南沟中桥混凝土的配合比设计.docx
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1、南沟中桥混凝土的配合比设计混凝土随着材料科学的不断发展,其用途也越来越广泛,已经到了跨行业,跨科学,互相渗透的非常广泛的领域。混凝土之所以在土木工程中得到广泛的应用,是因为它的材料来源比较广泛,有较高的强度和耐久性等许多独特的技术性能。我们正在建的大宁煤矿铁路改扩建中,混凝土用量也很大,我选择了南沟中桥作为设计目标,对其结构中的混凝土配合比进行设计。 前言.1第一章 工程概况.3第一节 设计任务书及指导书.3第二节 设计说明.6第二章 混凝土配合比的要求、规定与原则.9 第一节 配合比的设计要求.9第二节 .10 第三节 混凝土配合比的原则.17第四节 混凝土配合比设计的步骤.19第三章 混凝
2、土配合比的计算.22第一节 计算初步配合比.22第二节 调整工作性,提出基准配合比.27 第三节 检验强度、测定试验室配合比.29第四节 换算工地配合比.32第四章 以抗压强度为标准的混凝土配合比计算.33第一节 计算初步配合比.33第二节 调整工作性,提出基准配合比.35第三节 检验强度、测定试验室配合比36第四节 换算工地配合比.38第五章毕业设计总结.392013届道路桥梁工程技术专业设计任务书(混凝土的配合比设计)一、设计题目: 混凝土的配合比设计二、设计资料1选择你所在项目部的一座桥梁,分别以抗压强度和抗弯拉强度为指标进行设计,以选择的项目作为本设计的基础。2可根据当地工程的地区及材
3、料的基本性质等主要参数作为毕业设计的资料。3校内学生可由老师另行给定原始资料。三、设计任务根据你选择的设计图纸,完成以下设计任务:1、计算初步配合比。2、调整工作性,提出基准配合比。3、检验强度、测定试验室配合比。4、换算工地配合比。指导教师根据具体情况,可以增加或减少设计内容。四、设计时间安排1、校内学生:共计6周,其中: 原始材料检测1周,计算初步配合比设计1周,提出基准配合比1周,测定试验室配合比1周,换算工地配合比1周,毕业设计答辩1周。1、项岗实习学生:2012年9月1日-2012年12月30日;具体时间要求:2012年11月30日前,将毕业设计电子稿交指导老师审阅;2012年12月
4、25日前,修改完善毕业设计,并打印装订;2012年12月30日前,将打印装订好的毕业设计寄给指导老师。道桥工程系道桥教研室2012年6月30日2013届道路桥梁工程技术专业设计指导书(混凝土的配合比设计)一、原始材料检测根据工程所在地区,对提供的水泥,要求检测出密度及强度等级,水泥的富裕系数,砂的表观密度,碎石或砂的最大粒径及表观密度。二、计算初步配合比(一)、计算初步配合比,要求写出计算过程。(二)、计算水灰比(W/C),要求写出计算过程。(三)、确定单位用水量(mWO),要求写出计算过程。(四)、计算单位用灰量(mCO),要求写出计算过程。(五)、选定砂率(s),要求写出计算过程。(六)、
5、计算砂石用量,要求写出计算过程。三、调整工作性,提出基准配合比(一)、计算试拌材料用量,要求所拌材料数量适中,不浪费。(二)、调整工作性:(三)、提出基准配合比四、检验强度、测定试验室配合比(一)检验强度要求拌制三组混凝土,在标准条件养护28d后,按规定方法测定其立方体抗压强度(二)确定试验室配合比 按强度试验结果修正配合比,计算各材料用量五、换算工地配合比 根据工地实测,分别计算出水泥用量、砂用量、碎石用量和水的用量。六、毕业设计文件目录(章节或“1,1.1,1.1.1”)建议毕业设计任务书前言第一章 XX工程混凝土配合比设计第一节 工程概况一、1字号要求:正文,五号,宋体;表格及表头,小五
6、,宋体;图名,小五,宋体;图中文字或标注,六号,宋体;第二节 计算初步配合比第三节 调整工作性,提出基准配合比第四节 检验强度、测定试验室配合比第五节 换算工地配合比毕业设计总结附件:1、主要材料的检测数据结果表(原始资料)2、主要参考文献六、注意事项1、要求按时完成毕业设计成果。2、每人独立完成毕业设计,完成后方能参加毕业答辩。3、毕业设计不及格者,不能毕业。4、设计成果要求按A4纸规格装订成册,如有A3的图和表应折叠,设计成果打印。装订顺序:封面、毕业设计成绩评定单、毕业设计目录、毕业设计任务书指导书、毕业设计内容等。还要求加上前言(或毕业设计说明)和毕业设计总结(或毕业设计体会)。毕业设
7、计成绩评定单按统一表格。5、毕业设计编排方法可按章节形式编排,并统一编写页码,如单面打印页码在下端居中处,如双面打印页码在右下端处。6、每组学生由一名指导教师负责指导。8、毕业设计期间每组学生由指导教师安排、管理和指导。指导教师将批阅毕业设计成果,同时在设计过程中要定期检查学生的设计草稿(或设计原始资料),交毕业设计成果的同时要交设计草稿,以防止个别学生抄袭。七、主要参考文献1、交通部,公路工程技术标准(JTG B01-2003),北京:人民交通出版社,20032、交通部,公路工程集料试验规程(JTJ 058-2000),北京:人民交通出版社,20003、交通运输部.公路路基路面现场测试规程(
8、JTG E602008)S.北京:人民交通出版社,2008年.4.、运输部.公路路基路面现场测试规程释议(JTG E602008)S.北京:人民交通出版社,1998年.5、交通部公路工程水泥及水泥混凝土试验规程(E30-2005)S.北京:人民交通出版社,20007、杨晓丰 李云峰.路基路面检测技术M.北京:人民交通出版社,2006年.8、桂兰郑.道路检测技术M.北京:机械工业出版社,2006年.9、徐培华 陈忠达.路基路面试验检测技术M.北京:人民交通出版社,2004. 道桥工程系道桥教研室2012年6月30日1200二、要求及材料情况1、题目:设计改扩建煤矿铁路,大宁煤矿铁路专用线扩建工程
9、,南沟中桥C30钢筋混凝土配合比。要求:加粉煤灰和1.2%的减水剂。 原始资料已知混凝土设计强度等级为C30,无强度历史统计资料,要求混凝土拌合物坍落度为7590mm;所处环境为冻融破坏环境,D1;设计年限为100年。 组成材料:强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥,密度为3100,强度富裕系数为1.16;砂为中砂,表观密度为2660;碎石最大粒径为28.5,表观密度为2700;减水剂的减水率为17.2%;水为自来水。 2、南沟中桥,地处严寒地区,根据桥梁设计规范要求混凝土设计弯拉强度标准值fr=5.0MPa,据调查施工单位混凝土弯拉强度样本的标准差S=0.4MPa,样本数n=6组,保证率系数
10、t取0.59,变异系数Cv取0.125。混凝土由机械搅拌,采用滑模摊铺或三辊轴机组摊铺。摊铺要求塌落度为1030mm,搅拌机出料口为2550mm。3、材料情况: P.O42.5水泥,fce=45.0;粗骨料:采用山西三利525mm及2531.5mm的两种碎石进行搭配,组成531.5mm的连续级配碎石,按525mm: 2531.5mm=8: 2(重量比)的比例配制;细骨料:河南中粗砂;外掺料:山西三利粉煤灰;外加剂:缓凝高效减水剂。第一节 配合比的设计要求1.强度要求满足结构设计强度要求是混凝土配合比设计的首要任务。任何建筑物都会对不同结构部位提出“强度设计”要求。为了保证配合比设计符合这一要求
11、,必须掌握配合比设计相关的标准、规范,结合使用材料的质量波动、生产水平、施工水平等因素,正确掌握高于设计强度等级的“配制强度”。配制强度毕竟是在试验室条件下确定的混凝土强度,在实际生产过程中影响强度的因素较多,因此,还需要根据实际生产的留样检验数据,及时做好统计分析,必要时进行适当的调整,保证实际生产强度符合混凝土强度检验评定标准(GBJ107)的规定,这才是真正意义的配合比设计应满足结构设计强度的要求。 2.满足施工和易性的要求根据工程结构部位、钢筋的配筋量、施工方法及其他要求,确定混凝土拌合物的坍落度,确保混凝土拌合物有良好的均质性,不发生离析和泌水,易于浇筑和抹面。 3.满足耐久性要求混
12、凝土配合比的设计不仅要满足结构设计提出的抗渗性、耐冻性等耐久性的要求,而且还要考虑结构设计未明确的其他耐久性要求,如严寒地区的路面、桥梁,处于水位升降范围的结构,以及暴露在氯污染环境的结构等。为了保证这些混凝土结构具有良好的耐久性,不仅要优化混凝土配合比设计,同样重要的工作就进行混凝土配合比设计前,应对混凝土使用的原材料进行优选,选用良好的原材料,是保证设计的混凝土具有良好耐久性的基本前提。 4.满足经济要求企业的生产与发展离不开良好的经济效益。因此,在满足上述技术要求的前提下,尽量降低混凝土成本,达到经济合理的原则。为了实现这一要求,配合比设计不仅要合理设计配合比的本身,而且更应该对原材料的
13、品质进行优选,选择优质价格合理的原材料,也是混凝土配合比设计过程中应该注意的问题,不仅有利保证混凝土的质量而且也是提高混凝土企业经济效益的有效途径。 一、普通混凝土配合比的基本规定1. 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080、普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081和普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082的规定。 强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求这是本次规程修订的重点之一。2. 混凝
14、土配合比设计应采用工程实际使用的原材料,并应满足国家现行标准的有关要求;配合比设计应以干燥状态骨料为基准,细骨料含水率应小于0.5%,粗骨料含水率应小于0.2%。 我国长期以来一直在建设工程中采用以干燥状态骨料为基准的混凝土配合比设计,具有可操作性,应用情况良好。 3 .最大水胶比混凝土的最大水胶比应符合混凝土结构设计规范GB50010的规定。(控制水胶比是保证耐久性的重要手段,水胶比是配比设计的首要参数)混凝土结构设计规范对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定。 表3-1环境类别一二(a)(b)三最大水灰比0.650.600.550.50 表3-2环境类别条件一室内正常环境二a室内潮湿环境
15、;非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三使用除冰盐的环境;严寒和寒玲地区冬季水位变动的环境;滨海室外环境四海水环境五受人为或自然的慢蚀性物质影响的环境补充:GB/T50476-2008 混凝土结构耐久性设计规范环境类别与作用等级 表3-3 作用等级程度环境类别A轻微B轻微C中度D严重E非常严重F极端严重一般环境- A- B- C-冻融环境- C- D- E-海洋氯化物环境- C- D- E- F除冰盐等其他氯化物环境- C- D- E-化学腐蚀环境- C- D- E-注:对于无钢筋的素混凝土结构,环境作
16、用等级见3.4.4条规定4.最小胶凝材料混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3-4的规定,配制C15及其以下强度等级的混凝土,可不受表3.0.4的限制。(在满足最大水胶比条件下,最小胶凝材料用量是满足混凝土施工性能和掺加矿物掺和料后满足混凝土耐久性的胶凝材料用量)(修定前的规定): 表3-4环境条件最大水灰比最小水泥用量/素砼钢砼预砼素砼钢砼预砼一0.650.60200260300二a0.700.600.60225280300二b0.550.550.55250280300三0.500.500.50300300300一0.650.60200260300当用活性掺合料取代部分水泥时,表中的最大水灰比及
17、最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。 GB/T50476-2008 混凝土结构耐久性设计规范中有关胶凝材料用量条款 单位体积混凝土的胶凝材料用量 表3-5最低强度等级最大水胶比最小用水量(kg/m)最大用水量(kg/m)C250.60260400C300.55280C350.50300C400.45320450C450.40340C500.36360480C550.36380500注:1、表中数据适用于最大粒径为20mm的情况,骨料粒径较大时宜适当降低胶凝材料用量,骨料粒径较小时可适当增加。2、引起混凝土的胶凝材料用量范围与非引起混凝土要求相同5.矿物掺合料最大掺量矿物掺合料在混凝土中的
18、掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定;预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 规定矿物掺合料最大掺量主要是为了保证混凝土耐久性能。 矿物掺合料在混凝土中的实际掺量是通过试验确定的,在本规程配合比调整和确定步骤中规定了耐久性试验验证,以确保满足工程设计提出的混凝土耐久性要求。 当采用超出表3-6和表3-7给出的矿物掺合料最大掺量时,全然否定不妥,通过对混凝土性能进行全面试验论证,证明结构混凝土安全性和耐久性可以满足设计要求后,还是能够采用的。 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 表3-6矿物掺合料水胶比最大掺量硅酸盐水泥普通硅酸盐
19、水泥粉煤灰0.4045350.404030粒化高炉矿渣0.4065550.405545钢渣粉-3020磷渣粉-3020硅灰-1010复合掺合料0.4065550.405545注:1.采用其他通用硅酸盐水泥时,宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材料计入矿 物掺合料; 2.复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺量时的最大掺量; 3.在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时,矿物掺合料总掺量应复合表中复合掺合料的规定。 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 表3-7矿物掺合料种类水胶比最大掺量(%)硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥粉煤灰0.4035300.402520粒化高炉矿渣粉0.4055450.404535钢
20、渣粉-2010磷渣粉-2010硅灰-1010复合掺合料0.4055450.404535注:采用其他通用硅酸盐水泥时,宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材料计入矿 物掺合料; 2.复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺量时的最大掺量; 3.在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时,矿物掺合料总掺量应复合表中复合掺合料的规定。6. 水溶性氯离子最大含量混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3-8的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准水运工程混凝土试验规程JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定。 按环境条件影响氯离子引起钢锈的程度简明地分为四类,并规定了各类环境
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