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1、C50(垫石)混凝土配合比设计书 垫石(HNS-S4-PHB-20130301-09)一、设计说明新建铁路红柳河至淖毛湖段 S4 标桥梁工程，支撑垫石设计采用强度等级 C50， 环境等级为Ll、H2，设计使用年限为100年。为提高混凝土的耐久性性能，改善 混凝土的施工性能和抗裂、抗冻性能，在混凝土中适量掺加 I 级粉煤灰和聚羧酸 高效减水剂，施工采用泵送混凝土施工工艺，输送车输送，要求混凝土坍落度控 制在180 220mm范围内。二、设计依据1、铁路混凝土结构物耐久性设计规范TB1005-20102、铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-20103、混凝土长期性能和耐久性能试验方法GB
2、/T50082-20094、普通混凝土拌合性能试验方法GB/T50080-20025、普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-20026、普通混凝土配合比设计规程JGJ5520117、高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB/T10752-20108、铁路混凝土TB/T3275-2011三、使用原村料1、水 泥：哈密天山水泥有限责任公司P.O42.5 (低碱)。2、细骨料：红淖三铁路S4标碎石场，细度模数M =3.0。X3、粗骨料：红淖三铁路S4标碎石场5-20mm碎石：采用(5T0mm)、( 10-20mm )两个单粒级按 20%:80%掺配。4、粉煤灰：新疆华翔工贸有限责任公司(玛电
3、)I级，掺量为25%。5、减水剂:北京成城交大建材有限公司聚羧酸高效减水剂，掺量为 1.2%。6、水：井水。四、设计步聚( 1 )确定配制强度根据普通混凝土配合比设计规程(JGJ55 2011 )、铁路混凝土工程施工技 术指南TZ210-2005，混凝土的配制强度采用下式确定：f =f + 1.645 acu,0 cu,kC50 配制强度 f =50+1.645 x 6=59.9 (MPa )cu,0(2)普通混凝土配合比设计规程(JGJ55 2011 )最大水胶比0.5，最小胶 凝材料为320kg/m3。最大水胶比0.45,最小胶凝材料为330kg/m3。铁路混凝土 TB3275-2011规
4、定L1、H2环境最小胶凝材料为320kg/m3。铁路混凝土结构物耐久性设计规范 TB1005-2010 规定， C30 以下混凝土胶凝材料总量不宜高于 360kg/m3、C30C35混凝土不宜大于400 kg/m3、C40C45混凝土不宜大于450 kg/m3。C50以上混凝土不宜大于500 kg/m3。为提高混凝土的耐久性，改善混凝土 的施工性能和抗裂性能，在混凝土中掺加适量的粉煤灰矿物掺合料。(3)根据混凝土工作性、设计强度和耐久性指标要求，结合工程上所选水泥 和外加剂的性能以及相关规定，初步确定胶凝材料总用量、矿物掺和料的种类及 掺量、外加剂的掺量、水胶比和砂率，并计算出单位体积混凝土的
5、水泥用量、矿 物掺和料用量、用水量以及外加剂的用量。胶凝材料为480kg，用水量为156kg, 外加剂掺量为 1.2%，粉煤灰掺量为 25%，砂率为 40%。水胶比 0.33m m m mw +c + pi +a + a).(1)W T Pcp1aw (S (P +P )/2(2)gVS g (1 - S ) (P +P )/2(3)gVSg采用体积法按公式(1)、(2)和(3)计算砂、石用量，确定基准配合比。V 二 1 -s，gm = Vss ，m =Vgs ，式中：V s,g 每立方米混凝土中砂、石的绝对体积，单位为立方米( m3)m 每立方米混凝土用水量，单位为千克(kg );wm 每立
6、方米混凝土水泥用量，单位为千克( kg)；cm 每立方米混凝土掺和料 1 用量，单位为千克( kg)；p1m 每立方米混凝土外加剂用量，单位为千克( kg)；am 每立方米混凝土砂子用量，单位为千克( kg)；sm 每立方米混凝土石子用量，单位为千克( kg)；gSv 砂率取 40%a混凝土含气量，取0.01 m3p 水的密度，取1000 kg/m3；wp 水泥的密度，为 3120 kg/m3；cp 掺和料 1 的密度，为 2970 kg/m3；p1p 外加剂的密度，为 1040 kg/m3；ap 砂子饱和面干的密度，为 2680 kg/m3；sp 石子饱和面干的密度，为 2690 kg/m3
7、；g通过计算配合比如表1。表1： C50高性能混凝土配合比kg/m3编号水泥砂碎石水粉煤灰外加剂00136072010851561205.76五、高性能混凝土总碱含量、氯离子总含量及三氧化硫含量计算高性能混凝土的总碱量包括水泥、粉煤灰、外加剂及水的碱含量之和。其中粉 煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的 1/6，矿渣粉的可溶性碱量取矿渣总碱量的 1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。高性能混凝土的总碱含量不应超过 3.0kg/m3。高性能混凝土中氯离子总含量包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨 料、水、外加剂等所含氯离子含量之和，不应超过胶凝材料总量的0 . 1 0 。高性 能混凝土的三氧化
8、硫含量不应超过胶凝材料总量的4. 0%。计算结果见表 2：材料名称水泥粉煤灰矿粉细骨料粗骨料水外加剂混凝土每立方米原材料 用量(kg/m3)360120072010851565.76碱含量(%)0.561.371.000.0010137.02氯离子含量(%)0.0180.0160.0480.0090.0110.0048640.083三氧化硫含量(%)2.792.540.200.100.08原材料碱含量(kg)2.0160.2740.000.0020.404原材料氯离子含量(kg)0.06480.01920.00000.06480.11940.00760.0048原材料三氧化硫含量(kg)10.
9、04403.04800.00000.72000.8680每立方米混凝土的总碱 含量(kg/m3)规定值3.0计算值2.70结果判定合格每立方米混凝土的氯离 子含量(kg)规定值0.48计算值0.28结果判定合格每立方米混凝土的三氧化硫 总含量占胶凝材料总量(k)规定值19.2计算值14.68结果判定合格六、C50 高性能混凝土试配及拌合物性能对以上配合比进行混凝土拌合物性能试验，经试拌混凝土配合比的拌合物性能见表3:表3： C50高性能混凝土拌合物性能结果序号坍落度(mm)含气量()泌水率()0012202.80七、C50 高性能混凝土抗裂性能、力学性及耐久性能根据 C50 高性能凝土拌合物性
10、能试验结果，初步选定的配合比混凝土拌合物性 能都能满足要求。（1）按上述配合比进行抗裂性能对比试验。按照铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设2005 160 号成型混凝 土圆环试件，养护 1d 后拆去外模，将试件连同模具内环一起移入规定温度、湿度 的环境中，定时观察试件顶面和外侧面的开裂情况和裂缝宽度。该配合比砼圆环 试件经过 56 d 的养护，定时观察试件顶面和外侧面都没有裂缝出现。（2）按上述配合比成型力学能性能试验（7 d、28 d、56d 抗压强度）、耐久性 能（28d、56d电通量）试验，试验结果见表4：表 4：C50 高性能混凝土力学性能及耐久性能试验结果编号抗压强度（MPa）
11、电通量（C）3d7d28d56d28d56d1/43.558.661.3/562八、理论配合比确定 按照工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则，从上述试验 结果满足要求的配合比中选择合适的配合比作为试验室理论配合比。通过测试现场材料试拌混凝土表观密度和试验室试拌混凝土表观密度校正试 验室理论配合比如下配合比表观密度（kg/m3）偏差系数校正系数试验室2450偏差系数为0.12%2%,无需校正1.0现场2453该理论配合比无需校正，确定C5 0高性能混凝土理论配合比见表5: 表5： C50 高性能混凝土理论配合比（ kg/m3）混凝土每立方米原材料用量（kg/m3）编号水泥砂碎石水粉煤灰外加剂00136072010851561205.76九、附件 原材料及配合比试验资料
