高性能混凝土配合比设计

客专梁高性能混凝土配合比设计

1．1设计要求

混凝土的配合比设计应满足以下要求：

⑴客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（二００五年五月）

⑵客运专线高性能混凝土暂行技术条件（二００五年七月）

⑶高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T 18736-2002

⑷用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB/T 1596-2005

⑸建筑用卵石、碎石GB/T 14685-2001

⑹混凝土外加剂GB 8076-1997

⑺建筑用砂GB/T 14684-2001

⑻混凝土外加剂匀质性试验方法GB/T 8077-2000

1．2原材料的选用

1．2．1水泥

水泥应采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。技术要求见表1-1

表1-1 所用水泥技术要求列表

序号	项目	技术要求
1	比表面积	≤350㎡/㎏
2	80μm方孔筛筛余	≤10.0%
3	游离氧化钙含量	≤1.0%
4	碱含量	≤0.80%
5	熟料中的C3A含量	≤8%
6	氯离子含量	≤0.06%

水泥由重庆腾辉水泥厂提供，样品已经铁道部质检中心检验，检验报告未返回，经我试验室试验，水泥性能比较稳定。

 

1．2．2 粉煤灰和磨细矿渣粉

出于耐久性的考虑，高性能混凝土中掺加粉煤灰和磨细矿渣粉。粉煤灰采用一级粉煤灰。技术要求分别见表1-2，1-3

 

表1-2 粉煤灰的技术要求列表

序号	名称	技术要求
1	细度，%	≤12
2	Cl-含量，%	≤0.02
3	需水量比，%	≤100
4	烧失量，%	≤3.0
5	含水量，%	≤1.0
6	SO3含量，%	≤3.0
7	CaO含量，%	≤10

 

 

表1-3 磨细矿渣粉的技术要求列表

序号	名称	技术要求
1	MgO含量，%	≤14
2	SO3含量，%	≤4.0
3	烧失量，%	≤3.0
4	Cl-含量，%	≤0.02
5	比表面积，㎡/㎏	350～500
6	需水量比，%	≤100
7	含水率，%	≤1.0
8	活性指数，%，28	≥95

粉煤灰由内江热电厂和成都热电厂提供，磨细矿渣粉各项性能基本满足设计要求。

1．2．3 细骨料

细骨料采用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，试样经五次循环后其质量损失应不超过8%，其吸水率应不大于2%，砂中有害物质含量符合表1-4规定。

 

 

 

 

表1-4 砂中有害物质含量

序号	名称	质量指标
1	含泥量，%	≤2.0
2	泥块含量，%	≤0.5
3	云母含量，%	≤0.5
4	轻物质含量，%	≤0.5
5	氯离子含量，%	﹤0.02
6	硫化物及硫酸盐含量，%	≤0.5
7	有机物含量，%	颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应按水泥胶砂强度实验方法进行强度对比试验,抗压强度比不应低于0.95

 

1．2．4 粗骨料

粗骨料选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，其压碎指标不大于12，坚固性指标不大于5，粗骨料中有害物质含量符合表1-5规定。

表1-5 粗骨料中有害物质含量

序号	名称	质量指标
1	含泥量，%	≤0.5
2	泥块含量，%	≤0.25
3	针片状颗粒总含量，%	≤8
4	硫化物及硫酸盐含量，%	≤0.5
5	氯离子含量，%	﹤0.02

砂石料原为金堂、淮口、简阳等地，基本满足要求。已经取样送北京检验，报告未下发。

1．2．5 外加剂

外加剂采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间有良好的相容性。外加剂性能指标见表1-6

 

 

 

 

表1-6 外加剂性能指标

序号	名称			质量指标
1	水泥静浆流动度，㎜			≥240
2	硫酸钠含量，%			≤10.0
3	氯离子含量，%			≤0.2
4	碱含量，%			≤10.0
5	减水率，%			≥20
6	含气量，%			≥3.0
7	坍落度保留值，㎜		30min	≥180
			60min	≥150
8	常压泌水率，%			≤20
9	压力泌水率，%			≤90
10	抗压强度比	3d		≥130
		7d		≥125
		28d		≥120
11	对钢筋锈蚀作用			无锈蚀
12	收缩率比，%			≤135
13	相对耐久性指标，%，200次			≥80

外加剂经试验选用柯帅外加剂厂生产的聚羧酸外加剂,各项性均满足要求。厂家在成都，技术支持方便快捷。试验结果见附表。

1．3配合比计算

1．3．1 配制强度

配制强度按下式计算

——配制强度

——设计强度

  ——标准差，取6MPa

水灰比：W/B =0.32

W =160㎏ 

B =492㎏

C =320㎏ 

B =C+F+K

F =92㎏

K =80㎏

因砂偏细，经试验，砂率取值为:38%

粗骨料按(5～10):(10～20)=0.53:0.47进行混合

则砂为701㎏,石为1145㎏

其中；B——胶凝材料总量

      C——水泥

      F——粉煤灰

      K——磨细矿渣粉

试配方案见表1-7

表1-7 配合比试配方案

水灰比	0.33	0.325	0.32	0.315	0.31
水泥	320	320	320	320	320
粉煤灰	92	92	92	92	92
磨细矿渣粉	80	80	80	80	80
水	162	160	157	155	153
砂	698	701	701	701	702
石	1140	1140	1143	1145	1146
外加剂	4.92	4.92	4.92	4.92	4.92

各项力学性能指标及耐久性指标见附表

 

 

 

 

 

 

 

 

附表1 弹性模量试验结果

水灰比 龄期	0.330	0.325	0.320	0.315	0.310
10 d（MPa）	3.4×104	3.8×104	3.8×104	3.7×104	3.9×104
21 d（MPa）	3.8×104	4.03×104	4.1×104	4.14×104	4.06×104
28 d（MPa）	3.9×104	4.2×104	4.24×104	4.15×104	4.10×104

 

 

附表2 抗压强度试验结果

水灰比 龄期	0.330	0.325	0.320	0.315	0.310
1 d（MPa）	24.8	26.2	26.0	27.4	28.0
3 d（MPa）	33.7	38.9	39.5	40.8	40.3
7 d（MPa）	46.2	49.8	49.4	54.0	53.4
10 d（MPa）	50.1	54.0	53.9	55.0	56.0
21 d（MPa）	55.0	58.9	59.4	61.0	62.4
28 d（MPa）	58.4	60.4	60.2	64.8	66.0
56 d（MPa）	64.0	69.8	71.4	74.6	77.0

 

 

附表3 抗渗试验结果

水灰比 龄期	0．330	0．325	0．320	0．315	0．310
28 d	P18	P20	P20	P20	P18
56 d	P20	P20	P20	P20	P20

附表4 电通量(C)试验结果

水灰比 序号	0．330	0．325	0．320	0．315	0．310
1	810	754	770	694	618
2	728	648	672	686	724
3	748	732	788	735	661
4	764	584	801	751	587
5	696	660	739	626	640
6	757	700	643	596	628