自密实混凝土配合比设计及正交试验研究
2008-07-08 17:10
自密实混凝土配合比设计及正交试验研究
自密实混凝土配制的关键是在保证所需性能的前提下，得到可以不振捣，必要时也可少振捣的高流动性混凝土拌合物。自密实混凝土配制的基本原理是通过外加剂的复合、优质掺合料及粗细骨料的选择与搭配，使混凝土拌合物具有很高的流动性，可以自流平而充满模型，并且不泌水、不离析，成型后质量均匀，不会产生普通混凝土那样由于振捣不当而造成的蜂窝、麻面和内部空洞等质量缺陷[1]。
影响自密实混凝土流变性能的因素多而复杂，通常需要做大量的试配试验才能确定其配合比。正交试验法[2]具有“均衡分散性”和“综合可比性”的特点，是研究和处理多因素试验的一种科学方法，按该方法进行混凝土配合比试验其结果能客观地反映配制规律、较方便地进行配合比优化。
1 技术路线及目标
a)将萘系高效减水剂与木质素磺酸钙复合使用，在一定的水灰比下，得到较大的原始坍落度，又有较小的坍落度损失[3]。采用高效复合外加剂可降低水胶比，保证强度；同时提高混凝土流动性，降低混凝土拌合物的屈服应力，保持适当的粘度系数，使拌合物具有自密性并具有抗离析所需要的粘性。
b)采用粉煤灰作为混凝土矿物掺合料，利用其活性效应、形态效应、微集料效应等提高新拌混凝土的变形性能和抗离析及保水性能，同时改善和提高混凝土后期耐久性。
c)用正交试验方法研究水泥、粉煤灰、砂、碎石等因素对自密实混凝土工作性和强度的影响规律，优化和确定自密实混凝土配合比。
d)以坍落度、扩展度、坍落度和扩展度损失等指标综合测定自密实混凝土的工作性。
e)采用当地原材料和常规生产工艺配制自密实混凝土。
2 自密实混凝土的试验研究
2．1 试验用原材料
a)水泥：山东铝厂P?o42.5，水泥28 d抗压强度实测值fce= 48.0 MPa，密度为3 100 kg／m3。
b)砂：河砂，Mr=2.91，堆积密度为1 540 kg／m3，表观密度为2 620 kg/m3。
c)石子：碎石，最大粒径为20 mm，连续级配，堆积密度为1510 kg ／cm。表观密度为2 650 kg/m。压碎指标为9.3%，针片状含量为5.3%，含泥量为1.2% 。
d)粉煤灰：胜利电厂Ⅲ级灰，粉煤灰细度0.045 mm筛余为26.5%，密度为2300 kg/m。水泥和粉煤灰的主要化学成分见表1。
表1 水泥和粉煤灰的化学成分（%）
d)外加剂：山东东营神龙外加剂厂生产的高效减水剂和缓凝剂。
e)水：自来水。
2.2 试验方法
建筑用砂GB／T14684—2001，建筑用卵石、碎石GB／T14685—2001，用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596—1991，普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB50080—2002，普通混凝土力学性能试验方法标准GB50081—2002。混凝土抗压试块采用150 mm×150 mm×150 mm的试模成型，所有试块均采用标准养护。
3 自密实混凝土配合比计算方法
3.1 固定砂石体积含量计算法[1]。
固定砂石体积含量计算法是根据高流动自密实混凝土流动性、抗离析性和配合比各因素之问的平衡关系，在试验研究的基础上得到的一种能较好适应高流动自密实混凝土特点和要求的配合比计算方法。
3.2 全计算法[4]
全计算法的基本观点：
a)混凝土各组成材料(包括固、气、液三相)具有体积加和性；
b)石子的空隙由于砂浆填充；
c)干砂浆的空隙由水填充；
d)干砂浆由水泥、细掺料、砂和空隙所组成。全计算法设计原理为：由假定的混凝土体积模型经过数学推导，得出混凝土单方用水量和砂率的计算公式，再结合传统的水灰比定则，即可全面定量地得出混凝土中各组分的用量，这样便实现了自密实混凝土配合比设计从半定量走向全定量的全计算法。是自密实混凝土配合比设计上的进一步完善。
3.3 改进的全计算法[5]
直接将混凝土配合比计算的全计算法用于计算自密实混凝土时，算得的砂率和浆集比都偏低，难以满足自密实的要求，全计算法用于自密实混凝土有其不适合之处，需要加以改进。改进的全计算法是针对自密实混凝土的特点，结合固定砂石体积含量法的特点，对全计算法用于计算自密实混凝土配比进行改进，提出以下计算步骤和公式：
3.3.1 配制强度
Fce，o= Fce，k +1.645a (1)
式中：Fce，o为设计的混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；a为混凝土强度标准差，MPa。
3.3.2 水胶比
3.3.3石子用量
G=aóG(3)
式中：a取0.5-0.6；óG为石子堆积密度，kg／m。
3.3.4砂用量
式中：取0.4~0.5；Vm为砂浆体积，，m3；分别为砂、石子表观密度，kg／m。
3.3.5用水量
式中：Ve、Va分别为浆体体积和空气体积，Ve=Vm一，m3；分别为水泥和粉煤灰密度，kg／m3；为胶水比；φ为掺合料(粉煤灰)体积掺量百分比。
3.3.6胶凝材料组成与用量
式中：为掺合料重量掺量，m(c)为水泥用量，m(f)为掺合料用量。
3.3.7由混凝土流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等要求确定外加剂的用量。
3.3.3石子用量
G=aóG(3)
式中：a取0.5-0.6；óG为石子堆积密度，kg／m。
3.3.4砂用量
式中：取0.4~0.5；Vm为砂浆体积，，m3；分别为砂、石子表观密度，kg／m。
3.3.5用水量
式中：Ve、Va分别为浆体体积和空气体积，Ve=Vm一，m3；分别为水泥和粉煤灰密度，kg／m3；为胶水比；φ为掺合料(粉煤灰)体积掺量百分比。
3.3.6胶凝材料组成与用量
式中：为掺合料重量掺量，m(c)为水泥用量，m(f)为掺合料用量。
3.3.7由混凝土流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等要求确定外加剂的用量。
4 自密实混凝±配合比正交试验研究
采用改进的全计算法进行混凝土配合比设计，试验以碎石用量系数、砂用量系数、粉煤灰体积掺量、高效减水剂和缓凝剂掺量共五个因素(每一因素取四个水平)进行正交试验研究，以混凝土的工作性(坍落度、扩展度及其经时变化)和抗压强度为考核指标，优化自密实混凝土配合比。
正交设计的因素与水平表见表2；正交试验方案L16(45)见表3；正交试验结果见表4；部分试验极差计算结果见表5。
以部分试验结果为例作极差分析，计算结果见表5；以90 min内坍落度与扩展度损失结果作极差分析，计算结果见表6。分析表5及表6可知各因素对新拌混凝土流动性和硬化混凝土强度的影响顺序和最优配合比：
a)影响0 min坍落度顺序为CBEAD，最优配合比A2B1C3D1Et；
b)影响0min扩展度顺序为CBAED，最优配合比A2B1C3 D3E1；
c)影响28 d抗压强度顺序为BCDAE，最优配合比A1B2c2D1E4；
d)影响90 min内坍落度损失顺序为CBAED，最优配合比A4B4c1D3E2；
e)影响90 min内扩展度损失顺序为DBAEC，最优配合比A4B1c2D4E4；
由上述坍落度、扩展度、28d抗压强度、90min内坍落度与扩展度损失的最优配合比和试验记录，经综合分析评价可得到最优配比为：A2B1C3D3E4，即碎石用量系数为0.533，砂用量系数为0.4，粉煤灰体积掺量为35%，高效减水剂为1.3%，缓凝剂为0.14%。另外课题组以此作为配合比进行了多次实验室复验，试验结果均很好。
5 结论
与普通混凝土相比，自密实混凝土配合比计算涉及的因素多，除了要满足强度等力学性能，对工作性更有很高的要求，因此，自密实混凝土配合比与普通混凝土配合比有很大差别。本文采用改进的全计算法对自密实混凝土进行配合比设计，在此基础上运用正交试验方法研究水泥、粉煤灰、砂、碎石等因素对自密实混凝土工作性和力学性能的影响规律，优化和确定了自密实混凝土的配合比。改进的全计算法更能符合自密实混凝土的特点并且计算简单，使用方便。因此，改进的全计算法是一种科学、合理、准确的自密实混凝土配合比设汁方法。
参考文献：
1、吴中伟，廉慧珍。高性能混凝土[M]。北京：中国铁道出版社，1999
2、栾军编，现代试验设计优化方法[M]。上海，上海交通大学出版社，1994
3、 Dodson V H．Concrete Admixture．Structural Engineering Series．Van Nostrand Reinhold，New York，1990
4、陈建奎，王栋民。高性能混凝土(HPC)配合比设计新法——全计算法[J]．硅酸盐学报。2000，(4)
5、余志武等．浅谈自密实高性能混凝土配合比的计算方法[J]。混凝土，2004，(1)
普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前，需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件，主要有以下几个方面； (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况；包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度；砂的种类、表观密度、细度模数、含水率；石子种类、表观密度、含水率；是否掺外加剂，外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求，如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件；如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺；如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计，实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、细集料（砂）这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比；砂和石子间的比例——砂率；骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数，就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。
混凝土配合比试验设计方案
混凝土配合比设计试验报告 一、配合比设计理论依据 1、《民航机场场道工程施工技术要求》1996—10 2、《广州白云国际机场迁建工程——场道道面工程补充施工技术要求》 3、《水泥胶砂强度检测方法（ISO）法》GBT17671—1999 4、《公路集料试验规程》JTJ058—2000 5、《水泥混凝土路面施工及验收规范》GB97—87 6、《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053—94 7、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000 J64—2000 8、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175 9、《混凝土外加剂一等品规定指标》（GB8076-1997） 10、《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88） 二、道面混凝土设计要求如下： 2.1、强度：28天抗折强度5.0Mpa； 2.2、和易性要求：维勃稠度20-40s，或塌落度小于10mm； 2.3、耐久性要求：水泥用量不少于300Kg/m3，也不宜大于330Kg/m3； 水灰比不宜大于0.44； 2.4、水泥混凝土所用原材料应符合《民航机场场道工程施工技术要求》1996—10中的有关要求外，尚应符合以下规定： 2.4.1水泥道面及道肩面层混凝土可采用标号为525的硅酸盐水泥。水泥中氧化镁含量不宜大于3%，碱含量不大于0.6%。水泥的其他质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的有关规定。
2.4.2砂宜采用细度模数为2.65～ 3.20的中粗河砂。砂的含泥量不得大于3%，含泥量超过规定时应冲洗。应委托有资格的试验单位，按《公路集料试验规程》JTJ058—2000中的岩相法对每种料源测定其碱活性，有碱活性的砂不得使用。 2.4.3碎石圆孔筛最大粒径为40mm。应委托有资格的试验单位，按《公路集料试验规程》JTJ058—2000中的岩相法对每种料源测定其碱活性，有碱活性的碎石不得使用。碎石应按圆孔筛5～20mm、20～40mm两级级配分别备料，两种碎石混合后的颗粒级配应符合下表要求： 项目技术要求 颗粒尺寸筛孔尺寸mm（圆孔筛）40 20 10 5 累积筛余（%）0～5 50～70 70～90 90～100 2.4.4水冲洗集料、拌和混凝土及混凝土养生可采用一般饮用水。使用河水、池水或其他水应符合下列要求：①水中不得含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质，如油、糖、酸、碱、盐等；②硫酸盐含量（按SO2-1计）不超过2.7mg/cm3；③pH值大于4；含盐总量不得超过5mg/cm3。 2.4.5外加剂水泥混凝土中需要掺用外加剂时，必须根据工程要求，通过试验选定外加剂的种类和用量。外加剂的质量应符合《混凝土外加剂一等品规定指标》（GB8076-1997）的规定要求，其使用应符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88）的规定要求。不得使用pH值大于8的碱性外加剂。施工过程中应严格控制外加剂剂量，现场有专人配制。 三、确定原材料 我们根据招标文件、投标书、与业主签订的施工合同及施工图纸的要求确定使用下列材料：
普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
自密实混凝土配合比设计方案 一.工程概况 二.设计依据 CECS 203-2006自密实混凝土应用技术规程 JGJT 283-2012 自密实混凝土应用技术规程 三.配合比设计 1.自密实砼性能要求： 自密实性能：二级强度等级：C40 （1）根据自密实性能等级选取单位体积粗骨料体积用量Vg=0.32m3=320L，则质量为 M g=ρg×V g=2.707?320=866.24kg （2）确定单位体积用水量V W、水粉比W/P和粉体体积V P 考虑到掺入粉煤灰配制C40等级的自密实砼，而且粗细骨料粒形级配良好，砂石表面比较粗糙，选择单位体积用水量175.0L和水粉比0.80（后根据砂率进行微调至0.814）。 V P=V W÷W P =175÷0.814=215L 粉体单位体积用量为0.215m3介于推荐值0.16~0.23m3。 浆体量为0.2150+0.1750=0.390m3介于推荐值0.32~0.40m3。 （3）确定含气量 根据经验以及所使用外加剂的性能设定自密实砼的含气量为1.5%，即15L。（4）计算单位体积细骨料量 因为细骨料中含有2%的粉体，所以根据下式可计算的出细骨料体积用量为281L，质量为731.837kg。 V g+V P+V W+V a+1?2%V S=1000L M s=ρs×V s=2.608?281=731.837kg （5）计算单位体积胶凝材料体积用量V ce
因为未使用惰性掺合料，所以可由下式计算 V ce=V P?2%V S=215?2%×281=209L （6）粉煤灰掺量30%（胶凝材料的质量比例）进行计算 M B×30% ρf + M B×70% ρc =V ce 即： M B×30% 2.3+ M B×70% 3.1 =209 得： M B=587.770kg，M C=M B×70%=411.739kg，M f=176.131kg V c=M C ρC =132.72L，V f= M f ρf =76.67L 水胶比W/B=0.298。 强度计算得到的水胶比如下： f cu，0=f cu，k +1.645σ=40+1.645×5.0=48.23Mpa f b=γf f ce=0.70×56=39.2Mpa W = σS×f b cu,0s b b = 0.53×39.2 =0.396>0.298 强度条件满足，固取自密实自密实性能计算所得水胶比W/B=0.298 （7）聚羧酸系高性能减水剂的用量取为胶凝材料质量的1.5%。
碾压混凝土实验室配合比设计试验 1 试验目的 测定碾压混凝土配合比设计试验所用原材料的物理力学性能指标，然后进行碾压混凝土实验室的配合比设计。 2 试验方案 本试验根据配合比设计所需的技术资料，首先对选定的材料进行物理力学性能指标的测定试验，再依据配合比设计规程及原则来进行配合比的设计，对于碾压混凝土，设计时主要考虑其三大参数的要求。本试验流程图如图2.1所示。
图2.1 试验流程图 3 试验方法 3.1 原材料的物理力学性能试验 本试验配合比设计所用的原材料主要有：水泥、粉煤灰、石灰、粗细集料、
水及外加剂等。 3.1.1水泥试验 水泥试验主要包括：水泥细度试验、水泥标准稠度用水量试验、水泥凝结时间试验、水泥体积安定性试验、水泥胶砂强度试验等。 水泥细度试验采用手工干筛法来检验水泥细度；水泥标准稠度用水量试验、水泥凝结时间试验及水泥体积安定性试验（雷氏夹法）按GB/T 1346-1989《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，用沸煮法，对该水泥进行了安定性试验；水泥胶砂强度试验通过ISO法来测定水泥的强度等级。 通过试验，得到本试验所用水泥的物理性能见表1.1。 表1.1 水泥的物理性能表 水泥品种 初凝 （h:min） 终凝 （h:min） 安定性 （mm） 筛余量 （%） 标准稠 度（%） 抗压 （Mpa） 抗折 （Mpa） 3d 28d 3d 28d P.C32.5R 2.1 3.1.2 粉煤灰试验 根据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596—91以及国家标准GB175—1999，GB1344—1999，GB12958—1999中的规定，需对粉煤灰的细度、密度、凝结时间、体积安定性和强度及强度等级等主要技术性质经行测定。 通过试验，该粉煤灰的物理性能见表1.2。 表1.2 粉煤灰的物理性能表 粉煤灰等级 密度 （g/cm3） 堆积密度 （g/cm3） 细度 （%） 比表面积 （g/cm2） 需水量 （%） 28d抗压 强度比 （%） Ⅱ级 2.302 26 3.1.3集料试验 集料试验主要包括测定砂、石的近似密度试验、砂、石的堆积密度试验、砂、石的空隙率计算和砂、石的筛分析试验等。 通过试验，测得所用砂子、石子的物理性能见表1.3、表1.4。 表1.3 砂子的物理性能表
第1题 已知水胶比为0.40，查表得到单位用水量为190kg，采用减水率为20%的减水剂，试计算每方混凝土中胶凝材料用量 kg A.425 B.340 C.380 D.450 :C答案您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 普通混凝土的容重一般为 _____ kg/m3 A.2200～2400 B.2300～2500 C.2400～2500 D.2350～2450 :D答案您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 已知水胶比为0.35，单位用水量为175kg，砂率为40%，假定每立方米混凝土质量为2400kg，试计算每方混凝土中砂子用量 kg A.438 B.690 C.779 D.1035 :B答案您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 某材料试验室有一张混凝土用量配方，数字清晰为 ，而文字模糊，下列哪种经验描述是正确1:0.61:2.50:4.45． 的。 A.水：水泥：砂：石 B.水泥：水：砂：石 C.砂：水泥：水：石 D.水泥：砂：水：石
:B答案您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 预设计 C30 普通混凝土，其试配强度为（） MPa A.38.2 B.43.2 C.30 D.40 :A答案您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 关于水灰比对混凝土拌合物特性的影响，说法不正确的是( ) A.水灰比越大，粘聚性越差 B.水灰比越小，保水性越好 C.水灰比过大会产生离析现象 D.水灰比越大，坍落度越小 :D答案您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 要从控制原材料的的质量上来确保混凝土的强度，以下说法不正确的是( )。 A.尽量使用新出厂的水泥 B.选用含泥量少、级配良好的骨料 对水质没有要求C. D.合理选择、使用减水剂 :C答案您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第8题 配制C30混凝土，假定配制强度为38MPa，胶凝材料28d胶砂抗压强度为45MPa，则按标准计算水胶比为，采用碎石。 A.0.56 B.0.54 C.0.5
高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。
基于正交设计法的混凝土配合比试验研究 摘要：混凝土配合比设计直接决定混凝土的质量与强度，利用正交试验法对配合比进行设计，对各因素水平进行极差分析、方差分析。结果表明：正交表安排试验能够筛选出代表性较强的少数试验，进而来得出最优或较优的试验条件，正交试验与分析是实现混凝土最优配合比设计的重要方法。 关键词：配合比；正交试验；极差；方差 1 引言 混凝土配合比设计是混凝土领域的一个重要的研究课题。随着高强、高性能混凝土的推广应用，影响混凝土性能的因素越来越多，因素之间的关系更加复杂，单凭经验判断很难达到预期要求，必须通过试验设计及分析来选择各个因素的最佳试验状态。试验设计的种类很多，包括正交试验、均匀试验等。其中正交试验设计是研究与处理多因素试验的一种方法，它是在实际经验与理论认识的基础上，利用一种排列整齐规格化表来安排试验，这种正交表具有“均匀分散，齐整可比”的特点。利用正交表安排试验，能够筛选出代表性较强的少数试验来得出最优或较优的试验条件。 2 混凝土强度正交试验 在混凝土配合比中，水胶比、胶凝材料用量、砂率、外加剂掺量等多种因素均对混凝土强度和质量有影响。本试验研究水胶比、胶凝材料用量、砂率、粉煤灰掺量这四个因素及每个因素的数量水平对混凝土强度的影响。即：水胶比以A 表示，选取0.42、0.44、0.46、0.48这4个变化水平作为试验条件；胶凝材料用量以B表示，选取330kg、360kg、390kg、420kg这四个变化水平作为试验条件；砂率以C表示，选取38%、40%、42%、44%这四个变化水平作为试验条件；粉煤灰掺量以D表示，选取10%、15%、20%、25%这四个变化水平作为试验条件。其中粉煤以超量取代系数1.5来取代水泥。具体见表1所示。 表1正交水平与因素安排 上述的4因素4水平正交表，如果按照全面试验的方法，需要做4×4×4×4=256次试验，才能覆盖全部的组合条件，而选用正交试验设计，在条件考察范围内，选择代表性强的少数试验，仅做16次试验，就能找到最优或较优的方案。 以上述试验为例，论述正交试验法的计算方法。正交试验的正交表表达式为
实践技术｜正交法设计C60 混凝土配合比的案例！ ［摘要］JGJ 55—2011 标准中提出≥C60 强度值的混凝土为高强混凝土，而在实际生产中，C60 段以上混凝土设计多采用预估水胶比，往往缺乏实际的可操作性，并且没有指出高强混凝土的设计过程中明确影响混凝土强度各种原因及因素。本文采用正交设计试验方法，通过正确选择影响因素，统计实验数据，从中找出关键条件，使高强混凝土的设计少走弯路，达到满足设计强度的要求，也满足工作性的要求，并在生产中通过掌握关键因素的各项指标，可更好的控制混凝土质量，使建筑物的安全耐久性得以保证。［关键词］正交试验设计；影响因素；水平；混凝土配合比0 前言混凝土配合比是指水泥混凝土中胶凝材料、水、砂及骨料之间的比例关系，有时还应注明外加剂的使用量。混凝土配合比设计的基本要求是满足结构设计的强度等级要求，满足混凝土施工所需要的和易性，满足工程所在环境对混凝土耐久性的要求并达到符合经济性的原则。1 设计原则因素分析混凝土配合比首先要满足设计的强度要求，而影响强度的因素很多，其中包括：（1）原材料因素的影响；（2）配合比的因素；（3）成型及养护条件的影响。因此，混凝土配合比设计受材料内因及环境外因的共同作用。其难点在于将其各方面因素协调好、控制好。另外，材料因素是可控因素，
只要在选择上制定一个标准，严格执行，并且最大优选合格材料，可在一定范畴内选择。还有就是浇筑成型及养护条件，这些因素在相关的标准中有明确的规定，只要认真完善并执行也可以形成同一个设计平台，将误差限定在一个较小的范围内。因此，本文仅讨论配合比计算中各材料间的相互比例而产生的一些参数，对混凝土配合比设计的影响包括水胶比、掺合料、砂率、混凝土容重等因素，从中找到影响最大、组合最优的因素水平。2 正交试验设计2.1 原理正交试验设计是一种解决多因素、多水平对比试验的数学方法，它依据数学原理，根据正交性从大量的试验因素中挑选具有正交性质的因素和水平指标，通过均衡搭配组合，使用那些具有代表性、典型性的组合进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点。涵盖各个因素组合的情况，极大的减少了试验次数，用少而有代表性的试验反映出全面情况，提高了工作效率。2.2 特点（1）考察因素及水平合理，分布均匀。（2）不需要进行重复试验，误差便可估算出来，且计算精度高。（3）可找出主要因素，便于进一步试验。（4）因素越多，水平越多，因素之间交互作用越多，正交表的作用越大。在混凝土配合比设计影响因素试验中，可利用正交表的优点，大幅降低试验的数量并保证试验质量。2.3 应用步骤混凝土配合比设计优劣的影响因素较多，是许多影响因素共同作用的结果，如前所述，主要的影响因素可归
高性能混凝土配合比设计和选择 1、原材料选择 水泥：C30普通混凝土和水下混凝土采用宁夏赛马普通硅酸盐水泥P.O42.5R 密度3.0 g/cm3，氯离子含量0.015%，标准稠度用水量28.4%，比表面积333 m2/kg，水泥中粉煤灰掺量16.7%。 C50预应力混凝土采用宁夏赛马普通硅酸盐水泥P.O52.5R，标准稠度用水量25.8%，氯离子含量0.016%，，水泥中粉煤灰掺量7%，水泥密度3.1 g/cm3，比表面积410m2/kg。 粉煤灰采用宁夏大坝电厂生产的优质Ⅰ级粉煤灰，表观密度p f = 2.2g/cm3。 硅粉：采用宁夏大武口铁合金厂生产，松堆密度p b= 0.18~0.23 g/cm3、表观密度=2.0~2.2g/cm3比表面积：15~20m2/g、需水量比：≤125% 、SiO 2含量可达 85~90%。 石灰岩粉：采用柳木高玉明牌石灰岩粉表观密度=2.8g/cm3，比表面积=450 kg/m2，含泥量≤2%。 矿粉：采用青铜峡矿粉表观密度=2.8g/cm3，比表面积=600 kg/m 2。 减水剂采用山西黄恒HY-A聚羧酸高性能液体减水剂，减水率不小于25%,经正交设计减水剂C30优化为浇凝材料0.8%，C50优化为浇凝材料1.1%。 细集料：银川天昊水洗砂厂中砂：表观密度2687kg/m3、堆积密度1640kg/m3、空隙率39%、含泥量1.3%、云母含量1.3%、坚固性4.
3%、细度模数2.86；细度模数M k=2.6~3.2。要求M k浮动小，具有良好的级配Ⅱ区中粗砂，太细的砂配制不出高性能混凝土。细集料满足JTJ/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》6.3要求。 粗集料：套门沟碎石(5-31.5)：表观密度2727 kg/m3、堆积密度1520 kg/m3、空隙率44%、含泥量0.7%、压碎值8.7%、针片状含量2. 5%、SO3含量0.02%； C30水下混凝土和普通混凝土：(20~31.5)mm：(10~20)mm:(5~10) mm=30%：50%：20%；C50预应力混凝土：(10~25)mm:(5~10)mm=70%：30%。JTJ/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》6.4要求。 粗、细集料的含泥量分别不大于1%和3%；泥快含量分别不大于0.5%和1%，这些指标满足JTJ/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》要求。 工地井水： PH6.4、不溶物含量18mg/L、碱含量1087 mg/L、氯化物含量109 mg/L、硫酸盐含量279 mg/L。满足JTJ/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》6.5.1要求。 2、确定混凝土配合比的原则 1）按具体工程提供的施工图纸，依据新桥规施工组织设计，选择原材料和胶凝材料。“具体问题，具体分析”，对不同部位采用不同混凝土配合比以保证混凝土工作性能满足施工需要。如高立柱和低立柱、天气热和天气冷、路途近路途远、混凝土出料口温度等因素综合考虑。虽然都为C30普通混凝土，它们工作性能不同，这就要求它们坍落度是不一样的。只有这样作才可以避免混凝土罐车二次加水。
第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法
C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水
《普通混凝土配合比设计规程》 配合比计算案例 某高层办公楼的基础底板设计使用C30等级混凝土，采用泵送施工工艺。根据《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称《规程》）JGJ 55的规定，其配合比计算步骤如下： 1、原材料选择 结合设计和施工要求，选择原材料并检测其主要性能指标如下： （1）水泥 选用P.O 42.5级水泥，28d胶砂抗压强度48.6MPa，安定性合格。 （2）矿物掺合料 选用F类II级粉煤灰，细度18.2%，需水量比101%，烧失量7.2%。 选用S95级矿粉，比表面积428m2/kg，流动度比98%，28d活性指数99%。 （3）粗骨料 选用最大公称粒径为25mm的粗骨料，连续级配，含泥量 1.2%，泥块含量0.5%，针片状颗粒含量8.9%。 （4）细骨料 采用当地产天然河砂，细度模数 2.70，级配II区，含泥量 2.0%，泥块含量0.6%。 （5）外加剂 选用北京某公司生产A型聚羧酸减水剂，减水率为25%，含固量为20%。 （6）水 选用自来水。 2、计算配制强度 由于缺乏强度标准差统计资料，因此根据《规程》表4.0.2选择强度标准差σ为5.0MPa。 表4.0.2 标准差σ值（MPa） 混凝土强度标准值≤C20C25~C45 C50~ C55 Σ 4.0 5.0 6.0 采用《规程》中公式4.0.1-1计算配制强度如下： （4.0.1- 1）式中：f cu,0——混凝土配制强度（MPa）；
f cu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。 计算结果：C30混凝土配制强度不小于38.3MPa。 3、确定水胶比 （1）矿物掺合料掺量选择（可确定3种情况，比较技术经济） 应根据《规程》中表3.0.5-1的规定，并考虑混凝土原材料、应用部位和施工工艺等因素来确定粉煤灰掺量。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：1 采用其它通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料； 2 复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量； 3 在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合 表中复合掺合料的规定。 综合考虑：方案1为C30混凝土的粉煤灰掺量30%。 方案2为C30混凝土的粉煤灰掺量30%，矿粉掺量10%。 方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%，矿粉掺量20%。 （2）胶凝材料胶砂强度 胶凝材料胶砂强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》GB/T 17671规定执行，对3个胶凝材料进行胶砂强度试验。也可从《规程》中表5.1.3选取所选3个方案的粉煤灰或矿粉的影响系数，计算f b。
混凝土配合比设计的基本原则 1. 1 坚固性 坚固性是指混凝土的强度指标,因为混凝土的质量在目前是以抗压强度指标为主要依据的。影响混凝土抗压强度的因素很多,主要有水泥强度等级及水灰比、骨料种类及级配、施工条件等。 1) 水泥强度等级:水泥强度等级大致代表了水泥的活性,即在相同配合比的情况下,水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。在混凝土配合比设计中,主要从经济合理的角度来选择水泥强度等级,如果对水泥强度等级和品种没有选择的余地,那只能靠在配合比设计中调整比例,掺加外加剂等综合性措施加以解决。 2) 水灰比:混凝土单位体积中所用水的重量和水泥的重量比被称为水灰比。水灰比越大,混凝土的强度越低,为此,在满足和易性的前提下,混凝土用水量越少越好,这是混凝土配合比设计中的一条基本原则。 3) 骨料的种类及级配:砂子、石子在混凝土中起骨架作用,因此统称骨料。砂石由石材的品种、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质等指标来表示它的质量。砂石质量越好,配制的混凝土质量越好。当骨料级配良好,砂率适中时,由于组成了密实骨架,可使混凝土获得较高的强度。 4) 施工条件:如果施工条件较好,并有一定的管理措施时,可适当降低混凝土的坍落度;反之,如现场施工条件较差时,应适当提高混凝土的坍落度。
1. 2 和易性 混凝土的和易性是指在一定施工条件下,确保混凝土拌合物成分均匀,在成型过程中满足振动密实的混凝土性能。常用坍落度和维勃稠度来表示。 不同类型的构件,对和易性的要求在施工验收规范中已有规定,但还要结合施工现场的设备条件和管理水平来确定。影响混凝土和易性的因素很多,但主要一条就是用水量。增加用水量,混凝土的坍落度是增加了,但是混凝土的强度也下降了。因此,采用使用减水剂的方法成了改善混凝土和易性最经济合理和最有效的方法。 1. 3 耐久性 混凝土的耐久性是它抵抗外来及内部被侵蚀破坏的能力,新疆(北疆) 地处严寒地带,夏季炎热干燥,冬季严寒多雪,混凝土受大气的侵蚀很严重,所以,施工验收规范对最大水灰比和最小泥用量都作了规定,但是仅仅执行这些规定还不能完全满足耐久性的要求。为了提高混凝土的耐久性,就必须在配合比设计中考虑采取相应的措施,如水泥品种和强度等级的选择,砂石级配和砂率的调整,但最主要的是用混凝土外加剂和掺合料来提高混凝土的耐久性。 1. 4 经济性 混凝土配合比的设计应在保证质量的前提下,省工省料才是最经济的。水泥是混凝土中价值最高的材料,节约水泥用量是混凝土配合比设计中的一个主要目标,但必须是采用合理的措施达到综合性的经济指标才是行之有效的。首先,使用混凝土外加剂和掺合料,使用减水剂既可以改善混凝土的和易性,也可以达到节约水泥的目的,掺加粉煤灰可以代替部分水泥,并改善混凝土的性能。其次,加强技术管理,提高混凝土的匀质性。最后,根据当地的砂石质量情况采用合理砂率和骨料级配。 2 混凝土配合比设计的步骤 2. 1 熟悉现行的规范和技术标准 普通混凝土配合比设计的方法和步骤,应该遵守国家建设部发布的行业标准J GJ 5522000 普混凝土配合比设计规程。该标准规定了配合比设计应分三个步骤。 1) 配合比的设计计算;2) 试配;3) 配合比的调整与确定。该标准给出了许多全国性统一用的技术参数,如混凝土试配强度计算公式、混凝土用水量选用表、混凝土砂率选用表等。此外,配合比设计还必须掌握GB 5020422002 混凝土结构工程施工及验收规范和GB J107287 混凝土强度检验评定标准。 2. 2 原材料的准备和检验混凝土由四种材料组成:水泥、砂子、石子和水。目
混凝土配合比设计计算实例（JGJ/T55-2011） 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为75～90mm， 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下： 1.水泥：4 2.5级普通水泥，实测28d抗压强度f ce为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；砂率βs取33%； 3.石子：5～20mm的卵石，表观密度ρg=2720 kg／m3；回归系数αa取0.49、αb取0.13； 4. 拌合及养护用水：饮用水； 试求：（一）该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 （二）如果此砼采用泵送施工，施工要求坍落度为120～150mm，砂率βs取36%，外加剂选用UNF-FK高效减水剂，掺量0.8%,实测减水率20%，试确定该混凝土的设计配合比（假定砼容重2400 kg／m3）。
解：（一） 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2．计算水胶比： f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/（38.2+0.49×0.13×46）= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。) 0.55小于0.60，此配合比W/B 采用计算值0.55； 3、计算用水量（查表选用） 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4．计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率（查表或给定） 砂率 βs 取33； 6. 计算砂、石用量（据已知采用体积法） 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= +
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=-
混凝土配合比设计 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法
B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料
D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水泥用量，且混凝土密实 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 抗冻混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.防冻剂 D.引气剂 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 高性能混凝土中水泥熟料中铝酸三钙含量限制在6%~12%的原因是（）。 A.铝酸三钙含量高造成强度降低 B.铝酸三钙容易造成闪凝 C.铝酸三钙含量高易造成混凝土凝结硬化快 D.铝酸三钙含量高易造成体积安定性不良 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第10题 抗渗混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.早强剂 D.引气剂 答案:B 您的答案：B
2012混凝土设计大赛 ——混凝土配合比设计方案 小组名称：第三组 小组成员：高健铜车广源 徐金燕于天宇
混凝土配合比设计方案 方案设计原则： 以混凝土耐久性强为根本，以最低的成本提高混凝土的强度，和易性。 混凝土的原材料基本信息： 32.5水泥：300元/吨 粉煤灰：130元/吨 砂子： 70元/立（松散堆积密度1580kg/m 3） 碎石：90元/立（松散堆积密度1700 kg/m 3） 外加剂：4200元/吨 基本数据： 混凝土设计强度MPa 30,=k cu f ，坍落度：180~220mm ，碎石粒径：20mm ， 减水剂：萘磺酸盐系，减水率15~25%，掺和量0.6%~1.0% 一、混凝土配制强度计算 设计强度等级小于C60，根据 c u ,0c u ,k 1.645f f σ≥+ 式中：σ——混凝土强度标准差（MPa ）取 5 f cu,k ——设计混凝土强度等级值（MPa ）取 35 得 f cu,o =43.225 二、水灰比计算 根据 a b cu,0a b b /f W B f f ααα=+ 式中： αa 、αb 分别取 0.53, 0.2
根据 f b= γf γs f ce f ce =γc f ce,g 式中： γ f = 0.85 γs = 1.0 （粉煤灰掺量取15% ） f ce, g = 1.10 故有: f ce, g = 32.5*1.10=35.75 f b = 35.75*0.85=30.39 W/B=(0.53*30.39)/(43.225+0.53*0.2*30.39)=0.347 水胶比 W/B=0.347 三、初始用水量计算 要求：坍落度需达到180~220mm ， 根据：新国标JGJ-55 2011 以90mm 坍落度用水量为标准，每增加20mm 坍落度用水增加5kg/m 3，所以达要求时用水量为： m wo ’=205+5*4.5=227kg/m 3 m wo =227*（1-23%）=175 kg/m 3 四、单位混凝土的胶凝材料用量（b M ）计算 每立方米混凝土的胶凝材料用量（m bo ）应按下式计算： b0/w m m W B = m bo =175/0.347=504kg/m 3 每立方米混凝土的粉煤灰用量： f o b o f m m β= 式中： m fo ——每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg ）；