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文档简介

1、目录一、课程设计的要求与条件031、参数和设计要求032、原材料情况033、组员及任务分配04二、理论配合比设计与计算041、C30基准混凝土理论配合比计算042、C30泵送粉煤灰混凝土理论配合比设计 09三、理论配合比设计结果11四、实验室试配配合比设计与试配后拌合物性能测试结果111、C30基准混凝土实验室试配配合比设计计算122、C30粉煤灰泵送混凝土实验室试配配合比设计计算133、试配后拌合物性能测试结果14五、强度测试原始记录与强度结果确实定15一、7d强度测试16二、28d强度测试 17六、课程设计小结18一、课程设计的要求与条件1、配合比设计依据 1、?普通混凝土配合比设计规程?

2、JGJ55-20212、?建设用碎石卵石?GBT14685-2021 3、?建设用砂?GBT14684-2021 4、?公路工程水泥及水泥混凝土试验规程?JTG E30-20052、参数和设计要求:某工程需要C30商品混凝土,用于现浇钢筋混凝土梁柱。施工采用泵送方式管径100,施工气温1525。要求出机坍落度为190±30 mm,而且2 h坍落度损失不大于30 mm。为使混凝土有良好的可泵性并节约水泥,要求掺适量的优质粉煤灰。3、原材料情况A、水 泥: 重庆拉法基水泥厂P·O 42.5R,fce=50.2MPa,c=3.10g/cm3,堆积密度1560kg/m3;B、细骨料

3、:特细砂Mx=0.9,s1=2.69g/cm3,堆积密度1380kg/m3,含泥量1.4%,含水率7%; 机制砂Mx=2.9,s2=2.70g/cm3,堆积密度1530kg/m3,含粉量14%;C、粗骨料:石灰岩碎石 510mm,g=2.67g/cm3,堆积密度1380kg/m3,含泥量0.7%; 石灰岩碎石 1025mm,g=2.67g/cm3,堆积密度1400kg/m3,含泥量%;D、外加剂:聚羧酸缓凝高效减水剂PCA-R,含固量23%,减水率29.5%,掺量1.5%,,重庆三圣特种建材股份E、掺合料:级粉煤灰,F=2.42g/cm3,堆积密度1320kg/m3,细度22.0%,需水量比9

4、9%,烧失量4.72%,掺量8%12%;F、拌合水:自来水。4. 组员及任务分配任务合作完成配合比设计:1.根据原材料检测数据,遵照现行混凝土配合比设计规程要求,进行配合比设计计算;2.以设计计算为基准,通过实际试配、调整,得到满足该混凝土工程要求的混凝土配合比;3.编写设计说明书。其中包括配合比设计说明与计算;实验室试配内容、测试数据与处理结果。二、理论配合比设计1、C30基准混凝土理论配合比计算1确定配制强度fcu,0混凝土配制强度fcu,0的计算公式:式中:fcu,0混凝土配制强度(MPa)fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)混凝土强度标准差(MPa)由于无统计资料计算混凝土强

5、度标准差,其值按现行国家标准?混凝土结构工程施工及验收标准?GB50204的规定取用。而所要求设计的混凝土等级C30级在C30C60级范围内,那么取=6.0MPa,由所设要求的混凝土等级为C30级可知fcu,k =50PMPa,由可知:2确定水灰比W/C由所给材料情况中水泥为重庆拉法基水泥的PO 42.5R,fce=50.2MPa,c=3.10g/cm3,堆积密度1560kg/m3;而所要要求配制的基准混凝土强度等级为C30级小于C60级时,按混凝土强度公式计算水灰比:式中:a 、b回归系数;水泥28d抗压强度实测值,MPa根据重庆地区所使用的水泥、集料,回归系数a=0.482、b=0.269

6、。混凝土强度等级为C30C60,其混凝土水灰比为:配筋混凝土的最低强度等级、最大水胶比、和单方混凝土胶凝材料的最低用量宜满足?混凝土结构耐久性设计与施工指南?中表4.0.2规定。表 最低强度等级、最大水胶比和胶凝材料最小用量(kg/m3)设计使用年限环境 级别作用等级一100年二50年三30年AC30, , 280C25, , 260C25, , 240BC35, 0, 300C30, , 280C30, , 260CC40, 0.45, 320C35, 0, 300C35, 0, 300DC40, , 340C40, , 320C40, 0.45, 320EC45, 6, 360C40, ,

7、 340C40, 0, 340FC30, 2, 380C45, 6, 360C40, 0.36, 360 注:1、表中数据需与表的保护层厚度要求相配合。 2、表中混凝土在不同的环境类别下尚需符合至.9条要求。 3、表中胶凝材料最低用量指骨料最大粒径约为20mm的混凝土,当最大粒径较小或较大时需适当增 减胶凝材料的用量 4、对于冻融和化学腐蚀环境下的薄壁构件,其水胶比宜适当低于表中对应的数值。5、对于100年设计使用寿命且环境作用为D或D级以上时,可在混凝土的胶凝材料中参加少量硅灰。根据贵州地区实际用砂情况以及混凝土耐久性和强度要求,取W/C=553 确定单位用水量 mw0所给材料情况:普通自来

8、水设计要求:出机坍落度为190±30 mm,且2 h坍落度损失不大于30 mm。且碎石的最大粒径为25mm重庆市地方标准:DB50/5030-2004<<机制砂,混合砂混凝土应用技术规程>>中表 混合砂塑性混凝土的用水量(kg/m3)碎石最大粒径(mm)拌合特坍落度(mm)162031.54010-3019518517516535-5020519518517555-7021520519518575-90225215205195注:1,本表用水量系采用细度模数为1.8-2.1的混合砂时的平均值.细度模数小于1.8时,每立方米混凝土用水量可增加0-5公斤:细度模数

9、大于2.1时,那么可减少0-5公斤.2,掺用各种外加剂或掺合料时,用水量相应调整.3水灰比小于0.35的混合砂混凝土以及采用特殊成型工艺的混合砂混凝土用水量应通过试验确定.由于要求坍落度为19±3cm ,贵州市地方标准<<机制砂,混合砂混凝土应用技术规程>>中表选取基准坍落度为90mm为根底,当石灰岩碎石525mm,即最大粒径为25mm时, 单位立方米用水量mw为: mw1 =205kg4 确定每立方米混凝土的水泥用量mc0届合摘自JCJ/T 5596的图2可知,水灰比W/C和水泥用量mc0=577kg满足要求。图2 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量5确定粗集

10、料单位立方米用量mg0和细集料单位立方米用量ms0由于表用水量系采用中砂时的平均值,且普通水泥混凝土与砌筑砂浆中往往优先选用中砂,那么细骨料用特细砂和机制砂配合,其细度模数应该在2.3 , 3.0范围内。混合砂的细度模数可按以式简易计算: Uf(混)=Uf(机)*A(机)+Uf(特)*A(特)式中: Uf(混)混合砂细度模数Uf(机)机制砂细度模数Uf(特)特细砂细度模数A(机)混合砂中机制砂的百分比(%)A(特)混合砂中特细砂的百分比(%)常用特细砂与机制砂的比例为3:7或5:5.当特细砂:机制砂=5:5时,不符合要求,舍弃。当特细砂:机制砂=3:7时,符合要求。所以选定渠河砂与歌乐山机制砂

11、按质量比为3:7配制细骨料,此时即可得到中砂。重庆市地方标准:DB50/5030-2004<<机制砂,混合砂混凝土应用技术规程>>中表 混合砂混凝土砂率(%) 碎石最大粒径(mm)水灰比(W/C)1620400.3526-3125-3023-280.4529-3428-3326-310.5532-3731-3629-340.6534-3933-3831-37注:1,只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大,2,对薄壁构件,砂率取偏大值.混合砂作细骨料配制抗渗混凝土和泵送混凝土时,砂率宜控制在3038%之间。由插入法有: 即得:混合砂大流动性,泵送混凝土砂率,可取

12、上表的上限,以坍落度为60mm为基准,经试验,根据混凝土拌合物的坍落度按每增加20mm,砂率增加1%予以调整。所以当塌落度要求为19±3cm时,那么:采用体积法,由,因无引气剂,可知:, , 而且ms01: ms02=3:7细骨料的单位立方米质量为ms01=175kg,ms02=408kg。细集料密度为:g/cm3。粗骨料的单位立方米质量为mg0 =1034kg,粗骨料中大小石子按65%:35%分,那么小石子为mg0 1=362kg,mg0 3=672kg。实际用砂量:ms01=175/=188kg,实际用水量:即mcp=2399kg/m3,满足每立方米质量在23502450kg的条

13、件。综上所述,C30基准混凝土理论配合比设计如下表:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子大石子每m3用量/kg 577175408 362672205/质量比1000101.789/2、C30泵送粉煤灰混凝土理论配合比设计根据粉煤灰混凝土配合比设计标准, C30泵送粉煤灰混凝土理论配合比设计是在C30基准混凝土理论配合比根底上进行设计计算的。(6)确定粉煤灰单位立方米用量mf所给材料情况:掺合料:级粉煤灰,细度22.0%,需水量比102%。烧失量4.72%,掺量8%12%。暂取取代率f=12%,那么C30泵送粉煤灰混凝土中水泥单位立方米用量mcf为:。而其中取代

14、水泥的粉煤灰是按超量取代法添加的,在GBJ 14690中夜对粉煤灰的超量系数有如下规定:图3 粉煤灰的超量系数那么超量系数K范围为1.31.7,在此暂取K =1.3进行计算。所以,所要求设计的C30泵送粉煤灰混凝土中粉煤灰单位立方米用量mf为:。那么超量粉煤灰的质量为mfe为:此时,减水剂的量为:507+89×0kg(7)确定添加粉煤灰后骨料的单位立方米用量msea、添加粉煤灰后细骨料的单位立方米用量mse为: 特细砂和机制砂按照质量比为mse1: mse2 =3:7来配制试验用细骨料,mse1=168kg,mse2=392kg。 b、添加粉煤灰后粗骨料的单位立方米用量仍与C30基准

15、混凝土理论配合比计算中粗骨料的单位立方米用量相同,分配比例也相同,那么小石子为mg0 1=362kg,mg0 3=672kg。实际用砂量:ms01=168/1-7%=180kg,减水剂减水的量实际用水量:即mcp=2346kg/m3,满足每立方米质量在23502450kg的误差为2%条件。综上所述,C30掺粉煤灰混凝土理论配合比设计如下表:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子大石子每m3用量/kg 507168392 3626721458.9089/质量比1000028675/三、理论配合比设计结果综合以上配合比设计结果,C30基准混凝土理论配合比和C30泵送粉

16、煤灰混凝土理论配合比方下表:材料名称水泥细骨料粗骨料水外加剂粉煤灰/特细砂机制砂小石子大石子C30基准混凝土每m3用量kg577175408362672205/质量比1.01055/C30泵送粉煤灰混凝土每m3用量kg50716839236267214589/质量比1.1052.0390.286875/四、实验室试配配合比设计与试配后拌合物性能测试结果 适配环境:重庆大学材料学院工艺实验室于2011年11月29日下午实验所用仪器:小电子秤:最大量程100Kg最小量程400g,精度为20g;大电子称:最大量程150Kg最小量程1Kg,精度为50g;振动台 1m2;容量筒:5L;模具用的是100m

17、m×100mm×100mm的三联模。1、C30基准混凝土实验室试配配合比设计计算综上所述,C30基准混凝土理论配合比设计如下表:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子大石子每m3用量/kg 577175408 362672205/质量比100010/实验室材料含水情况:特细砂含水率7%。调整后单位用水量=原单位用水量-原单位特细砂用量×含水率=205-175×7%=193实际用砂量:ms01=175/=188kg实验室用粗骨料由大碎石和小碎石按65:35的比例配合而成,因含水率的影响以及砂中含水,调整后C30基准混凝土实验室

18、试配配合比方下:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子35%大石子65%每m3用量/kg577193408362672188/质量比10001.0426/10L用量1.934.0821.88/实验时,在搅拌过程中发现拌合物太干拌合性能不良同时还不能满足坍落度46cm的要求,因此在实验过程中额外加了kg水(实际情况应该是按照水灰比按比例参加水泥和水搅拌后的水泥浆,为赶时间,由老师指导直接单纯添加了水)。因此实际用的配合比为:材料名称水泥细骨料粗骨料水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子大石子每m3用量/kg577193408362672215/质量比100042/10

19、L用量1.904.0825/2、C30粉煤灰泵送混凝土实验室试配配合比设计计算综上所述,C30掺粉煤灰混凝土理论配合比设计如下表:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子大石子每m3用量/kg 507168392 3626721458.989/质量比10000.167/实验室材料含水情况:特细砂含水率7%。调整后单位用水量=原单位用水量-原单位特细砂用量×含水率-减水剂中的水=205-168×7%-8.9×1-23%=186减水剂减水量:实际用水量=调整后单位用水量-减水剂减水量=185-60=126实际用砂量:ms01=168/=18

20、0kg实验室用粗骨料由大碎石和小碎石按65:35的比例配合而成,因含水率的影响调整后C30泵送粉煤灰混凝土实验室试配配合比方下:材料名称水泥细骨料粗骨料/ mm水外加剂粉煤灰其他特细砂机制砂小石子35%大石子65%每m3用量/kg50718039236267212689/质量比1000280.249/10L用量1.80260.089/3、试配后拌合物性能测试结果1坍落度和扩展度宏观均无离析泌水现象。坍落度和扩展度的数据记录:工程坍落度扩展度基准混凝土/mm40粉煤灰混凝土/mm2506852混凝土拌合物的表观密度混凝土的表观密度测试的数据记录:工程玻璃板+容量m3玻璃板+容量+混凝土基准混凝土

21、/kg13.82粉煤灰混凝土/kg14.18拌合料的表观密度实测值:容量筒体积V=5LA、C30基准混凝土拌合料的表观密度实测值为kg/m3实际混凝土的体积:57731005832697103427002151000表观密度计算值:c,c =57758310342152385/m3c,t-c,c/c,c×100%=2404-2385/2385×%基准混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值没有超过计算值的2%。B、C30粉煤灰泵送混凝土拌合料的表观密度实测值为kg/m3实际C30粉煤灰泵送混凝土的体积为:89/2420+507/3100+560/2697+1034/2700

22、+145/1000+0.01=0.946表观密度计算值:c,c=895071034560+1452468/ m3c,t-c,c/c,c×100%=2450-2468/2468 ×%C30粉煤灰泵送混凝土的表观密度实测值与计算值之差的绝对值没有超过计算值的2%。综上所述,计算得:基准混凝土的表观密度为2385kg/m3:粉煤灰混凝土的表观密度为2468kg/m3五、强度测试原始记录与强度结果确实定试件成型日期:2021年11月29日 试件拆模日期:2021年11月30日 7d 测强日期:2011年12月06日28d测强日期:2011年12月27日本次试验采用的是100mm&#

23、215;100mm×100mm的立方体试件强度计算:混凝土立方体抗压强度计算公式: P=式中P 混凝土立方体试件抗压强度(MPa) ;F 试件破坏荷载(N);A 试件承压面积(mm2).对于非标准的试件要乘以折算系数K:100mm立方体试件抗压强度折算系数KfcuMPa强度折算系数 KfcuMPa强度折算系数 K55768556658695667596一、7d强度测试强度测试环境:重庆大学建筑材料性能实验室于2021年12月6日混凝土的外表情况:基准混凝土的外表更灰暗,掺了粉煤灰的那么显得更灰白在试验过程中应连续均匀地加荷,混凝土强度等级< C30时,加荷速度取每秒钟一0.5M

24、Pa;混凝土强度等级>C30且<C60时,取每秒钟0.5 - 0.8MPa;混凝土强度等级>C60时,取每秒钟-。实验过程:在实验过程中,加压速度大于0.8MPa,所测的实验数据应该偏大。7d抗压强度的数据记录项 目123C30基准混凝土/kN470465455C30基准混凝土强度/MPa折算前47465455折算后平均值相对误差%1.4 C30粉煤灰泵送混凝土/kN590600585C30粉煤灰泵送折算前5960折算后平均值相对误差0.4 混凝土立方体抗压强度计算应精确至0.1MPa。计算时以三个试件的折算后的强度平均值作为该组试件的强度实验结果。三个测值中的最大值或最小值

25、中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时,那么把最大及最小值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值;如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%,那么该组试件的试验结果无效。按上所诉内容可计算并验证7d混凝土抗压强度的值折算后的值:基准混凝土的强度为:MPa粉煤灰泵送混凝土的强度值为:56.2MPa 二、28d强度测试强度测试环境:重庆大学建筑材料性能实验室于2011年12月6日混凝土的外表情况:基准混凝土的外表更灰暗,掺了粉煤灰的那么显得更灰白在试验过程中应连续均匀地加荷,混凝土强度等级< C30时,加荷速度取每秒钟一0.5MPa;混凝土强度等级>C30且<C60时,取每秒钟0.5 - 0.8MPa;混凝土强度等级>C60时,取每秒钟-。实验过程:在实验过程中,加压速度大于0.8MPa,所测的实验数据应该偏大。28d抗压强度的数据记录项 目123C30基准混凝土/kN457562555C30基准混凝土强度/MPa折算前折算后平均值相对误差%17.6 0C30粉煤灰泵送混凝土/kN750755

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