混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法.doc

畢業(yè)論文混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 教 學(xué) 點(diǎn)： 二零一一年二月摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類在任何領(lǐng)域都得到長(zhǎng)足的發(fā)展。例如在混凝土配合比設(shè)計(jì)方面，技術(shù)人員都能游刃有余的做到，混凝土配合比要求組成、水泥混凝土的材料選擇、混凝土理論配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化、混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法等方面?？茖W(xué)的配合比能夠合理減少價(jià)高材料（如水泥）的用量，同時(shí)可以多采用當(dāng)?shù)夭牧弦约耙恍┨娲铮ㄈ绻I(yè)廢渣），降低混凝土費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：優(yōu)化配合比，材料，耐久性引言 隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，資源的利用越來(lái)越注重綠色環(huán)保，節(jié)約資源也是社會(huì)越來(lái)越重視的問(wèn)題。公路建設(shè)也不例外，其中混凝土的節(jié)約就值得大家研究及探討。節(jié)約不是偷工減料，而是合理使用，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)就是節(jié)約資源，支持環(huán)保的一個(gè)重要舉措。1混凝土配合比要求1.1滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求設(shè)計(jì)強(qiáng)度是混凝土設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要達(dá)到的指標(biāo)，針對(duì)結(jié)構(gòu)物所發(fā)揮的作用、施工單位的施工管理水平，在配合比實(shí)際的操作過(guò)程中，采用一個(gè)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高一些的“配置強(qiáng)度”，以確定最終的結(jié)果滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。1.2滿足施工工作性要求針對(duì)工程實(shí)際；構(gòu)造物的特點(diǎn)，包括斷面尺寸、配筋狀況以及施工條件等來(lái)確定合適的工作性指標(biāo)，以保證工程施工的要求。1.3滿足耐久性要求配合比設(shè)計(jì)中通過(guò)考慮允許的“最大水灰比”和“最小水泥用量”，來(lái)保證處于不利環(huán)境（如嚴(yán)寒地區(qū)、受水影響等）條件下混凝土的耐久性要求。1.4滿足經(jīng)濟(jì)性要求在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、工作性和耐久性要求的前提下，設(shè)計(jì)中通過(guò)合理減少價(jià)高材料（如水泥）的用量，多采用當(dāng)?shù)夭牧弦约耙恍┨娲铮ㄈ绻I(yè)廢渣）等措施，降低混凝土費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。不少施工單位在配合比設(shè)計(jì)時(shí)純粹是為了達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，按規(guī)范要求或以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行一組配合比設(shè)計(jì)，試配后強(qiáng)度達(dá)到要求就算完成了；若達(dá)不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人從材料調(diào)配、經(jīng)濟(jì)效益、混凝土工作質(zhì)量等方面綜合考慮。水泥用量過(guò)多，往往導(dǎo)致混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生和徐變?cè)龃螅乙蚕鄳?yīng)增加了施工成本。防治措施：在規(guī)范要求允許的條件下，試驗(yàn)室應(yīng)配制不同的配合比，從經(jīng)濟(jì)、工作性能、質(zhì)量等方面綜合考慮擇優(yōu)選用，并應(yīng)針對(duì)不同施工部位、不同評(píng)定方法給予適當(dāng)調(diào)整，盡量避免凡是同一強(qiáng)度均使用一個(gè)配合比的做法。試驗(yàn)室還應(yīng)收集每次配合比及施工情況的詳細(xì)數(shù)據(jù)，并注意對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便得出本試驗(yàn)室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范圍及數(shù)值，日積月累，就能成為一個(gè)很可觀、很寶貴的參考資料，對(duì)以后的施工將會(huì)起到不可估量的作用。各項(xiàng)要求都互相影響，缺一不可，任何一項(xiàng)都影響著最終是否能過(guò)大標(biāo)。優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)的最好辦法，我認(rèn)為據(jù)實(shí)講沒(méi)一項(xiàng)要求都盡量做好就是最好的優(yōu)化。2組成水泥混凝土的材料選擇影響混凝土強(qiáng)度的因素有很多，其中混凝土原材料的影響最大。混凝土由水泥及粗、細(xì)集料和水組成，水泥混凝土則有水泥及粗、細(xì)集料和水按比例混合而成。為了改善混凝土的某些性能還加入一些外加劑和摻和料。所以水泥和粗、細(xì)集料的選擇很是關(guān)鍵。2.1水泥水泥在混凝土中起膠結(jié)作用，在水泥的品種以及強(qiáng)度兩個(gè)方面進(jìn)行選擇。水泥應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)和氣候環(huán)境及施工條件進(jìn)行合理選擇；水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與配制的混凝土強(qiáng)度等級(jí)相匹配。2.2粗集料粗集料對(duì)混凝土的強(qiáng)度的形成起著重要的作用，粗集料在混凝土中擔(dān)當(dāng)著骨架的作用，必須具備足夠的承載能力，也就是要有良好的強(qiáng)度和堅(jiān)固性，這類性質(zhì)通常采用石料的立方體抗壓強(qiáng)度或抗碎指標(biāo)來(lái)表示，粗細(xì)集料應(yīng)選擇級(jí)配好的，因?yàn)榛炷猎谀Y(jié)過(guò)程中，水泥、砂石集料因物理性質(zhì)不同會(huì)發(fā)生不同的沉降，如果集料級(jí)配不好會(huì)造成混凝土分層，在混凝土硬化過(guò)程中，不同的收縮性質(zhì)會(huì)增加收縮開(kāi)裂，因此應(yīng)盡量采用級(jí)配好的集料，通過(guò)改善混凝土的和易性來(lái)提高混凝土的開(kāi)裂性。同時(shí)集料的含泥量、針片狀顆料含量也影響著混凝土的抗裂性能，因此這兩項(xiàng)指標(biāo)也應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。最大粒狀和針、片狀顆粒含量都需要不同的限定，可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)選擇。不同的級(jí)配類型配制的混凝土，講帶來(lái)不同的影響。集料中的含量中的有害雜質(zhì)則會(huì)影響到水泥與集料的粘結(jié)性，對(duì)水泥的水化效果產(chǎn)生消極的作用。2.3細(xì)集料混凝土用細(xì)集料應(yīng)采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的河沙或海沙。2.4外加劑和摻合料在混凝土中摻加外加劑，可以加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，混凝土中摻加早強(qiáng)劑，可以提高混凝土早期的強(qiáng)度；摻加減水劑合可以很大的減少拌合用水量，在較低的水灰比下，仍能較好地成型密實(shí)，獲得很好地28d強(qiáng)度。在混凝土中摻加摻和料，可提高水泥石的密實(shí)度，改善水泥石與寂寥的界面粘結(jié)強(qiáng)度，提高混凝土的長(zhǎng)期強(qiáng)度。因此，積極采用摻合料和混凝土外加劑?？梢悦黠@地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用，提倡使用但摻量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)試驗(yàn)確定。3混凝土理論配合比設(shè)計(jì) 混凝土隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展，其用途也越來(lái)越廣泛，已到了跨行業(yè)、跨學(xué)科、互相滲透的非常廣泛的領(lǐng)域?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)牽涉到幾個(gè)方面的內(nèi)容：一要保證混凝土硬化后的強(qiáng)度和所要求的其他性能和耐久性；二要滿足施工工藝易于操作而又不遺留隱患的工作性；三是在符合上述兩項(xiàng)要求下選用合適的材料和計(jì)算各種材料用量；四是對(duì)上述設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行試配、調(diào)整，使之達(dá)到工程的要求；五是達(dá)到上述要求的同時(shí)，設(shè)法降低成本。普通混凝土是由水泥、水、砂、石四種材料組成的，混凝土配合比設(shè)計(jì)就是解決4種材料用量的3個(gè)比例，即水灰比、砂率、膠骨比(膠凝體與骨料的比例)。根據(jù)筆者的觀察和較深入的了解，認(rèn)為混凝土在配合比設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1、配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作應(yīng)充分根據(jù)施工要求確定混凝土配制強(qiáng)度和施工坍落度；2、區(qū)分?jǐn)?shù)理統(tǒng)計(jì)及非數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定混凝土強(qiáng)度的不同確定單位用水量, 選擇水灰比確定混凝土砂率, 計(jì)算單位混凝土粗、細(xì)集料用量外加劑和摻和料的類型和摻量的選擇確定；3、對(duì)理論基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行試拌調(diào)整并確定試驗(yàn)室配合比生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工中的控制；4、在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益。4 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法混凝土的配制主要有三個(gè)方面的控制因素：一是原材料的選擇；二是配合比的設(shè)計(jì)；三是配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化。目前技術(shù)人員已經(jīng)對(duì)混凝土的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與初步探索，建立簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型并借助數(shù)值分析方法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化并提出了混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.這種方法以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),以所建立的混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),以強(qiáng)度、稠度和耐久性為約束條件,其優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為接近,能夠滿足工程要求.4.1適當(dāng)減少水泥的用量在進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),水泥的價(jià)格比集料的價(jià)格貴得多, 所以我們可以考慮減少混凝土拌合物中水泥的用量，當(dāng)然不是偷工減料，而是適當(dāng)?shù)臏p少，是在滿足工藝性和工程技術(shù)性的同時(shí)將少水泥的用量; 或者用價(jià)格更便宜的磨細(xì)材料( 如粉煤灰、礦渣、高嶺土等) 替代部分水泥用量并保證混凝土拌合的主要性能特征, 以此來(lái)提高混凝土性能, 降低混凝土造價(jià)。4.2 采用比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高的“配置強(qiáng)度”由于材料、拌和方法、運(yùn)輸、灌注以及混凝土試樣的制作、養(yǎng)護(hù)和測(cè)試等各方面發(fā)生的波動(dòng),為保證達(dá)到工程設(shè)計(jì)強(qiáng)度的概率滿足規(guī)范規(guī)定要求, 則混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須有一定的目標(biāo)值, 該值應(yīng)與混凝土的生產(chǎn)控制水平相聯(lián)系, 即一定階段同規(guī)格混凝土的強(qiáng)度變異性即標(biāo)準(zhǔn)差決定。技術(shù)上要求的工作性與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)類型、運(yùn)輸及密實(shí)方式相關(guān), 要想優(yōu)化混凝土配合比就必須與現(xiàn)場(chǎng)施工工藝控制水平相聯(lián)系。在配比設(shè)計(jì)計(jì)算中, 配制強(qiáng)度應(yīng)是試拌或施工平均強(qiáng)度, 因此控制材料穩(wěn)定、計(jì)量精密、拌和規(guī)范是優(yōu)化混凝土配合比的前提和基礎(chǔ)。4.3 合理的工作性新拌混凝土的工作性又稱和易性，是指混凝土具有流動(dòng)性、粘聚性、保水性和易密性等個(gè)發(fā)面的一項(xiàng)綜合性能。水泥漿的數(shù)量和稠度對(duì)新拌合混凝土的和易性有顯著的影響，水泥漿的稠度決定于水灰比，但水灰比直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。所以，水灰比要根據(jù)混凝土的強(qiáng)度和耐久性的要求來(lái)確定。單純的用水量會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性，所以，應(yīng)在保持水灰比不變的情況下，用調(diào)整水泥漿用量的方法來(lái)調(diào)整新拌合混凝土的流動(dòng)性。水泥對(duì)新拌合混凝土和易性的影響主要是水泥的需水量和沁水性，沁水性與混凝土的保水性成反比。集料對(duì)還沒(méi)聽(tīng)和易性的影響主要是腳鐐的級(jí)配、顆粒形狀、表面特征及最大粒徑。級(jí)配較好的集料拌置的混凝土流動(dòng)性較大，粘聚性和保水性較好。工作性差的混凝土, 易產(chǎn)生離析、泌水、坍損快等有害現(xiàn)象, 不僅使施工難于灌注和搗實(shí), 增加施工費(fèi)用, 而且使混凝土強(qiáng)度、耐久性和外觀質(zhì)量變差。4.4 提高混凝土的密實(shí)性首先要考慮混凝土的骨料級(jí)配, 在相同條件下, 良好的骨料級(jí)配其孔隙率最小, 拌制的混凝土在一定坍落度下所需的用水量最少。結(jié)論混凝土配合比的優(yōu)化涉及混凝土各種原材料及原材料的各項(xiàng)特征，混凝土配合比試驗(yàn)等多重環(huán)節(jié)和多種作業(yè)類型，只有保證各項(xiàng)環(huán)節(jié)的精密協(xié)，把經(jīng)濟(jì)和環(huán)保相互結(jié)合，才能為配比的優(yōu)化調(diào)整提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)的前提， 一個(gè)好的配合比才能落實(shí)到工程實(shí)踐中去。在混凝土中安全合理的使用活性摻合料，是高性能混凝土發(fā)展的特征和需要，是混凝土節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)措施混凝土配合比的設(shè)