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1、第四章 高性能混凝土的配制技术高性能混凝土的配制技术1 1、泵送混凝土配合比设计、泵送混凝土配合比设计2 2、配合比设计的原则和特点、配合比设计的原则和特点3 3、介绍高性能混凝土配合比设计的方法、介绍高性能混凝土配合比设计的方法1.1 掺减水剂的普通混凝土配合比计算1、提高混凝土强度设计原则：（1）水泥用量不变；（2）降低水灰比；（3）砂率减小1%3%。【例题1】：不掺加减水剂时混凝土基准配合比为：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率为35%。使用高效减水剂，其掺量为水泥用量的0.5%，减水率为15%(砂率减小2%)。求：（1）用此减水剂提高强度时的试验室
2、配合比（混凝土实测表观密度为2405kgm)；（2）若使用碎石、42.5#普通硅酸盐水泥，估算混凝土28天强度。答案下一页解：（1）水用量：W=182(1-15%)=155 kg；水泥用量不变：C=410 kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405 kg/m3 有：S+G=2405-155-410=1840 kg/m3 所以，S=184033%=607 kg/m3；G=1840-607=1233 kg/m3。混凝土各材料用量为：C:W:S:G=410:155:607:1233。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸盐水泥配制的混凝土其28天强度估计可达57.0MPa。35%2%33%pS,
3、410()0.46 1.13 42.5(0.07)57.0155cu tceCfAfBMPaW2、节约水泥设计原则：（1）水泥用量依据减水率相应减少10%15%；（2）水灰比不变，用水量减少，则水泥用量减少；（3）砂率不变，计算砂石。【例题2】：不掺加减水剂时混凝土基准配合比为：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率为35%。使用木钙减水剂，其掺量为水泥用量的0.25%，可节约水泥8%。求：（1）用此减水剂提高强度时的试验室配合比（混凝土实测表观密度为2405kgm)；（2）若使用碎石、42.5#普通硅酸盐水泥配制混凝土，估算混凝土28天强度。答案下一页解：（
4、1）掺入木钙减水剂可节约水泥8%，则水泥用量为：C=410（1-8%）=41092%=377kg;水灰比不变，W/C=0.44，则水用量：W=3770.44=166 kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405 kg/m3 有：S+G=2405-377-166=1862 kg/m3 所以，S=186235%=652 kg/m3；G=1862-652=1210 kg/m3。混凝土各材料用量为：C:W:S:G=377:166:652:1210。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸盐水泥配制的混凝土其28天强度估计可达48.7MPa。35%pS,1()0.46 1.13 42.5(0.07)48
5、.70.44cutcecfAfBMPaw3、提高混凝土的和易性设计原则：（1）水泥用量、水用量不变，水灰比不变；（2）砂率增大5%，到40%45%。【例题3】：已知混凝土基准配合比为：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率为35%。利用泵送剂将其基准混凝土配制成180mm的泵送混凝土，求其配合比。答案下一页解：水泥用量和水用量不变，W/C=0.44，C=410 kg，W=182 kg；砂率增大5%，取 ；由公式：C+W+S+G=2405 kg/m3 有：S+G=2405-410-182=1813 kg/m3 所以，S=181340%=725 kg/m3；G=1
6、813-725=1088 kg/m3。混凝土配合比为：C:W:S:G=410:182:725:1088。40%pS 1.2 掺加粉煤灰泵送混凝土配合比的计算掺加粉煤灰泵送混凝土配合比的计算【例4】某坍落度为3050mm的C20混凝土实验室配合比为C：W：S：G=271：162：705：1247，使用粉煤灰和泵送剂配制C20泵送混凝土，（粉煤灰替代水泥量为25%，超量系数为1.4，粉煤灰表观密度为 砂子表观密度为 ，石子表观密度为 混凝土实测表观密度2390kg/m3，采用42.5#PO水泥），求混凝土各材料用量。32.2/,fgcm3/60.2cmgs32.65/,gg cm答案下一页解：1）
7、先计算泵送混凝土配合比 水泥、水用量不变，即：C=271 kg，W=162 kg；砂率增大5%,取由 和 得出：S=800 kg，G=1152 kg。2）掺加粉煤灰的配合比计算粉煤灰总掺量为：粉煤灰超量部分：砂子用量：0705705100%100%36%705 12471952pS41%pS；101000,1cwsgCWSG41%SSG1.41.4 25%27195tFCkg；g(1)0.4 25%27127eFCkg；g80033767eesfFSSkg；g石子用量：G=1152 kg；水泥实际用量：C=271（1-25%）=203 kg；水用量：W=162 kg；A=203+162+95+
8、767+1152=2379各材料用量为：20323902042379Ckg；16223901632379Wkg；952390952379Fkg；76723907712379Skg；1152239011572379Gkg。2 2、配合比设计的原则和特点、配合比设计的原则和特点 高性能混凝土配制原则高性能混凝土配制原则 为实现混凝土的高性能，混凝土的配合为实现混凝土的高性能，混凝土的配合比设计应遵循下述原则：比设计应遵循下述原则：低水胶比对高性能混凝土很重要，低水胶比对高性能混凝土很重要，依靠高效依靠高效减水剂和优质矿物细粉掺合料实现混凝土的减水剂和优质矿物细粉掺合料实现混凝土的低水胶比。低水胶比
9、。不能过分地提高胶凝材料的用量不能过分地提高胶凝材料的用量。胶凝材料。胶凝材料过多，不仅成本高，混凝土的体积稳定性也过多，不仅成本高，混凝土的体积稳定性也差，同时，对获得高的强度意义不大。差，同时，对获得高的强度意义不大。应该应该通过合理调整粗细骨料用量及砂率控制空隙通过合理调整粗细骨料用量及砂率控制空隙率，实现较低水胶比下的良好和易性。率，实现较低水胶比下的良好和易性。在混凝土中应该在混凝土中应该掺加一定量的引气剂掺加一定量的引气剂，使混，使混凝土的含气量在凝土的含气量在3-4%3-4%。尽可能使用聚羧酸高性能减水剂，尽可能使用聚羧酸高性能减水剂，以提高工以提高工作性，减少收缩作性，减少收缩
10、。高性能混凝土对骨料的高性能混凝土对骨料的颗粒级配和最大颗粒级配和最大粒径粒径有严格的要求。可通过改变加工工有严格的要求。可通过改变加工工艺和混凝土生产工艺，改善艺和混凝土生产工艺，改善骨料的粒形骨料的粒形和级配和级配。掺入活性矿物材料可带来很多好处：掺入活性矿物材料可带来很多好处：改善新拌混凝土的改善新拌混凝土的工作性工作性。降低混凝土初期水化热，减少降低混凝土初期水化热，减少温度裂缝温度裂缝。活性矿物材料与水泥水化产物活性矿物材料与水泥水化产物Ca(OH)Ca(OH)2 2起起火山灰反应，提高混凝土的火山灰反应，提高混凝土的抗化学侵蚀性能抗化学侵蚀性能。提高混凝土提高混凝土密实度密实度，保
11、证，保证耐久性能耐久性能。通过以上技术措施，通过以上技术措施，减少水泥用量和混减少水泥用量和混凝土单位体积用水量凝土单位体积用水量。3 3、介绍高性能混凝土配合比设计的方法、介绍高性能混凝土配合比设计的方法 关于高性能混凝土配合比设计方法，我们在关于高性能混凝土配合比设计方法，我们在此介绍吴中伟先生提出的简易配合比设计方此介绍吴中伟先生提出的简易配合比设计方法和黄兆龙先生的高密实混凝土配合比设计法和黄兆龙先生的高密实混凝土配合比设计方法。方法。吴中伟提出的简易配合比设计方法的基本原吴中伟提出的简易配合比设计方法的基本原则是要则是要求砂石有最小的混合空隙率求砂石有最小的混合空隙率，按绝对按绝对体
12、积法原理计算体积法原理计算。具体步骤和实例如下：。具体步骤和实例如下：简易配合比设计方法简易配合比设计方法 1)1)首先选择高性能混凝土平均或常用性能指首先选择高性能混凝土平均或常用性能指标作为基准，或选用工程要求的性能为基准，标作为基准，或选用工程要求的性能为基准，然后再试配调整，满足其他条件或要求。然后再试配调整，满足其他条件或要求。例如要求耐久性为低渗透性，要求用例如要求耐久性为低渗透性，要求用Nernst-Nernst-EinsteinEinstein法测定的氯离子扩散系数为法测定的氯离子扩散系数为(50(50100)100)10-14m10-14m2 2/s/s，配制强度为，配制强度
13、为404050MPa50MPa，工作性要求坍落度为工作性要求坍落度为180180200mm200mm，1h1h坍落度坍落度损失不大于损失不大于10%10%，无离析等。，无离析等。2)2)求砂石混合空隙率求砂石混合空隙率，选择最小值，选择最小值 可先从砂率可先从砂率38%38%40%40%开始开始，将不同砂石比的砂石混，将不同砂石比的砂石混合，分三次装入一个合，分三次装入一个151520L20L的不变形的容重筒中，的不变形的容重筒中，用直径为用直径为15mm15mm的圆头捣棒各插捣的圆头捣棒各插捣3030下下(或在振动台或在振动台上振动至试料不再下沉为止上振动至试料不再下沉为止)，刮平表面后称量
14、，刮平表面后称量，并换算成松椎密度并换算成松椎密度0 0(kg/m(kg/m3 3),),测出砂石混合料的测出砂石混合料的混合表观密度混合表观密度(kg/m(kg/m3 3)，一般为，一般为2.65g/cm2.65g/cm3 3左右。左右。计算，最经济的混合空隙率约为计算，最经济的混合空隙率约为16%16%，一般为，一般为20%20%22%22%。3)3)计算胶凝材料浆量计算胶凝材料浆量 胶凝材料浆量等于砂石混合空隙体积加富余胶凝材料浆量等于砂石混合空隙体积加富余量。量。胶凝材料浆富余量取决于工作性要求和胶凝材料浆富余量取决于工作性要求和外加剂性质和掺量，可先按坍落度外加剂性质和掺量，可先按坍
15、落度180180200mm200mm估计为估计为8%8%10%10%，由试拌决定。假设为，由试拌决定。假设为8%8%，为为20%20%，则浆体积为，则浆体积为+8%=28%+8%=28%，即，即280L/m280L/m3 3。4)4)计算各组分用量计算各组分用量 设选用水胶比为设选用水胶比为0.40.4，掺入磨细矿渣，掺入磨细矿渣30%30%，水泥密度为水泥密度为3.15g/cm3.15g/cm3 3，磨细矿渣密度为，磨细矿渣密度为2.5g/cm2.5g/cm3 3，则，则 即即1L1L浆用胶凝材料浆用胶凝材料1.35kg1.35kg。1=1.350.70.3+0.43.152.5胶凝材料用量
16、浆体积 1 m1 m3 3胶凝材料总用量胶凝材料总用量 =280=2801.35=378 kg/m1.35=378 kg/m3 3 水泥用量水泥用量 =378=3780.7=265 kg/m0.7=265 kg/m3 3 矿渣用量矿渣用量 =378=3780.3=113 kg/m0.3=113 kg/m3 3 水用量水用量 =378=3780.4=151kg/m0.4=151kg/m3 3 集料总用量集料总用量 =(1000-280)=(1000-280)2.65=1908 kg/m2.65=1908 kg/m3 3 砂用量砂用量 =1908=190840%=763 kg/m40%=763 kg/m3 3 石用量石用量 =1908-763=1145 kg/m=1908-763=1145 kg/m3 3 因引入了浆体积富余量，总体积略超过因引入了浆体积富余量，总体积略超过1m1m3 3，故所计，故所计算的各材料用量总需按实测的表观密度校正算的各材料用量总需按实测的表观密度校正。5)5)或按或按15L15L筒试配的砂石量筒试配的砂石量+以上胶凝材料和以上胶凝材料和水各量的水各量的1.5%1
