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