的和易性、保水和一定的缓凝效果。因此,JP-PC与高性能减水剂由北京洛拉化工有限公司,有限公司在这个项目中,采用及其减水剂效率是24%,20%和25%,明显的减速效果,可以有效地控制混凝土的温度变化,有效提高混凝土的流动性和可加工性。减水剂的性能指标如表8-4所示。表8-4JP-PC聚羧酸系高性能减水剂检验报告(5)粉煤灰:添加一定量的粉煤灰可以使混凝土混合料的保水性和柔韧性更好;减少水化热释放，有效减少温度变化引起的裂缝;还可减少水泥用量的10%和15%，从而降低整个工程的投入成本。本项目粉煤灰物理性能如表8-5所示。表8-5粉煤灰试验报告四、清水混凝土配合比工程技术要点本桥工程采用C25、C30、C50三种强度等级的清水混凝土，挡土墙采用C25清水混凝土。墩柱、桥台、护栏选用C30清水混凝土；选择C50级箱梁。松山南路新桥工程作为郑州第一座清水混凝土桥梁工程，对清水混凝土质量要求很高。因此，要严格掌握混凝土材料配合比和原材料质量比的允许偏差，通过多次试验确定最佳配合比。混凝土拌合物中掺入水泥的密度应大于320kg/m3，水泥与附加拌合物的允许偏差为2%；砂率需要保持比普通混凝土高1%和2%；粉煤灰掺量根据工程为ⅰ类粉煤灰，其掺量应控制在20%以下；搅拌混凝土的加水密度不得超过180kg/m3，水灰比不得超过0.50。五、清水混凝土配合比的最初设计混合强度的测定。混凝土的配制强度应参照设计规范中混凝土配合比的计算公式进行计算。混凝土制备强度的计算公式如下：其中:混凝土结构强度，MPa；是混凝土结构设计龄期的强度标准值(混凝土设计强度值)，MPa；t为概率系数；是混凝土结构抗压强度标准值的差值，MPa。根据最新的国家标准和混凝土结构的强制性要求，混凝土强度和混凝土配合比的计算方法采用混凝土结构抵抗外力的强度差值为关键值的方法。根据国家标准，从设计规定可以知道，混凝土结构的强度已经达到95%，公式中对应的T为1.645，因此混凝土配制的强度可以从上述公式改为：混凝土施工的初期，混凝土抵抗外力的强度数值因积累的数据缺乏，针对不同强度等级的混凝土的标准偏差值由设计规程确定。1.混凝土的施工配制强度计算C30清水混凝土配制强度由式()可得：=48.2（C30混凝土结构抗压强度标准值为40MPa)C30强度等级的清水混凝土水灰比通过上式计算得出：式中:W/C为混凝土的水灰比;为水泥的实测强度，MPa;和是回归系数。当没有得到实测的水泥抗外力强度时，等于水泥强度值与相应剩余系数的乘积。由设计规范可知:=42.5×1.16=49.3(MPa)，回归系数符合设计规范，碎石的回归系数分别为0.53和0.20。综上所述，由上式得W/C=0.53×49.3/(48.2+0.53×0.20×49.3)=0.49(保留两位小数）该水灰比小于清水混凝土最大水灰比0.5的要求，因此取该水灰比下C50清水混凝土配制强度如下：=60+1.645×6=69.87(C50混凝土结构抗压强度标准值60MPa)水灰比计算：W/C=0.53×49.3/(69.87+0.53×0.20×49.3)=0.35,同样符合要求。2.计算C30清水混凝土每立方米所需水量C30混凝土振捣的衰退是100~140毫米,最大粒径碎石20毫米,中粒砂被选中时,和混凝土塑性混凝土,这是由塑性混凝土的单位用水量表没有普通混凝土掺合料的混合设计规范。坍落度75~90mm，耗水量MW2=215kg/m3。根据设计规范，以坍落度90mm为基准，坍落度每增加20mm，每立方米混凝土同时加水5kg，坍落度超过180mm，用水量相应减少。结合本工程，混凝土搅拌站距离施工现场不远，混凝土运输时间保持在20~30min。根据混凝土每小时的坍落度损失，清水混凝土从搅拌机中取出后的坍落度不超过16030mm，故C30清水混凝土的坍落度可取：每立方米混凝土用水量为：式中：为混凝土拌和物的每立方米的用水量，kg/m3;为没有掺外加剂时预测的坍落度满足要求的混凝土的单位用水量，kg/m3；β为减水剂的减水率，％。因掺加郑州建派建材有限公司生产的JP-PC高性能减水剂，其减水率为24%;由上式得：3.确定C30清水混凝土单位水泥用量由上述式子得到混凝土中胶凝材料每立方米的用量为：混凝土的矿物添加料单位用量为：式中：为矿物添加料的掺量（％)。由规范可知，水灰比大于0.40,则添加料中最多的掺量为20%，所以由上式可得:综上所述，C30清水混凝土单位水泥用量：符合表8-6的要求。表8-6混凝土最大水灰比、水泥最小用量该工程中广泛使用水泥。通常，水泥的水化作用比较明显，使得混凝土内外温差变化过大，容易产生细裂缝。添加某些添加剂可以有效地改善这一现象。经过大量的混凝土试验，最终确定其掺量占胶凝材料的1.5%，从而确定每立方米混凝土的掺量为357kg/m3和1.5%的乘积，即5.36kg/m3。4.确定C30清水混凝土的砂率普通混凝土的坍落度范围是10〜60mm.C30清水混凝土水灰比为0.50，碎石最大粒径为20mm时，砂率分别为32%和37%。根据规范要求，坍落度一旦超过60mm，以表8-7为基准。坍落度每增加20mm，砂率调整1%。因此，当普通混凝土C30坍落度达到150mm时，混凝土的砂率为:表8-7试验结果对比值为了保证清水混凝土的饰面效果，要求砂率比普通混凝土高1%2%，因此清水混凝土C30砂率取38%。确定C30清水混凝土砂和碎石质量的公式如下：其中:为混凝土配合比单位预测质量，kg/m3，为2400kg/m3;结合工程经验;为混凝土配合比中粗骨料的单位含量，kg/m3;为混凝土配合比中细骨料的单位含量，kg/m3;为混凝土含砂比(%)，此处为38%;为混凝土矿物掺合料的单位用量，为71.4kg/m3;为混凝土水泥的单位用量，此处为285.6kg/m3;这里是单位用水量175kg/m3吗。5.清水混凝土配合比的试配过程根据规范要求，最好尝试用三种不同的混合比进行混合。相同用水量下，水灰比为0.49，另外两个水灰比分别增减0.05；在38%的基础上，砂率分别增加或减少1%。通过对以上结果的分析，最终确定第二组为清水混凝土C30的最佳配合比。通过7d和28d的混凝土抗压强度试验，结果表明清水混凝土外观质量稳定，无裂缝、气泡、蜂窝和坍落度损失，该配合比是可行的。要做好清水混凝土桥梁工程，最重要的是要使桥梁表面光洁如镜，这就要求适当的配合比。配合比由项目选用的原料和制备工艺决定。优先考虑工程的耐久性和经济适用性，并对最佳配合比方案进行了试验。本章有效综合运用上述观点，严格控制清水混凝土的搅拌原料，遵循和易性和含水率对材料性能的要求，列出材料的物理或化学性能，使其性能必须满足，本章根据2011年颁布的普通混凝土配合比新规定，计算相应的配合比强度。以C30清水混凝土为例，通过混凝土计算过程得出配合比。所得值均符合规范允许值。最后列出三组配合比值，由混合料的和易性和坍落度的稳定性确定最佳配合比。通过这种计算方法，得出清水混凝土强度等级C25和C50的最佳配合比。从拆模后护栏、挡土墙、箱梁的表面效果来看，颜色均匀，整体气泡少。气泡直径符合清水混凝土规范允许的标准要求，因此本次配合比符合清水混凝土要求。要准备好清水混凝土，需要做好以下几点：