路面普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)

1、路面普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)，霍曼林教授，蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院，知識(shí)培訓(xùn)，2，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，第一部分，概述，混凝土分類，特性及應(yīng)用，補(bǔ)充知識(shí)，9，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，路面普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用。1.滑模攤鋪機(jī)2。履帶式攤鋪機(jī)3。三輥單元4。小型機(jī)具，適用于四種施工方法：2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，配合比設(shè)計(jì)任務(wù)包括兩個(gè)方面：根據(jù)道路工程的設(shè)計(jì)要求和施工條件以及原材料的技術(shù)性能選擇材料，選擇適合制備所需混凝土的原材料；根據(jù)混凝土性能(包括彎拉強(qiáng)度、和易性、耐久性等)。)的規(guī)定和經(jīng)濟(jì)原則，確定混

2、凝土各組成材料的最佳配比關(guān)系和材料用量。2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)和混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的彎拉強(qiáng)度要求；滿足混凝土施工和易性要求；滿足項(xiàng)目所在環(huán)境的耐久性要求；本著經(jīng)濟(jì)原則，少用水泥(價(jià)格高)，使用當(dāng)?shù)夭牧虾凸I(yè)廢料(如粉煤灰等)。)盡可能多。2020年7月6日星期一12時(shí)，路面工程知識(shí)的培訓(xùn)，(1)、(1)、(2)，見表(1)。2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(1)，JTG D40-2002公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范，(14)，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(2)，(15)，2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律為正態(tài)分布。在正

3、常施工條件下，對同一種混凝土進(jìn)行了系統(tǒng)的隨機(jī)抽樣試驗(yàn)，結(jié)果表明混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律符合正態(tài)分布。混凝土強(qiáng)度的橫坐標(biāo)，某一強(qiáng)度出現(xiàn)的概率，以及強(qiáng)度概率分布曲線的縱坐標(biāo)(圖1)。曲線特征：補(bǔ)充知識(shí)，2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，17，補(bǔ)充圖1混凝土強(qiáng)度正態(tài)分布曲線，2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，18，曲線呈鐘形，最高峰值為平均混凝土強(qiáng)度的概率。以平均強(qiáng)度為對稱軸，左右曲線對稱。樣本強(qiáng)度越接近平均強(qiáng)度，出現(xiàn)的概率就越大。離對稱軸越遠(yuǎn)，出現(xiàn)的概率越小，并逐漸趨于零。曲線和水平軸之間的面積是概率之和，等于100%。對稱軸的每一側(cè)都有一個(gè)拐點(diǎn)。兩個(gè)拐點(diǎn)之間的曲線向下彎曲，拐

4、點(diǎn)之外的曲線向上彎曲。以橫坐標(biāo)為漸近線。強(qiáng)度概率分布曲線窄而高，表明實(shí)測強(qiáng)度值相對集中，波動(dòng)小，混凝土均勻性好，施工水平高。曲線短而寬，表明強(qiáng)度實(shí)測值分散性大，混凝土均勻性差，施工水平低。見補(bǔ)充圖2。2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，19，圖2的補(bǔ)充，具有不同離散度的兩條強(qiáng)度概率分布曲線，2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，20，混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量均勻性的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，使用強(qiáng)度平均值cu和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差這兩個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)來描述具有正態(tài)分布的強(qiáng)度概率。平均強(qiáng)度反映了混凝土整體強(qiáng)度的平均水平，但不能反映混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差是強(qiáng)度概率分布曲線上的拐點(diǎn)與平均強(qiáng)度之間的距離。曲線越大

5、，曲線越短越寬，表明強(qiáng)度分散越大，混凝土的均勻性越差。2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，21。對于同一批混凝土，連續(xù)取樣N組試樣(每組n25，3)計(jì)算公式：(補(bǔ)充2)，2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，23，由于在相同的生產(chǎn)管理水平下，混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差會(huì)隨著平均強(qiáng)度水平的增加而增加，不同平均強(qiáng)度水平的混凝土之間質(zhì)量穩(wěn)定性的比較可以用統(tǒng)計(jì)參數(shù)的變異系數(shù)Cv來表示。Cv值越小，混凝土質(zhì)量越均勻。Cv計(jì)算公式：從生產(chǎn)和使用的角度來看，預(yù)計(jì)混凝土強(qiáng)度波動(dòng)較小，質(zhì)量更均勻，因此要求Cv較小。相反，它表明混凝土質(zhì)量很差。在施工質(zhì)量控制中，CV或Cv可作為評價(jià)混凝土質(zhì)量均勻性的指

6、標(biāo)。(補(bǔ)充3)，2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，說明：由于水泥混凝土路面的抗折強(qiáng)度高，水泥的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于42.5。25，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(4)、(4)，26，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(5)、(5)，27，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(。2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，提高水泥混凝土路面耐久性的措施，耐久性是水泥混凝土路面的關(guān)鍵性能。包括路面在長期使用過程中是否能抵抗水壓、溫度變化和各種侵蝕性介質(zhì)，并保持其強(qiáng)度和表面完整性。路面損壞包括水滲透、凍融循環(huán)引起的表面剝落和收縮裂縫、堿集

7、料反應(yīng)引起的裂縫以及鋼筋混凝土中鋼筋生銹引起的表面剝落和裂縫。31.2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)表明，混凝土本身的密實(shí)度和孔隙結(jié)構(gòu)是影響耐久性的重要因素?；炷潦且环N多孔、多相、非均質(zhì)的復(fù)合材料，存在許多結(jié)構(gòu)缺陷，如連通孔隙和微裂縫。這些缺陷越多，水和各種侵蝕性介質(zhì)越容易滲透到內(nèi)部，這將對水泥凝膠造成腐蝕和其他化學(xué)侵蝕，同時(shí)也不利于抗凍性。提高水泥混凝土的密實(shí)度是提高路面耐久性的重要措施。2020年7月6日星期一，進(jìn)行路面工程知識(shí)的培訓(xùn)，提高水泥混凝土路面變形性能和抗凍性的方法，加入引氣劑，使混凝土中細(xì)小、獨(dú)立、封閉的孔隙含量達(dá)到4%6%左右，從而在一定程度上降低混凝土的脆性。大

8、多數(shù)國家都加入了粉煤灰，其含量占膠凝材料的20%。優(yōu)質(zhì)粉煤灰是球狀顆粒，可改善混凝土和易性，降低混凝土干燥收縮，降低早期水化熱，減少溫度裂縫，抑制堿骨料反應(yīng)，提高路面混凝土的抗?jié)B性和化學(xué)穩(wěn)定性。雖然摻入粉煤灰會(huì)降低混凝土的早期強(qiáng)度，但其火山灰反應(yīng)能提高混凝土的長期強(qiáng)度。粉煤灰是路面混凝土的理想礦物摻合料。2020年7月6日星期一，道路工程知識(shí)培訓(xùn)，配合比設(shè)計(jì)參數(shù)及其確定原則表面上，混凝土配合比設(shè)計(jì)是通過計(jì)算來確定每種基本組成材料的用量，但實(shí)質(zhì)上是根據(jù)組成材料的情況來確定水泥、水、砂和礫石之間的比例關(guān)系。三個(gè)參數(shù)與混凝土的各種性能密切相關(guān)。正確的測定可以使混凝土達(dá)到其質(zhì)量的基本要求。34，202

9、0年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，配合比參數(shù)的確定原則，水灰比與水泥的比例關(guān)系。當(dāng)組成材料確定時(shí)，它對混凝土的強(qiáng)度和耐久性起著關(guān)鍵作用。在滿足強(qiáng)度和耐久性要求的前提下，盡量取較大的值。單位用水量是指1 m3混凝土的用水量，反映水泥漿與骨料的比例關(guān)系(漿體收集率)。水灰比恒定時(shí)，是控制混凝土拌合物流動(dòng)性的主要因素。在滿足流動(dòng)性的前提下，盡量降低價(jià)值。沙礫比。它對混凝土的和易性有很大影響35、2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，以及配合比設(shè)計(jì)的材料計(jì)算基準(zhǔn)，計(jì)算出1 m3混凝土中每種材料的用量，以質(zhì)量計(jì)。在計(jì)算中，骨料基于自然風(fēng)干狀態(tài)的質(zhì)量。自然風(fēng)干狀態(tài)：細(xì)骨料含水率為1.0%，粗骨料

10、含水率為0.5%。2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，配合比的第一種表達(dá)方法是根據(jù)每種材料的質(zhì)量在1 m3混凝土中進(jìn)行表達(dá)，如：水泥336 kg，砂654 kg，碎石1 215 kg，水195kgFDN 1.0% .方法2根據(jù)各種材料的質(zhì)量比表示(以水泥質(zhì)量為1)。將上述實(shí)例的配合比換算成質(zhì)量比：水泥沙礫11.953.62，水灰比0.58。FDN 1.0% .37，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，混凝土配合比設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，了解路面工程不同結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級，確定混凝土準(zhǔn)備強(qiáng)度。了解項(xiàng)目環(huán)境對混凝土耐久性的要求，如抗?jié)B等級、抗凍等級、耐磨性、耐腐蝕性等。并確

11、定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸和配筋，確定工程位置和施工條件下混凝土骨料的最大粒徑。了解混凝土施工單位的施工方法和管理質(zhì)量水平，選擇混凝土配合比的坍落度和混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差。38、2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，掌握原材料的性能指標(biāo)。水泥品種、強(qiáng)度等級、測得的強(qiáng)度和密度；砂石骨料的類型、表觀密度、級配、含水量、石料的最大粒徑、砂的細(xì)度模數(shù)等。水源和水質(zhì)的混合和維護(hù)；外加劑的品種、性能和適宜用量；摻合料粉煤灰、礦渣、硅粉等。39，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟，實(shí)驗(yàn)室配合比，初步配合比，基準(zhǔn)配合比，施工配合比，調(diào)整坍落度

12、，檢查強(qiáng)度和耐久性，現(xiàn)場扣除砂石含水率，40，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，第二部分材料選擇，41路面工程知識(shí)培訓(xùn)，水泥，品種和質(zhì)量。(8)水泥是混凝土中最重要的成分，它不僅能將骨料粘結(jié)在一起，而且有足夠的強(qiáng)度承受自身硬化后的荷載。骨料能否發(fā)揮其作用與膠凝材料的強(qiáng)度和粘結(jié)力密切相關(guān)。42，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(9)，(8)，(9)，43，星期一，2020年7月6日，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，(8)，44，星期一，2020年7月6日，(9)，44路面工程知識(shí)培訓(xùn)，關(guān)于小水泥的使用，局部小水泥在凝結(jié)和硬化過程中可能有不良的體積穩(wěn)定性，這將導(dǎo)致水泥混凝土路面板出現(xiàn)危

13、險(xiǎn)裂縫，因此使用小水泥時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。尤其是在施工質(zhì)量得不到保證的情況下，用少量水泥建造混凝土路面更容易出現(xiàn)問題。采用復(fù)合水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，即面層采用優(yōu)質(zhì)水泥，下層采用穩(wěn)定性差的水泥，按照組合施工方法進(jìn)行，既能利用當(dāng)?shù)厮?，又能保證水泥混凝土路面的強(qiáng)度。2020年7月6日星期一，進(jìn)行路面工程知識(shí)培訓(xùn)，礦物摻合料、混凝土摻合料是添加天然、人工或工業(yè)廢渣礦物細(xì)粉材料，以提高混凝土混合料和硬化混凝土的性能，同時(shí)節(jié)約水泥?；钚缘V物摻合料可分為活性礦物摻合料和非活性礦物摻合料，活性礦物摻合料具有多種用途。絕大多數(shù)活性礦物摻合料來自工業(yè)固體廢渣，主要成分是二氧化硅和氧化鋁。在堿或硫酸鹽的液相條件下，會(huì)發(fā)生水化

14、反應(yīng)，產(chǎn)生具有固化特性的膠凝物質(zhì)。它被稱為“第二膠凝材料”或混凝土輔助膠凝材料。2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，活性礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用不僅可以替代水泥，節(jié)約目前，外加劑已經(jīng)成為攪拌混凝土性能、制備大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土不可缺少的組成材料。同時(shí)，外加劑的應(yīng)用對改善環(huán)境、減少二次污染、促進(jìn)綠色混凝土的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。常用的混凝土外加劑包括粉煤灰、粒化高爐礦渣粉和硅灰。2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)的培訓(xùn)，49，礦物摻合料對混凝土的改性機(jī)理，三個(gè)方面：火山灰礦物摻合料具有很大的細(xì)度和無定形二氧化硅，具有很高的化學(xué)活性，可以迅速與水泥水化鈣(氫)2

15、反應(yīng)，產(chǎn)生C-S-氫具有更高的強(qiáng)度和更好的耐久性和低的鈣硅比，從而使水泥石。超細(xì)礦物摻合料顆粒可以填充到水泥顆粒之間的空隙中，大大提高了混凝土的密實(shí)度，而第二反應(yīng)物C-S-氫凝膠可以沉積在礦物超細(xì)粉體的巨大表面，并延伸到微小的孔隙中，極大地改變了水泥漿體的孔隙結(jié)構(gòu)，顯著提高了水泥漿體的密實(shí)度。2020年7月6日，星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，51歲，改善了水泥漿和骨料之間的界面結(jié)構(gòu)。水泥漿與骨料的界面是混凝土中孔隙最多、粘結(jié)最弱的區(qū)域，也是應(yīng)力最集中的區(qū)域，也是應(yīng)力作用下外來介質(zhì)滲透的通道。由于超細(xì)粉體顆粒小，可以吸收大量的自由水，減少混凝土的泌水，從而減少自由水在界面上的聚集，使界面結(jié)構(gòu)致密。此

16、外，由于鈣的大量消耗，其定向排列被削弱，難以形成大孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這使得骨漿界面的過渡區(qū)變薄。硅粉與氫氧化鈣反應(yīng)的水化產(chǎn)物填充了界面區(qū)的孔隙，從而改善了界面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了水泥漿與骨料的粘結(jié)力。52、2020年7月6日星期一，道路工程知識(shí)培訓(xùn)，粉煤灰、磨細(xì)礦渣和硅灰，(10)、(10)、(53)，2020年7月6日星期一，道路工程知識(shí)培訓(xùn)，(10)，需水量比是指水泥粉煤灰砂漿與水泥粉煤灰7030和純水泥砂漿達(dá)到相同流動(dòng)性時(shí)的需水量，2020年7月6日星期一，路面工程知識(shí)培訓(xùn)，54，粉煤灰的分類、粉塵收集方法， 細(xì)粒優(yōu)質(zhì)靜電除塵、粗粒劣質(zhì)機(jī)械除塵、干排灰、濕排灰、含水量大、活性低得多、質(zhì)量不如干排灰、排放方式和后處理形式(以提高粉煤灰質(zhì)量)分離灰經(jīng)空氣分離處理，原灰未經(jīng)處理，煤質(zhì)(CaO含量)，低鈣灰由煙煤和無煙煤燃燒形成，呈灰色或深灰色。 氧化鈣含量為10%。一般來說，它有火山灰活動(dòng)。補(bǔ)充知識(shí)，55，星期一，2020年7月6日，道路工程知識(shí)培訓(xùn)，粗骨料，(11)，技術(shù)指標(biāo)，用碎石配制的水泥混凝土的抗折強(qiáng)度比用卵石配制的水泥混凝土高8%左右。條件允許時(shí)，石灰石碎石可用作粗骨料。石灰石礫石表面有方解石晶面，能與水泥石牢固結(jié)合，抗