C30水下混凝土配合比计算书

C30水下混凝土配合比计算书（共3篇）

1.C30水下混凝土配合比计算书 篇一

混凝土配合比设计计算书

混凝土标号：C30

使用部位：桥桩基础、承台

一、原材料说明: 按要求选用160-200mm坍落度，5-25mm碎石

1、水泥：安徽白马山海螺PO42.5

2、细骨料：赣江砂

3、粗骨料：宝华5～25mm

4、粉煤灰：南京悦力

5、外加剂：江苏博特PCA聚羧酸盐高性能减水剂

二、计算步骤

1.计算混凝土配制强度：

fcu,k=1.15*fcu,o+1.645*σ=1.15*30+1.645*5=42.7 2.计算水灰比：

w/c=αa*fce/(fcu,k+αa*αb* fce)

=0.46*42.5/(42.7+0.46*0.07*42.5)=0.44

αa，αb为回归系数，中砂取αa为0.46，αb为0.07 室内试验取w/c=0.46 3.计算水泥用量：

查表取用水量W=240kg/m3 考率外加剂减水率30% 取用水量为共W1o= 240*（1-30%）=168kg/m3 Co /′=Wo/(w/c)= 168/0.46=365 kg/m3 Co= Co/*0.7 =365*0.7=256kg/m3

考虑现场施工需要，粉煤灰超量取代法计算，系数为1.15 Fo = 1.15*（Co /_ Co）=1.15*（365-256）=125 kg/m3 胶凝材料总用量为=256+125=381 kg/m3 4.计算混凝土砂、石用量：

Co+So+Go+Wo+Xo+Fo=Cp

So/(So+ Go)*100%= Sp 假定混凝土容重为2400 kg/m3

选取混凝土砂率为41%

外加剂用量取胶凝材料的1.00% Xo=381*1.00%=3.81kg/m3 Wo＝W1o－Xo＝164 Co+So+Go+Wo+Xo+Fo=2400

① So/(So+ Go)*100%=41%

② 由①、②两式求得So=759，Go=1092 5.初步配合比为：水泥=256 Kg/m3，砂=759 Kg/ m3，碎石=1092Kg/ m3，水=164 Kg/ m3 外加剂=3.81 Kg/ m3 粉煤灰=125 Kg/ m3 水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰=256：759：1092：164：3.81：125 =1: 2.965:4.266:0.641:0.0149:0.488

6、基准配合比设计 实拌25L各材料用量：

水泥：6.4 Kg

砂:18.975 Kg

碎石：27.3 Kg（5～16mm：10.92Kg

16~25mm:16.38 kg）

水：4.1kg

外加剂：95.25g

粉煤灰：3.125 Kg 将其拌和后，初始坍落度为200mm，半小时后坍落度为195mm,扩展度58cm，凝结时间初凝为10h20min,终凝时间12h05min；含气量3.4%,泌水率1.2％。和易性良好。实测容重2370 Kg/m3,未超2%,不用修正.基准配合比为

水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰=256：759：1092：164：3.81：125 =1: 2.965:4.266:0.641:0.0149:0.488

7、为确定砼强度，调整水灰比配置三个不同配比：（1）W/C=0.49水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰

=240：768：1106：164：3.58：118

其28d强度为36.4.7Mpa，56d强度为49.2Mpa，56电通量708C（2）W/C=0.46水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰

=256：759：1092：164：3.81：125 其28d强度为38.9Mpa，56d强度为53.3Mpa，56电通量623C（3）W/C=0.43水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰

=274：747：1076：164：4.09：135 其28d强度为41.5Mpa，56d强度为55.5Mpa，56电通量582C

8、结论

通过对三个不同配合比试配拌和物性能及56d的强度值等多方面综合分析得出，基准配合比的各项工作性能满足设计要求。初步配合比定为: 水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰=256：759：1092：164：3.81：125

=1: 2.965:4.266:0.641:0.0149:0.488

2.C30水下混凝土配合比计算书 篇二

武汉阳逻港码头为国家一类开放口岸的重点建设工程, 码头结构为高桩梁板式, 平台长255m, 宽30m;平台通过三座引桥与岸连接, 引桥宽12m。码头下部桩基结构采用大直径 (1.2m) 、薄壁 (14mm) 钢管混凝土结构, 内填强度等级为C30自密实微膨胀混凝土。引桥桩采用泥浆护壁旋转成孔灌注工艺, 该工艺要求制备的混凝土具有良好的粘聚性、保水性、低含气量和补偿收缩。实际工程中, 一般自密实混凝土胶材用量多大于500kg/m3, 其工作性能优良, 强度超标, 但会造成成本增加且自收缩大[1]。C30自密实混凝土胶凝材料使用量较少, 新拌混凝土的粘聚性较差, 要实现浆料完全包裹砂石集料, 从而达到混凝土自密实补偿收缩的要求非常困难。因此, 需要进行在低胶材用量的情况下研究满足水下钢管桩施工工艺要求的C30自密实微膨胀混凝土, 本文对此开展了研究, 并将其应用于武汉阳逻港码头工程建设中。

1 试验原材料

水泥:武汉某公司产P·O 42.5级普通硅酸盐水泥, 性能指标见表1。

粉煤灰:武汉某电厂产Ⅱ级干排粉煤灰, 需水量比91%。

粗集料:普通碎石, 5~25mm连续级配, 最大粒径dmax=26.8mm, 表观密度ρa=2743kg/m3, 针片状含量2.75%, 压碎值12.5%。

细集料:天然砂, 表观密度ρa=2636kg/m3, 细度模数2.3, 含泥量1.7%。

膨胀剂:自主研发的高能延迟膨胀剂, 水中7d限制膨胀率为0.053%。

外加剂:自主研发的一种具有增粘、减水、保塑功能的专用外加剂, 该聚羧酸高效减水剂的聚合物平均分子量在11000~15000, 同时, 为保证缓凝高效减水保塑剂很小的引气量, 所用聚羧酸分子结构中作为侧链之一的聚氧乙烯基 (即EO加成数) 大于60, 且分子中羧酸基与酯基的摩尔比 (m/n) 为1.9~2.1, 以保证缓凝高效减水保塑剂对水泥的适应性。引入缓凝成分 (葡萄糖酸钠) 、增粘组分 (NC-1) 和消泡组分, 固含量20%, 减水率23%。

2 C30自密实钢管桩基混凝土设计

2.1 胶凝材料组成和用量对混凝土工作性能和力学性能的影响

采用上述原材料, 进行C30自密实钢管桩基混凝土的配合比设计, 混凝土配合比设计及性能见表2、表3。

本研究采用V型漏斗通过时间、U型箱填充高度、T50时间来评价配制混凝土的自密实性能[2]。水下钢管桩混凝土除了要具备普通自密实混凝土一样的高流动性和填充性能, 还由于其特殊的施工工艺和服役环境, 应避免在钢管壁和核心混凝土之间形成气膜, 造成混凝土脱空, 影响其套箍效应, 进而影响结构的承载力。因此, 要求自密实水下钢管桩混凝土在具有良好的自密实性能前提下还要有尽量低的含气率, 且要求气泡稳定不易溢出。其含气量应控制在2.0%以下[3]。

从表2、表3可以看出, 单掺粉煤灰时, 随着胶凝材料用量增加, 混凝土的工作性能提高。当胶凝材料用量为370kg/m3时, 混凝土的坍落度扩展度最小, V型漏斗流下时间最长, 这是因为胶凝材料用量过少, 混凝土的粗细集料量相对增加, 包裹在粗细集料表面的浆体减少, 混凝土流动性、包裹性、填充性能较差。当胶凝材料用量为440kg/m3时, 混凝土的扩展度达到了640mm, 但V型漏斗通过时间、T50并未缩短反而有所增加, 这是因为在水胶比一定的情况下, 胶凝材料过多, 显著增加了混凝土的粘度, 使混凝土流动速度降低, 表现为混凝土填充能力下降, 但其各项指标均满足自密实混凝土的要求, 只是编号4的水泥用量较多, 造成成本过高。对比编号2、3, 在胶凝材料用量不变的情况下, 单掺矿粉时, 混凝土坍落扩展度有所降低, 7d强度有所增加, 这是因为相对于单掺粉煤灰, 矿粉的需水量比较大, 吸附水量较多, 混凝土的坍落扩展度减小, 减水剂掺量增加, 但其火山灰活性较高, 改善了混凝土中浆体和骨料的界面结构, 7d、28d强度有所增加。

kg/m3

2.2 砂率对C30自密实钢管桩基混凝土拌合物性能及强度的影响

细骨料在混凝土中具有圆形颗粒的滚动效应和骨架密实填充双重作用[4], 考察砂率对C30自密实钢管桩基混凝土拌合物性能的影响。在编号2的基础上, 进行砂率的优化, 配合比、工作性能和力学性能见表4、表5。

通过表4、表5可以看出, 砂率对混凝土的工作性能影响非常大, 随着砂率的增大, 混凝土的流动性先增加后减小。砂率为45%和47%时, 混凝土各项自密实指标均较好, 这也说明密实骨架堆积存在一个最佳的砂率范围, 本文研究的C30自密实微膨胀钢管桩混凝土砂率在45%~47%范围内。当砂率为50%时, 混凝土中的细集料偏多, 粗集料相对减少, 浆体含量增多, 在相同外加剂掺量下, 浆体粘度增大, 坍落度和扩展度降低, 表现为V型漏斗流下时间变长, T50时间变长。砂率由43%增加到50%, 混凝土的强度也表现为先提高后降低, 在砂率为47%时, 7d和28d强度最高。

kg/m3

2.3 水胶比对C30自密实钢管桩基混凝土拌合物性能及强度的影响

试验中胶凝材料用量控制在400kg/m3, 粉煤灰掺量固定在100kg/m3, 减水剂掺量固定在2.1%, 试验结果如图1所示。

由图1可以看出, 混凝土的坍落扩展度随水胶比的增大而增大, 新拌混凝土在V型漏斗中的流出时间随水胶比的增大而缩短, 说明新拌混凝土随水胶比的增大粘性减小。在混凝土配比相同的情况下, 水胶比越低, 用水量越少, 混凝土的工作性能越差。混凝土的强度随水胶比的增大而减小, 强度呈现负效应, 水胶比越大, 超过水泥水化所需水分越多, 多余的水分在水泥硬化后蒸发。在水泥石及水泥石-集料的界面区域, 形成大量各种孔径的孔隙;还有因泌水作用, 混凝土收缩、温度应力产生微缝, 这些缺陷导致混凝土的密实度变差, 强度变低。综合考虑工作性能和强度, 水胶比取0.42较为合适。

3 C30自密实微膨胀钢管桩基混凝土的制备与性能研究

已有研究表明, 混凝土含气量对钢管桩基混凝土膨胀性能有较大影响[5]。为了使配制的自密实微膨胀混凝土有较好的膨胀性能和适宜的强度, 本试验对膨胀剂掺量和外加剂中的消泡组分进行调整, 配合比见表6所示。

按表6配合比进行C30自密实微膨胀水下钢管桩基混凝土制备, 其工作性能、力学性能、密闭环境下自由膨胀率试验结果分别见表7、表8。

kg/m3

注:编号9的外加剂中消泡剂掺量为0.03%, 编号2、8、10、11的外加剂中消泡剂掺量为0.05%。

从表7、表8试验结果可以看出, 编号2和9膨胀剂掺量相同, 但编号9的外加剂中消泡剂掺量为0.03%, 坍落扩展度较大, 但混凝土拌合物含气量高, 密闭环境下的自由膨胀率低, 说明含气量对钢管桩基混凝土的膨胀性能有较大影响, 因此, 在配制钢管桩基混凝土时需要严密控制含气量。在外加剂掺量不变的情况下, 随着膨胀剂掺量的增加, 编号8、10、2、11的含气量变化不大, 密闭环境下混凝土的自由膨胀率逐渐增大, 混凝土强度出现先增加后减小的趋势, 编号10、2组抗压强度较编号8组稍高, 编号11组抗压强度较编号8组稍低。可见膨胀剂每m3掺量超过30kg后, 对混凝土工作性能与强度影响明显。这主要是因为膨胀剂掺加后, 其水化产物向混凝土孔隙内生长填充, 孔隙率降低, 微观结构改善, 从而提高混凝土强度;但膨胀剂掺量过高后, 多余的膨胀能在没有约束的情况下诱发水泥石内微裂缝的生成而影响混凝土强度。

未掺膨胀剂的编号8组试件发生体积收缩变形, 编号10组试件在早期表现为膨胀, 14d后出现倒缩现象, 最大膨胀率为0.65×10-4, 28d时趋于稳定。说明膨胀剂掺量为20kg/m3时, 膨胀组分量稍低, 后期膨胀不足, 不能补偿收缩, 影响钢管与混凝土之间的密实性能。编号11组中膨胀剂掺量过高, 成本较高。综合考虑, 膨胀剂掺量在每m3中为30kg时, 既能补偿混凝土的收缩变形并形成持续稳定膨胀, 同时不影响混凝土的强度发展。

4 工程应用

经现场取样后, 调整砂率为48%, 施工配合比为水泥∶粉煤灰∶膨胀剂∶砂∶石子∶水=300∶70∶30∶870∶942∶168, 外加剂掺量为2.1%。灌注混凝土性能如表9、表10所示。

从表9、表10可以看出, 配制的C30自密实微膨胀钢管桩基混凝土不离析不泌水, 粘聚性能好, 含气量低, 补偿收缩, 工作性能和力学性能均满足施工设计要求。

制备的C30自密实微膨胀钢管桩基混凝土在武汉新港阳逻港区三作业区一期起步阶段工程2#、3#引桥桩进行了应用, 3个桩身, 共59m3, 混凝土浇筑28d后, 对水下钢管桩钻心取样, 经超声波检测, 结果表明, 钢管桩结构密实, 无明显缺陷, 核心混凝土与薄壁钢管粘结良好。

摘要：针对C30水下钢管桩混凝土胶材使用量少, 水胶比较大, 自密实性能差的缺点, 本文利用研制出的具有较好增粘、减水、保塑功能的专用外加剂, 进行了C30自密实微膨胀水下钢管桩基混凝土优化配合比设计和性能研究。结果表明, 制备出的混凝土初始坍落度230mm, 2h坍落度215mm, 含气量1.8%, 28d抗压强度42.6MPa, 28d密闭环境下自由膨胀率1.25×10-4, 满足工程设计要求, 并将其成功应用于武汉阳逻港深水薄壁大直径钢管桩中。

关键词：自密实,微膨胀,钢管桩基混凝土,含气量

参考文献

[1]李悦.自密实混凝土技术与工程应用[M].北京:中国电力出版社, 2013.

[2]中国工程建设标准化协会.CECS 203-2006自密实混凝土应用技术规程 (附条文说明) [S].北京:中国计划出版社, 2006.

[3]钟善桐.钢管混凝土结构[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[4]彭艳周, 丁庆军.早强微膨胀泵送C50钢管混凝土的研制[J].武汉理工大学学报, 2006, 28 (3) :39-42.

3.加减水剂 C30 混凝土配合比 篇三

加减水剂 C30 混凝土配合比 水泥 ：水 ：砂 : 碎石 ：减水剂 1 : 0.48 :1.84 : 3.73 : 1%

水 泥：m = 2400 * 1/7.05 = 340 Kg 水 : m = 2400 * 0.48/7.05 = 163 Kg 砂 ： m = 2400 * 1.84/7.05 = 625 Kg 碎 石：m = 2400 * 3.73/7.05 = 1269 Kg 减水剂: m = 340 * 1% = 3.4 kg

水泥：m = 2400 * 1/7.05 = 340 Kg