路面抗弯拉强度5.0混凝土配合比设计.doc

路面水泥混凝土配合比设计说明
一.设计依据:
1.设计图纸相关说明
2.JTG30-2003 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》
3.JTG E30-2005 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》
4.JTG E42-2005 《公路工程集料试验规程》
5. JGJ 55-2000 《普通混凝土配合比设计规程》
二.设计要求:
1.设计抗弯拉强度5MPa
2.坍落度10-40mm
三.原材料说明:
1.水泥
依据设计图纸以及JTG30-2003规范要求,选用山胜水泥厂生产的PO42.5水泥.其相关技术指标如下:
检验 指标
细度(%)
标准稠度用水量(%)
凝结时间 (min)
安定性
强度(MPa )
备 注
初
终
抗折
抗压
3d
28d
3d
28d
检验 结果
3.0
28.3
170
250
合格
4.7
8.3
21.8
44.6
批号:PO4001
2.粗集料
粗集料采用从砂石厂购买的骨料,规格分级和掺配比例如下:
碎石规格
1#
2#
19-31.5mm
4.75-19mm
掺配比例(%)
60
40
经检验起其合成级配符合4.75-26.5mm连续级配要求,其它指标检验结果如下:
检验
指标
筛分级配
压碎值(%)
针片状(%)
含泥量(%)
表观密度(g/cm3)
堆积密度(g/cm3)
空隙率(g/cm3)
检验
结果
合格
13.4
8.8
0.2
2.762
1.558
43.6
3.细集料
细集料采用0-4.75mm的河砂,检验结果如下:
检验
指标
筛分级配
细度模数
含泥量(%)
表观密度(g/cm3)
堆积密度(g/cm3)
检验
结果
合格
3.10
1.2
2.655
1.455
4．饮用水 凡人畜能够饮用的水
四.配合比计算:
1.计算配制28d弯拉强度的均值fc
fc= fr/(1-1.04*Cv)+t*s
fc=5.0/(1-1.04*0.08)+1.36*0.40
fc=6.0(MPa)
fc—配制28d弯拉强度的均值(MPa);
fr—设计弯拉强度的标准值(MPa); fr=5.0 MPa;
Cv—弯拉强度的变异系数,查表取值为0.08;
s—弯拉强度试验样本的标准差(MPa),已知弯拉强度的变异系数Cv=0.08; 设计弯拉强度的标准值fr=5.0 MPa,
则s= fr*Cv=0.40 MPa
2.水灰比的计算和确定:
碎石混凝土:
W/C=1.5684/( fc+1.0097-0.3595*fs)
=1.5684/(6.0+1.0097-0.3595*8.3)
=0.39
fs—水泥实测28d抗折强度(MPa),为8.3MPa
耐久性校核，混凝土为高速公路路面所用，无抗冰冻性要求，查表得最大水灰比为0.44,故按照强度计算的水灰比结果符合耐久性要求.
3.选用砂率Sp (%)
依据砂的细度模数和粗集料的种类,查表取值为:Sp%=36%;
4.计算用水量Wo (Kg/m3)
Wo=104.97+0.309*SL+11.27*C/W+0.61* Sp
=104.97+0.309*20+11.27*2.564+0.61*36
=162 Kg/m3
Wo—混凝土的单位用水量(Kg/m3);
SL—坍落度(mm), 设计坍落度10-30mm,故取值20mm;
Sp—砂率 (%);
C/W —灰水比,水灰比之倒数; W/C=0.39,所以C/W=2.564
根据JTG F30-2003中小型机具摊铺混凝土最大单位用水量为150Kg/m3,故取Wo=150 Kg/m3
5．计算水泥用量Co(Kg/m3);
已知Wo=150 Kg/m3，W/C=0.39,则水泥用量
Co=Wo/ (W/C)
= 150/0.39
=385Kg/m3
满足耐久性要求的最小水泥用量为300Kg/m3，由此取计算水泥用量385 Kg/m3。
6. 砂石材料用量计算
按密度法计算,混凝土单位质量取值为:2430Kg/m3,
m水泥+m水+m砂+m石=m砼
m砂/( m砂+m石)*100%=Sp%
已知m水泥=385Kg/m3,Sp%=36%,m水=150 Kg/m3 m砼=2430Kg/m3, 求
m砂=682Kg/m3
m石=1213Kg/m3
验算：采用粗集料的振实密度（紧装堆积密度）ρgh计算路面混凝土中碎石的填充体积，以确保混凝土能够形成较高的嵌挤力，得
m石/ρgh×100%=1213/1630×100%=74.4%,超过70%,符合要求.
7. 试验室基准配合比为:
水泥:砂:碎石:水=385:682:1213:150 (Kg/m3)
=1:1.77:3.15:0.39
分别增加和减小0.03的水灰比,同理计算每方砼中各材料用量,分别实测砼拌和物的容重,坍落度,并成型7d,28d试件,实测各水灰比砼的抗弯拉强度和抗压强度.结果如下:
路面水泥混凝土配合比试验结果汇总表
试件编号
A
B
C
备 注
基准配合比
A+
A–
水灰比w/c
0.39
0.42
0.36

水泥(Kg/m3)
385
357
417

砂(Kg/m3)
682
692
671
砂率不变Sp%=36%
碎石(Kg/m3)
1213
1231
1192

水(Kg/m3)
150
150
150
用水量不变
实测容重(Kg/m3)
2455
2445
2450

坍落度(mm)
15
10
10

7d弯拉强度(Mpa)
6.05
5.53
6.46
硬性指标
28d弯拉强度(Mpa )
6.85
6.32
7.09
硬性指标
8. 根据以上试验结果,依据路面水泥混凝土配合比设计原则,兼顾经济性的同时既保证路面砼要有足够的抗弯拉强度,合适的工作性能,优越的耐久性,最终试验室配合比确定为:
水泥:砂:碎石:水:减水剂=385:682:1213:150 (Kg/m3)
=1:1.77:3.15:0.39
9. 路面水泥混凝土施工时考虑原材料含水量变化和施工变异性等因素,计算施工配合比和每盘用量,单位水泥用量应适当增加5~10Kg以满足室内配制弯拉强度,抗压强度,耐久性等要求.
注:施工期间配合比的微调与控制应符合下列要求:
a. 根据施工季节、气温和运距的变化，可微调减水剂的掺量，保持施工现场的坍落度始终适宜于浇筑，且波动最小。
b. 降雨后，应根据每天不同时间的气温及砂石料实际含水量变化，微调加水量，同时微调砂石料称量，其他配合比参数不得变更，维持施工配合比基本不变。雨天或砂石料变化应加强控制，保持现场拌和物工作性始终适宜浇筑和稳定。
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