论文--PCCP用掺粉煤灰混凝土配合比优化设计

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1、PCCP用掺粉煤灰混凝土配合比优化设计摘要本次设计为PCCP用掺粉煤灰混凝土配合比优化设计，混凝土设计要求为强度等级C50，坍落度范围80-120，具有良好的拌合物性能、力学性能及耐久性能。本次设计在满足设计和施工要求，保证混凝土工程质量的前提下，掺加适量的粉煤灰，优化配合比，以减少水泥用量，降低成本，做到经济合理。首先，简单介绍了PCCP即预应力钢筒混凝土管，提出本次PCCP用混凝土配合比设计要求；接着，根据设计要求确定混凝土配制强度，计算出初步混凝土配合比，并根据此配合比进行试配和调整；最后，确定一个满足设计要求、经济合理的PCCP用掺粉煤灰混凝土配

2、合比。关键字混凝土粉煤灰配合比1PCCP用混凝土配合比设计要求1.1PCCP简介PCCP是PrestressedConcreteCylinderPipe的简称，即预应力钢筒混凝土管，是国内近十多年发展起来的新型管道材料。它是带有钢筒的高强度混凝土管芯缠绕预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头，是钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构，具有钢材和混凝土各自的特性。预应力钢筒混凝土管具有合理的复合结构、承受内外压较高、接头密封性好、抗震能力强、施工方便快捷、防腐性能好、维护

3、方便等特性，被工程界所关注，广泛应用于长间隔输水干线、压力倒虹吸、城市供水工程、产业有压输水管线、电厂循环水工程下水管道、压力排污干管等。与以往管材相比，PCCP具有适用范围广，经济寿命长、抗震性能好、安装方便、运行用度低，基本不漏水等优点。预应力钢筒混凝土管的发展前景十分广阔。1.2本次PCCP用混凝土配合比设计要求-9-本次PCCP用混凝土设计强度等级为C50，坍落度范围80-120，要求具有良好的拌合物性能、力学性能及耐久性能。本次设计在满足设计和施工要求，保证混凝土工程质量的前提下，掺加适量的粉煤灰，优化配合比，以减少水泥用量，降低成本，做到经济

4、合理。2混凝土配制强度的确定2.1混凝土配制强度计算公式由于本次混凝土的设计强度等级小于C60，混凝土配制强度应按下式计算：式中，fcu,o——混凝土配制强度（MPa）；fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值（MPa）；σ——混凝土强度标准差（MPa）。2.2混凝土强度标准差由于没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料，其强度标准差σ按表2-1取值。表2-1标准差σ值（MPa）混凝土强度标准值≤C20C25~C45C50~C55σ4.05.06.02.3确定混凝土配制强度已知本次混凝土配合比设计强度等级为C50，所以取

5、fcu,k=50MPa，σ=6.0。混凝土配制强度为≥50+1.645*6.0=59.87MPa3混凝土配合比计算3.1水胶比3.1.1混凝土水胶比计算公式由于混凝土强度等级不大于C60等级，混凝土水胶比按下式计算：W/B=aafb/（fcu,o+aaabfb）式中aa、ab——回归系数-9-fb——胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂强度（MPa）3.1.2确定回归系数回归系数aa和ab按表2-2采用。表3-1回归系数aa、ab选用表粗骨料品种系数碎石卵石aa0.530.49ab0.200.13本次设计使用5-20mm碎石，所以取aa=

6、0.53和ab=0.20。3.1.3确定胶凝材料28d胶砂强度胶凝材料28d胶砂强度按下式计算：fb=γfγsfce式中gf、gs——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表2-3选用；fce——水泥28d胶砂强度（MPa）。表3-2粉煤灰影响系数gf和粒化高炉矿渣粉影响系数gs掺量（%）种类粉煤灰影响系数gf粒化高炉矿渣粉影响系数gs01.001.00100.90～0.951.00200.80～0.850.95～1.00300.70～0.750.90～1.00400.60～0.650.80～0.90-9-50-0.70～0.85注：①本表应以P·

7、O42.5水泥为准；如采用普通硅酸盐水泥以外的通用硅酸盐水泥，可将水泥混合材掺量20%以上部分计入矿物掺合料。②宜采用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰；采用Ⅰ级灰宜取上限值，采用Ⅱ级灰宜取下限值。③采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。④当超出表中的掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。由于本次设计粉煤灰参量为15%，不掺粒化高炉矿渣粉，所以取gf=0.90，γs=1.0。水泥28d胶砂强度按下式计算：fce=γcfce，g式中γc——水泥强度等级值的富余系数，按表2-

8、3选用;fce，g——水泥强度等级值（MPa）。表3-3水泥强度等级值的富余系数