3/13/2013

1

2013 Conaway Conference‐ Structures

Changes from 2010 to 2013 Construction and Materials Specifications in Structures Items

2013 Conaway Conference‐ Structures

Changes to ODOT concrete design requirements reflect the changes to QC/QA contractor owned and designed mixes.

3/13/2013

2

2013 Conaway Conference‐ StructuresRequirements from Supplemental Specifications 888 (pavements) and 898 (structural concrete) have been brought into • Items 451, 499, 511 ,etc. • new Item 455‐ Quality Control Plan, • new Supplement 1126 ‐ Developing & Submitting a Concrete Mix Design, 

• new Supplement 1127 – Pay Factor Determination for Concrete.

2013 Conaway Conference‐ StructuresQC/QA mix requirements• replace Class C  Class S, & Class HP with QC1, QC2, QC3 & QC4,

• and modify the Fast Set (FS) & Medium Set (MS) mixes.

Well graded aggregate proportions • help eliminate shrinkage, cracking 

• and lower the required amount of cement materials.

3/13/2013

3

2013 Conaway Conference‐ Structures• Concrete with QC/QA shall be specified for the class of concrete when the total concrete quantity exceeds 150 cubic yards. 

• Class QC3 Special Concrete shall be specified when concrete strengths and/or permeability other than the QC1 or QC2 are necessary.

2013 Conaway Conference‐ Structures• 507 BEARING PILES 

– 507.03 Materials. Concrete, Class C has been changed to Concrete, Class QC1.

• 517 RAILINGS – 517.03 Materials: Replaced Concrete, Class S or Class HP, with Concrete, 

Class QC 2. 

• 519 PATCHING CONCRETE STRUCTURES – 519.02 Materials: Replaced Concrete, Class S, with Concrete, Class QC 2. 

• 524 DRILLED SHAFTS – 524.02 Materials: Replaced Concrete, Class S, with Concrete, Class QC 2. 

• 526 APPROACH SLABS – 526.02 Materials: Replaced Concrete, Class S, HP 3 or HP 4 with 

Concrete, Class QC 2. 

• 610 CELLULAR RETAINING WALLS – 610.03 Materials (A): Replaced Concrete, Class C with Concrete, 

Class QC 1. 

3/13/2013

4

2013 Conaway Conference‐ Structures511.03 – Concrete

• At least 10 days before placing concrete, submit, the Department accepted Job Mix Formula (JMF) to the Engineer.

• The Engineer will review the mix design.

 

APPENDIX A                                                    PCC JMF SUBMITTAL FORM A Supplier Information Accredited Lab Information 

Supplier Name     Lab Name    Location Representative    P/S Code Telephone    Representative E‐mail Address    Telephone   E‐mail Address Submittal Date       

Design InformationConcrete Class Strength (f'c)    @ Age    Material Code Overdesign (f'cr)      Alt. Usage Req'd Perm.      

Mix DesignAGGREGATES Type Size Source Location PS Code Sp. Gr  Abs.  Design Wt (SSD)  Abs. Agg 1            Agg 2            Agg 3            Agg 4            

        CEMENTITIOUS MATERIALS Total Aggregate Weight    

Type / Grade Source Location PS Code Sp. Gr  %  Design Wt  Abs. Cement             Cm 1            Cm 2            Cm 3            

DESIGN AIR CONTENT Total Cementitious Material         

WATER Source: Gal Lbs.       

ADMIXTURES W/Cm Ratio:    Design Air Volume    Type Brand Name Dosage Rate (oz/cwt)  oz /yd3  Volume    

  

  

                 

AGGREGATE GRADATIONS Total       % Passing Agg 1 spec Agg 2 spec Agg 3 spec Agg 4 spec Accum % Pass    1.50 in      1.0 in    Total Volume    3/4 in    Total Weight    1/2 in    Unit Weight    3/8 in      # 4      # 8    Workability Factor (%)    #16    Coarseness Factor (%)    # 30      # 50         # 100      # 200      % of Total   

Test ResultsMix Design developed by: Using 3‐Point  Single Mix  Agg Correction Factor    

Cm Content Water  W/Cm Ratio Avg Strength Permeability  Air  Slump  Yield Mix 1            Mix 2            Mix 3            RESULTS: Perm: 3 Day 7 Day    28 Day Strength:    

Office Use OnlyDate Received

By    Accepted     JMF # Date Reviewed Rejected    

2013 Conaway Conference‐ Structures511.04‐Quality Control RequirementsWhen the concrete bid item requires QC/QA, • develop and submit a Quality Control plan (QCP) for the work 

• and perform quality control testing of the concrete conforming to Item 455. 

The Engineer will perform Quality Assurance conforming to 455.

3/13/2013

5

2013 Conaway Conference‐ StructuresMass Concrete Requirements

For concrete components with a minimum dimension of 5‐ft or greater, or for drilled shafts with a dimension of 7‐ft diameter or greater, 

develop a concrete mix design QC‐4 for mass concrete according to 499.03. 

2013 Conaway Conference‐ StructuresMass Concrete Requirements

Submit a Thermal Control Plan (TCP) along with the approved JMF (s) to the Engineer for acceptance with 

• highest maximum internal concrete temperature ≤ 160⁰ F (71⁰ C) 

• maximum differential concrete temperature  ≤ 36⁰ F (20⁰ C) (not applicable for drilled shafts),

over 28 days from time of placement.

3/13/2013

6

2013 Conaway Conference‐ StructuresMass Concrete Requirements

• As an alternative, the Contractor may propose maximum differential temperature limits based on strength gain with time.

• TCP for alternative proposal shall include the methods for  determining the temperature and supporting data, calculations and design.  

2013 Conaway Conference‐ StructuresMass Concrete Requirements• Any in‐place mass concrete that exceeded the temperature limits or cracked, is considered defective.

• Submit a proposed repair plan to the Engineer. 

• The Department will determine if the proposed repair methods are acceptable or if removal is required.

3/13/2013

7

2013 Conaway Conference‐ Structures511.10 Placing Concrete Conform to the following tolerances from plan dimensions:

2012 Conaway Conference 13

Deviation from plumb for exposedsurfaces

± ¾ inch (19 mm)

Vertical alignment (Deviation from aline parallel to the grade line)

± ½ inch in 20 feet (13 mm in 6 m)

Longitudinal alignment (Deviationfrom a line parallel to the centerlineor baseline)

±½ inch in 20 feet (13 mm in 6 m)

Width dimensions of walls forexposed surfaces

±½ inch (13 mm)

Bridge Slab thickness ±¼ inch (6 mm)

Elevations of beam seats ±1/8 inch (3 mm)

Slope, Vertical Deviation from Plane ±0.2%

Slope, Horizontal Deviation fromPlane

±0.4%

2013 Conaway Conference‐ Structures511.08‐Slipform Construction of Bridge Railing

• If the slipforming exhibits defects, stop work and make adjustments to produce a defect free slipformed surface. 

• Do not broom finish the surface of the bridge railings.

3/13/2013

8

2013 Conaway Conference‐ Structures511.14‐ Curing and Loading• Remove falsework and open structures to traffic when concrete has reached strength specified in Table 511.14‐1A for concrete bid items requiring QC/QA.

• Use Table 511.14.1B for concrete items not requiring QC/QA. 

• Do not shorten minimum required Method A curing time regardless of strength test results.

2013 Conaway Conference‐ Structures511.14‐ Curing and Loading

TABLE 511.14‐1A LOADING REQUIREMENTS FOR CONCRETE REQUIRING QC/QA 

  Span[1]  Required Strength [2] Removing Falsework 

Any Span  Compressive Strength ≥ 0.85% f’c orFlexural Strength (Center point) 

≥ 650 psi (4.5 Mpa) All pier caps 

Traffic [3]  Any 

[1] Span  is  defined  as  the  horizontal  distance  between  faces  of  the supporting  elements  when  measured  parallel  to  the  primary reinforcement. 

[2] Field  cured  samples.    The  maturity  curve  method  may  be  used  for determining  the strength according  to Supplement 1098  in  lieu of  field curing samples 

[3] When  placing  concrete  for  a  superstructure  between October  15  and March  15,  open  the  deck  to  traffic  no  sooner  than  30  days  after placement. 

3/13/2013

9

2013 Conaway Conference‐ Structures511.14‐ Curing and Loading

TABLE 511.14‐1BLOADING REQUIREMENTS FOR CONCRETE NOT REQUIRING QC/QA 

  Span[1] Age of Concrete in Days No Beam  Beam Test [2]

Removing Falsework 

Over 10 feet (3 m)  14  5 10 feet (3 m) or less and all pier caps 

7  3 

Traffic [3]  Any  14  7 [1] Span  is defined as  the horizontal distance between  faces of  the  supporting 

elements when measured parallel to the primary reinforcement. [2] Applicable only when the average modulus of rupture for two tests is not less 

than 650 psi (4.5 MPa). [3] When placing concrete for a superstructure between October 15 and March 

15, open the deck to traffic no sooner than 30 days after placement. 

2013 Conaway Conference‐ Structures511.17‐ Bridge Deck GroovingSaw longitudinal grooves, in a continuous pattern, parallel to the centerline, • after water curing the concrete and • either before or some period after applying curing compound and 

• before opening the bridge to traffic. 

Reapply the curing compound after removing standing water, • within 12 hours after sawing grooves in the deck,

• if the grooves were sawed after applying the curing compound and 

• the concrete deck is less than 30 days old. 

3/13/2013

10

2013 Conaway Conference‐ Structures511.17‐ Bridge Deck Grooving• Do not saw 9 to 12 inches from any devices in a bridge deck, such as scuppers or expansion joints. 

• Do not saw a minimum of 2 inches to a maximum of 24 inches from skewed expansion joints. 

• Maintain a clearance of 2 inches to 4 inches from the grooves to longitudinal joints in the deck.  

2013 Conaway Conference‐ Structures511.17‐ Bridge Deck Grooving• Maintain a clearance of a minimum of 9 inches to a maximum of 30 inches from the grooves to the curbs or parapets.

• No un‐grooved portions of deck beyond edge line and into the temporary or permanent travelled lanes.  

• Saw grooves in a uniform pattern spaced at 3/4 inch, 

• approximately 0.15 inches deep and • 0.10 inches wide.

3/13/2013

11

2013 Conaway Conference‐ Structures511.20‐ Compressive StrengthSample and test concrete strength according to 511.04.

Concrete Requiring QC/QA• Evaluate QC compressive test sublotresults per Supplement 1127.  

• Reevaluate if compressive strength test result for a sublot of concrete < 88% f’c, by nondestructive testing or cores. 

2013 Conaway Conference‐ Structures511.20‐ Compressive StrengthConcrete Requiring QC/QA• If non destructive testing is used, original cylinder results will be used for calculating the compressive strength pay factor (PFc). 

• Or core results will be used in place of original cylinder results for pay factor determination.

3/13/2013

12

2013 Conaway Conference‐ Structures511.20‐ Compressive StrengthConcrete Requiring QC/QAIf core results indicate that the compressive strength is < 88% f’c, 

• submit a plan for corrective action to the Engineer. 

• If the corrective plan is not approved, the Engineer will require the Contractor to: 

2013 Conaway Conference‐ Structures511.20‐ Compressive StrengthConcrete Requiring QC/QA

1. Remove and replace the unacceptable sublot and retest the new sublot at no cost to the Department or

2. Leave the unacceptable material in place and pay for the sublot with a pay factor of 0.75. 

3/13/2013

13

2013 Conaway Conference‐ Structures• 511.20‐ Compressive Strength• Concrete Not Requiring QC/QA• The Engineer evaluates the strength results according to Table 511.22‐2.

• If single compressive strength test result is < f’c, the material will be considered unacceptable material, 

• Department will determine acceptance per Item 106.07. 

• If three or more compressive strength test results are < f’c , investigate  reasons for the low strengths.

2013 Conaway Conference‐ Structures511.21‐ Air ContentConcrete Requiring QC/QA• Test the air content  according to Item 455.

• Air results outside the requirements of Table 499‐03‐1 is unacceptable material per Item 106.07, whether the concrete requires QC/QA or not.

• The amount of unacceptable material will be represented by the test result. 

3/13/2013

14

2013 Conaway Conference‐ Structures511.21‐ Air Content

For Air Content outside the requirements of 499.03‐1, • Concrete Requiring QC/QA, 

Contractor hires an independent laboratory to perform the testing. 

• Concrete Not Requiring QC/QA,the Department will perform the testing.

TABLE 499.03‐1 CONCRETE MIX DESIGN REQUIREMENTS Quantities per Cubic Yard 

Provide Concrete with 6±2% Air Content  Class  Design Strength 

psi (MPa) Permeability [1] 

Maximum (Coulombs) 

Cementitious Content [2] 

Minimum.  lbs (kg) 

Aggregate Requirements 

QC 1  4,000 (28.0) at 28 days  2,000  520 (236)  Well‐Graded QC 2  4,500 (31.0) at 28 days  1,500  520 (236)  Well‐Graded QC 3 Special  As per plan 

1,500 or as per plan 

520 (236) or as per plan  Well‐Graded 

QC 4 Mass Concrete  As per plan [3]  2,000 or as per plan 470 (213) [4] [5] 

or as per plan  Well‐Graded 

QC MS [7]  See Supplement 1126  N/A  800 [7] (475)  1 inch nominal maximum size 

QC FS [7]  See Supplement 1126  N/A  900 [7] (534)  1 inch nominal maximum size 

QC Misc [6]  4,000 (28.0) at 28 days      1 inch nominal maximum size 

[1]  AASHTO T277 Modified [2]  Cementitious Content includes cement and pozzolan materials, denoted as Cm [3] Strength for Mass Concrete (QC 4) may  be tested at either 28 or  56 days. [4] Do not use Type III cement or accelerating admixtures in mass concrete. [5] The maximum fly ash or GGBF slag content may be increased up to 50%. [6] For QC Misc mixes only –Water/Cementitious ratio limited to 0.50 maximum [7] Cement Only – No pozzolan materials  

2013 Conaway Conference‐ Structures511.21‐ Air ContentCore the unacceptable concrete.  Patch the core hole with approved material.

• High air content concrete, test core for compressive strength.  

• Concrete with a minimum strength of f’cmay be left in place.

• Low air content concrete, test core for the in‐place hardened air content, specific surface and spacing factor according to ASTM C 457.

• Remove and replace unacceptable materials .

3/13/2013

15

2013 Conaway Conference‐ Structures511.22‐ Pay FactorsConcrete Requiring QC/QA

• Final adjusted price calculated with pay factors based on the percent within limits (PWL). 

• PWL established per lot(s) accepted in the QCP for each bid item quantity of concrete.  

• PWL calculated per to Supplement 1127  using either the Contractor’s verified QC compressive test results or core results. 

PWLI =

QI – QL+ PWLLQH – QL

2013 Conaway Conference‐ Structures511.22‐ Pay FactorsConcrete Requiring QC/QA• Compressive strength pay factor (PFC) from Table 511.22‐1 applied to each bid item represented in the lot.   

• Approach slab and deck concrete test results will be will combined in the same lot to determine final pay factors. 

TABLE 511.22‐1PAY FACTORS FOR CONCRETE 

REQUIRING QC/QAPWL PFC

85 % – 100 % 1.0084% 0.99583% 0.99082% 0.98581% 0.98080% 0.97579% 0.97078% 0.96577% 0.96076% 0.95575% 0.950

3/13/2013

16

2013 Conaway Conference‐ Structures511.22‐ Pay FactorsConcrete Requiring QC/QAIf PWL value for lot of concrete is 

3/13/2013

17

2013 Conaway Conference‐ Structures501.04‐ Shop DrawingsA. Contractor Acceptance of Shop 

Drawings for Items 513 and 515• Two Ohio Registered Engineers seal and sign each drawing.

• ODOT’s Office of Materials Management is not rating shop drawings for Structural Steel (Supplement 1078) and Pre‐stressed Concrete (Supplement 1079) fabricators.

2013 Conaway Conference‐ StructuresPSID‐1‐12 Prestressed Concrete I‐Beam Bridge Details• “Indiana Hybrid” I‐beam. • The sections are available in heights beginning at 36‐inches and increasing in 6‐inch increments up to 72‐inches.