现进行最终配合比的设计工作:
预应力混凝土现浇箱梁
一、 设计遵循的标准规范:
1.JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》
2.JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》
3.JTG F80/1—2004《公路工程质量检验评定标准》
4. JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》
5.具体施工设计图纸要求
二、 设计概述
1.已知条件:混凝土设计强度等级为C50,要求拌和物坍落度控制在140—180 mm范围内。
2.主要原材料选用
①水泥:选用淮安楚州地区生产的“海螺牌”P.Ⅱ 52.5水泥,其密度ρc=3.12*10³kg/m³,28天抗压强度预测值为52.5MPa。
②砂: 选用江西赣江产中砂,细度模数为2.8,含泥量为1.7%,表观密度ρc=2.6*10³kg/m³。
③碎石:选用江西产5-25mm连续级配碎石,其中16-25mm碎石与5-16mm碎石之比为70%:30 %,表观密度ρc=2.75*10³kg/m³。
④外加剂:选用江苏淮安“点石”牌D6型高效缓凝减水剂。
⑤水: 使用地下水。
三、 试配强度确定
根据设计要求,强度保证率需大于95%,保证系数取1.645,由于无历史统计资料,标准差σ取6.0Mpa。
fcuo≥fcuk+1.645×σ=50+1.645×6=59.9Mpa。
其中:fcuo表示试配强度,fcuk表示设计强度
四、 水胶比计算
采用公式:W/B =αa×fb/(fcuo+αa ×αb ×fb)
=0.53×52.5/(59.9+0.53×0.20×52.5)
=0.43
取αa=0.53,αb=0.20
为保障工程质量,将水胶比调整为W/B=0.32。
五、 各材料用量确定
根据碎石最大粒径为26.5mm的技术要求,通过查阅相关表格并结合小样试拌结果,当单位用水量为154kg,缓凝高效减水剂按总胶材用量的1.2%添加时,拌和物各项性能指标均符合要求。
计算胶凝材料用量:mbo= mwo /(W/B)=154/0.32=481 kg
确定缓凝高效减水剂用量为481×1.2%=5.77kg/m3时,拌和物性能指标完全满足要求。
六、 砂率确定
基于粗集料(碎石)最大粒径为26.5mm,水胶比W/B =0.32,结合施工工艺要求,初步选定砂率为40%。
βS=mS0/(mS0+mG0)=0.40
七、 砂石用量计算
根据公式:mbo/ρb+ mwo/ρw+mS0/ρS+mG0/ρg+10α=1000
结合砂率公式:βS=mS0/(mS0+mG0)=0.40
代入数值:481 /3.12+154/1+ mS0/2.60+ mG0/2.75+10α=1000
计算得出:mS0=733kg,mG0=1100kg
混凝土含气量α取1
八、 基准配合比
水 :胶凝材料 : 砂 : 石 : 外加剂
154 :481 :733 :1100 : 5.77
九、 配合比验证
经过试拌测试,坍落度为175mm,粘聚性和保水性均表现良好,完全满足设计要求。在此基础上,以水胶比W/B = 0.32作为基准配合比,分别调整水胶比为0.30和0.34,同时相应调整砂率±1%进行验证。试验结果表明,混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值均不超过计算值的2%,因此无需进一步调整配合比。
C50现浇混凝土预应力箱梁水泥混凝土试配数据汇总表
十、 设计结论
通过对比试配结果可知,水胶比为0.32和0.30的混凝土均能满足强度要求。为保障混凝土施工质量及耐久性,最终决定采用水胶比为0.32的配合比进行施工。