目 录
1.试验依据……………………………………………………..……….1 2.主要仪器设备及环境…………………………………………..…….2 3.技术要求………………………………………………………..…….3 4.原材料检测……………………………………………………..…….3 （1）水泥…………………………………………………..…..........3 （2）砂石骨料…………………………………………………..…..3 （3）粉煤灰…………………………………………………..……..5 （4）外加剂…………………………………………………..….….6 5.混凝土配合比设计………………………………………………...…6 （1）计算初步配合比……………………………………………....6 （2）提出基准配合比…………………………………….………...7 （3）确定室内配合比…………………………………….………...7 6.附件……………………………………………………………………9
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1. 试验依据标准及相关要求
1.《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005） 2. 《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005） 3. 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50 2011） 4 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011） 5 《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007） 6《混凝土外加剂》（GB8076-2008）
7《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006） 8《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005） 9 《混凝土结构工程施工及检收规范》（GB50204-2002） 10《公路工程岩石试验规程》（JTJE51/2005）
11《南水北调中线干线工程标准——预防混凝土工程碱骨料反应技术
条例（试行）》 12《招标文件》
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2.主要仪器设备及环境
2012年04月20日，河南省平顶山公路工程质量检测中心受中国水利水电第一工程局叶县4标段施工项目部委托，承担了该项目工程施工中的混凝土原材检测及混凝土配合比的设计委托任务，现场混凝土用原材料检测及混凝土配合比设计成果得出，现优先推荐混凝土配合比供施工单位校核使用.试验过程中所用主要仪器设备如下表： 表1 主要试验仪器设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名称 液压式压力试验机 水泥胶砂搅拌机 水泥净浆搅拌机 液压式压力试验机 电动抗折机 水泥稠度凝结时间测定仪 胶砂振实台 电子天平 磅秤 水泥细度负压筛 雷氏沸煮箱 砼贯入阻力仪 单卧轴混凝土搅拌机 智能砼养护室控制系统 混凝土坍落度筒 型号 JES-2000A JJ-5 NJ-160A NYL-300 DKZ-5000 ……… ZT-96 JY10002 TGT-100 FYS-150 RAF-A HG-80 SJD-60 BYS-60C … 编号 605 0617 90452 126 368 2483 07 1828 200 2801 70811 4013 116 070818 … 环境条件 10-35℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±5℃ 室温 室温 室温 20±5℃ 室温 20±2℃ 室温
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3.技 术 要 求
依据南水北调叶县4标段招标文件、设计图纸及公路混凝土等相关要求，混凝土配合比的技术要求如下表： 表2 配合比技术要求表
拟用施工部位 现浇梁 设计强度 C50 坍落度mm 160～180 级配 一级 碱含量3kg/ m ≦3 抗冻 … 抗渗 … 最大胶灰比 0.42 最小水泥用量 … 4.原材料检测
（1）水泥
委托单位所提供的水泥样品为河南省郑州卫辉天瑞集团水泥有限公司所生产的天瑞水泥，等级P.O52.5，检测结果如下表： 表3 水泥检测结果表
比表面积2m/kg 347 标稠% 28.9 碱含量% 0.52 凝结时间min 安定性 初凝 合格 121 终凝 220 3d 7.6 28d 9.6 3d 30.6 28d 54.4 抗折强度MPa 抗压强度MPa 以上检测结果表明，河南省郑州天瑞集团水泥有限公司所生产的天瑞P.O52.5水泥，所检各项指标均符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的标准要求（水泥所检指标详见水泥试验报告）。 （2）砂石骨料
本次试验所采用的细骨料为拐河东关河砂，粗骨料为方城县财神店人工碎石，所检结果如下表所示：
表4 砂细度模数试验成果表
筛孔尺寸（mm） 9.5 4.75 2.36 累 计 筛 余 %
1.18 0.6 0.3 0.15 检测结果 标 准 范 围 Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区 0 0 0 0 10-0 35-5 65-35 85-71 95-80 100-90 10-0 25-0 50-10 70-41 92-70 100-90 细度模数10-0 15-0 25-0 40-16 85-55 100-90 3.0 4.6 21.7 34.9 67.2 87.2 96.4 3
实测值 砂级配曲线表
表5 砂石品质检测成果表
类别 财神店人工碎石 拐河东关河砂 5~20mm 2680 1500 0.5 0 2.3 / / / / 浅于标准色 7.9 3.0 20~40mm / / / / / / / / / 浅于标准色 / / 项目 表观密度kg/m 堆积密度kg/m 含泥量% 泥块含量% 坚固性% 云母含量% 轻物质含量% 碱活性% 氯离子% 有机物含量（比色法） 压碎指标值% 针片状颗粒含量% 332600 1550 1.1 0 3.9 0.8 0.4 / / 浅于标准色 / / 4
表6 石料级配检测成果表
筛孔尺寸 (mm) 矿料碎石 累计筛余率(％) 19 1.3 0-10 9.5 77.2 40-80 4.75 99.2 90-100 2.36 99.6 95-100 5-20mm碎石 规范要求 以上检测结果表明：①本次所用试验用河砂为中砂，其颗粒级配处于Ⅱ区，所检项目均符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）标准要求。②粗骨料所检项目均符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）标准要求。○3砂石骨料所检指标详见附件砂石试验报告。
（3）粉煤灰
本次试验所用粉煤灰为平顶山姚孟电力粉煤灰开发有限公司所提供的F类Ⅱ级粉煤灰检测结果如下表： 表7 粉煤灰检测成果表
品种 姚电粉煤灰 Ⅰ级 GB/T1596- 2005 Ⅱ级 Ⅲ级 细度%（0.045mm方孔筛） 24.5 ≤12 ≤25 ≤45 烧失量% 2.1 ≤5 ≤8 ≤15 需水量比% 99 ≤95 ≤105 ≤115 含水量% 0.1 … … … 碱含量% 0.90 … … … 以上检测结果表明：本次所用粉煤灰所检项目均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准要求。粉煤灰检测结果详见附件粉煤灰试验报告。
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（4）外加剂
委托单位送检的外加剂为安徽润安建材科技有限公司RCMG-5A型高效减水剂，掺量：1.5～1.7%，试验掺量为为1.6%，主要检测项目结果如下表：
表8 外加剂检测结果表
减水 率% 27.3 泌水率比% 49 含气量% / 凝结时间差min 初凝 120 终凝 … 1d … 抗压强度比% 3d … 7d 148 28d 131 收缩率比% 127 以上结果表明：所送检样品的检测项目均符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）标准要求。外加剂所检指标详见附件外加剂试验报告。
5混凝土配合比设计
一、计算初步配合比 1、计算配制强度：
强度标准值fcu.o=50Mpa,强度标准差σ取6。 Ryp =fcu.o+1.5σ=50+1.5*6=59.9MPa 2、计算水灰比
W/C=A•RS/（Ryp+ABRS）=0.43，根据JTG/F50-2011公路桥涵施工技术规范11.3.4规定及委托方所提供的数据，在满足水泥混凝土所处环境要求、耐久性要求的同时确定水胶比为0.32。 3、选定单位用水量
根据JGJ55-2011《普通混凝土设计规程》，查表4.0.1-2可得 用水量mwo= 185 kg/m3。
4、根据JGJ55-2011《普通混凝土设计规程》要求，砂率的取βs= 35 %。 5、 各种材料单位用量：
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a) 胶凝材料单位用量：J = mwo/(W/j)= 578 kg/m3 b) 粉煤灰占胶凝材料用量的15% F=578*0.15= 87 kg/m3 c) 水泥单位用量：mco = J-F= 578-87=491kg/m3 d) 减水剂单位用量：J*1.7%=578*0.016=9.248kg/m3
e) 砂石单位用量：（按假定容重法计算）设定混凝土容重mcp=2450kg/m3 f) 钢纤维单位用量：=80 kg/m3 用下面联立方程式计算砂石用量： mco+mgo+mso+ mwo=mcp βs=mso/(mso+mgo) 得：mso=587kg/m3 mgo= 1091kg/m3 6、初步配合比（单位：kg/m3）
水泥：粉煤灰：砂： 5-20mm碎石：水：减水剂：钢纤维= 491：87：587：1091：185: 9.248：80 二、提出基准配合比
1、计算试拌材料用量：
按计算初步配合比试拌0.025m3混凝土拌合物。
各种材料用量：水泥：12.3kg；砂：14.7kg； 5-20mm碎石27.3kg；水：4.6kg粉煤灰：2.2kg；减水剂：0.231 kg; 钢纤维:2kg; 2、调整工作性：混凝土拌合物经测定，坍落度为160㎜，和易性、保水性、粘聚性良好，实测湿表观密度为2450Kg/m3，配合比不需调整。
3、提出基准配合比：
水泥：砂： 5-20mm碎石：水： 粉煤灰：减水剂:钢纤维= 12.3kg：14.7kg： 27.3kg：4.6kg：2.2 kg:0.231 kg ：2.0kg 三、确定试验室配合比
为校核混凝土的强度，拟定三个不同的配合比，其中一个为上述得出的基准配合比，另外两个配合比的水胶比值，应基准配合比分别增
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加或减少0.05其用水量与基准配合比相同，砂率保持不变。 1、三组混凝土物理、力学检验结果如下： 表9 试配及力学检验结果见表
组水胶数 比 砂率(%) 水泥 粉用水煤量 灰 钢纤维 砂 5-20mm 减水碎石 剂 实测7天28天容重 强度 强度 1 0.27 35 582 103 185 80 2 0.32 35 550 1021 9.35 2453 59.1 67.6 491 87 185 80 587 1091 9.25 2450 54.4 62.4 3 0.37 35 425 75 185 80 615 1142 7.8 2448 48.9 57.6 表10 回归曲线表
混凝土28天水胶比与曲线表686766656362616059585756552.60y = 9.93x + 30.984R2 = 0.9955混凝土28天强度值2.803.003.20水胶比3.403.603.80
通过28天强度值与胶水比回归分析得出R2=0.9955，说明以上掺钢纤维混凝土配合比能合理改善混凝土力学性能，此配合比试验合理准确。
2、确定试验室配合比
根据强度结果，为保证工程质量，水胶比为0.32，计算湿表观密度为2450Kg/m3，实测湿表观密度为2450 Kg/m3，修正系数为1.00，在设计范围允许范围内，配合比不需修正。 试验室设计配合比（Kg/ m3）为：
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水泥：粉煤灰：砂： 5-20mm碎石：水 ：钢纤维：减水剂 = 491：87：587：1091：185:80：9.248
1：0.32：1.016：1.88：0.138：0.016
3、经三组混凝土配合比强度对比，在28天强度满足设计要求的同时，考虑经济合理性，推荐C50水泥混凝土配合比为：（Kg/m3） 水泥：粉煤灰：砂： 5-20mm碎石：水 ：钢纤维：减水剂 = 491：87：587：1091：185:80：9.248
1：0.32：1.016：1.88：0.138：0.016
4、 C50每立方米混凝土碱含量：491×0.52%＋87×20%×0.9%＋9.25×0.77%＝2.78(kg/m3)。
四、确定推荐C50钢纤维泵送配合比。
水灰 比 0.32 砂水用水量 率 泥 35 185 491 每m3材料用量kg/m3 粉煤灰 87 砂 小石 587 1091 钢外加剂 纤维 9.25 80 重量比 1：0.32：1.016：1.88：0.138：0.016
6附件
附后：原材料及含碱量检验报告。
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