高性能混凝土配合比设计及路用性能研究
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京沪高速铁路高性能混凝土配合比设计研究与应用摘要:通过采用降低水胶比、掺加矿物掺和料、并产生适当的含气量的方法能够降低混凝土内部缺陷,提高混凝土耐久性,对不同种类和不同掺量的矿物掺和料配合比室内拌和结果对比分析,得出粉煤灰、矿渣粉各掺加20%时混凝土耐久性能、力学性能及其他性能满足设计的要求。
关键词:京沪高速铁路;高性能混凝土;配合比设计;研究与应用中图分类号:u238文献标识码:a文章编号:引言:高速铁路其主要工程特点是设计时速高、线长面广点多、地质复杂、工程结构类型繁多、设计施工技术难度高、建设周期长、管理跨度大;对铁路工程建设管理工作提出了全新要求。
工程试验工作承担着为整个工程建设提供基础数据支持和质量监控、验收评价依据的重任;是“以数据说话”精神的科学体现;作为建设工程精细化管理工作的重要组成部分,如何做好工程试验工作的管理是成为保证建设工程质量的一个前提。
1.工程概述新建京沪高速铁路土建工程jhtj-3标段大汶河特大桥工程(起迄里程:dk475+117.45- dk496+265.27)位于泰安市岱岳区和宁阳县,全长21.142km,是全线工程中的控制性工程。
工程规模大、工期紧、施工技术要求高。
多次跨越既有线和公路,跨越津浦铁路连续梁是大汶河特大桥工程的施工重点。
工程范围包括桥梁下部和特殊结构连续梁的施工。
2.工程地质特征大汶河特大桥线路经过地区为鲁中南低山丘陵及丘间平原,地表以剥蚀为主,部分地段基岩裸露。
新生界地层有第四系洪、坡、残积以及冲积、湖积层,主要岩性为新黄土、黏土、粉质黏土、卵石土、碎石土、砂类土等,新黄土具湿陷性,一般湿陷系数为0.015~0.071;第三系始、渐新统,岩性为泥岩、砂岩、含砾砂岩。
出露基岩为古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,岩性为石灰岩、页岩、砂岩、泥岩、泥质砂岩等;太古界泰山群为花岗片麻岩;岩浆岩主要为太古代早期斜长花岗岩和燕山期侵入辉长岩。
奥陶系、寒武系石灰局部岩溶较发育,岩石表面沿裂隙发育有溶沟、溶槽,溶隙和溶洞绝大多数为全充填,桥梁基础类型及桥式类型的选择应结合岩石的完整性及溶洞的大小和顶板厚度确定。
道路工程水泥混凝土配合比设计探析【摘要】本文分析了水泥混凝土面临的问题,指出传统配合比设计方法中的不足,并结合工作经验及路用性能,提出了现代水泥混凝土配合比设计的影响因素。
【关键词】混凝土;配合比设计;影响因素1水泥混凝土在道路工程中的新特点目前,我国道路工程中水泥混凝土具有以下特点:1.1混凝土品种更加丰富。
近年来,不同性能混凝土的研究和应用日益受到人们重视,出现了高性能混凝土、轻混凝土、纤维增强混凝土等。
其中高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向。
1.2混凝土的成分增多。
粉煤灰等掺和料和外加剂等被广泛使用到混凝土的配制中,混凝土的应用更加广泛。
1.3对结构物寿命的要求延长。
工程实践证明,在正常使用条件下普通混凝土的使用期限可达50年~100年;而在恶劣环境条件下经十几年或更短时间就遭到严重破坏,需要修补,甚至更新重建。
1.4施工工艺多样化。
水泥混凝土面层可以采用多种施工方法进行铺筑。
如小型机具、轨道式摊铺机、滑模式摊铺机摊铺和振实,配以其他工序的配套机械等。
2 道路工程水泥混凝土设计要点目前道路工程中,水泥混凝土路面的板厚设计是根据水泥混凝土的抗弯拉强度来计算的,因而水泥混凝土的配合比设计应该按照弯拉强度、耐久性、工作性要求以及经济性的原则来选择原材料,通过计算、试验等方法,可以做出一定的调整,用来确定水泥混凝土单位体积中各种原材料的用量而设计配合比。
然后再依据实际浇筑的环境和条件,如材料供应情况(级配、含水量等)、摊铺方法、机具和气候条件等因素做出相关的调查,提出相应的施工配合比。
而混凝土配合比设计方法是一种基于经验的方法,混凝土结构对材料性能提出的要求比较简单,配制混凝土的原材料种类也比较少,因此水泥混凝土配合比设计方法还存在许多不足之处。
随着现代建筑工程技术要求的提高,配合比设计的指导思想应从强度设计向多种性能设计转化,从可行性设计向优化设计转化2.1现用水泥混凝土设计方法不足之处1)配合比设计具有随机性。
京沪高速铁路高性能混凝土配合比设计研究与应用【摘要】通过采用降低水胶比、掺加矿物掺和料、并产生适当的含气量的方法能够降低混凝土内部缺陷,提高混凝土耐久性,对不同种类和不同掺量的矿物掺和料配合比室内拌和结果对比分析,得出粉煤灰、矿渣粉各掺加20%时混凝土耐久性能、力学性能及其他性能满足设计的要求,本文并且通过对混凝土原材料、拌和、浇筑及养护的控制,使高性能混凝土在京沪高速铁路墩身、承台等施工部位得到成功的施工应用。
【关键词】京沪高速铁路;高性能混凝土;耐久性;配合比设计;研究与应用1 工程概况京沪高速铁路是《中长期铁路网规划》中投资规模最大、技术含量最高的一项工程,是继三峡工程、青藏铁路、南水北调工程之后,中国的又一个超大型工程。
正线全长约1318公里,设计时速350公里,作为客运专线的一种重要结构物,桥梁的耐久性至关重要。
铁道部科技司等相关部门发布了若干暂行技术条件和规范、标准,确保客运专线混凝土结构的长期耐久性。
客运专线混高性能凝土的技术性能特点有:混凝土有抗裂、抗氯离子渗透性、抗冻性、耐蚀性、抗碱骨料反应性等耐久性要求。
高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标,具有耐久性、工作性、适用性、高强度、体积稳定性好等特点。
2 原材料选择2.1 水泥本工程采用的水泥为山东榴园水泥厂生产的“瑞元”p.o42.5水泥,其各项性能检测结果见表2-1、2-2:表2-1 “瑞元”牌p.o42.5水泥试验成果密度(g/cm3)比表面积标准稠度(%)凝结时间(h:min)安定性抗压强度(mpa)抗折强度(mpa)初凝终凝3d 28d 3d 28d榴园p.o42.5 3.09 346 29.0 3:46 4:41 合格24.345.0 5.4 8.6gb175-2007 / ≥300 / ≥45min ≤390min 沸煮法合格≥17.0 ≥42.5 ≥3.5 ≥6.5表2-2 “瑞元”牌p.o42.5水泥化学性能试验成果s3o含量(%)游离cao含量(%) cl含量(%)碱含量(%)c3a含量(%)mgo含量(%)榴园p.o42.5 1.84 0.80 0.016 0.54 5.66 3.80科技基(2005)101号≤3.5 ≤1.0 ≤0.10 ≤0.80 ≤8.0 ≤5.02.2 掺和料本工程采用的矿物掺和料分别为邹县发电厂生产的ⅰ级粉煤灰和济南鲁新新型建材有限公司生产的鲁新s 95级矿渣粉。
浇筑方案中的混凝土配合比设计与施工质量控制策略研究及实际工程验证与效果评估与案例分享随着建设业的快速发展,混凝土作为建筑材料中不可或缺的一种,广泛应用于房屋、桥梁、道路等各类工程中。
而混凝土的配合比设计及施工质量控制则成为保证工程质量的重要环节。
本文将对混凝土配合比设计与施工质量控制策略进行研究,并结合实际工程验证与效果评估,分享相应的案例。
一、混凝土配合比设计的重要性混凝土配合比设计是指根据工程的实际需求,综合考虑材料性能、工艺要求、力学性能等因素,确定混凝土中水泥、砂、石、水等各组分的比例。
良好的配合比设计可以有效控制混凝土的强度、耐久性等性能,提高工程质量。
二、混凝土配合比设计的方法1. 理论计算方法:根据混凝土的力学性能参数和理论公式,通过计算得出合适的配合比。
此方法广泛应用于混凝土设计中,但需要准确掌握材料性能参数及理论依据。
2. 经验公式法:通过大量相似工程的经验总结,确定一套简化的计算公式,以提高设计效率。
但此方法依赖于经验,并不能满足特殊工程的要求。
三、混凝土施工质量控制的重要性混凝土施工质量控制是指在混凝土浇筑过程中,通过合理的施工工艺控制和质量检测手段,确保混凝土的密实性、均匀性等性能达到设计要求。
良好的施工质量控制可以避免开裂、渗水等问题,提高工程寿命。
四、混凝土施工质量控制策略1. 严格操作规程:制定详细的施工操作规程,明确每个施工环节的工艺要求,并进行培训和监督。
确保施工人员按规定操作,避免施工质量问题。
2. 现场质量监测:利用物理测试设备对混凝土的强度、坍落度等指标进行实时监测,并及时调整施工工艺,确保混凝土质量符合要求。
五、混凝土配合比设计与施工质量控制的关联混凝土配合比设计与施工质量控制是相辅相成的。
合理的配合比设计为施工提供了基础,而良好的施工质量控制则能够最大程度地发挥设计的优势,保证工程质量。
六、实际工程验证与效果评估在某高层建筑项目中,我们对混凝土配合比设计和施工质量控制进行了实际验证和效果评估。
浅谈高性能路面混凝土配合比设计摘要:随着社会经济的飞速发展,人们的经济实力逐步提高,路面行驶车辆快速增多,而路面的平整度直接影响路面的使用质量和行车的舒适性,本文结合笔者多年工作实践,重点介绍高性能路面混泥土配合比的设计参数以及性能要求,初步探讨了高性能路面混凝土配合比设计方法,为进一步系统研究混凝土配合比设计提供了参考。
关键词:混凝土配合比试配抗折技术管理前言目前,为了满足人们车辆在路面行驶的需求,高性能路面混凝土必须具备优良的工作性、高弯拉强度、高耐疲劳极限、小变形性能、高耐久性、经济性等,在满足所有路面混凝土工程性能条件下尽可能就地取材、经济实用,特别要考虑掺合料和减水剂的最优掺量。
路面混凝土配合比设计技术要求均源于路面设计、施工规范和路面使用的耐久性要求,在施工规范中,满足耐久性要求有最小水泥用量和最大水灰比两项限制。
高性能路面混凝土必须确保有足够的耐久性,由于影响耐久性因素较多,很难用一个统一的指标来反映。
因此,以下提出基于耐久性控制的高性能路面混凝土配合比设计方法,高性能路面混凝土配合比设计不仅是以耐久性作为设计参数,而是本身就是一个耐久性控制设计。
也就是说,只要在施工中满足文章的要求,那么强度肯定满足。
1、确定路面混凝土的试配抗折强度配制混凝土弯拉强度rwp,按设计强度rm提高10%~15%,即:rwp =(1.10 ~1.15 )rm。
2 、计算水灰(胶)比其中,rws为水泥实际抗折强度,mpa。
(2) 满足耐久性要求的最大水灰(胶)比。
在总结以往大量研究成果及工程实践基础上,提出高性能路面混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶) 比要求( 见表 1 ) 。
按上述抗折强度要求计算得出水灰(胶)比,与耐久性要求的最大水灰(胶)比进行对比,同时在满足抗折强度和耐久性两者要求的水灰(胶)比中取小值。
3、确定砂率砂率的选择需考虑其粗细程度或总表面积。
不同施工方式对路面混凝土的工作性要求是确定的,维持工作性稳定的前提是包裹砂石料的水泥浆量要基本保持不变,则相同工作性要求保持混凝土集料的总表面积基本不变,粗集料的表面积差别远小于砂,因此主要影响因素是砂。
高强透水混凝土的配合比设计与性能研究摘要高透水混凝土是一种生态环保混凝土,是经过特殊工艺制成的具有连续孔隙的混凝土,既有一定的强度,又有一定的透气透水性。
透水混凝土又称多孔混凝土,无砂混凝土,透水地坪。
是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土,它不含细骨料。
透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构,故具有透气、透水和重量轻的特点。
我们对其配合比设计实验和性能进行了系统的研究,通过对原材料对水泥、骨料、减水剂(PC)、纤维的选择,采用体积法设置配合比,检测不同水灰比对透水混凝土的性能影响和不同粒径的骨料对透水混凝土的性能影响,时检测抗折、抗压强度和孔隙率。
关键词:透水混凝土;配合比;性能;抗压强度;透水率一.研究的背景及意义随着城市化和工业化进程的加快,高楼大厦林立,人口高度集中,污染急剧增加,生态破坏严重。
所以人们的环保意识增强,保护地球环境,维持生态平衡,寻求与自然的和谐发展,走可持续发展的道路成为人们共同关心的问题。
目前,我国城市化建设步伐加快,如何在城市中实现环境保护与经济,社会的和谐发展正引起人们的重视。
在城市化建设中,现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖形成了生态学上的“人造沙漠",便捷的交通设施,铺设平整的道路在给人们的出行带来极大方便的同时,这些不透水的路面也给城市的生态环境带来极大的负面影响。
首先,传统的地面铺装强调的是地面的坚固耐用及使用性,但此种路面铺装的透水性却将宝贵的自然降水完全与下层土壤及地下水阻断,降水大部分通过城市排水系统管网排入江河湖海等地表水源中,加之城市地下水的过量抽取,导致城市地下水位越来越低,形成了地质学.上的“漏斗型”地下水位,引发地面下降,沿海地区还会导致海水倒灌,这就严重影响了雨水的有效利用;其次由于这种表面致密的地面铺装不利于缓解城市的噪音污染,这些噪音主要是来自路面交通产生的噪音,同时在雨天由于不能及时排水,造成路面积水,使雨天行车产生“漂滑”、“吃溅”、“夜间眩光”等现象,给行人出行和车辆行驶带来不便;另外这种不透水的铺装与周围城市建筑共同作用,会增加城市的“热岛效应"。
高性能混凝土配合比设计及路用性能研究
发表时间:2016-11-08T10:21:08.737Z 来源:《低碳地产》2016年7月第14期作者:胡兴琼[导读] 高性能混凝土在建筑工程中发挥不可替代的作用,也是使用最为广泛的建筑材料。
中交路桥华南工程有限公司广东佛山 528000
【摘要】高性能混凝土在建筑工程中发挥不可替代的作用,也是使用最为广泛的建筑材料。
但是必须严格控制混凝土的配合比,才能真正实现高性能。
本文从配合比设计和路用性能两个方面对路面高性能混凝土配合比设计进行研究,旨在优化混凝土的配合比设计参数,实现混凝土高耐久性,并兼顾工作性与强度的设计目标,提高混凝土路面性能,供参考。
【关键词】高性能混凝土;配合比;参数优化设计;试验设计近年来随着建设领域的大规模发展,混凝土材料的性能也日益提高。
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土 ,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,其高性能包括:良好的工作性能,稳定的力学性能,较高的体积稳定性和高耐久性,也因此得到了土木工程界的广泛应用及关注。
鉴于科学合理的进行配合比设计是保证混凝土工作性、强度及后期耐久性的关键前提,因此,关于路用高性能混凝土配合比设计参数的研究具有很重要的价值。
下面,笔者将结合试验研究,就高性能混凝土配合比优化设计展开探讨。
1 正交试验设计
高性能混凝土配合比设计的关键设计参数为:水胶比、矿掺比、浆集比、砂率、外加剂掺量。
部分应用中为了提高抗折性能,在拌合物中掺加聚合物,如聚丙烯等。
路面用混凝土的关键性能技术指标包括:抗折强度、抗压强度、抗冻性及抗渗性能等。
目前施工现场多采用复合型高效减水剂,不同外加剂的成分及性能差异较大,针对单一品种外加剂的研究具有很大局限性,对施工实践的指导意义也不强。
本文选取水胶比、矿掺比、浆体百分率及砂率进行正交试验设计,通过试验探寻配合比设计参数对路面用高性能混凝土抗折强度、抗折弹性模量、抗冻耐久性指数、氯离子扩散系数及抗渗性能的影响规律。
其中,水胶比和矿掺比设计为5个水平,砂率和桨集比为6个水平,共进行49组试验(数据略)。
关键配合比设计参数的取值范围如表1所示。
2 试验结果分析
本文采用SPSS软件,对各个设计参数与混凝土性能间的关系进行主效应分析,并进行方差齐性检验。
具体分析结果如下: (1)根据试验结果,以氯离子扩散系数为因变量的主体间效应检验结果如表2所示。
不同配合比设计参数对DRCM的具体影响规律如图1~图4所示。
研究结果显示,对于高性能混凝土的氯离子扩散系数,配合比设计参数的影响效应为:矿掺比>水胶比>浆集比>砂率。
其中矿掺比和水胶比的影响都较大。
(2)根据试验结果,以DF抗冻耐久性指数为因变量的主体间效应检验结果如表3所示。
不同配合比设计参数对DF抗冻耐久性的具体影响如图5~图8所示。
研究结果显示,对于高性能混凝土的DF抗冻耐久性指数,配合比设计参数的影响效应为:浆集比>矿掺比>水胶比>砂率。
其中砂率和水胶比的显著性水平较低。
(3)根据试验结果,以28d抗压强度为因变量的主体间效应检验结果如表4所示。
试验结果显示,对于高性能混凝土的28d抗压强度,配合比设计参数的影响效应为:水胶比>砂率>浆集比>矿掺比。
其中砂率、浆集比和矿掺比的影响都较小。
(4)根据试验结果,以28d抗折强度为因变量的主体间效应检验结果如表5所示。
试验结果显示,水胶比对高性能混凝土的28d抗折强度影响较显著,而矿掺比、浆集比及砂率对高性能混凝土的28d抗折强度的影响较弱,无明显影响关系。
3 结语
综上所述,配合比是混凝土的质量及性能的重要保障。
高性能混凝土配合比设计的方式和方法有很多,但是,截至今日,国际上并没有一种统一的高性能混凝土配合比设计的方法。
为了得到适合于路面工程建设的高强高性能混凝土的最优配合比,在满足耐久性、强度、工作性能及体积稳定性的基础上,对高性能混凝土配合比进行了优化设计,得出结论:在建议取值区间内进行配合比设计,应优先确定水胶比,然后优化砂石料级配,确定最优砂率,最后根据耐久性要求确定浆集比和矿掺料掺量。
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