混凝土配合比优化设计及其应用

Ｖａｌｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

泵送陶粒轻质混凝土配合比优化设计及应用　

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｕｍｐｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｍｉｘ　Ｒａｔｉｏ　ｏｆ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　

于文刚Ｙｕ　ｗｅｎ　ｇａｎｇ；郭晓宇Ｇｕｏ　Ｘｉａｏｙｕ；汪浩然Ｗａｎｇ　Ｈａｏｒａｎ；汤卉Ｔａｎｇ　Ｈｕｉ　

（哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨１５００４０）　（Ｈａｒｂｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００４０，Ｃｈｉｎａ）　・２２ｌ・　

摘要：为解决陶粒轻质混凝土泵送过程中陶粒与水泥砂浆分离的难题　１用陶粒、粉煤灰、机制砂、高效泵送剂配制出ＣＬ２０配合比的轻质混　

凝土，当粉煤灰掺量为１５％，高效泵送剂掺量１，８％，机制砂的取代量２０％，配制的ＣＬ２０陶粒轻质混凝土强度达到３２．４ＭＰａ。表观密度低至　１５００ｋｇ／ｍ　。经实验研究。完成９０ｍ的泵送距离。　’　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｌｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｏｒｔａｒ，ｕｓｉｎｇ　ｃｅｒａｍｉｃ，ｆｌｙ　ａｓｈ，　ｓａｎｄ，ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ａ　ｍｉｘ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＣＬ２０，ｗｉｔｈ　１５％ｃｏａｌ　ａｓｈ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　１．８％，ｔｈｅ　

ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓａｎｄ　ｂｙ　２０％，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｅｒａｍｉｃ　ＣＬ２０　３２．４　ＭＰａ．Ａｐｐａｒｅｎｔ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｉｓ　ａｓ　ｌｏｗ　ａｓ　ｌ　５００ｋ　ｍ　．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　

高性能混凝土配合比设计方法分析

1、技术要点

1.1 原材料品质选择

1.1.1水泥。高性能混凝土使用的水泥应满足以下条件：①标准稠度用水量要小，以使混凝土在低水灰比时获得大的流动性；②水化放热量和放热速度要低，以避免因混凝土的内外温差过大引起混凝土结构物产生裂缝，因此，早强型水泥不适用；③水泥强度要高。配制有高强、早强指标要求时，应使用高强度等级非早强型普通硅酸盐水泥。当混凝土强度等级在C60或以下时，可以使用42.5级矿渣水泥；④与外加剂相容性要好。水泥的流变性受掺用的高效减水剂的影响显著，即外加剂与水泥的相容性不佳会造成混凝土的坍落度严重损失甚至假凝。影响相容性的主要因素是水泥中的SO3含量、熟料塑化度和细度等。

1.1.2粗细集。料粗细集料占混凝土体积的65%一75%，是混凝土的主要组成部分。正确选择集料是配制高性能混凝土的基础，选择范围为：①细集料宜选择颗粒较圆滑、坚硬的河砂或碎石砂，细度模数在2.6―3.2之间，含泥量低，表观密度2.15g/cm以上，吸水率低；②粗集料的吸水率低，混凝土的强度较高，且抗冻性好，收缩值较小，所以粗集料的吸水率应不超过l%；③强度和弹性模量高的粗集料可以制得质量好的混凝土，但是粗集料过于坚硬，则在混凝土遭受温、湿变化而引起体积变化时，会使水泥浆一集料界面处受到较大应力而开裂，试验证明，粗集料压碎指标值宜为QA =lO%～15%，表观密度在2.65g/cm3以上；④加大粗集料尺寸会使混凝土强度降低，且混凝土强度等级越高越明显，主要原因是粗集料粒径越大，与胶结料的结合面越小，造成混凝土强度的微观不连续性，混凝土强度越高，这种现象越明显。因此，粗集料宜选用最大粒径在15cm～20cm。

1.1.3矿物掺合料。矿物掺合料是高性能混凝土必要组分之一。试验证明，矿物掺合料等量取代部分水泥后，可使胶凝材料具有密实填充。与高效减水剂双掺情况下，可使水泥基材料具有流化效应、耐久性效应和强度效应。是混凝土获取高性能的重要途径之一。在高性能混凝土中通常使用得的矿物掺合料的选择条件为：①矿物掺合料应是粒度20%），可大幅度降低混凝土单方用水量；②混凝土拌合物的流动性大，且保持混凝土的坍落度损失功能好；③含碱量尽可能小，不含大量氯离子，能显著提高混凝土耐久性。 1.2 配合比参数确定

混凝土配合比设计方法的优化研究

混凝土是建筑、桥梁等工程中常用的一种材料，具有强度高、耐久性好、施工简便等优点。而混凝土配合比的设计则是混凝土工程中的重要环节之一，直接影响着混凝土的强度、耐久性、成本等方面。因此，对混凝土配合比设计方法的优化进行研究具有重要的意义。

一、 混凝土配合比设计方法的现状

目前，混凝土配合比设计方法主要有ACI法、GB法、GB/T法、BS法等多种方法。其中，ACI法是国际上广泛应用的一种方法，它通过混凝土的强度等级、水泥用量、砂率、骨料用量、水灰比等因素来确定混凝土配合比。GB法是我国制定的混凝土配合比设计标准，与ACI法相比，其在水泥用量、砂率等方面有所不同。GB/T法是在GB法的基础上进行的修订，主要修改了水灰比的计算方法。BS法则是英国制定的混凝土配合比设计标准，与ACI法的差异较大，其主要特点是通过混凝土的最大粒径、强度等级、水灰比等因素来确定配合比。

二、混凝土配合比设计方法的不足

尽管现有的混凝土配合比设计方法已经得到广泛应用，但仍存在着一些不足之处。首先，这些方法中的参数设置较为固定，不能灵活地根据实际情况进行调整。其次，这些方法通常只考虑混凝土的强度等级、水泥用量、砂率等因素，忽略了其他因素对混凝土性能的影响。最后，这些方法往往只适用于某些特定的情况，无法满足各种不同的工程需求。

三、混凝土配合比设计方法的优化

为了克服现有混凝土配合比设计方法的不足，需要对其进行优化。具体而言，可以采取以下措施：

1. 引入新的参数：除了考虑混凝土的强度等级、水泥用量、砂率等因素外，还应考虑其他因素对混凝土性能的影响，如气候条件、骨料种类等。同时，还可以根据不同工程的需求，引入新的参数，如混凝土的流动性、耐久性等。

2. 优化参数设置：现有混凝土配合比设计方法中的参数设置较为固定，无法灵活地根据实际情况进行调整。因此，需要优化参数设置，使其能够更好地适应不同的工程需求。

配合比优化设计在大体积　混凝土中的应用　厦门正科建筑技术开发有限公司　梁蜜达　摘要：通过在大体积混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉、减水剂来优化配合比设计，结合施工中保温　养护等措施来保证大体积混凝土的质量。　关键词：大体积混凝土水化热养护　大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何　尺寸不小于ｌｍ的大体量混凝土，或预计会因混凝土　中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害　裂缝产生的混凝土。　１大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析　１．１水化热引起的温度变形　水泥在水化过程中产生大量的热量，是大体积　混凝土内部热量的主要来源。由于大体积混凝土截　面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使混凝　土内部的温度升高，而外表面混凝土经散热温度降　低，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度　应力和温度变形。　１．２外界气温变化引起的温度变形　混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的　绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和。　外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高；外界温度　下降，尤其是骤降，会增加混凝土内表的温度梯度，　产生温差应力。　由参照对比可知，该涂料的性能指标达到或超过　国外同类产品的技术水平。　４产品系列化研究　加快研究开发、不断推出新品是当今涂料行业　持续发展的主流。太空反射绝热涂料现己研究成功　水性硅丙型、水性氟碳和织物专用型等三个种类，以　满足不同使用场所的需要。水性硅丙型引入了特殊　有机硅功能单体，具有超耐洗涂擦、耐沾污和疏水性　能，涂膜寿命可达１０年之久。水性氟碳型产品中Ｆ—Ｃ　键的键能大，致密性好，显示出超长的耐久、耐侯和耐　腐蚀性能，涂膜寿命可达１５年。水『生硅丙型和水性氟　碳型可应用于建筑屋顶和外墙、粮库、冷库、仓库、集　装箱、储罐、管道、船舶以及露天工业设施等场所。织　物专用型绝热涂料是以无纺布、涤纶布、腊纶布、全　棉布、涤棉混纺布、尼龙布等织物为基材经交联成膜　而制得的涂层，产品手感柔软，持久耐用，附着力强。可　用于制做民用、军用反射绝热毡布、蒙布、盖布、账篷、　遮阳布、窗帘布等。　５产品施工工艺　太空反射绝热涂料的施工工艺与普通涂料的施　工工艺基本相同，因为是以水为分散介质的涂料，所　以施工时要考虑环境温度，一般不低于５℃。根据需　要达到的绝热效果选择使用厚度，第一层厚度应小于　０．３ｒａｍ，以后每层的厚度应为０．３ｒａｍ～０．５ｍｍ，多层施　工时，必须在前一层完全干燥后方可进行，逐层施工　直至需要的厚度，一般不宜超过２ｒａｍ。可采用刷涂、滚　涂和高压空气喷涂。　６产品开发前景　建筑隔热保温是节约能源、提高居住环境和使　用功能的一种重要方面。建筑能耗在人类整个能源　消耗中所占比例一般在３０％～４０％，且其中绝大多数　是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大，隔热保　温材料是建筑节能的物质基础。目前，隔热材料正在　经历一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的转　变，由厚层隔热保温向薄层隔热保温的技术转变，这　也是今后隔热保温材料的主要发展方向之一。作为　一种新型的隔热保温材料，太空反射绝热涂料因经济、　使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的　青睐，发展前景乐观，将有望在涂料市场和隔热材料　应用领域进行拓展。