一、设计依据
1、 图纸设计
2、 《普通混凝土配合比设计规程 》JGJ55-2011
3、 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
4、 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T50080-2002 5、 《普通混凝土力学性能试验方法》 GB/T50081-2002
6、 《普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009 7、 《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2010】241号 8、 《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010 9、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB 10415-2003 10、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ 203-2008 11、《铁路混凝土》TB/T3275-2011
二、设计说明
1、工程概况:新建和顺至邢台铁路工程HXZQ-1标,全长43.128km,正线起始里程为D1K0+000~D2K45+508,阳涉联络线起始里程为LDK0+000~DK010+300。本标段主要结构物:跨董榆公路特大桥、蔡家庄特大桥、三泉沟特大桥、清漳东源1号特大桥、清漳东源2号特大桥、清漳东源3号特大桥、清漳东源4号特大桥、七里滩沟大桥、许村特大桥、骆驼村大桥等。主体结构物设计使用年限级别为一级,设计使用年限为100年。 2、环境类别和作用等级:T2。
3、技术要求:设计强度等级50.0MPa,混凝土坍落度为160~200mm,胶凝材料300~480kg/m3。
4、 耐久性要求:混凝土碱总含量不大于3.0kg/m3,氯离子含量不超过胶凝
材料总量的0.06%,三氧化硫含量不超过胶凝材料总量的4.0%,28d电通量小于1000C。
三、原材料选用
5、 使用部位:预应力混凝土梁体。
水 泥:邯郸金隅太行水泥有限责任公司,P.O 52.5。
外掺料:左权县华鹏实业有限责任公司,F类I级粉煤灰。 细骨料:河北邢台,河砂,Ⅱ区中砂。
粗骨料:山西和顺,5-25mm连续级配碎石(二级配,5-10mm占20%,10-25mm
占80%)。
减水剂:石家庄育才建材有限公司,聚羧酸高性能减水剂GK-3000(标准型)。
水 :地下水,拌和用水。
以上材料均有材质合格证或试验检测报告附后。
四、混凝土配合比设计计算
1、 计算配制强度
混凝土强度标准差,取σ=6MPa。
混凝土配制强度:fcu,0 ≥Fcu,k+1.5·σ=50.0+1.5×6=59.87MPa
W/B=aa׃b/(ƒcu,0+aa×ab׃b)
2、 计算水胶比
=0.53×51.975/(59.87+0.53×0.2×51.975) =0.42
根据经验,考虑胶凝材料用量范围、环境等级限定最大水胶比及粉煤灰
取代水泥问题,经适当调整初步确定水胶比0.32。
3、 单位用水量
混凝土坍落度为160~200mm,根据混凝土塌落度、骨料最大粒径并考虑
减水效果,确定单位用水量 mw0=153.6kg。
4、 计算胶凝材料用量
mB0=mw0/(W/B)=480kg 粉煤灰掺量为 Fa= 10%
粉煤灰用量: mF0=mB*Fa= 48kg
水泥用量: mC0=mB0-mF0=432kg
最小胶凝材料用量为300kg满足规范要求。
mB*Wa =4.80kg
5、 外加剂用量
外加剂掺量为Wa= 1.0%。 m外0=
6、 假定混凝土单位重2420Kg/m3,采用质量法计算砂、碎石用量;
砂率确定为βs=38% ms0=678kg,mg0=1104kg
7、 基准配合比如下:
水泥 :粉煤灰 :细骨料:粗骨料 :减水剂:水
432 :48 :678 :1104 :4.80 :153.6
1:0.11:1.57:2.56:0.011:0.36
8、 另做两个调整配合比,假设密度为2420kg/m³,用三种水胶比进行对比,
即水胶比分别为0.31与 0.35如下:
W/B=0.31 水泥 :粉煤灰 :细骨料:粗骨料 :减水剂:水
446 :50 :6 :1112 :4.95 :153.6
1:0.11:1.47:2.49:0.011:0.34
W/B=0.35 水泥 :粉煤灰 :细骨料:粗骨料 :减水剂:水
395 :44 :712 :1112 :4.39 :153.6
1:0.11:1.80:2.81:0.011:0.39
五、混凝土配合比试配与调整
对计算出的三个配合比进行试拌,试拌体积50L,材料用量及拌合物性能如
;
下:
W/B=0.33
C=21.60kg, F=2.40kg, S =33.90kg, G= 55.20kg(5-10mm=11.04kg
10-25mm=44.16kg), WJ1=0.240kg, W=7.68kg。
实测初始塌落度190mm,初始含气量4.2%,停放30min塌落度185mm,停放30min含气量4.1%,表观密度2410kg/m3,粘聚性良好,保水性:无泌水;泌水率0%,初凝时间6h10min;终凝时间7h10min。试样的拌合物性能良好,不需调整。试样制作7d、28d抗压强度试件各一组,电通量试件一组,弹性模量一组,劈裂抗拉强度一组。 W/B=0.31
;
C=22.30kg, F=2.48kg, S =32.72kg, G= 55.60kg(5-10mm=11.12kg
10-25mm=44.48kg), WJ1=0.248kg, W=7.68kg。
实测初始塌落度185mm,初始含气量4.2%,停放30min塌落度180mm,停放
30min含气量4.1%,表观密度2420kg/m3,粘聚性良好,保水性:无泌水;泌水率0%,初凝时间6h20min;终凝时间7h250min。试样的拌合物性能良好,不需调整。试样制作7d、28d抗压强度试件各一组,电通量试件一组,弹性模量一组,劈裂抗拉强度一组。 W/B=0.35
;
C=19.75kg, F=2.19kg, S =35.60kg, G= 55.58kg(5-10mm=11.116kg
10-25mm=44.4kg), WJ1=0.219kg, W=7.68kg。
实测初始塌落度180mm,初始含气量4.0%,停放30min塌落度175mm,停放30min含气量3.9%,表观密度2410kg/m3,粘聚性良好,保水性:无泌水;泌水率0%,初凝时间6h00min;终凝时间7h10min。试样的拌合物性能良好,不需调整。试样制作7d、28d抗压强度试件各一组,电通量试件一组,弹性模量一组,劈裂抗拉强度一组。
六、选定理论配合比
1、混凝土配合比试配成果汇总表
每方混凝土材料用量kg/m 水胶比 水粉煤粗骨细骨料 泥 灰 料 0.33 432 48 0.31 446 50 0.35 395 44 减水剂 水 328d电通弹性模量MPa抗压强度 量C (Mpa) 轴心抗压劈裂抗拉强度强度(Mpa) (Mpa) 33.5 3.1 7d 28d <1000 3.55×104 678 1104 4.80 6 1112 4.95 712 1112 4.39 153.60.1 68.3 6 153.58.9 69.4 6 153.55.1 60.8 6 701 4.36×104 676 4.43×104 732 4.25×104 51.5 56.2 49.6 4.12 4.97 3.82
2、综合各项指标要求,经试验选定配合比:
水泥 :粉煤灰 :细骨料:粗骨料 :减水剂:水
432 :48 :678 :1104 :4.80 :153.6
1:0.11:1.57:2.56:0.011:0.36
为理论配合比,混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%,故不需要校正。
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