C40纖維混凝土設(shè)計(jì)書

1、中鐵大橋局股份有限公司新廣州站及相關(guān)工程ZQ-2標(biāo)C40橋涵防水層 細(xì)石纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)書計(jì)算：復(fù)核：C40細(xì)石聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土配合比設(shè)計(jì)一、 配合比設(shè)計(jì)依據(jù)1、 客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件科技基2005101號(hào)；2、 客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件科技基2005101號(hào)。3、 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ552000；4、 鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南TZ210-2005；5、 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)2005160號(hào)；6、 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定鐵建設(shè)2005157號(hào)；二、 混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)條件及參數(shù)根據(jù)客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件和

2、客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件科技基2005101號(hào)的規(guī)定，該標(biāo)段混凝土的設(shè)計(jì)使用壽命為100年。碳化環(huán)境類別為T2，侵蝕環(huán)境類別為H1。擬定如下混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)： 1、 設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C40；2、 劈拉強(qiáng)度：3.5MPa;3、 抗凍融循環(huán)：300次;4、 電通量：1000C；5、 抗?jié)B：P20;6、 混凝土坍落度：170±20mm（泵送或吊斗澆注）。三、 原材料的品種、規(guī)格和主要技術(shù)指標(biāo)1、 水泥：紅水河牌P·O 42.5，廣西華潤紅水河水泥有限公司生產(chǎn)。2007年11月12日水泥取樣由大橋局新廣州站及相關(guān)工程項(xiàng)目部中心試驗(yàn)室和廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測有限公司檢

3、驗(yàn)。結(jié)果如下：水泥技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1燒失量（%）5.03.22細(xì)度（%）10.02.03凝結(jié) 時(shí)間初凝（h：min）0:452:10終凝（h：min）10:003:254安定性合格合格5強(qiáng)度 （MPa）抗折3天3.55.328天6.58.6抗壓3天16.025.228天42.546.96氧化鎂含量（%）5.02.547三氧化硫含量（%）3.51.738堿含量（%）0.600.409游離氧化鈣（%）1.00.5010助磨劑名稱及含量（%）/不摻加助磨劑廠家出廠檢驗(yàn)報(bào)告提供11石膏名稱及摻量（%）/天然二水石膏6.0廠家出廠檢驗(yàn)報(bào)告提供12混合材摻量（%）/12.0（粉煤灰

4、）廠家出廠檢驗(yàn)報(bào)告提供13氯離子含量（%）0.100.00614熟料中C3A含量（%）8.07.5廠家出廠檢驗(yàn)報(bào)告提供2、 粉煤灰: 根據(jù)客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件科技基2005101號(hào)的要求應(yīng)采用級(jí)粉煤灰，需水量比應(yīng)不大于100%，質(zhì)量符合GB1596規(guī)定。故此采用漳州后石電廠益材級(jí)F類粉煤灰。2007年10月17日粉煤灰取樣由大橋局新廣州站及相關(guān)工程項(xiàng)目部中心試驗(yàn)室和廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測有限公司檢驗(yàn)。結(jié)果如下： 粉煤灰技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1燒失量（%）5.02.22細(xì)度（%）12.05.33需水量比（%）100964含水率（%）1.00.65三氧化硫含量（

5、%）3.01.166堿含量（%）/0.957氧化鈣含量（%）10（對(duì)于硫酸鹽侵蝕環(huán)境）5.898氯離子含量（%）0.020.0099游離氧化鈣（%）1.00.503、 粗骨料： 采用510mm碎石，由增城裕豐石場生產(chǎn)。2007年10月20日取樣由大橋局新廣州站及相關(guān)工程項(xiàng)目部中心試驗(yàn)室和廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測有限公司檢驗(yàn)。結(jié)果如下：粗骨料技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1顆粒級(jí)配/良好2松散堆積密度(kg/m3)150015103吸水率（%）20.494緊密空隙率（%）40395巖石抗壓強(qiáng)度（MPa）與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比1.51116針片狀顆粒含量（%）109.27泥塊含量（%）0.25

6、08含泥量（%）1.009堅(jiān)固性（%）8.0310氯離子含量（%）0.020.00111硫化物及硫酸鹽含量0.50.1112堿活性砂漿棒膨脹率應(yīng)小于0.100.054、 細(xì)骨料：采用北江河砂，區(qū)中砂，由北江珠江砂場生產(chǎn)。該河砂2007年10月20日取樣經(jīng)中鐵大橋局股份有限公司新廣州站及相關(guān)工程項(xiàng)目部中心試驗(yàn)室和廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測公司檢驗(yàn)，結(jié)果如下：細(xì)骨料技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值序號(hào)1篩分/區(qū)中砂2吸水率（%）2.01.73細(xì)度模數(shù)/2.44含泥量（%）2.50.75泥塊含量（%）0.506堅(jiān)固性（%）837云母含量（%）0.508輕物質(zhì)含量（%）0.50.19有機(jī)質(zhì)含量顏色不深于

7、標(biāo)準(zhǔn)色合格10氯離子含量（%）0.020.00411硫化物及硫酸鹽含量0.50.0912堿集料反應(yīng)(快速堿-硅酸反應(yīng))(%)14d 0.100.085、 外加劑：KJ-JS聚羧酸高性能減水劑，由廣東柯杰外加劑科技有限公司生產(chǎn)。2007年10月5日取樣經(jīng)廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測公司檢驗(yàn)和中鐵大橋局新廣州站及相關(guān)工程項(xiàng)目部中心試驗(yàn)室檢驗(yàn)，結(jié)果如下：外加劑主要技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1水泥凈漿流動(dòng)度（mm）2402852硫酸鈉含量（%）10.01.763氯離子含量（%）0.20.044堿含量(Na2O+0.658K2O)10.01.205減水率（%）20.030.46含氣量（%）3.03

8、.77坍落度保留值(mm)30 min18020060 min1501858常壓泌水率比(%)2009壓力泌水率比(%)904610抗壓強(qiáng)度比3d1301437d12514628d12014011對(duì)鋼筋的銹蝕作用無銹蝕無銹蝕12收縮率比(%)13510813相對(duì)耐久性指標(biāo)(200次)(%)8097.06、 聚丙烯纖維網(wǎng)：陜西泛美工程材料有限公司生產(chǎn)，2007年10月20日到貨，2007年11月6日委托廣州鐵誠工程質(zhì)量檢測公司檢驗(yàn)，結(jié)果如下： 聚丙烯纖維網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1直徑（um）1865452長度（mm）1219193密度（g/cm3）0.91±0.010

9、.91084吸水率（%）1.00.025抗拉強(qiáng)度（MPa）500744.626伸長率（%）1820.87彈性模量（GPa）3.56.718熔點(diǎn)（）1761769外觀白色透明、膜裂網(wǎng)狀白色透明、膜裂網(wǎng)狀7、 拌合用水：采用自來水，由自來水公司生產(chǎn)。2007年6月27日委托經(jīng)廣州鐵路工程質(zhì)量檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，主要技術(shù)指標(biāo)如下：拌合用水技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目技術(shù)要求實(shí)際檢測值備注1PH值4.57.212不溶物(mg/l)20001043可溶物(mg/l)20001244氯化物(以Cl-計(jì)) (mg/l)10007.15硫酸鹽(SO4-計(jì)) (mg/l)200014.06堿含量(mg/l)150015.847

10、凝結(jié)時(shí)間差初凝30min+6終凝-58抗壓強(qiáng)度比28d9097四、配合比設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定混凝土配制強(qiáng)度fcu,ofcu,ofcu,k+1.64540+1.645×649.9MPa標(biāo)準(zhǔn)差取6MPa。2、配合比的試驗(yàn)與選擇該混凝土有抗凍融300次的要求，并且為細(xì)石纖維混凝土，為具有特殊要求的混凝土，故此普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-2000中水膠比的選擇和用水量的確定以及表觀密度的選擇不適合作為該配合比的設(shè)計(jì)參數(shù)。所以直接采用試驗(yàn)驗(yàn)證法。該配合比首先選擇水膠比0.35，粉煤灰摻量為膠凝材料的25%，單方用水量162 kg于2007年10月25日試配，配合比的試配如下：配合比 試配編

11、號(hào)水膠比水泥(kg/m3)水(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)中砂(kg/m3)碎石5-10mm（kg/m3）外加劑（kg/m3）纖維網(wǎng)（kg/m3）理論表觀密度（kg/m3）C40纖維 -10.353471621166289424.631.82202初步試驗(yàn)結(jié)果如下：配合比試配編號(hào)坍落度（mm）40分后坍落度（mm）泌水率含氣量3天抗壓強(qiáng)度（MPa）7天抗壓強(qiáng)度（MPa）28天抗壓強(qiáng)度（MPa）56天抗壓強(qiáng)度（MPa）實(shí)測表觀密度（kg/m3）C40纖維 -119017006.924.031.440.746.72190通過試驗(yàn)可以看出含氣量偏高，抗壓強(qiáng)度偏低。故該次試配結(jié)果不理想，未能達(dá)到預(yù)

12、期目標(biāo)。因?yàn)樵嚺渚幪?hào)C40纖維-1早期強(qiáng)度即較低，故此通過調(diào)整和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，降低水膠比到0.34，粉煤灰摻量降低到膠凝材料的22%，單方用水量采用165 kg，于2007年11月13日再次試配，配合比的初步試驗(yàn)結(jié)果如下：配合比 試配編號(hào)水膠比水泥(kg/m3)水(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)中砂(kg/m3)碎石5-10mm（kg/m3）外加劑（kg/m3）纖維網(wǎng)（kg/m3）理論表觀密度（kg/m3）C40纖維 -20.343771651086389574.851.82252初步試驗(yàn)結(jié)果如下：配合比試配編號(hào)坍落度（mm）40分后坍落度（mm）泌水率含氣量3天抗壓強(qiáng)度（MPa）7天抗壓強(qiáng)度（

13、MPa）28天抗壓強(qiáng)度（MPa）56天抗壓強(qiáng)度（MPa）實(shí)測表觀密度（kg/m3）C40纖維 -219017005.131.737.650.857.72290通過以上數(shù)據(jù)分析， 試配編號(hào)C40纖維-2號(hào)配比拌和物性能和抗壓強(qiáng)度指標(biāo)滿足要求，其全面試驗(yàn)結(jié)果如下：序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目C40纖維-2全面檢驗(yàn)結(jié)果 設(shè)計(jì)值實(shí)測結(jié)果1表觀密度2252 kg/m32290 kg/m32坍落度170±20mmm190mm， 40分后170mm3泌水率0%0%4含氣量4% （按照抗凍要求）5.1%5抗裂性/7d未見裂紋6抗壓強(qiáng)度49.9MPa 56d強(qiáng)度：57.7MPa7劈拉強(qiáng)度3.5MPa;7d強(qiáng)度：2.88MPa 28d強(qiáng)度：4.48MPa8電通量1