现代混凝土配合比设计注意事项
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混凝土配合比设计混凝土配合比设计是指根据工程需要和混凝土材料的性能,确定混凝土中水泥、细集料、粗集料和掺合料等成分的比例关系。
合理的混凝土配合比设计可以提高混凝土的强度、耐久性和施工性能。
下面将从混凝土配合比设计的目标、步骤和注意事项等方面进行详细阐述。
一、混凝土配合比设计的目标二、混凝土配合比设计的步骤1.确定混凝土的强度等级和抗渗等级:根据工程的结构要求和使用环境,确定混凝土的强度等级和抗渗等级。
常用的强度等级有C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40等,常用的抗渗等级有M5、M7.5、M10、M15、M20等。
2.确定混凝土材料的性能:根据混凝土中水泥、细集料、粗集料和掺合料等材料的性能,确定各个材料的品种和性能参数。
水泥按照其标号和标准规定使用,细集料和粗集料按照其强度和级配要求使用,掺合料按照其含量和掺合效果使用。
3.确定混凝土的含水量:根据混凝土的强度等级和施工性能要求,确定混凝土的含水量。
一般情况下,混凝土的含水量控制在水泥含量的一定比例,通常为0.3~0.4,并根据施工方式和环境温度等因素进行适当调整。
4.确定混凝土的砂率和砂粒级配:根据混凝土的强度等级和施工性能要求,确定混凝土的砂率和砂粒级配。
砂率一般为2.6~3.2,根据细集料和粗集料的级配曲线确定砂粒级配。
5.确定混凝土的砂浆含量和砂浆强度:根据混凝土的强度等级和施工要求,确定混凝土的砂浆含量和砂浆强度。
一般情况下,砂浆含量为砂浆和水泥的质量比;砂浆强度根据抗压强度和抗折强度的要求确定。
6.确定混凝土的粉煤灰掺量和掺合料掺量:根据工程要求和使用性能要求,确定混凝土的粉煤灰掺量和其他掺合料的掺量。
粉煤灰掺量根据强度和耐久性的要求确定,掺合料掺量根据混凝土的耐久性和施工性能要求确定。
7.进行配合比的试验:根据以上确定的参数,进行混凝土配合比的试验。
根据试验结果,调整水泥的用量和细集料、粗集料和掺合料的配合比例,获得满足工程要求和使用性能的混凝土配合比。
混凝土配合比设计应该考虑哪些因素?(一)混凝土配合比设计应满足四个基本要求。
设计要求的强度等级,施工要求的工作性,使用环境要求的耐久性以及经济性。
其中,使新拌混凝土具有一定的流动性和使硬化混凝土具有一定的强度,相对比较容易,但赋予具有一定流动性的新拌混凝土良好的黏聚性和保水性以确保混凝土的匀质性,赋予具有一定强度的硬化混凝土体积稳定性以确保混凝土结构的耐久性,这才是配合比设计的关键。
因此,配合比设计的原则是:新拌混凝土的流动性可大可小,满足施工要求即可,但黏聚性和保水性必须保证;硬化混凝土的强度可高可低,满足设计要求的强度等级即可,但体积稳定性必须良好。
(二)混凝土配合比设计的过程了解原材料的品质,根据设计和合同对新拌混凝土及硬化混凝土的技术要求,在协调混凝土各种性能并使之最大限度地达到统一的基础上,选择四个关键参数,即水胶比、胶凝材料组成、砂率和浆骨比(胶凝材料浆体体积与骨料体积比),以骨料饱和面干的含水状态作为基准,以绝对体积法计算混凝土各组成材料的用量,得到初步配合比;按照初步配合比进行试拌调整,确定满足要求的基准配合比;根据现场砂、石含水状况将基准配合比调整为施工配合比,并注意在由基准配合比调整到施工配合比时,应保持已确定的水胶比不变和浆骨比最小。
(三)混凝土配合比设计应考虑的主要因素(1)原材料品质与波动水泥、矿渣粉和粉煤灰、外加剂应满足相应的标准或根据工程的特殊要求;胶凝材料与外加剂的相容性是问题的关键;矿渣粉并非越细越好,比表面积宜控制在450m2/kg以下;建议有条件的单位采用三组分胶凝材料,即水泥、磨细矿渣粉和粉煤灰,在矿物掺和料总量中,粉煤灰占30%~40%是比较恰当的;细骨料可以采用天然砂,也可以采用机制砂,抑或是天然砂和机制砂按照一定比例混合使用,控制细骨料的平均颗粒细度和级配是非常重要的,一般建议细度模数2.4~2.8,级配必须良好;控制粗骨料的粒形和级配比控制粗骨料强度和含泥量更为重要,接近等粒径的粒形是理想的,同时粗骨料的松堆空隙率应不大于45%,最好不大于43%,越小对降低混凝土用水量(胶凝材料用量)越有利。
混凝土配合比设计中需要注意的几个问题1、配合比设计方法在我国现行配合比设计规范中,JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》是经常使用的配合比设计方法之一。
在JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中,对普通混凝土配合比设计的基本思路和参数进行了规定,该规程依据大量试验的统计结果,按照包罗米公式(即水灰比法则)进行混凝土的配合比设计,因此,该规程适用于普通混凝土配合比设计。
而对于特种混凝土、高强混凝土,则强调在经验的基础上,必须用工程所使用的材料通过多次重复试验,最终选择合适的材料和配合比。
2、混凝土配合比设计中的一些问题2.1基本要求(1)强度等级。
混凝土结构设计要求的强度等级。
(2)和易性。
施工方面要求的混凝土拌合物的和易性。
(3)耐久性。
保证在自然环境和使用条件下的耐久性(如,抗冻等级、抗渗等级和抗化学侵蚀性)。
(4)在保证以上3项材料性质的前提下,尽量做到节约水泥和降低成本,符合经济原则。
2.2主要控制参数(1)水灰比。
水与水泥之间的比例关系。
(2)单位用水量。
1m3混凝土的用水量。
(3)砂率。
砂与石的比例关系。
这3个参数与混凝土配合比设计基本要求密切相关,水灰比的大小直接影响混凝土的强度和耐久性;用水量的多少是控制混凝土拌合物流动性大小的重要参数;砂率反应砂石的配合关系,砂率对混凝土的影响主要体现在和易性。
2.3外加剂掺量的确定外加剂的最佳掺量是获得最好技术经济效果的重要因素。
规范中建议确定外加剂掺量的原则是:在满足混凝土性能要求的前提下,采用最低掺量。
对这一原则的理解,最重要的是首先满足混凝土性能要求这一前提,而不是外加剂推荐掺量的低限。
在进行混凝土配合比设计以及试配时,首先选择外加剂的品种,了解外加剂的基本性能,然后通过混凝土试拌选定外加剂的合适掺量。
外加剂掺量的选择主要取决于减水剂的合理用量,每种减水剂都存在最佳掺量,此时才可能产生相应的效果,从而达到所需的性能和经济技术指标。
混凝土配合比原则混凝土配合比是指混凝土中水泥、砂子、石子等各种材料的比例关系。
正确的配合比可以保证混凝土的强度、耐久性和工作性能。
本文将介绍混凝土配合比的原则和注意事项。
一、配合比的原则1. 强度原则:根据设计要求和使用环境,确定混凝土的强度等级。
根据强度等级,选择适当的水泥、砂子和石子的配合比。
一般来说,强度等级越高,水泥用量越大,砂子和石子的粒径也要相应调整。
2. 工作性原则:混凝土的工作性能包括流动性、坍落度、可塑性等。
根据具体施工方式和工艺要求,确定混凝土的工作性能指标。
通常情况下,较流动性的混凝土适用于模板拆除困难的场合,较塑性的混凝土适用于需要细致施工的场合。
3. 耐久性原则:根据混凝土的使用环境和耐久性要求,确定混凝土的抗渗和抗冻性能。
在配合比中,可以添加适量的外加剂,如减水剂、增粘剂、防水剂等,来提高混凝土的耐久性。
4. 经济性原则:在满足强度、工作性和耐久性要求的前提下,尽量降低混凝土的成本。
可以通过调整材料的比例和使用适量的外加剂来实现经济性。
二、配合比的注意事项1. 水灰比:水灰比是指混凝土中水和水泥的质量比。
水灰比过高会导致混凝土的强度降低,水灰比过低则会导致混凝土的流动性变差。
根据混凝土的强度等级和工作性要求,确定合理的水灰比。
2. 砂石比:砂石比是指混凝土中砂子和石子的质量比。
砂石比过高会导致混凝土的强度降低,砂石比过低则会导致混凝土的流动性变差。
根据混凝土的强度等级和工作性要求,确定合理的砂石比。
3. 砂子和石子的粒径:砂子和石子的粒径对混凝土的强度和工作性能有很大影响。
一般来说,砂子的粒径应均匀,石子的粒径应满足一定的分布范围。
过大或过小的砂石粒径都会影响混凝土的性能。
4. 外加剂的使用:根据混凝土的使用环境和要求,可以添加适量的外加剂来改善混凝土的性能。
常用的外加剂有减水剂、增粘剂、防水剂等。
5. 混凝土配合比的试验:在施工前,应进行混凝土配合比的试验,确定最佳的配合比。
混凝土配合比设计中的注意事项混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于各种工程中。
而混凝土的配合比设计对于保证混凝土的质量和性能至关重要。
本文将从几个方面探讨混凝土配合比设计中的注意事项。
一、考虑材料性能进行混凝土配合比设计时,首先要充分考虑所选用材料的性能。
例如,水泥的品种和强度等级、骨料的种类和粒径分布、掺合料的类型和掺量等。
这些材料的性能将直接影响到混凝土的强度、密实性、耐久性等方面,因此需要根据工程要求和材料的实际情况进行选择。
二、确定适宜的水灰比混凝土的水灰比是指水与水泥重量之比。
水灰比的大小将直接影响到混凝土的强度和耐久性。
一般来说,水灰比越小,混凝土的强度越高,但同时也会增加施工难度。
因此,需要根据工程要求和具体情况确定适宜的水灰比。
在确定水灰比时,还需考虑到水泥品种及其含水量、骨料的吸水性以及施工条件等因素。
三、考虑混凝土的坍落度混凝土的坍落度是指混凝土在不受外力作用下塌落的程度,它直接影响到混凝土的流动性和浇筑性。
在进行混凝土配合比设计时,需要根据工程要求和具体施工情况确定适宜的坍落度。
过高的坍落度可能导致混凝土的块状分离、蜂窝现象等问题,过低的坍落度则可能导致浇筑困难或者混凝土的质量缺陷。
因此,需要根据具体情况进行仔细调整。
四、合理控制配合比中各组分的配比在进行混凝土配合比设计时,不同组分的配比要合理控制。
例如,水泥、骨料、水和掺合料的配比应根据工程要求和材料性能进行确定。
合理的配比能够保证混凝土具有良好的性能和一定的经济性。
而不当的配比则可能导致混凝土的强度不达标、开裂、蜂窝等问题。
因此,在进行配合比设计时要注意合理控制各组分的配比。
五、确保配合比设计与施工的协调在进行混凝土配合比设计时,设计人员需要与施工人员密切配合。
设计人员要充分考虑施工的可行性,尽量避免过分复杂的配合比设计。
同时,施工人员也要严格按照设计要求进行施工,尽量避免对配合比的随意调整。
只有设计与施工的协调配合,才能够保证混凝土的质量和性能。
混凝土配合比的设计要求1. 引言混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于房屋、桥梁、道路等工程中。
混凝土的性能与其配合比密切相关,因此混凝土配合比的设计十分重要。
本文将详细介绍混凝土配合比设计的要求及其相关内容。
2. 混凝土配合比设计的目标混凝土配合比的设计旨在使得混凝土具备以下性能: - 强度:保证混凝土达到预定强度,满足工程需求。
- 耐久性:提高混凝土抗渗透、抗冻融和耐久性能。
- 可施工性:保证混凝土具备良好的可塑性和可浇筑性,方便施工操作。
3. 混凝土配合比设计的基本原则混凝土配合比设计应遵循以下基本原则: - 经济性原则:在满足工程质量要求前提下,尽量降低成本。
- 合理性原则:根据具体工程条件和使用环境,选择适宜的材料种类、配合比和施工工艺。
- 均匀性原则:保证混凝土的均匀性,避免出现浆体分层和骨料偏析现象。
- 可施工性原则:确保混凝土具备良好的可塑性和可浇筑性,方便施工操作。
4. 混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计通常包括以下步骤: 1. 确定强度等级:根据工程要求和使用环境,确定混凝土的强度等级。
2. 确定材料种类及用量:选择适宜的水泥、骨料、矿粉等材料,并确定其用量。
3. 确定水灰比:根据混凝土强度等级和耐久性要求,确定水灰比。
4. 确定骨料配合比:根据混凝土的强度等级和骨料种类,确定骨料配合比。
5. 设计试验配合比:进行试验室拌制试样,通过试验确定初步配合比。
6. 调整配合比:根据试验结果调整初步配合比,使其满足强度和耐久性要求。
7. 编制配合比表:将最终确定的配合比编制成配合比表。
5. 混凝土配合比设计的注意事项在混凝土配合比设计过程中,需要注意以下事项: - 水泥品种选择:根据工程要求和使用环境,选择适宜的水泥品种。
- 骨料搭配:根据骨料种类和粒径分布,合理搭配骨料,确保混凝土的均匀性。
- 矿粉掺量:根据工程要求和使用环境,适量掺入矿粉改善混凝土性能。
c40水泥混凝土配合比C40水泥混凝土配合比一、引言C40水泥混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于各种工程中。
本文将介绍C40水泥混凝土的配合比,包括材料的选择、配比原则以及施工注意事项。
二、材料的选择1. 水泥:选择适合的水泥品种,通常采用普通硅酸盐水泥。
2. 砂:砂的选用应符合国家标准,常用的砂有河砂、山砂等。
3. 石料:石料的选用应符合国家标准,常用的石料有中砂、中粗砂等。
4. 水:选择清洁、无杂质的自来水或淡水。
三、配比原则1. 水灰比:C40水泥混凝土的水灰比一般控制在0.4-0.5之间,以保证混凝土的强度和耐久性。
2. 砂石比:砂石比一般控制在2.5-3之间,根据具体工程要求和材料的实际情况进行调整。
3. 水胶比:水胶比是指水与胶凝材料质量之比,一般控制在0.35-0.4之间,以确保混凝土的流动性和工作性能。
4. 控制材料含量:根据混凝土的设计强度和工程要求,合理控制水泥、砂和石料的用量,避免过量使用。
5. 添加剂的选择:根据具体需要,可以添加减水剂、增稠剂、增强剂等,以改善混凝土的工作性能和强度。
四、施工注意事项1. 材料搅拌:将水泥、砂、石料、水和添加剂按照配合比进行搅拌,保证各种材料充分混合均匀。
2. 浇筑方式:根据具体工程要求选择合适的浇筑方式,可以采用自流平、抛洒、振捣等方式。
3. 养护措施:在混凝土浇筑后,及时采取养护措施,如覆盖湿布、喷水养护等,以保证混凝土的强度和耐久性。
4. 施工环境:在施工过程中,要注意控制施工环境的温度、湿度和风速,以避免对混凝土的影响。
5. 质量检验:对混凝土的配合比和施工质量进行定期检验,确保符合设计要求和国家标准。
五、总结C40水泥混凝土配合比的选择对于工程的质量和性能具有重要影响。
合理选择材料、控制配比原则、注意施工细节,可以保证混凝土的强度和耐久性。
在实际施工中,需要根据具体工程要求和材料的情况进行调整,并严格按照施工规范进行操作,以确保施工质量和工程效果。
混凝土配合比设计报告一、引言混凝土是建筑中常用的一种材料,它的强度和耐久性直接影响着建筑物的质量和使用寿命。
而混凝土配合比设计就是为了保证混凝土达到所需的强度和耐久性而进行的重要步骤。
本报告将详细介绍混凝土配合比设计的相关内容。
二、概述混凝土配合比设计是指根据工程要求和原材料特性,通过试验和计算确定混凝土中各种原材料的配合比例,以达到所需的强度、耐久性等工程要求。
具体来说,混凝土配合比设计需要考虑以下因素:1. 强度等级:不同工程对混凝土强度等级有不同要求,因此需要根据实际情况确定所需的强度等级。
2. 原材料特性:水泥、砂子、石子等原材料在不同情况下具有不同特性,需要根据实际情况进行选择和搭配。
3. 施工条件:施工条件也会对混凝土强度产生影响,例如温度、湿度等因素都需要考虑进去。
三、混凝土配合比设计步骤混凝土配合比设计一般可以分为以下几个步骤:1. 确定强度等级:根据工程要求和实际情况,确定所需的混凝土强度等级。
2. 确定材料种类和性质:根据实际情况选择水泥、砂子、石子等原材料,并确定它们的物理和化学性质。
3. 确定水灰比:水泥的含水量对混凝土强度有很大影响,因此需要计算出所需的水灰比。
4. 计算配合比:根据以上信息,计算出混凝土中各种原材料的配合比例。
5. 进行试验:根据计算结果进行试验,确定最终的配合比例,并进行必要的调整。
四、混凝土配合比设计注意事项在进行混凝土配合比设计时,需要注意以下事项:1. 原材料选用应符合国家标准,并具有相应的质量保证证明。
2. 水泥应尽量选择品牌较好、标号较高的产品,以确保混凝土强度和耐久性。
3. 水泥含水率应控制在合理范围内,以保证混凝土强度。
4. 砂子和石子应选择粒度分布合理、含泥量低的产品,并进行筛分试验。
5. 在进行试验时,应注意环境温度和湿度等因素对混凝土强度的影响,并进行相应的修正。
五、结论混凝土配合比设计是保证混凝土强度和耐久性的重要步骤。
在进行配合比设计时,需要考虑多种因素,并进行试验和调整,以确保最终结果符合工程要求。
混凝土配合比设计的要点及注意事项一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域的重要材料,其性能直接关系到工程的质量和使用寿命。
混凝土配合比设计是混凝土工程中的核心环节,合理的配合比能够保证混凝土的强度、耐久性、抗渗性等性能指标。
本文将介绍混凝土配合比设计的要点及注意事项。
二、混凝土配合比设计的目的混凝土配合比设计的目的是确定混凝土中水泥、砂、石材、水等材料的配合比例,以满足工程设计要求。
合理的配合比能够保证混凝土的强度、耐久性、抗渗性等性能指标,同时也能够降低混凝土的生产成本。
三、混凝土配合比设计的基本原则1.确定设计强度等级混凝土配合比设计的首要任务是确定设计强度等级,根据工程要求和工程实际情况,选择适当的强度等级。
2.合理选用材料混凝土中的水泥、砂、石材等材料应符合规范要求,并且应具有良好的物理性能和稳定的质量。
在选用材料时,应根据工程要求和设计强度等级,选择合适的材料,并进行试验验证。
3.保证混凝土的均匀性混凝土配合比设计应保证混凝土的均匀性,避免出现过度或不足密实的情况。
在配合比设计时,应根据混凝土的性质和施工条件,合理控制水灰比,避免过多的水分和空隙,从而保证混凝土的均匀性。
4.保证混凝土的可加工性混凝土配合比设计应保证混凝土的可加工性,即混凝土在施工过程中能够顺利铺设、振捣和养护。
在配合比设计时,应根据混凝土的性质和施工条件,选择合适的水灰比和骨料级配,以保证混凝土的可加工性。
四、混凝土配合比设计的基本步骤1.确定设计强度等级根据工程要求和设计强度等级,选择适当的强度等级,并按照规范要求确定混凝土的抗压强度等级。
2.选择材料在确定混凝土配合比时,应根据工程要求和设计强度等级,选择适当的水泥品种、骨料和砂,以及适量的外加剂,保证混凝土的性能指标符合规范要求。
3.确定水灰比水灰比是混凝土配合比设计的关键参数,直接影响混凝土的强度、耐久性、抗渗性等性能指标。
在确定水灰比时,应根据混凝土的性质和施工条件,选择合适的水灰比。
混凝土配合比手册【原创版】目录1.混凝土配合比的概念及重要性2.混凝土配合比手册的内容概述3.混凝土配合比的设计原则与方法4.混凝土配合比手册的使用注意事项5.结论正文一、混凝土配合比的概念及重要性混凝土配合比是指混凝土中各种组成材料(水泥、砂、碎石、水)之间的比例关系。
一个合理的混凝土配合比,可以保证混凝土的强度、耐久性和经济性,对于建筑工程的质量和安全至关重要。
因此,在混凝土施工前,必须根据工程特点和设计要求,选择合适的混凝土配合比。
二、混凝土配合比手册的内容概述混凝土配合比手册是一本详细介绍混凝土配合比设计方法和实例的工具书。
它通常包含以下内容:1.混凝土的性能要求:包括强度、耐久性、工作性等;2.混凝土配合比设计原则:根据混凝土性能要求,确定各种组成材料的比例关系;3.混凝土配合比设计方法:介绍如何根据设计原则,选择合适的混凝土配合比;4.混凝土配合比实例:提供各种不同性能要求的混凝土配合比实例,供读者参考。
三、混凝土配合比的设计原则与方法在设计混凝土配合比时,应遵循以下原则:1.满足强度要求:根据工程设计的强度要求,选择合适的水泥强度等级,并保证水泥用量满足强度要求;2.合适的工作性:确保混凝土具有良好的流动性和坍落度,以方便施工;3.耐久性:根据工程环境特点,选择合适的混凝土耐久性指标,如水泥用量、水泥品种、骨料种类等;4.经济性:在满足性能要求的前提下,尽量降低混凝土成本,提高经济效益。
设计方法通常包括:1.试配法:根据设计原则,通过多次试验,调整各种组成材料比例,以达到满足性能要求的配合比;2.经验公式法:根据已有的经验数据,通过公式计算,快速初步确定混凝土配合比;3.计算机辅助设计法:利用计算机软件,根据设计原则和经验数据,自动计算混凝土配合比。
四、混凝土配合比手册的使用注意事项在使用混凝土配合比手册时,应注意以下几点:1.根据工程实际情况选择合适的手册:不同领域的混凝土工程,其性能要求和设计方法可能有所不同,应选择针对性强的手册;2.结合实际情况调整配合比:手册中提供的配合比实例仅供参考,实际操作中应根据工程环境和材料特点,适当调整配合比;3.注意手册的时效性:混凝土技术不断发展,手册中的内容可能随时间推移而发生变化,因此要关注更新版的手册。
现代混凝土配合比设计注意事项我国混凝土的现状■强度水平提高■严酷环境中工程增多,耐久性要求突出■水泥和混凝土的关系变化■流变性能要求提高■现场劳动力素质、管理水平与质量要求的矛盾传统观念形成的理由例如,许多规范、标准限定混凝土中粉煤灰的掺量应在25%以下,尤其是预应力混凝土构件中的掺量。
这是因为过去我们的混凝土中没有掺用减水剂,混凝土的水灰比较大(一般都高于0.5)。
在这种情况下掺入粉煤灰,减少水泥的用量,就会使混凝土的凝结时间明显延缓、硬化速率减慢,表现为早期强度低、混凝土渗透性增大。
高水灰比的水泥浆体里,水泥颗粒悬浮于水分中,水化环境良好,可以迅速地生成表面积增大1000倍的硅酸盐水化物等,有良好地填充浆体内空隙的能力。
虽然从颗粒形状来说,粉煤灰易于堆积密实,但是它水化缓慢,生成的凝胶量少,难以填充颗粒周围的空隙,所以掺粉煤灰水泥浆体的强度和其他性能总是随其掺量增大(水泥用量减少)呈下降趋势(在早龄期尤为显著)。
为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢?但是现今高效减水剂的应用已经很普遍,混凝土所用水灰比,尤其是掺有矿物掺合料混凝土的水胶比很容易降至0.5以下,同时现今的水泥活性则远高于二十世纪八十年代以前的水泥(因为早强矿物C3S(硅酸三钙)含量显著提高、粉磨细度加大),因此掺加矿物掺合料的混凝土,即使是掺量很大的混凝土,与过去混凝土相比,其早期强度的发展速率也大大加快了。
在低水胶比(如0.3左右)的水泥浆体里情况就大不一样了。
不掺粉煤灰时,高活性的水泥因水化环境较差,即缺水而不能充分水化,所以随水灰比下降,未水化水泥的内芯增大,生成产物量下降;但由于颗粒间的距离减小,要填充的空隙同时减小,因此混凝土强度发展迅速。
这种情况下用粉煤灰代替部分水泥,在低水胶比条件下,水泥的水化条件相对改善,因为粉煤灰水化缓慢,使混凝土的“水灰比”增大,水泥的水化程度因而提高,这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显(掺量为58%:左右,初期水灰比则约0.65)。
水泥水化程度的改善,则有利于粉煤灰作用的发挥,然而与此同时,需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经大大减小,所以其水化能力差的弱点在低水胶比条件下被掩盖,而降低温升等其他优点则依然起着有利于混凝土性能提高的作用。
以上所述低水胶比下粉煤灰作用的变化,可以用一个“动态堆积”的概念来认识,这是相对沿用的静态堆积而言的。
通常在选择混凝土原材料和配合比时,是以各种原材料在加水之前的堆积尽量密实为依据的;但是当加水搅拌后,特别是在低水胶比条件下,如何通过粉状颗粒水化的交叉进行,使初始水胶比尽量降低,混凝土单位用水量尽量减少,配制出的混凝土在密实成型的前提下,经过水化硬化过程,形成的微结构应更为密实。
传统混凝土配合比设计方法的问题整体体强度水平高了,拌合物从低塑性发展到当前的泵送,流动性大大提高;原材料也有很大变化:水泥强度等级高细度细,骨料粒形和级配差了,且品种多样化,品质相差很大;外加剂和矿物掺合料普遍使用,水胶比普遍降低,关键是混凝土耐久性逐渐成为混凝土的重要性能。
传统混凝土配合比设计方法以保罗米公式为重要基础已经不适合现代混凝土。
超量替代法存在的问题超量取代法:有关配合比的规范中提出粉煤灰的超量取代法,即在能被接受的掺量范围取代水泥,另多掺一部分取代砂子这只是一种计算而已,在数量上代砂,实际上因为细度量级的差别在功能上粉煤灰并不是砂,不可能代砂,仍然是胶凝材料,却因为超量而变相增加浆体含量。
有人认为掺粉煤灰后的混凝土抗裂性改善不明显,浆骨比增大是其原因之一建议今后不再采用这种实际上增加浆骨比的计算方法现代混凝土技术的简单与复杂混凝土是什么?混凝土是用最简单的工艺制作的最复杂的体系。
简单得“……通常认为任何站在那里没事干的人都能直接就去浇筑或捣实混凝土”──Neville;复杂得至今无法建立实验室指标试验结果和同样复杂的现场条件下的混凝土行为的相关关系;人们仍不确知混凝土的体内在服役的环境中随时间究竟发生了什么。
复杂的体系混凝土是十分复杂的一个材料体系,恐怕是人类所用各种材料中最为复杂的。
砂、石、水泥、外加剂、矿物掺合料与水的简单混合,即刻出现一个有明显“生命历程”的材料体系,其中水泥自发进行着长期延续的水化硬化过程,带动整个体系经历复杂的物理—化学—力学的变化过程,而就在这变化过程中得到长期使用。
◆混凝土是极其复杂的多相、多尺度的非匀质体,这就造成了混凝土材料本身的高度复杂性和随机变化性,加之我国幅员辽阔,对于使用地方性材料的混凝土而言,其变化就更加复杂了。
◆仅就原材料而言,各地、各厂的水泥是变化的,哪怕就是同一个水泥厂生产的水泥也是变化的,骨料是变化的,外加剂是变化的,粉煤灰更是变化的。
◆对混凝土,人们的描述用语是:多组分、多相、多种尺度颗粒物料混杂堆积互相填充的组成结构,具有不稳定性、非均质性、不连续性、多种尺度的孔隙结构、接触界面情况复杂,而这一切都在变动等特点,……。
◆混凝土里面包含着综合许多门学科内容的大学问。
可惜,探究这些学问是十分复杂而艰难的。
现代混凝土技术趋于复杂混凝土配合比对于新拌混凝土和硬化混凝土的重要意义不言而喻。
现代混凝土使用复合超塑化剂和超细矿物质掺合料,近年来机制砂逐渐成为建筑用砂的主要品种后矿物组成与品质差异比较大,再加之各地水泥在组分、与外加剂相容性、开裂敏感性方面有较大不同,这些都使配合比设计趋于复杂。
原因是使用环境、原材料和施工方法的多样性。
例如今年暑期在大连理工大学举行的首届全国大学生混凝土材料设计大赛中呈现的现象。
正所谓:人工造石本无奇,砂子石头和水泥。
一朝采用多组分,百变技法令人迷。
什么是当代混凝土?◆当代混凝土是建立在混凝土化学外加剂和矿物掺合料两大混凝土科学技术进展基础上的六组分混凝土。
◆预拌混凝土是当代混凝土的主体品种。
以预拌混凝土、泵送为主流。
拌和料的流变性能成为重要问题。
我国混凝土规范与设计方法的问题国内外学者提出多种配合比设计方法,大多是以经验为基础的半定量设计方法。
正如陈肇元院士所说:“能满足质量控制标准的混凝土,可以有不同的配合比设计方法”。
传统混凝土配合比设计方法的问题我国自1970年代引进高效减水剂,直到1980年代末至今得以大量使用后,混凝土强度不再依赖于水泥强度,用GB175—77水泥标准的425#水泥(相当于现行水泥标准的32.5 等)已能配制出C60 的泵送混凝土在本质上,混凝土主要还是由水泥骨料和水组成的硬化,但是其内涵已发生很大变化。
整体体强度水平高了,拌合物从低塑性发展到当前的泵送,流动性大大提高;原材料也有很大变化:水泥强度等级高细度细,骨料粒形和级配差了,且品种多样化,品质相差很大;外加剂和矿物掺合料普遍使用,水胶比普遍降低,关键是混凝土耐久性逐渐成为混凝土的重要性能。
传统混凝土配合比设计方法以保罗米公式为重要基础已经不适合现代混凝土。
普通配合比设计新规范的要点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。
相关规范标准对水泥或胶凝材料最小用量的规定注:①结构用混凝土必须C25以上②所有水泥用量均未说明水泥品种和强度普通配合比设计新规范的要点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3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量粉煤灰≤0.403530>0.402520粒化高炉矿渣粉≤0.405545>0.404535钢渣粉-2010磷渣粉-2010硅灰-1010复合掺合料≤0.405545>0.404535普通配合比设计新规范的要点3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程,混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3,并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料;对于矿物掺合料碱含量,粉煤灰碱含量可取实测值的1/6,粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。
预防混凝土碱骨料反应对可能发生碱-骨料反应的混凝土,宜采用大掺量矿物掺和料;单掺磨细矿渣的用量占胶凝材料总重α≥50%,单掺粉煤灰α≥40%,单掺火山灰质材料不小于30%,并应降低水泥和矿物掺和料中的含碱量和粉煤灰中的游离氧化钙含量。
AAR指碱集料反应◆ 当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时,其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
◆ 4.0.3 遇有下列情况时应提高混凝土配制强度: 1.现场条件与试验室条件有显著差异时;2.C30等级及其以上强度等级的混凝土,采用非统计方法评定时。
◆ 5.1.1 混凝土强度等级不大于C60等级时,混凝土水胶比宜按下式计算:◆ 当胶凝材料28d 胶砂抗压强度无实测值时,公式(5.1.1-1)中的f b 值可按下式计算: 表5.1.1-1 粉煤灰影响系数γf 和粒化高炉矿渣粉影响系数γs掺量(%)种类粉煤灰影响系数γf粒化高炉矿渣粉影响系数γs1.001.00混凝土强度标准值≤C20 C25~C45 C50~ C55 σ4.05.06.0b f s cef f γγ=g g bb a cu ba f f f B W ααα+=0./◆ 当水泥28d 胶砂抗压强度无实测值时,公式5.1.1-2)中的f ce 值可按下式计算:1.根据工程所使用的原材料,通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定; 2.当不具备上述试验统计资料时,可按表5.1.2选用。
表5.1.2 回归系数a 、b 选用表第6.1.4条确定的试拌配合比,另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少0.05,用水量应与试拌配合比相同,砂率可分别增加和减少1%。
◆ 6.2.4 配合比调整后,应对设计要求的混凝土耐久性能进行试验,符合设计规定的耐久性能要求的配合比方可确定为设计配合比。
表7.3.3 高强混凝土水胶比、胶凝材料用量和砂率 ce c ce,gf f γ=g外加剂和矿物掺合料的品种、掺量,应通过试配确定;矿物掺合料掺量宜为25%~40%;硅灰掺量不宜大于10%;粗骨料最大粒径不大于25毫米;水泥用量不宜大于500kg/m3。
◆7.3.3计算后调整拌合物的试拌配合比,另外两个配合比的水胶比,宜较试拌配合比分别增加和减少0.02。
◆7.3.6 高强混凝土抗压强度宜采用标准试件通过试验测定;使用非标准尺寸试件时,尺寸折算系数应由试验确定。
◆ 3.0.3 控制最大水胶比是保证混凝土耐久性能的重要手段,而水胶比又是混凝土配合比设计的首要参数。
《混凝土结构设计规范》GB50010对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定。
◆ 3.0.4 在控制最大水胶比条件下,表3.0.4中最小胶凝材料用量是满足混凝土施工性能和掺加矿物掺合料后满足混凝土耐久性能的胶凝材料用量下限。