任務(wù)5-2-1道路水泥混凝土性能及配合比設(shè)計(jì)

1、任務(wù)任務(wù)5-2-15-2-1道路水泥砼性能及配合比設(shè)計(jì)道路水泥砼性能及配合比設(shè)計(jì)n道路水泥混凝土道路水泥混凝土：滿足混凝土路面攤鋪滿足混凝土路面攤鋪機(jī)工作性、彎拉強(qiáng)度、耐久性與經(jīng)濟(jì)性機(jī)工作性、彎拉強(qiáng)度、耐久性與經(jīng)濟(jì)性要求的水泥混凝土材料。要求的水泥混凝土材料。一、道路水泥混凝土原材料一、道路水泥混凝土原材料1 1、水泥、水泥水泥品種水泥品種n水泥是直接影響混凝土施工性質(zhì)、強(qiáng)度和耐久性、早期干縮水泥是直接影響混凝土施工性質(zhì)、強(qiáng)度和耐久性、早期干縮和抗磨性的重要材料。和抗磨性的重要材料。n特重、重交通等級(jí)的水泥混凝土宜采用特重、重交通等級(jí)的水泥混凝土宜采用旋窯道路硅酸鹽水泥旋窯道路硅酸鹽水泥，可用

2、可用旋窯硅酸鹽水泥旋窯硅酸鹽水泥或或普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥。中、輕交通的路面。中、輕交通的路面可采用礦渣硅酸鹽水泥?？刹捎玫V渣硅酸鹽水泥。n低溫施工、有快凝要求的路段可采用低溫施工、有快凝要求的路段可采用R R型早強(qiáng)水泥型早強(qiáng)水泥，一般情，一般情況宜采用普通硅酸鹽水泥。況宜采用普通硅酸鹽水泥。n水泥用量不得小于水泥用量不得小于300kg /m300kg /m3 3（非冰凍地區(qū)）或（非冰凍地區(qū)）或320kg320kg /m /m3 3（冰凍地區(qū)）。（冰凍地區(qū)）。 （2）水泥的強(qiáng)度等級(jí)）水泥的強(qiáng)度等級(jí)n應(yīng)正確選擇水泥的強(qiáng)度，使水泥的強(qiáng)度等級(jí)與應(yīng)正確選擇水泥的強(qiáng)度，使水泥的強(qiáng)度等級(jí)與所配制的混

3、凝土的強(qiáng)度等級(jí)相匹配。所配制的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)相匹配。2 2、粉煤灰、粉煤灰n在路面混凝土中可以采用技術(shù)符合規(guī)定的電收塵在路面混凝土中可以采用技術(shù)符合規(guī)定的電收塵、級(jí)級(jí)干排或磨細(xì)低鈣粉煤灰。干排或磨細(xì)低鈣粉煤灰。n不得采用濕排或潮濕粉煤灰，嚴(yán)禁使用已經(jīng)結(jié)塊的濕排粉不得采用濕排或潮濕粉煤灰，嚴(yán)禁使用已經(jīng)結(jié)塊的濕排粉煤灰。煤灰。3 3、粗集料、粗集料質(zhì)量要求：質(zhì)量要求：堅(jiān)硬、耐久、潔凈的碎石和卵石，是混堅(jiān)硬、耐久、潔凈的碎石和卵石，是混凝土的主要組成材料，也是影響混凝土強(qiáng)度的重要凝土的主要組成材料，也是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素之一。因素之一。n粗集料在混凝土中起粗集料在混凝土中起骨架作用骨架作用，

4、必須具有足夠，必須具有足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)固性。的強(qiáng)度和堅(jiān)固性。n不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土選用不同不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土選用不同技術(shù)等級(jí)技術(shù)等級(jí)的集料；的集料；其其有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)：含泥量、泥塊、硫化物、硫酸鹽、：含泥量、泥塊、硫化物、硫酸鹽、有機(jī)質(zhì)等必須控制。有機(jī)質(zhì)等必須控制。n重要結(jié)構(gòu)物應(yīng)進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)。重要結(jié)構(gòu)物應(yīng)進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)。級(jí)配與最大粒徑級(jí)配與最大粒徑n為了提高路面混凝土為了提高路面混凝土抗彎拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度，防止混凝土拌，防止混凝土拌合物離析，減少攤鋪機(jī)的機(jī)械磨損，提高混凝土合物離析，減少攤鋪機(jī)的機(jī)械磨損，提高混凝土的抗凍性及耐磨性，粗集料的的抗凍性及耐磨性，粗集料的最大粒徑不宜過(guò)大最大粒徑不宜

5、過(guò)大。n水泥混凝土集公稱最大粒徑不應(yīng)大于水泥混凝土集公稱最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm（碎石）或（碎石）或19.0mm(卵石卵石)。 n要控制要控制小于小于0.0750.075的石粉含量的石粉含量不得大于不得大于1 1，控，控制針片狀顆粒含量。要保證粗集料能形成骨架密制針片狀顆粒含量。要保證粗集料能形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，保證抗彎拉強(qiáng)度、干縮變形等。實(shí)結(jié)構(gòu)，保證抗彎拉強(qiáng)度、干縮變形等。4 4、細(xì)集料、細(xì)集料品種和質(zhì)量要求品種和質(zhì)量要求n混凝土細(xì)集料應(yīng)采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔混凝土細(xì)集料應(yīng)采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的凈的天然砂天然砂、機(jī)制砂機(jī)制砂或或混合砂混合砂。n特重和重交通混凝土路面使用

6、特重和重交通混凝土路面使用河砂河砂，砂的細(xì)度模數(shù)砂的細(xì)度模數(shù)不宜小于不宜小于2.5，砂的硅質(zhì)含量不應(yīng)低于砂的硅質(zhì)含量不應(yīng)低于2525。n機(jī)制砂不得使用軟質(zhì)巖石破碎；機(jī)制砂不得使用軟質(zhì)巖石破碎；淡化海砂淡化海砂只能用于只能用于二級(jí)以下素混凝土面層和基層。二級(jí)以下素混凝土面層和基層。級(jí)配與細(xì)度模數(shù)級(jí)配與細(xì)度模數(shù)n路面用細(xì)集料的顆粒組成應(yīng)符合路面用細(xì)集料的顆粒組成應(yīng)符合中砂中砂級(jí)配范圍要求。級(jí)配范圍要求。n水泥混凝土路面通車水泥混凝土路面通車1 12 2年后，年后，水泥石水泥石將先于細(xì)集將先于細(xì)集料被磨損，所以，凸起的砂顆粒為路面提供足夠的料被磨損，所以，凸起的砂顆粒為路面提供足夠的橫向力系數(shù)和抗滑

7、性能。橫向力系數(shù)和抗滑性能。n當(dāng)砂當(dāng)砂過(guò)細(xì)過(guò)細(xì)時(shí)，磨損后抗滑力過(guò)低，影響路面安全。時(shí)，磨損后抗滑力過(guò)低，影響路面安全。當(dāng)砂當(dāng)砂過(guò)粗過(guò)粗時(shí)，將引起混凝土拌合物嚴(yán)重泌水、路面時(shí)，將引起混凝土拌合物嚴(yán)重泌水、路面細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土性質(zhì)影響較大，施工時(shí)應(yīng)分開(kāi)堆放，細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土性質(zhì)影響較大，施工時(shí)應(yīng)分開(kāi)堆放，并根據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)的變化選擇使用。并根據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)的變化選擇使用。5 5、外加劑、外加劑n外加劑應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求。外加劑應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求。n高效減水劑高效減水劑減水率應(yīng)達(dá)到減水率應(yīng)達(dá)到15%15%，引氣減水劑減水率，引氣減水劑減水率應(yīng)達(dá)到應(yīng)達(dá)到12%12%。路面、橋面應(yīng)選用。路面、橋面應(yīng)選用減水

8、率大減水率大、坍落度坍落度損失小、損失小、可調(diào)控凝結(jié)時(shí)間可調(diào)控凝結(jié)時(shí)間的復(fù)合減水劑，必須進(jìn)的復(fù)合減水劑，必須進(jìn)行水泥適應(yīng)性檢驗(yàn)。行水泥適應(yīng)性檢驗(yàn)。n冰凍地區(qū)冰凍地區(qū)的混凝土中必須摻加的混凝土中必須摻加引氣劑引氣劑。6 6、拌和用水、拌和用水n可用可用飲用水飲用水、清潔的天然水、地下水、海水及、清潔的天然水、地下水、海水及經(jīng)適當(dāng)處理后的工業(yè)廢水。經(jīng)適當(dāng)處理后的工業(yè)廢水。n水中水中有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)如：油脂、糖類等。影響水泥正如：油脂、糖類等。影響水泥正常凝結(jié)和硬化。常凝結(jié)和硬化。n海水海水不得用于拌制不得用于拌制鋼筋混凝土鋼筋混凝土和和預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土。當(dāng)水質(zhì)有疑問(wèn)時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)符合指標(biāo)后方可適

9、用。當(dāng)水質(zhì)有疑問(wèn)時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)符合指標(biāo)后方可適用。2 2、路面普通混凝土配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)、路面普通混凝土配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值n路面水泥混凝土的強(qiáng)度以28d齡期的彎拉強(qiáng)度控制，當(dāng)混凝土澆注90d內(nèi)不開(kāi)放交通時(shí)，可采用90d齡期的彎拉強(qiáng)度。n混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcm按其概率分布0.85分位值確定，具體要求見(jiàn)按表5-31 。二、道路水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)二、道路水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)n水泥混凝土路面用混凝土配合比水泥混凝土路面用混凝土配合比設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：按按公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG (JTG F302003)F302003)的規(guī)定，以的規(guī)定，以抗彎

10、拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度（也稱抗折（也稱抗折強(qiáng)度）為主要強(qiáng)度指標(biāo)，強(qiáng)度）為主要強(qiáng)度指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度作為參考指作為參考指標(biāo)。標(biāo)。n路面用水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足路面用水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足四項(xiàng)基本四項(xiàng)基本要求：要求：抗彎拉強(qiáng)度；工作性；耐久性和經(jīng)濟(jì)性。抗彎拉強(qiáng)度；工作性；耐久性和經(jīng)濟(jì)性。路面混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟路面混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟n1、初步配合比的計(jì)算、初步配合比的計(jì)算n確定混凝土的配制抗彎拉強(qiáng)度確定混凝土的配制抗彎拉強(qiáng)度n 各交通等級(jí)路面的各交通等級(jí)路面的28d設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符應(yīng)符合合公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D402002)

11、的規(guī)定。按下式計(jì)算的規(guī)定。按下式計(jì)算配制配制28d抗彎拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度的均值。的均值。 tsCffvrc04.11計(jì)算水灰比計(jì)算水灰比n 混凝土拌和物的混凝土拌和物的水灰比水灰比，根據(jù)粗集料類型、混凝，根據(jù)粗集料類型、混凝土的配制抗彎拉強(qiáng)度和水泥的實(shí)際抗彎拉強(qiáng)度，土的配制抗彎拉強(qiáng)度和水泥的實(shí)際抗彎拉強(qiáng)度，碎石或碎卵石混凝土按下碎石或碎卵石混凝土按下左式左式計(jì)算，卵石混凝土計(jì)算，卵石混凝土按下按下右式右式計(jì)算。計(jì)算。scffCW3595. 00097. 15684. 1scffCW4709. 05492. 12618. 1混凝土滿足耐久性要求的最大水灰（膠）比和最小水泥用量混凝土滿足耐久性要求的

12、最大水灰（膠）比和最小水泥用量 計(jì)算單位用水量計(jì)算單位用水量 n混凝土拌和物每混凝土拌和物每1m3的用水量，根據(jù)的用水量，根據(jù)坍落度坍落度，對(duì)，對(duì)碎石混凝土碎石混凝土和和卵石混凝土卵石混凝土按下面按下面經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單計(jì)算單位用水量：位用水量：PLoSWCSW61. 027.11309. 097.104碎石混凝土PLoSWCSW00. 124.11370. 089.86卵石混凝土計(jì)算單位水泥用量計(jì)算單位水泥用量n單位水泥用量單位水泥用量下式計(jì)算，并取下式計(jì)算，并取計(jì)算值計(jì)算值與耐久性規(guī)與耐久性規(guī)定值兩者中的定值兩者中的大值大值，并同時(shí)滿足，并同時(shí)滿足最大單位水泥用最大單位水泥用量量不宜大

13、于不宜大于400kg/m3，最大單位膠材總用量不，最大單位膠材總用量不宜大于宜大于420kg/m3的規(guī)定。的規(guī)定。WCWCOO計(jì)算砂石用量計(jì)算砂石用量n砂石用量砂石用量可按密度法或體積法計(jì)算。按可按密度法或體積法計(jì)算。按密度法密度法計(jì)算計(jì)算時(shí)，混凝土單位質(zhì)量可取時(shí)，混凝土單位質(zhì)量可取24002450 kg/m3；按按體積法體積法計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入設(shè)計(jì)含氣量。計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入設(shè)計(jì)含氣量。n采用采用超量取代法超量取代法摻用粉煤灰時(shí)，超量部分應(yīng)代替砂，摻用粉煤灰時(shí)，超量部分應(yīng)代替砂，并折減用砂量。并折減用砂量。n經(jīng)計(jì)算得到的配合比，應(yīng)驗(yàn)算單位經(jīng)計(jì)算得到的配合比，應(yīng)驗(yàn)算單位粗集料填充體積粗集料填充體積率率，

14、且不宜小于，且不宜小于70%。配合比調(diào)整配合比調(diào)整n試拌調(diào)整試拌調(diào)整n按初步配合比配制混凝土拌和物。測(cè)定混凝土拌按初步配合比配制混凝土拌和物。測(cè)定混凝土拌和物的和物的稠度稠度，同時(shí)觀察拌和物的，同時(shí)觀察拌和物的粘聚性粘聚性和和保水性保水性。當(dāng)不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 n工作性滿足要求的工作性滿足要求的基準(zhǔn)配合比基準(zhǔn)配合比，混凝土的強(qiáng)度不，混凝土的強(qiáng)度不一定符合要求，所以應(yīng)對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。一定符合要求，所以應(yīng)對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)?；炷翉?qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)至少采用混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)至少采用三個(gè)不同的配合三個(gè)不同的配合比比。其中一個(gè)是基準(zhǔn)配合比，另兩

15、個(gè)配合比的水。其中一個(gè)是基準(zhǔn)配合比，另兩個(gè)配合比的水灰比則分別增加及減少灰比則分別增加及減少0.03或或0.02，用水量應(yīng)，用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，與基準(zhǔn)配合比相同，砂率砂率可分別增加及減少可分別增加及減少1%。三組試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)三組試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，測(cè)其，測(cè)其抗彎拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度，選，選定既滿足定既滿足設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求，又節(jié)約水泥的配合比為試驗(yàn)，又節(jié)約水泥的配合比為試驗(yàn)室配合比。室配合比。施工配合比的換算施工配合比的換算 n根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂石的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂石的含水量含水量將試驗(yàn)室配合比換算為將試驗(yàn)室配合比換算為施施工配合比工配合比。路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)方法例題路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)方法例

16、題公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F30-2003JTG F30-2003） 1 1、確定混凝土的配制強(qiáng)度、確定混凝土的配制強(qiáng)度f(wàn) fcf,ocf,o 式中：式中：f fcf,kcf,k- -混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPaMPa）；）； c cv v- -混凝土抗折強(qiáng)度變異系數(shù)；混凝土抗折強(qiáng)度變異系數(shù)； t-t-保證率系數(shù)；保證率系數(shù)； s-s-混凝土抗折強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差（混凝土抗折強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差（MPaMPa） )(67. 54 . 061. 0075. 004. 11504. 11,MPatscffvkcfocf2 2、計(jì)算水灰比、計(jì)算水灰比W/CW/CW/C=1.5684/ (fW/C=1.5684/ (fcf,ocf,o+1.0079-0.3595f+1.0079-0.3595fce,fce,f) =0.44) =0.44查查T3-27，（，（W/C）max= 0.44,耐久性合格，取耐久性合格，取 （W/C）= 0.44。3.Mx=2.64，在，在2.52.8之間，之間，Sp=32%36%,取取Sp =34%4.計(jì)算水的用量