市政工程混凝土检测03版(配合比设计、 拌合物、 力学性能).pdf
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1、福建省建班科学僦究院 Fujian Academy of Building Research市政工程混凝土检测(配合比设计、拌合物、力学性能)福建省建筑工程质量检测中心有限公司夕后 nPTJ 咏,作作匕咏,口匕口以j汉川本部分培训要求:通过城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ 2-2008、JGJ 55-2 011混凝土配合比设计规程、JT G F30-2 014公路水泥混凝土路面施工技术细则、城镇道路工程施工与质量验收规范CJJ1-2 008培训 需掌握桥涵配合比设计(原材料要求、设计步骤方 法)、市政道路面层混凝土配合比设计(原材料要求、设计步骤方法)。福建省建筑工程质量检测中心有限公司2
2、、混凝土配合比设计的表示方法 F1.定义:是指混凝土各组成材料之间的数量关系。2.表示方法:1)单位体积混凝土内各项材料的用量,例如:mc=303kg;ms=747kg;mg=l 168kg;mw=182 kgo2)单位体积内各项材料用量的比值。例如:水泥:砂子:石子=1.00:2.47:3.85,W/B=0.60福建省建筑工程质量检测中心有限公司3八配合比设计基本要求:般服行螂科学研究院Fujiin Acidctny o!Buildinj Ketearch福建省建筑工程质量检测中心有限公司mi 姬被赖迪嬲施蛆Fujian Acidcmy o!Building Kctcirch(一)和易性(工
3、作性)一混凝土拌合物便于施工操作,能够达到结构均匀、成 型密实的性能。和易性主要包括流动性(坍落度、扩展度或维勃稠 度)、黏聚性和保水性。l 组成材料之间具有一定的内Fujian Acidcmy o!Building_本身自重或施工机械振、厂捣作用下,能产生流动并 A一且均匀密实地填满模板的、)(,吐能一、一致产生离析和分层现象的性质。、/X 动性和易性(工作性)T黏聚性一右三持内 保水性 一二部水分的能力,在 YV施,过程中不易发、)(_手泌水现象的性质。Jr4T 易成型密实 1 1 1,1牛混凝土结构均匀 11-O-Q/保证混凝土硬)C 化后的性能福建省建筑工程质量检测中心有限公司6Fuj
4、un Acidcmy o!Buildinj Kctetrch影响混凝土和易性的因素1.组成材料及其用量之间的关系单位水泥浆用量和单位用水量;集料的品种、级配和粗细程度;砂率;外加剂。福建省建筑工程质量检测中心有限公司7Fujian Acidcmy o!Building Kctcirch混凝土和易性的因素 r合理砂率的确定合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下,能使拌合 物的流动性(坍落度乃达到最大,且粘聚性和保水性 良好时的砂率;或者是在流动性(坍落度乃、强度一 定,粘聚性良好时,水泥用量最小的砂率。福建省建筑工程质量检测中心有限公司8随着普通混凝土砂率的增大,混凝土的坍落度将 D。(A)逐渐增
5、大;(B)逐渐减小;(C)先减小后增大;(D)先增大后减小。福建省建筑工程质量检测中心有限公司9。混凝土强度的主要种类福建省建筑工程质量检测中心有限公司10mag做强笛城班科利搂康“Fujiin Acidemy o!Buildinj Ketcarch影响混凝土强度的因素(1)水泥的品种度和水胶比抗压强度 当混凝土水胶比值在 040080之间时越大,通常混凝土的强度越低;水泥强度越高,则混凝土 强度越高。通常情况下,在材料相同 的条件下,碎强度值随水 胶比的增大而减小,其变 化规律呈近似双曲线形状。福建省建筑工程质量检测中心有限公司11mag 悔坦他坦班树康*Fujiin Acidemy o!B
6、uitdinj Kcteirch影响混凝土强度的因素 1(2)粗集料的品种碎石形状不规则,表面粗糙、多棱角,与水泥石的粘 结强度较高;卵石呈形或卵圆形,表面光滑,与水泥石的粘结强同度较低。在水泥石强度及其它条件相同时,碎石混凝土的强度 高于卵石混凝土的强度。福建省建筑工程质量检测中心有限公司12mag 悔坦他坦班树康*Fujiin Acidemy o!Buitdinj Kcteirch影响混凝土强度的因素 1(3)养护条件在保证足够湿度情况下,温度越高,水泥凝结硬化 速度越快,早期强度越高;低温时水泥混凝土硬化比较缓慢,当温度低至0 以下时,硬化不但停止,且具有冰冻破坏的危险。混凝土浇筑完毕后
7、,必须加强养护,保持适当的温度 和湿度,以保证混凝土不断地凝结硬化。福建省建筑工程质量检测中心有限公司13mi 姬林螂敕町施蛆Fujian Acidcmy of Buildinj Kcteirch影响混凝土强度的因素 F(4)龄期:龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下,混凝土的抗压强度随龄期的增加而不 断发展,在714d内强度发展较快,以后逐渐减慢,28d后 强度发展更慢。当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土,在标准养 护条件下,混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。3lg lg28式中:&、f28-分别为仄28天龄期的抗里强度福建省建筑工程质量检测中心有限公司
8、14Fujian Acidcmy of Buildinj Kcteirch影响混凝土强度的因素(5)外加剂减水剂一减少混凝土拌合物的用水量,提高混凝 土的强度早强剂一提高混凝土早期强度,对后期强度无明 显影响引气剂一减小抗压强度,但提供混凝土的抗折强 度,当含气量为3%5%时,抗折强度 提高10%20%(6)施工和混凝土拌合性能等福建行建飘科学研究院Fujiin Academy ol Bultdin*Kctearch影响混凝土强度的因素福建省建筑工程质量检测中心有限公司16保证混凝土在自然环境及使用条件下的耐久性要求 耐久性的主要内容抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力 水渗透的能力抗冻性混
9、凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水 状态下,能抵抗冻融循环作用而不发生破坏,强度也不显著降低的性质抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵 蚀性还有抗碳化性、碱集料反应等。福建省建筑工程质量检测中心有限公司17在保证混凝土工程质量的前提下,合理地 使用材料,降低成本1混凝土配合比设计的前期准备1.了解混凝土的设计抗压强度等级,弯拉强度等级要求;2.了解混凝土工作性要求;3.了解混凝土耐久性要求;福建省建筑工程质量检测中心有限公司194.了解施工管理水平、施工方法等,以便正确 选择混凝土的各项参数;5.了解各项原材料的物理参数。水泥的品种、标号、密度;砂、石骨料的种类、表观密度、级配、石子、最
10、大粒径;拌和用水的水质情况;福建省建筑工程质量检测中心有限公司20四、混凝土配合比设计的三参数四个基本变量:胶凝材料、水、砂子、石子三个关系:(1)水和胶凝材料的关系(水胶比)(2)砂和石子的关系(砂率)(3)水泥浆与骨料的关系(单位用水量)福建省建筑工程质量检测中心有限公司212017/7/1222五、桥涵混凝土配合比设计的步骤 F根据普通混凝土配合比设计规程0GJ 552011)、城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ 2-2 008)所规定的步骤进行设计.福建省建筑工程质量检测中心有限公司23做强也坦班科学硬舞康Fujian Acidcmy o!Buildinj Kctcarch(一)、
11、确定初步配合比 一一 F1.当混凝土的设计强度等级小于C60时,确定配制强度(fcu。)应按下式确定V-/LI,V/fcuo fcu k+1.645。J CUU J LU 9/V2.当设计强度等级不小于C60时,配制强度应按下式确定:fcuo 2 1.15力4,左福建省建筑工程质量检测中心有限公司25般服行螂科学研究院Fujiin Acidctny o!Buildinj Ketearch1)当施工单位有礴以上近期该种混凝土的试验资料时:n):f cu,i-H1TI feu i=ln-l2)当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料 时,其强度标准差6可按表4Q 2取值。表4.0.2标准差
12、6值(MPa)混凝土强度等级C2 0C2 5-C45C50-C556值(N/mm2)4.05.06.0福建省建筑工程质量检测中心有限公司26福您省您现H*研究俄Fujian Acidctny o!Buildinj Kctearch2.确定水灰比值(W/B)w狐。W)a afbcu,o+a a。b fb系数碎石卵石0.530.4940.200.13福建省建筑工程质量检测中心有限公司27复核耐久性为了使混凝土耐久性符合要求,按强度 要求计算的水胶比值不得超过规定的最 大水胶比值,否则混凝土耐久性不合格,此时取规定的最大水胶比值作为混凝土 的水胶比值。除配制C15及其以下强度等级的混凝土外,混凝土
13、最小胶凝材料用量和最大水胶比应符合表3.0.4的 规定。福建省建筑工程质量检测中心有限公司28的福财螂科学研嫩Fujian Acidctny o!Building Ketearch表3Q 4混凝土的最小胶凝材料用量最大水胶比最小G素混凝土0.602500.552800.500.45R凝材料用量(kg/m3)钢筋混凝土预应力混凝土280300300300320330福建省建筑工程质量检测中心有限公司29混凝土配合比设计中考虑到耐久性设计要求时,应对 C 进行校核。(A)配制强度等级;(B)粗集料最大粒径;(C)最大W/C和最小水泥用量;(D)细集料的细度模数;(E)混凝土施工方式;福建省建筑工程
14、质量检测中心有限公司303.0.6混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的规定,其测试方法应符合现行行业标准水运工程混凝土试验规程JTJ 270中混凝土拌合物种氯离子含量的快速测定方法的规定。表3.0.6混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量环境条件水溶性氯离子最大含量(%,水泥用量的质量百分比)钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土干燥环境0.300.061.00潮湿但不含氯离子的环境0.20潮湿且含有氯离子的环 境盐渍土环境0.10除冰盐等侵蚀性物质的腐 蚀环境0.06福建省建筑工程质量检测中心有限公司315.1.3当胶凝材料28cl胶砂抗压强度值也无实测值时,可按下述计算 于b 5.L
15、3给煤灰影响系敷()和粒化高炉矿渣给爵晌系的(乂)类给煤灰影晌系效作粒化高炉,渣粉影响系数八01.001.00100.85-0.951.00200.75-0.850.95-1.00300.65-0.750.90-1.00400.550.650.80-0.90500.70-0.&5注:1采用1蝮.U级粉煤条宜取上限值,2采用S75级粒化高炉矿浸粉宜取下限值,采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值采用S105级粒化高炉丁清酚可取上限值加005,3当超出表中的舞时.希煤灰和粒化高炉矿渣料影响系数应经城验确定福建省建筑工程质量检测中心有限公司325.1.4水泥强度等皴值的富余系敷(7)水泥强度等级值32
16、.542.552.5富余系数1.121.16L10福建省建筑工程质量检测中心有限公司33(1)干硬性和塑性混凝土用水量 水胶比在0.40-0.80范围时,通过查表5.2.1-1 和表5.2.1-2确定。表5.2.1-1干硬性混凝土的用水量(kg/m3)拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102040162040维勃 稠度(S)16-2017516014518017015511-15180165150185175160510185170155190180165福建省建筑工程质量检测中心有限公司般服行螂科学研究院Fujiin Acidctny o!Buildinj Ketea
17、rch表5.21-2塑性混凝土的用水量(kg/峭)拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.540坍10-30190170160150200185175165落35-50200180170160210195185175度55-7 0210190180170220205195185(mm)7 5-90215195185175230215205195注3 1本表用水系采用中砂时的取值.采用细砂时,每立方米混凝土用水量可 增加5kg10kgl采用粗砂时.可减少5kg10kg,2搏用丁物掺合料和外加剂时,用水,应相应调整水胶比小于。.儆混凝土及采用特殊
18、工艺的混凝土,通过试验确定福建省建筑工程质量检测中心有限公司35般服行螂科学研究院Fujiin Acidctny o!Buildinj Ketearch(2)流动性和大流动性混凝土用水量拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.54010-301901701601502001851万165坍落 度(mm)35-5020018017016021019518517555-7 02101901801702202051951857 5-90215195185175230215205195未掺外加剂时,以90mm为基础,每增大2 0mm,水量增加5kg
19、当坍落度增大到180咖以上时,随坍落度相应增加的用水量可 减少。掺外加剂时,按下式计算:吗。二而wo(B)混凝土外加剂用量,按下式计算:ma0-mhQg 1,福建省建筑工程质量检测中心有限公司36Fujian Acidcmy o!Buildinj Kctearch.一 r4.计算混凝土的胶擘材料、矿物掺合料和水泥用量B -X.W机外二/。义用复核耐久性将计算出的胶凝材料用量与规定的最小胶 凝材料用量比较:如计算胶凝材料用量不 低于规定的最小胶凝材料用量,则耐久性 合格;否则耐久性不合格,此时应取规定 的最小胶凝材料用量。福建省建筑工程质量检测中心有限公司371)应根据混凝土的和易性要求试验取得
20、。2)按坍落度、水胶比及骨料最大粒径查表选取。佳效率a焦效率 wbl福建省建筑工程质量检测中心有限公司38表5.4.2混凝土的砂率(%)水灰比卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)1020401620400.4026-3225-3124-3030-3529-3427-320.5030-3539-3428-3333-3832-3730-350.6033-3832-3731-3636-4135-4033-380.7036-4135-4034-3939-4438-4336-41注:1本表数值系中砂的选用砂率,对细砂或粗砂,可相应地减少或增大砂率2米用人工砂配制混凝土时.砂率可适当增大,3只用一个单
21、粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大.福建省建筑工程质量检测中心有限公司391.CJJ2-2 008城市桥梁工程施工与质量验收规范 对配制高强混凝土砂率宜控制在(D)的范围内。(A)24%35%;(B)20%35%;(C)20%38%;(D)28%34%;福建省建筑工程质量检测中心有限公司406.确定In?混凝土的砂石用量m g mCO|b(JPcPs体积法质量法Fujiin Academy o!Building Research+0.01 a=1Pf Pg P wmsoxlOO%mso+mgoco+mwo+砥。+m/o+%=mcpd=xioo%、s0+MgO福建省建筑工程质量检测中心有限公
22、司417.得出初步配合比lm3硅材料用量:水泥:=1:f:掺合料:砂:石:水 x:y:z福建省建筑工程质量检测中心有限公司42mi 姬林螂敕町施蛆Fujian Acidcmy of Buildinj Kcteirch(二)确定混凝土基准配合比 F1试配.按初步计算配合比称取一定质量的组成材料,拌制2 0L或2 5L混凝土,分别测定其和易性、强度。来613混凝土试配的小搅拌粗骨料最大公称粒径(mm)拌合物数Jt(L)5.04.54.0钢肝堆混凝土的穹拉强度标准值(MP.)6.05.55.02.2 施工和易性(工作性)1)路面混凝土拌合物的施工方式2)路面混凝土拌合物的施工和易性要求2.3 耐久性
23、:主要包含耐久性能设计要求、最大水胶比和最小水泥用量确定、使用环境确定福建省建筑工程质量检测中心有限公司573.路面水泥混凝土配合比设计步骤 13.1 配制弯拉强度3.2 水胶(灰)比的计算、校核及确定3.3选取砂率3.4计算单位用水量3.5确定单位水泥用量3.6单位掺合料用量3.7砂石材料用量福建省建筑工程质量检测中心有限公司584=/(l-1.04CJ+ts式中:fc配制28d弯拉强度的均值(MPa)fr设计弯拉强度标准值(MPa)s弯拉强度试验样本的标准差,参考表4.2.2-2确定(MPa)t保证系数,按表4.2.2-1确定;C,弯拉强度变异系数,应按统计数据取值,小于0.05时取0.0
24、5;无统计数据时,按标4.2.2-3确定;fc,i-nm2fc福建省建筑工程质量检测中心有限公司59Fujiin Acidcmy o!Buitdinj Kctearch3.2水胶(灰)比的计算、校核及确定 r(1)无掺合料时,根据粗集料类型,水灰比可分别按下列计算:碎石或碎卵石混凝土:W/C=1.5684/(fc+1.0097-0.3595 fc)卵石混凝土:W/C=1.2618/(fc+1.5492-0.4709 fs)式中:痣一水泥实测28cl抗折强度(MPa)任一面层水泥混凝土配制28cl弯拉强度的均值(MPa)(2)水胶比计算,掺用掺合料时,应计入超量取代法中代替水泥的掺合料用量(代替
25、砂的超量部分不计入)计算水胶比,用水胶比W/(C+A)代替水灰比W/C(3)应在满足弯拉强度计算值和耐久性(表4,24)两者要求的水胶比中取值,当计算水胶(灰)比大于表424的规定时,应按表424取值。福建省建筑工程质量检测中心有限公司60砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类,查表4.2.11-1 取值。在软做抗滑槽时,砂率在表4.2.11T基础上可增大 1%-2%o水泥混凝土的破率注:1.相同细度模效时,机制眇的砂率宜偏低限取刖。磅缰度模效12-1515-182 8-3.111-3.414-17砂率(%)碎石30-3432-3634-3836-4038-42卵石28-3230*3432-363
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