C25常态混凝土配合比设计试验成果报告

1、 报告编号: DC/××20×××××××宜张高速公路当枝段YZTJ-1工程混凝土配合比设计试验成果报告（最终成果报告）湖北省宜昌市鼎诚工程试验检测有限公司宜张高速公路当枝段YZTJ-1项目试验室二0一三年十二月八日宜张高速公路当枝段YZTJ-1工程混凝土配合比设计试验成果报告最终成果报告特别声明：1、本报告无检验单位盖章无效；2、本报告无报告编写、校核、审批人签字无效；3、本报告涂改、错页、换页、漏页无效；4、本报告为经检测单位书面批准，不得部分复制。5、对本报告如有异议，请与收到报告之日起十五日内向本

2、检测单位书面提出，逾期不予办理。审 批：（手工签字）校 核：（手工签字）报告编写：（手工签字）试 验：母体地址：湖北省宜昌市西陵区上岗路6号 联系电话 编：443002 传 真目地址： 联系电话：邮 编： 传 真：目 录1、概述12、编制依据及规程规范12.1 工程招标文件，技术条款12.2 设计文件和设计图纸12.3 规程规范13、混凝土设计强度等级及技术指标要求14、混凝土原材料试验24.1 水泥24.2 粉煤灰24.3 集料34.3.1 集料碱活性试验34.3.2 集料34.3.3 集料44.5 外加剂44.6 混凝土拌和用水55混

3、凝土配合比设计要求及参数选择试验55.1 试验基本条件55.2 粗集料掺配比例选择65.3 外加剂掺量选择65.4 单位用水量选择65.5 最优砂率试验75.6 粉煤灰掺量试验76 混凝土配合比室内设计试验86.1 混凝土配制强度的确定86.2 混凝土配合比计算86.3 混凝土配合比设计试验方案96.4 混凝土配合比设计试验成果96.5 推荐混凝土配合比107 配合比使用条件及现场调整127.1 水泥127.2 粉煤灰127.3 细集料127.4 粗集料127.5 砂石含水量的调整127.6 外加剂137.7 拌和用水137.8 出机口塌落度137.9 衡量误差137.10 配合比调整138

4、结语和说明13宜张高速公路当枝段YZTJ-1工程工程混凝土配合比设计试验报告1概述宜昌至张家界高速公路当阳至枝江段起于当阳市王店镇严河村，北接保宜高速公路双莲互通，途经当阳市王店镇，夷陵区鸦雀岭镇、枝江市安福寺镇及白洋镇，终点位于白洋镇赵家铺村，南接白洋长江公路大桥，路线全长39.409KM。全线设大桥4756M/17座，中桥218M/3座，桥梁占路线长度的12.5%，设互通式立交4座，双莲枢纽互通，鸦雀岭互通，枝江枢纽互通，白洋互通，匝道收费站2处，服务区一处，养护区一处，监控管理分中心一处。起点至枝江枢纽互通采用设计速度100KM/H、路基宽度26米的双向4车道高速公路建设标准；枝江枢纽互

5、通至终点采用设计速度100KM/H、路基宽度33.5米的双向6车道高速公路建设标准 。受宜张高速当枝段施工项目部委托（委托编号为××），湖北省宜昌市鼎诚工程试验检测公司宜张高速当枝段项目试验室依据委托方提供的相关设计规范、施工图纸,对人行通道基础所用C25混凝土进行了配合比设计室内试验。现根据28d试验成果，提供最终成果报告。2试验依据2.1 工程招标文件，技术条款2.2 设计文件和设计图纸2.3 规程规范（1） 公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011（2） 公路工程集料试验规程 JTG E42-2005（3） 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 JTG E30-2

6、005（4） 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2011（5） 混凝土外加剂技术规程 GB 8076-2008（6） 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB/T1596-20053混凝土设计强度等级及技术指标要求混凝土配合比设计和试验依据工程设计文件，施工图纸及国家现行规程、规范进行，混凝土配合比设计技术指标要求如下表3-1。表3-1 混凝土配合比设计技术要求序号砼强度等级设计龄期（d）级配坍落度（mm）限制水胶比强度保证率（%）施工部位1C2528三70900.5595人行通道基础4混凝土原材料试验4.1 水泥采用华新水泥（宜昌）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥。水泥品质检

7、验结果见表4-1。表4-1 水泥品质检验结果检测项目结果密度（kg/m3）比表 面积(/kg)标准稠度用水量（%）安定性(mm)雷氏夹法凝结时间(min)抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d3d28d检验结果301036226.21.51942585.27.831.449.3规范要求-300-5456003.56.517.042.5检测依据GB 175-2007 JTG E30-2005从试验成果看，堡垒牌水泥所检指标均满足通用硅酸盐水泥GB175-2007标准中P.O42.5级水泥的技术要求。4.2 粉煤灰采用荆门晟源环保科技有限公司级粉煤灰，试验用粉煤灰品质检测成果见表4

8、-2。表4-2 粉煤灰品质检验成果检验项目细度（%）密度(kg/m3)需水量比（%）含水率（%）烧失量（%）三氧化硫（%）检验结果8.92200930.22.91.9规范要求级12-95153级25-105183级45-1151153检验依据GB/T1596-2005从试验成果看，所检粉煤灰所检指标满足用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005标准中对级粉煤灰的技术要求。4.3 集料4.3.1 集料碱活性试验根据委托方要求，试验依据公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011标准要求对混凝土用细集料和粗集料分别采用砂浆棒快速法进行集料碱活性检验，试验时水泥采用硅酸盐水泥，集料碱活

9、性检验成果如下表4-3。表4-3 集料碱活性试验成果集料种类集料名称规格（mm）试验方法砂浆试件膨胀率（%）3d7d10d14d天然砂洞庭湖0-5砂浆长度法-0.08碎石通达4.75-31.5砂浆长度法-0.096判定规则当14d膨胀率小于0.10时，大多数情况为无潜在碱-硅酸反应危害；当14d膨胀率大于0.20时，为有潜在碱-硅酸反应危害；当14d膨胀率在0.100.20之间时，不能最终判定有潜在碱-硅酸反应危害，可以用碱-硅酸反应法再进行试验来判定。 从试验成果看，砂浆试件14d的膨胀率在0.09%0.10%之间，14d的膨胀率小于0.1%，根据公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-20

10、11标准中砂浆棒快速法评定标准，判定混凝土用细集料和粗集料无潜在碱-硅酸反应危害。4.3.2 细集料采用洞庭湖生产的河砂。砂品质检验成果见表4-4，颗粒级配检测成果见表4-5。表4-4 砂品质检验成果检验项目表观密度 (kg/m3)吸水率(%)泥块含量(%)含泥量(%)堆积密度 (kg/m3)检测结果26921.10.52.11533规范要求2500 -131350检测依据JTG E42-2005 表4-5 砂颗粒级配检验成果筛孔尺寸(mm)4.752.361.180.60.30.15检验结果累计筛余(%)标准范围1区10035565358571958010090细度模数x=2.79级配属2区

11、2区100250501070419270100903区1001502504016855510090实测值4.416.234.655.184.598.7从试验成果看，砂属于中砂，所检各项指标均满足公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011标准中对类砂的技术要求。4.3.3 粗集料采用通达采石场生产的碎石，粗集料品种品质检验结果见表4-6，颗粒级配检测结果见表4-7。表4-6 粗集料品质检验成果检验项目表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）含泥量()泥块含量()压碎指标()吸水率()针片状含量()检验结果273116420.50.216.80.466.8规范要求2500135010.5

12、202.015检验依据JTG E42-2005表4-7 颗粒级配检测成果筛孔尺寸(mm)累计筛余实测值（%）37.531.5199.54.752.364.75-9.5-35.696.799.79.5-19-20.499.399.599.619-31.50094.499.299.399.7从试验成果看，粗集料所检各项指标均满足公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011标准中对粗集料的技术要求。4.5 外加剂（1）减水剂相容性试验成果根据水泥与减水剂相容性试验方法JC/T 1083-2008要求，在标准环境状态下采用工程中用的华新水泥（宜昌）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥

13、，与委托方提供的山西凯迪建材有限公司KDPCA聚羧酸系缓凝型高性能减水剂采取净浆流动度法进行了相容性试验。试验成果见表4-8。表4-8 减水剂相容性试验成果掺量（%）0.40.60.81.01.21.41.6流动度（mm）147168197214217216218从试验成果看，外加剂最优掺量为1.0%。（2） 减水剂砂浆减水率试验成果根据混凝土外加剂匀质性试验方法GB/T8077-2000，在标准环境状态下，使用基准水泥与减水剂进行砂浆减水率对比试验。砂浆减水率试验中外加剂掺量均用1.0%，该掺量均在厂家推荐掺量范围之内。试验结果见表4-9 表4-9 减水剂砂浆减水率试验成果（掺量1.0%）外

14、加剂品种、型号聚羧酸系缓凝型高性能减水剂、KDPCA砂浆减水率（%）28.4（3）掺减水剂混凝土性能检验成果根据委托方提供的外加剂，采用工程中用的华新水泥（宜昌）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥对减水剂进行掺外加剂混凝土性能试验，试验结果见表4-10。表4-10 掺减水剂混凝土性能检验成果减水剂种类减水剂名称掺量（）含气量（）减水率（）泌水率比（）收缩率比（%）凝结时间差(min)抗压强度比()初凝终凝3d7d28d高性能减水剂KDPCA1.01.52643102115125168145134标准要求6.02570110+90-140130检验依据GB 8076-2008从试

15、验成果看，山西凯迪KDPCA聚羧酸系缓凝型高性能减水剂所检各项指标均满足混凝土外加剂技术规程 GB 8076-2008标准中缓凝型高性能减水剂技术要求。4.6 混凝土拌和用水 混凝土配合比设计与试验拌和用水为工地用水。混凝土拌和用水水质检验结果见4-11.表4-11 混凝土拌和用水水质检验成果项目pH值不溶物(mg/L)氯化物(mg/L)硫酸盐(mg/L)可溶物(mg/L)检验结果7.713969317标准要求4.52000100020005000检验依据JGJ 063-2006从试验成果看，混凝土拌和用水所检指标满足混凝土拌和用水标准JGJ 63-2006中对混凝土拌和用水和养护用水的标准要

16、求。5混凝土配合比设计要求及参数选择试验5.1 试验基本条件对混凝土配合比室内设计试验时用采用风干状态集料。试验采用60L强制搅拌机按粗集料、细集料、水泥的投料顺序投料搅拌均匀，再在2min内徐徐加水后搅拌2min,而后将拌合物倾出在铁板上人工翻拌均匀，外加剂加入水中拌合后和水一起加入，每次投料按0.25L混凝土称量搅拌。5.2 粗集料掺配比例选择粗集料按4.75-9.5mm、9.5-19mm、19-31.5mm三种级配筛分结果选择最佳掺配比例掺配，不同比例掺配后其颗粒级配结果见表5-1。表5-1 粗集料掺配后颗粒级配成果表4.75-9.5mm:9.5-19mm: 19-31.5mm不同掺配比

17、例结果筛孔尺寸(mm)37.531.5199.54.752.3625:40:350041.583.398.799.630:40:300036.580.298.699.830:50:200029.180.298.699.720:50:300038.586.598.999.7标准级配范围（%）050451590701009010095从试验成果看, 4.75-9.5mm、9.5-19mm、19-31.5mm=30:50:20掺配比例与规范要求的级配范围中间值差值的绝对值之和最小，为最佳级配。5.3 外加剂掺量选择外加剂掺量的选择是根据外加剂的性能、使用材料情况以及外加剂与水泥、粉煤灰适应性通过试验

18、确定外加剂掺量为1.0%。5.4 单位用水量选择一般情况下，混凝土单位用水量是根据配合比设计要求中级配、混凝土种类、坍落度及配合比参数等通过试拌确定单位用水量，按照以下步骤进行相关试验。（1）混凝土不同坍落度与用水量关系试验在施工中，混凝土有不同坍落度的要求。为此，要进行在同等水灰比、同等粉煤灰掺量、同级配的条件下，不同坍落度与用水量的关系试验。试验选取固定的水胶比，粗集料级配按选择的最佳级配进行，混凝土坍落度控制5070mm、7090mm、90110mm。具体试验成果见表5-2。表5-2 不同坍落度与用水量关系试验成果表试验编号级配砂率（%）水胶比用水量(kg/m3) 粉煤灰掺量(%)坍落度

19、(mm)坍落度要求(mm)15-31.5mm380.51951555507025-31.5mm370.52001585709035-31.5mm360.52051510590110备注-从试验成果看, 取每立方砼用水量为200kg。5.5 最优砂率试验混凝土砂率的选择采用最大坍落度法，根据混凝土和易性和浮浆厚度等综合因素，从中选择最优砂率。试验固定水胶比0.5、粉煤灰掺量15，粗集料级配按选择的最佳级配进行，塌落度按70mm90mm控制。具体试验成果见表5-3。表5-3 常态混凝土最优砂率试验成果表试验编号级配砂率（%）水胶比用水量(kg/m3)粉煤灰掺量(%)和易性析水情况坍落度(mm)最后

20、描述(60s)棍度含砂情况粘聚性15-31.5mm360.520015下少良好少量80和易性差，泌水237中中良好无85和易性良好338上多良好无85和易性一般，砂多备注-从试验成果可以看出，用水量200kg/m3，其最优砂率分别37%。5.6 粉煤灰掺量试验为改善混凝土施工性能，降低混凝土水化热温升和干缩、提高混凝土耐久性和外观质量，按照混凝土相应技术规范要求，提供经济合理的粉煤灰掺量。配合比设计前，进行固定水胶比、采用最优砂率和最佳集料组合进行不同粉煤灰掺量对混凝土性能的影响试验。试验保持水灰比和塌落度不变，下表为以往粉煤灰掺量试验成果：表5-4 粉煤灰掺量试验成果砼强度等级水泥品种、标号

21、集料种类级配水灰比砂率(%)粉煤灰掺量(%)单位用水量(kg/m3)塌落度(mm)实测坍落度(mm)高效性能剂掺量(%)抗压强度7d28d90dC25堡垒牌、P.O42.5河沙、碎石5-31.5mm0.537101487090851.024.430.831.4C25堡垒牌、P.O42.5河沙、碎石5-31.5mm0.537151487090851.022.530.231.1C25堡垒牌、P.O42.5河沙、碎石5-31.5mm0.537201487090851.021.128.229.8从试验成果可以看出，随着粉煤灰掺量增加，不同龄期混凝土抗压强度均呈下降趋势，采用同一种水泥拌制的混凝土不同龄

22、期抗压强度降低幅度也不同，龄期越长，降低幅度越小。6混凝土配合比室内设计试验6.1 混凝土配制强度的确定混凝土配制强度按普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2011的相关要求，通过以下公式计算：cu,o= cu,k+ 式中 cu,o混凝土配制强度，MPa cu,k混凝土设计龄期的标准值，MPa 概率度系数、依据保证率选定 混凝土强度标准差，MPa 配制强度均按保证率95%计算，对应的t值选取见表6-1。标准差按下表6-2取值。表6-1 标准差t值取值表保证率（%）95908580t1.6451.2801.0400.840表6-2 标准差值取值表强度标准值（Mpa）20254550（Mpa）

23、4.05.06.0试配强度计算时标准差取5.0fcu.0=25+1.645×5.0=33.2Mpa6.2 混凝土配合比计算混凝土配合比计算采用绝对体积法，单位用水量按集料干燥状态计算，含气量按1%考虑。根据JGJ55-2011普通砼配合比设计规程，采用碎石的A、B值，A取0.53；B取0.20；粉煤灰影响系数为0.85，水泥28天强度实测值49.3Mpa。1、W/C=0.53×49.3×0.95/（33.2+0.53×0.20×49.3×0.95）=0.59，限制水灰比0.55取水灰比0.55。2、根据JGJ55-2011普通砼配合比

24、设计规程中表5.2.1-2的选用用水量原则及经验；取每立方砼用水量200kg，根据减水率为26%，掺外加剂后的每方砼用水量为200-200×26%=148kg/m3，因此取用水量为148kg/m3做为基准用水量。3、计算每立方砼水泥用量：不惨粉煤灰水泥用量148/0.55=269kg/m3，粉煤灰采用等量替代法，水泥用量为269×（1-15%）=229 kg/m34、计算每立方粉煤灰用量：269×15%=40 kg/m35、计算每立方砼外加剂用量：269×1.0%=2.69 kg/m3；6、根据最优砂率，砂率选用37%。7、根据以上确定的数据，计算砂、石

25、用量。砂用量=（1000-148-229/3.1-40/2.2-10）×37%×2.69=749.9×37%×2.69=746kg石用量=（1000-148-229/3.1-40/2.2-10）×（1-37%）×2.73=1289kg经试拌后确定基准理论配合比为水泥 粉煤灰 砂 碎石 水 外加剂 229kg 40kg 746kg 1289kg 148kg 2.69kg6.3 混凝土配合比设计试验方案根据以上混凝土配合比参数试验成果选取粉煤灰掺量、单位用水量、外加剂掺量以及相应水胶比的砂率。混凝土配合比室内设计基本参数如下表6-3。表6

26、-3 混凝土配合比设计基本参数表混凝土设计指标水泥品种、标号集料种类粉煤灰掺量(%)塌落度（mm）级配水胶比砂率(%)单位用水量（kg/m3）高效减水剂品种掺量（）C25P.O42.5河砂、碎石157090531.5mm0.5036148KDPCA1.00.55371480.60381486.4 混凝土配合比设计试验成果混凝土配合比设计试验时，采用华新水泥（宜昌）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥，荆门晟源环保科技有限公司生产的级粉煤灰，采用洞庭湖生产的河砂，采用通达采石场生产的碎石，采用山西凯迪建材有限公司KDPCA聚羧酸系缓凝型高性能减水剂。粗集料级配比例采用最佳组合比例，

27、即4.75-9.5mm、9.5-19mm、19-31.5mm=30:50:20。每种强度等级按照三个不同水胶比进行试验，建立抗压强度与胶水比回归关系式。试验成果如表6-4。表6-4 混凝土配合比试验成果混凝土设计指标级配水灰比砂率（%）单位用水量（kg/m3）实测坍落度（mm）含气量 （%）试件编号7d抗压强度（Mpa）28d抗压强度（Mpa）C25531.5mm0.5036148851.81-130.940.50.5537901.71-226.835.20.6038851.71-323.230.1通过回归分析，混凝土抗压强度与胶水比关系式如下： 混凝土28天抗压强度与胶水比关系曲线6.5 推

28、荐混凝土配合比混凝土施工配合比确定在室内试验成果的基础上，依据设计指标和施工参数确定，考虑到水泥强度波动和原材料性质变化，实际混凝土配制强度略高于设计混凝土配制强度值。根据胶水比与抗压强度线性回归关系式，计算出与配制强度相应的水胶比为0.568。依据公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011标准要求，混凝土最大水灰比的限制为0.55，为保证混凝土质量，推荐水灰比为0.55。根据设计要求及室内试验成果，混凝土配制强度及计算水胶比见表6-5。表6-5 混凝土配制强度及计算水胶比表混凝土强度等级水泥品种等级集料种类保证率(%)t(MPa)集料级配配制强度(MPa)计算水胶比设计限制水胶比推 荐

29、水胶比C25P.O42.5、河砂、碎石951.64545-31.5mm33.20.5680.550.55根据室内试验成果及推荐水胶比计算混凝土配合比，混凝土推荐配合比见表6-6。第 14 页 共 13页表6-6 推荐混凝土配合比 配合比编号设计要求水泥品种、标号集料种类级配配合比基本参数粉煤灰掺 量(%)减水剂掺量(%)坍落度mm混凝土材料用量 (kg/m3)水胶比砂率(%)单 位用水量(kg/m3)水水泥粉煤灰细集料粗集料mm减水剂4.759.59.5191931.5YZP-1C25P.O42.5河砂、碎石5-31.5mm0.5537148151.0851482264074638764425

30、82.667配合比使用条件及现场调整混凝土施工配合比是在一定的使用条件下确定的，在实际使用过程中，由于原材料性质波动、气温变化以及施工参数的改变，必须对现场混凝土施工配合比进行有效调整，这是保证混凝土拌和质量必不可少的环节。7.1 水泥采用华新水泥（宜昌）有限公司生产的堡垒牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥。室内配合比试验时其28d胶砂强度为49.3MPa，考虑到水泥胶砂强度对混凝土强度的显著影响，现场使用时应注意其波动性，建议水泥28d胶砂抗压强度宜控制在4852MPa之间，其它各项性能指标必须符合通用硅酸盐水泥GB175-2007标准中P.O42.5级水泥的技术要求。现场施工过程中不得随意改变水泥的品种及强度等级。若有变化，须重新进行混凝土配合比试验。7.2 粉煤灰采用荆门晟源环保科技有限公司级粉煤灰，粉煤灰的各项性能指标必须满足用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005标准中级粉煤灰的技术要求。7.3 细集料采用洞庭湖河砂，颗粒级配以中砂为宜。施工过程中可根据砂细度模数适当调整砂率