c60混凝土配合比設(shè)計畢業(yè)論文

1、1江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書圖書館收藏中圖分類號： 密級：UDC： 編號：畢業(yè)論文設(shè)計題目名稱：C60高強混凝土配合比與應(yīng)用學(xué) 生 姓 名：劉朝陽專業(yè)名稱：建筑工程技術(shù)（材料與檢測）班 級：建材12-1學(xué) 制：3年學(xué) 號：1240283141學(xué)歷層次：專 科指導(dǎo)教師：朱超評 閱 人：論文（設(shè)計）提交日期： 2015年 月 日論文（設(shè)計）答辯日期： 2015年 月 日江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院二一五 年 月 日江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)論文成績評定書 專業(yè)、班級 建材12-1 姓名 劉朝陽 日期2015年6月 1、設(shè)計題目 c60高強混凝土配合比與應(yīng)用 2、設(shè)計指導(dǎo)教師（簽名）

2、3、設(shè)計評閱人（簽名） 評閱日期 4、評定意見及成績 2015 年 6 月 日41江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)容摘要高強混凝土是指普通硅酸鹽水泥、石、砂為原材料，經(jīng)過一般的拌合技術(shù),摻入最新型的高效減水劑（本實驗用聚羧酸減水劑）和礦物質(zhì)（本實驗用粉煤灰）。使得新拌高強混凝土擁有良好的和易性,進而使得硬化后混凝土強度等級達到C60及其以上。本論文主要研究的是高強混凝土的配合比與應(yīng)用。利用正交法對高強混凝土實驗方案進行設(shè)計，進而得到實驗數(shù)據(jù)進行分析和研究，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果和考慮耐久性的要求。關(guān)鍵字：高強混凝土、和易性、配合比、耐久性、水灰比、目錄第1章 緒 論11.1混凝土的概述11.

3、2混凝土配合比設(shè)計方法研究進展11.3傳統(tǒng)的普通混凝土配合比設(shè)計方法11.4 混凝土的主要性質(zhì)21.5高強混凝土的應(yīng)用31.5.1高層建筑結(jié)構(gòu)31.5.2預(yù)應(yīng)力和大跨度結(jié)構(gòu)的應(yīng)用31.5.3有害物質(zhì)的環(huán)境下建筑物或構(gòu)筑物3第2章 高強混凝土以及配合比設(shè)計的定義52.1高強混凝土的原材料52.1.1水泥62.1.2細骨料72.1.3粗骨料82.1.4減水劑92.1.5超細礦物質(zhì)摻合料102.2 配合比設(shè)計 11第3章 高強混凝土配合比設(shè)計方案143.1高強混凝土配合比的方案143.2混凝土配合比設(shè)計過程153.3實驗結(jié)果計算和數(shù)據(jù)分析203.4 各材料用量223.5 實驗結(jié)果233.6

4、 實驗結(jié)果總結(jié)24第4章 實驗影響因素25 4.1 外加劑對實驗強度的影響254.2 影響耐久性的原因254.3 影響強度的原因274.4 提高混凝土的強度和促進強度發(fā)展的措施274.5 混凝土標(biāo)養(yǎng)和自然養(yǎng)的區(qū)別284.5.1 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護284.5.2 自然養(yǎng)護28第5章 混凝土質(zhì)量上的通病29第6章 實驗總結(jié)36結(jié)束語38參考文獻39致謝400第1章 緒 論 1.1混凝土的概述混凝土，簡寫為“砼”，是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料，與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護而得的水泥混凝土，也稱普通混

5、凝土。它廣泛應(yīng)用于土木工程。 混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結(jié)材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材?；炷辆哂性县S富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使其使用范圍出十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地?zé)峁こ痰?，混凝土也是重要的材料?.2混凝土配合比設(shè)計方法研究進展混凝土配合比設(shè)計是指以適當(dāng)比例的水泥、水、砂石骨料、外加劑和礦物摻合料一起配合而得到可以滿足工程要求和合法規(guī)范的混凝土，設(shè)計混凝土配合比的有兩個目的，一個目的是要獲得

6、滿足能要求的混凝土，另一個則是滿足性能要求的混凝土盡可能低的成本的投入，設(shè)計混凝土配合比的目的是得到造價更低的、性能更優(yōu)的混凝土。設(shè)計混凝土配合比的任務(wù)是確定滿足設(shè)計性能要求的，經(jīng)濟的混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。11.3傳統(tǒng)的普通混凝土配合比設(shè)計方法 普通混凝土配合比的設(shè)計方法是一種計算試配法，計算法則基于逐級填充原理，即膠凝材料和水形成水泥漿，再用水泥漿去填充砂和碎石的空隙組成砂漿，砂漿再填充石子的空隙組成混凝土。粗略計算配合比的時候，應(yīng)該按照所確定的材料用量，測試試件的物理力學(xué)性混凝土試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護到 28 天能；如果是測試結(jié)果出來是可以滿足設(shè)計要求的，那么就可以用這組配合比當(dāng)中了

7、；如果是不可以滿足的話，那么就需要從新設(shè)計配合比，直到最后混凝土的強度能達到設(shè)計的要求才可以?；炷?立方體積就等于水泥、砂、石和水四種材料的絕對體積和混凝土材料中所含空氣體積之和。如果是以混凝土拌成物在進過經(jīng)振搗后測得的重為依據(jù)。那么顯而易見前者是比較的繁瑣，但是可取之處，它應(yīng)用范圍比較廣泛，而且還具有很高的實用價值。雖然后一個簡便宜操作，但還是需測定大量的混凝土濕容重，還必須要有充分實驗數(shù)據(jù)。顯而易見，兩個方法都是以實驗經(jīng)驗為基礎(chǔ)的半定量方法，利用這兩種方法，可以配制出滿足技術(shù)和強度要求的混凝土，設(shè)計配合比相對就是很簡單，也比較成熟。所以我們現(xiàn)在大多數(shù)喜歡有這種方法來設(shè)計混凝土的配合比。1

8、.4 混凝土的主要性質(zhì)混凝土是經(jīng)過組成材料經(jīng)過配合、攪拌、在沒有澆筑成型、還沒有達到凝結(jié)硬化前的塑性狀態(tài)的混合料，稱新辦的混凝土或者是混凝土拌合物。其主要是混凝土拌合物的和易性。1、 和易性和易性是指在一定的條件下，方便于施工操作，而且質(zhì)量均勻，密實的混凝土的性能。包括：流動性、粘聚性和保水性三個方面。和易性的好壞直接影響著混凝土施工的質(zhì)量問題，澆筑、振搗、成膜的簡單困難程度，同時還影響著混凝土硬化后的性能，如密實度、強度、耐久性。（1） 流動性流動性是指混凝土拌合物在自重或者是振搗的作用下，產(chǎn)生流動并均勻密實的填滿模板的性能，卻是混凝土和易性的最重要方面，流動性的大小反映著拌合物的稀稠，流動

9、性好的話，操作就會簡單方便，容易振搗，成型，但是如果流動性要是過大的話，拌合物就會分層離析，就會影響均勻性。（2） 黏聚性（離析）黏聚性是混凝土拌合物有一定的黏結(jié)力，在澆筑和運輸過程中不致出現(xiàn)分層離析，這樣就會讓混凝土保持著整體的均勻性，如果是黏結(jié)力不好的混凝土拌合物，砂漿與碎石就會容易分離。這樣的話就會產(chǎn)生鋒面?？斩船F(xiàn)象，嚴(yán)重的影響混凝土的質(zhì)量問題。（3） 保水性（ 保證水分不吸收）保水性就是指混凝土拌合物有一定的保水能力，在施工的過程不會產(chǎn)生較嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，如果是保水性差的話，混凝土在振搗的后，一部分水就會離析出來，就會影響毛細管孔道的形成。總之就是會影響混凝土的強度和耐久性。1.5高強

10、混凝土的應(yīng)用1.5.1高層建筑結(jié)構(gòu) 高層建筑中通常采用高強混凝土可以大幅度縮小底層混凝土柱子的截面尺寸，擴大柱網(wǎng)間距，擴大空間，增大建筑使用面積。上下柱子采用不同強度等級混凝土有利于統(tǒng)一柱子尺寸和模板規(guī)格，方便施工，節(jié)約周轉(zhuǎn)耗材的投入，并可利用高強混凝土的早強特點加快施工進度。高強混凝土還因徐變小，彈性模量高，可以減少柱子的壓縮量和增加結(jié)構(gòu)剛度，這對高層建筑來源是非常重要的。1.5.2預(yù)應(yīng)力和大跨度結(jié)構(gòu)的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土有著較高的承載力，還有很好的抗震性能以及防火功能，環(huán)科院增加空間的凈高度，高強混凝土有著彈性模量高，徐變小的特點，可以減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，很大的減小建筑構(gòu)件的截面尺寸，減

11、輕構(gòu)件的自重。從而應(yīng)用于各大跨度的建筑物中、高層建筑以及超高層建筑當(dāng)中。截止目前大跨度的建筑結(jié)構(gòu)主要有這么幾種形式存在:1) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)3)膜結(jié)構(gòu)4)薄膜結(jié)構(gòu)5).對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土近幾年很流行，所以其設(shè)計也越來越到人們?nèi)找嬷匾暳恕?.5.3有害物質(zhì)的環(huán)境下建筑物或構(gòu)筑物 因為高強混凝土有較強的抗腐蝕能力還有優(yōu)良的耐久性。所以在貯存某些有害化學(xué)物品的倉庫，周圍大氣中有較高的鹽工程建筑物，以及直接受到侵蝕性物質(zhì)作用或機械廠房、車庫等地面構(gòu)件都應(yīng)該采用高強混凝土。這主要的體現(xiàn)了混凝土的抗腐蝕性，而混凝土的抗腐蝕性是指混凝土在抵抗外界侵蝕介質(zhì)侵入硬化水泥漿內(nèi)部進行化學(xué)

12、反應(yīng)，引起混凝土腐蝕破壞的性能。而混凝土的侵蝕性和水泥的品種，混凝土的密實度和孔隙特征有一定的關(guān)系?；炷燎治g的類型： 1、侵析腐蝕 2、交換腐蝕 3、結(jié)晶腐蝕各種腐蝕破壞的程度主要決定于其結(jié)構(gòu)特點，混凝土的水膠比、水泥的成分、粗細骨料的種類和級配、外加劑以及施工水平等都影響著其抗腐蝕性。綜上所述，如果想要切實解決混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕等問題，除了應(yīng)繼續(xù)重視混凝土中鋼筋的腐蝕機理及防護措施外，也要加強對混凝土的腐蝕及其防護方法的進一步研究，對建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計、施工技術(shù)、養(yǎng)護和使用等方面予以綜合考慮，達到標(biāo)本兼治，相得益彰，從而確?；炷翗?gòu)筑物的安全可靠、進而得到長期的使用。

13、第2章 高強混凝土以及配合比設(shè)計的定義高強混凝土是指強度等級為 C60 及其以上強度的混凝土。使用的原材料主要有水泥、砂、石、減水劑或同時外加等。一般都是采用常規(guī)的方法制作混凝土。 “配合比設(shè)計”主要是確定混凝土中各組成材料的用量，即 1立方混凝土中各成分的質(zhì)量，以單位 kg/m3表示。配合比設(shè)計必須考慮的性能要求： （1）剛攪拌的混凝土澆筑的各種參數(shù)有可靠性、運輸時間、天氣溫度、坍落度破壞等。 （2）等硬化后混凝土的性能要求有耐久性、強度、徐變、干縮等。 2.1高強混凝土的原材料 設(shè)計高強混凝土配合比應(yīng)符合現(xiàn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范JGJ55的規(guī)定，并且要滿足施工與設(shè)計的要求。1）

14、在滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計強度的要求下。不論橋梁或隧道或者是混凝土路面等,在設(shè)計時都會對不同的結(jié)構(gòu)部位提出不同的強度要求設(shè)計。為了保證結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性,在設(shè)計混凝土配合比時,必須考慮到結(jié)構(gòu)物的重要性、安全性。同時施工單位的施工水平等因素,應(yīng)該采用一個比設(shè)計強度高的配制強度,這樣就可以滿足設(shè)計強度的規(guī)范了。2)滿足高施工性的要求。高強混凝土大多用于大跨度橋梁、長隧道和高層鋼筋混凝土建筑物等中,這些建筑物配筋率大,混凝土澆筑困難,坍落度若小于15cm ,施工很困難,故一般都采用18cm的坍落度。3)滿足高耐久性的要求。為了提高高強混凝土的抗碳化、抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性和抗化學(xué)腐蝕性等,要求高強混凝土必須

15、具有高耐久性。   4)滿足經(jīng)濟的要求。在滿足高強度、高施工性和高耐久性的前提下,配合比設(shè)計中應(yīng)盡量降低高價材料的用量,降低工程造價,同時,盡量減少配合比設(shè)計中的試驗次數(shù),降低試驗成本。2.1.1水泥  水泥，俗稱洋灰、紅毛泥、英泥，主要用于土木工程上的膠凝性材料的總稱，依照膠凝性質(zhì)的不同，可分為水硬性水泥與非水硬性水泥，其誕生于1824年，是當(dāng)今全球上最為重要的建筑材料之一。中國人稱水泥作紅毛泥是因為水泥從外國引入，而外國人被稱為紅毛。水泥的種類繁多，按其礦物組成分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥以及少熟料或

16、無熟料水泥等。而按其用途和性能又分為普通水泥、專用水泥和特種水泥三大類。配制高強混凝土一般采用強度等級不小于42.5的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或特種水泥(球狀水泥、調(diào)粒水泥和活化水泥)。水泥和摻加的礦物質(zhì)超細粉的總用量控500kg/m3600kg/m3范圍內(nèi)。水泥是混凝土中最主要的組成成分。合理選擇水泥，是對于保證混凝土的質(zhì)量，降低混凝土成本是非常重要的，水泥的品種很多，在選擇水泥時應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)所處的位置和環(huán)境條件等多種因素，進而才可以選擇合適的水泥。 對于配制高強高性能混凝土用的水泥還應(yīng)滿足下列具體要求：a. 水泥強度水泥的強度是水泥技術(shù)中最基本的要求指標(biāo)。水泥強度的好壞直接會反映水泥的質(zhì)

17、量水平和使用價值，也是水泥混凝土和砂漿配合比設(shè)計的重要計算參數(shù)。水泥的強度越是高，它的膠結(jié)能力也越強。普通的硅酸鹽水泥的強度主要取決于熟料的礦物組成和水泥的細度，除此以外還要與水灰比、試驗方法、試驗條件、養(yǎng)護齡期等因素有關(guān)。水泥強度等級按規(guī)定齡期測定的抗壓強度和抗折強度來劃分，以28d抗壓強度作為強度等級。硅酸鹽水泥強度等級分為42.5,42.5R,52.5，52.5R,62.5，62.5R六個強度等級。 水泥型號根據(jù)3d強度分為普通型和早強型或稱R型。早強型水泥早期強度發(fā)展較3d強度可達28天強度的50%，并較同等水泥3d強度提高10%以上。b. 水泥的堿含量堿含量就是水泥中堿物質(zhì)的含量，用

18、Na2O合計當(dāng)量表達。即堿量=Na2O+0.658K2O。堿含量主要從水泥生產(chǎn)原材料帶入。尤其是粘土中攜帶入。堿含量多的話有可能產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)。在混凝土堿骨料反應(yīng)通常是指來自水泥、外加劑、環(huán)境中的堿在水化過程中析出氫氧化鈉和氧化鈣與骨料(指砂、石)中活性的二氧化硫相互作用。形成堿的硅酸鹽凝膠體。致使混凝土發(fā)生體積膨脹和龜裂，最后就會導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞破壞。 發(fā)生堿骨料反應(yīng)條件： 1、骨料中具有堿活性物質(zhì)； 2、混凝土中具有足夠量的堿(主要來自水泥)堿含量>3.0kg/m3； 以上兩項條件同時存在時，才會發(fā)生混凝土堿骨料反應(yīng)。否則不發(fā)生堿骨料反應(yīng)。 改善措施(使用對象) ： 1、降低水

19、泥總量，使用礦渣粉代替，可有效降低混凝土中總堿量。 2、選擇低硫酸鈉減水劑。市場主流高效奈系減水劑中Na2(SO)4含量在220%間不等。對 混凝土總堿量影響不容忽視。 2.1.2細骨料細骨料一般是指砂。砂的好壞是直接對混凝土拌和物和易性的影響要比粗集料大很多。所以在選擇砂的時候，應(yīng)選取砂中含泥量、雜物質(zhì)、有機質(zhì)等含量少的1類或n類江砂、河砂。砂中石英顆粒含量多則堅固性較好。 砂子的細度模數(shù)宜控制在2.6以上。細度模數(shù)小于2.5時拌制的混凝土拌和物顯得太粘稠施工中難于振搗，因為砂細。如果要滿足相同和易性的要求的同時，將會遠遠的增加水泥用量。這樣，就不僅會加大成本的投入，而且也會影響混凝土的性能

20、，比如會影響耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗細度模數(shù)大于3.3時。就會引起剛剛攪拌的混凝土在泵車運輸?shù)倪^程中產(chǎn)生離析及保水性差，所以就會影響混凝土的內(nèi)在和外在的質(zhì)量問題。在滿足混凝土的所有性能下，我們盡量去選擇砂時要選擇砂率比較低的砂，因為是在水膠比相同的情況下。砂率在混凝土扮演者主要的角色，它會影響拌和物的和易性。如果砂率低的話那么拌和物的流動性就會增大。因為C60混凝土用水量是較低的，所以砂漿量要由增加砂率來補充砂率宜適量增大。才能滿足混凝土拌和物的和易性。但砂率如果過大，就會使得C60混凝土拌和物滿足設(shè)計的和易性，勢必將會增大用水量。但是增加水量會使混凝土強度降低。所以，只有選擇砂率在3

21、3%一38% 之間的，這樣的話設(shè)計出來的C60混凝土最適宜。2.1.3粗骨料 普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然巖石或卵石經(jīng)破碎、篩分而得的,粒 徑大于5mm的巖石顆粒,稱為碎石或碎卵石。巖石由于自然條件作用而形成的,粒徑大 于5mm的顆粒,稱為卵石。粗骨料中常含有一些有害雜質(zhì),如黏士、淤泥、細屑、硫酸鹽、硫化物和有機雜質(zhì)。 它們的危害作用與在細骨料中的相同。表1 石子中有害雜質(zhì)及針片狀顆粒限制值如項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I類II類III類含泥最(按質(zhì)量計)(%)<0.51.01.5泥塊含量(按質(zhì)量計)(%)<00.50.7硫化物和硫酸鹽含量(按SO3質(zhì)量計)(%) <0.51.

22、01.0針片狀顆粒含量(按質(zhì)量計)(%) <51525有機質(zhì)含量（用比色)合格合格合格配置混凝土?xí)r所采用的粗骨料,應(yīng)滿足建筑用碎石、卵石(GB/T 14685-2001) 的要求。對重要工程的混凝土所使用的石子,應(yīng)進行堿活性檢驗，在水泥用量和水用量相同的情況下,碎石拌制的混凝土流動性較差,但強度較高, 而卵石拌制的混凝土則流動性較好,但強度較低。強度的混凝土就需要高強度的材料輔助才能配制出，而碎石的強度決定著混凝土抗壓強度是否達到需要的強度要求。 碎石的吸水性直接影響混凝土和易性，碎石在攪拌的過程中，可以直接吸收部分?jǐn)嚢栉锏挠盟?，從而就會降低水膠比，最后就會使得拌和物的坍落度減小。 但是

23、石灰石卻有著較大的孔隙率和吸水率，石灰石會吸收水泥漿的孔隙，從而使得水膠比接近碎石的表面，最后形成了水膠比梯度，將會很好的改善水泥與碎石的粘結(jié)。 對于C60 混凝土。當(dāng)碎石的最大粒徑超過31.5mm后，因為將會減少用水量，從而將會獲得強度的提高，將會被較少的粘結(jié)面積及大粒徑集料造成的不均勻性的不利影響所抵消，因而這樣做是沒有什么好處的。在實踐中也可以證明當(dāng)水泥用量、砂率、水膠比一定時?；炷恋膹姸雀叩途蜁嬖诖止橇系淖畲罅叫?yīng)。2.1.4減水劑   外觀形態(tài)分為水劑和粉劑。水劑含固量一般有20%，40%（又稱母液），60%，粉劑含固量一般為98%。根據(jù)減水劑減水及增強能力

24、，分為普通減水劑（又稱塑化劑，減水率不小于8%）、高效減水劑（又稱超塑化劑，減水率不小于14%）和高性能減水劑（減水率不小于25%），并又分別分為早強型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝型。 按組成材料分為：（1）木質(zhì)素磺酸鹽類；（2）多環(huán)芳香族鹽類；（3）水溶性樹脂磺酸鹽類。普通減水劑宜用于日最低氣溫5以上施工的混凝土。高效減水劑宜用于日最低氣溫0以上施工的混凝土，并適用于制備大流動性混凝土、高強混凝土以及蒸養(yǎng)混凝土。萘系高效減水劑，脂肪族高效減水劑，氨基高效減水劑，聚羧酸高性能減水劑等。而我們這次試驗的減水劑就是聚羧酸高性能減水劑，聚羧酸系高性能減水劑是目前世界上最前沿、科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合性能最

25、優(yōu)的一種混凝土超塑化劑(減水劑)。聚羧酸系高性能減水劑是羧酸類接枝多元共聚物與其它有效助劑的復(fù)配產(chǎn)品。經(jīng)與國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能比較表明，聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性價比方面都達到了當(dāng)今國際先進水平。減水劑性能特點：1 使用量比較低、減水率高，而且減水率最高可以達到45%；2 坍落度損失小，自拌的混凝土坍落度損失率1小時小于6%，而2小時就小于10%；3 增強效果比較顯著的，在混凝土3天抗壓強度提高50110%，28天抗壓強度提高4080%，90d抗壓強度提高3060%；4 混凝土和易性好壞，沒有離析、泌水現(xiàn)象，混凝土外觀顏色均一。將用于配制高標(biāo)號混凝土?xí)r，混凝土粘聚性好且易于攪拌；5

26、含氣量適中，對混凝土彈性模量無不利影響，抗凍耐久性好；6 能降低水泥早期水化熱，有利于大體積混凝土和夏季施工；7 適應(yīng)性優(yōu)良，水泥、摻合料相容性好，溫度適應(yīng)性好，與不同品種水泥和摻合料具有很好的相容性，解決了采用其它類減水劑與膠凝材料相容性差的問題；低收縮，可明顯降低混凝土收縮，抗凍融能力和抗碳化能力明顯優(yōu)于普通混凝土；顯著提高混凝土體積穩(wěn)定性和長期耐久性；表2聚羧酸系高性能減水劑（液體）外觀淺棕至深棕色微黏液體減水率25%密度（g/ml）1,09±,0,02固含量,（%）22±,2或者40±,2水泥凈漿,流動度（）250（W/B=0,29）pH68氯離子（%）0

27、,02堿含量（%）0,2表3聚羧酸系高性能減水劑（粉體）外觀白色粉末減水率25%密度（g/ml）1,41±,0,02固含量,（%）97±,2水泥凈漿,流動度（）250（W/B=0,29）pH68氯離子（%）0,02堿含量（%）0,22.1.5超細礦物質(zhì)摻合料  高強混凝土常用的超細礦物質(zhì)摻合料主要有硅粉、磨細礦渣、粉煤灰和天然沸石粉等,這就是我選擇粉煤灰的主要原因。粉煤灰的主要來源是以煤粉為燃料的火電廠和城市集中供熱鍋爐，其中90%以上為濕排灰，活性較干灰低，且費水費電，污染環(huán)境，也不利于綜合利用。為了更好地保護環(huán)境并有利于粉煤灰的綜合利用，考慮到除塵和

28、干灰輸送技術(shù)的成熟，干灰收集已成為今后粉煤灰收集的發(fā)展趨勢。粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰的主要來源是以煤粉為燃料的火電廠和城市集中供熱鍋爐，其中90%以上為濕排灰，活性較干灰低，且費水費電，污染環(huán)境，也不利于綜合利用。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害，另外粉煤灰可作為混凝土的摻合料。主要成分性質(zhì)，粉煤灰的元素組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為：氧47.83%，硅11.

29、48%31.14%，氯 6.40%22.91%，鐵1.90%18.51%， 氧化鈣.30%25.10%，氧化鉀.22%3.10%，氧化鎂.05%1.92%，氧化鈦.40%1.80%，硫0.03%4.75%氧化鈉.05%1.40%，磷0.00%0.90%，鋁板 0.00%0.12%，其他0.50%29.12%。由于煤的灰量變化范圍很廣，而且這一變化不僅發(fā)生在來自世界各地或同一地區(qū)不同煤層的煤中，甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此，構(gòu)成粉煤灰的具體化學(xué)成分含量，也就因煤的產(chǎn)地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材料，它本身略有或沒有水硬膠凝性能，但當(dāng)以粉狀及水

30、存在時，能在常溫，特別是在水熱處理(蒸汽養(yǎng)護)條件下，與氫氧化鈣或其他堿土金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強度和耐久性的材料。2.2 配合比設(shè)計 原材料的選擇是得到高強度混凝土的前提和基礎(chǔ)，而合理的確定高強度混凝土的配合比，是保證高強度混凝土達到設(shè)計要求的另一個重要方面?；炷僚浜媳仍O(shè)計實際上就是對各種原材料在單位體積內(nèi)的用量進行計算和摻配。1水灰比的確定高強混凝土水灰比的計算不能采用普通混凝土的強度的公式，應(yīng)根據(jù)試驗資料進行統(tǒng)計，提出混凝土強度和水灰比的關(guān)系式，然后用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（）相對應(yīng)的水灰比。當(dāng)采用多個不同的配合比進行

31、混凝土強度試驗時，其中一個應(yīng)為基準(zhǔn)配合比，其他配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少0.020.03。例如C60 混凝土可采用0.30、0.33、0.36 三個水灰比進行試拌，來確定最佳水灰比?？蛇x取0.33 作為基準(zhǔn)水灰比。2集料用量（1）每立方碎石用量 高強混凝土每立方的碎石用量為0.90.95m3，則每立方中碎石質(zhì)量為：碎石松散容重。（2）每立方砂用量砂率，應(yīng)經(jīng)試驗確定，一般控制在2836范圍內(nèi)。3用水量計算高強混凝土配合比時，其用水量可用普通混凝土用水量的基礎(chǔ)上用減水率法加以修正。在不摻外加劑的混凝土用水量中扣除按外加劑減水率計算得出的減水

32、量即為摻減水劑時混凝土的用水量。此時注意一定要通過試驗確定外加劑的減水率。4水泥用量 生產(chǎn)高強混凝土?xí)r，水泥的用量是至關(guān)重要的，它直接影響到水泥膠砂與骨料的粘結(jié)力。為了增加砂漿中膠質(zhì)結(jié)料的比例，水泥含量要比較高，但要注意的是，水泥用量又不宜過高，否則會引起水化期間放熱速度過快或收縮量過大等問題。高強混凝土水泥用量一般不宜 超過550 kg/m3。如配制C60 混凝土所需水泥用量通常在500550 kg/m3 的范圍內(nèi)。 5試拌調(diào)整對計算所得的配合比結(jié)果要通過試配、試拌來驗證。拌制高強混凝土必須使用強制式攪拌機，振搗時要高頻加壓振搗，保

33、證拌和物的密實。要注意試拌量應(yīng)不小于拌和機額定量的1/4，混凝土的攪拌方式及外加劑的摻法，宜與實際生產(chǎn)時使用的方法一致。對試拌得出的拌和物要進行實測和仔細觀察，檢驗坍落度是否滿足要求，粘聚性和保水性是否良好。試拌得出的拌和物坍落度不能滿足要求或粘聚性和保水性不好時，應(yīng)保證水灰比不變的條件下，調(diào)整用水量和外加劑的摻量或砂率，用水量調(diào)整的幅度不宜過大，因高強混凝土的水灰比低，用水量的增加會使水泥用量也大幅度增加。如通過以上調(diào)整，混凝土拌和物仍不能滿足施工工藝、性能要求，則要考慮重新選擇水泥或外加劑。  6配合比的確定當(dāng)拌和物實測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值2時，可不調(diào)整。大于2時

34、按普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程JGJ552000 規(guī)定進行相應(yīng)的調(diào)整?；炷僚浜媳却_定后，應(yīng)對配合比進行不少于6次的重復(fù)試驗進行驗證，其平均值不應(yīng)低于配制的強度值，確保其穩(wěn)定性。41 第3章 高強混凝土配合比設(shè)計方案3.1高強混凝土配合比的方案 高強度混凝土強度等級高，密實性能好，一般運用于高層建筑、大跨度橋梁等結(jié)構(gòu)中。我們自行計算配合比等參數(shù)，并設(shè)計出強度等級為C60的高強混凝土。標(biāo)注代表文獻編號。實驗?zāi)康模貉芯坑懻摳邚娀炷僚浜媳?。實驗地點：江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技館。實驗日期：2015年5月20日 實驗小組人員：劉朝陽、劉娟、陳洪丹。實驗材料及實驗工具:中聯(lián)水泥（P·O4

35、2.5)表4、粉煤灰（表1、2、3）、聚羧酸減水劑、沙子、碎石、鋼纖維、鐵锨、模具、電子稱、小鏟、量筒等等。表4粉煤灰質(zhì)檢報告性能指標(biāo)國標(biāo)I級試驗結(jié)果試驗結(jié)論細度12.04.2合格燒失量%5.00.63合格需水量比%9593.2合格表5水泥的技術(shù)指標(biāo)比表面積/標(biāo)準(zhǔn)稠度%初凝時間min終凝時間min水泥安定性3天抗壓強度Mpa28天抗壓強度Mpa35028.2210270合格26.748.0 3.2混凝土配合比設(shè)計過程 強度計算材料選擇及各項指標(biāo) 1 水泥密度3100kg/m，水泥等級為42.5MPa。2 砂細度模數(shù)2.15，表觀密度s=2558kg/m，堆積密度1467.75kg/m。含水量為

36、s=1%。3 碎石最大粒徑25mm，表觀密度g=2580kg/m ,堆積密度1374.72kg/m4 粉煤灰密度為f=2100kg/m。取代30%。5 外加劑：聚靈酸減水劑：減水率25%?；炷恋燃墳镃60，設(shè)計強度為=60MPa。配制強度應(yīng)按下式：1 式中： W/B 混凝土水膠比；、回歸系數(shù)，按表6的規(guī)定取值； 膠凝材料28d膠砂抗壓強度（MPa),表6回歸系數(shù)取值表系數(shù)組骨料品種碎石卵石0.530.490.200.13即：取0.53，取0.20當(dāng)膠凝材料28d膠砂抗壓強度值（）無實測值時，可按下列公式計算：1 式中、粉煤灰影響系數(shù)和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)，可按表5.1.3選用； 水泥28d

37、膠砂抗壓強度，可實測，也可按規(guī)程第5.1.4條確定；表7粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)摻量種類粉煤灰影響系數(shù)?；郀t礦渣粉01.001.00100.85-0.951.00200.75-0.850.95-1.00300.65-0.750.90-1.00400.55-0.650.80-0.9050-0.70-0.85注：1、采用I級、II級粉煤灰宜取上限值；2、采用S75級粒化高爐礦渣粉宜取下限值，采用S95級?；郀t礦渣粉宜取上限值，采用S105級?；郀t礦渣粉宜取上限值加0.05；即：=0.7、=1所以：kg/m33、 當(dāng)摻量超出表中時，應(yīng)經(jīng)實驗確定。又因：（5.1.4）1式中：水泥強

38、度等級值的富裕系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定，當(dāng)缺乏實際統(tǒng)計 資料時，可按表8選用； 水泥強度等級值；表8水泥強度等級值的富裕系數(shù)水泥強度等級值32.542.552.5富裕系數(shù)1.121.161.10 即：=1.16所以：所以水膠比為：用水量和外加劑的用量：1 當(dāng)水膠比在0.40-0.80范圍內(nèi)，可按表9取值2 當(dāng)水膠比小于0.40時，可通過實驗獲得。表9塑性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大公稱粒徑（mm）碎石最大公稱粒徑（mm）項目指標(biāo)10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度10-3019017016015020018517516535-5020018

39、017016021019518517555-70210190180170220205195 18575-90215195185175230215205195 注：本表用水量應(yīng)采用中砂時取值，采用細沙時。每立方混凝土用水量可增加5kg-10kg；采用粗砂時可減少5kg-10kg。 摻用礦物摻合料和外加劑時，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。即：摻外加劑時，每立方流動性或大流動性混凝土用水量按下式計算：式中：計算配合比每立方混凝土用水量（kg/m3） 未摻外加擠時推定的滿足實際坍落度要求的每立方混凝土用水量（kg/m3），表中90mm的坍落度為標(biāo)準(zhǔn)，按每增加20mm用水量增加5kg/m3。當(dāng)坍落度增大到180mm

40、以上時，隨坍落度相應(yīng)增加的用水量減少。 外加劑的減水率（%),根據(jù)混凝土實驗確定。所以：外加劑：再確定每立方混凝土的膠凝材料用量（）：（膠凝材料用量之和）式中計算配合比每立方混凝土膠凝材料用量（）； 計算配合比每立方混凝土用水量（）； 混凝土水膠比；確定每立方混凝土的粉煤灰用量：每立方混凝土的水泥用量：采用質(zhì)量法計算混凝土配合比，粗、細骨料應(yīng)按照下列公式算： 即：所以:表10 1立方米混凝土所需要的材料材料水泥kg/m3沙子kg/m3碎石kg/m3粉煤灰kg/m3用量432.6439.41136.6185.4表10表11配制15L混凝土，所以需要個材料的量材料水泥kg沙子kg碎石kg粉煤灰kg

41、減水劑ml用量6.496.5917.052.78903.3實驗結(jié)果計算和數(shù)據(jù)分析 混凝土立方體實驗抗壓強度計算公式：式中：混凝土立方體試件抗壓強度，； 破壞荷載，; 試件承壓面積，本實驗的混凝土抗壓強度是以150mm×150mm×150mm立方體為標(biāo)準(zhǔn)值的計算的。以7d推論28d強度的公式如下：式中的： N表示實驗測得的抗壓強度值； X表示28天后實驗測得的抗壓強度值；而在正常條件養(yǎng)護下，混凝土的強度在最初的7天到14天內(nèi)發(fā)展的較快，以后就會慢慢的減慢，當(dāng)?shù)?8天后就會更加的減慢了，所以不同時期的混凝土強度增長是不相同的，具體如下表： 表12 混凝土各期強度增長值 齡期7d

42、28d3月6月1年2年28d抗壓強度相對值0.60.7511.281.501.752.007天強度測試：序號抗壓強度（MPa）155.2253350.5平均值52.9表13 7天齡期抗壓強度測試結(jié)果7天齡期抗壓強度測試結(jié)果為：52.9MPa。按照規(guī)范GBJ107，混凝土28天的抗壓強度平均不應(yīng)小于70MPa，最小也要54MPa。但是我們是因為時間原因我們選擇用7天來推論28天的抗壓強度。但是我們7天的抗壓強度就達到規(guī)范要求水平的75%。推斷28天實驗結(jié)果：表14 28天實驗結(jié)果試件尺寸序號抗壓荷載（KN） 抗壓強度（MPa)標(biāo)準(zhǔn)值150*150*150 190968.5.68.2289871.

43、231011.565.7再根據(jù)規(guī)范GB J107的要求，混凝土28天的抗壓強度不應(yīng)小于70MPa。最小也要54MPa，所以我們的實驗比規(guī)范小了1.8MPa。 混凝土強度都是由混凝土中的空隙和裂縫決定的，而且C60混凝土要是過度的加強，就會造成裂痕。水泥，粗細骨料，減水劑，和摻合料的洗性能都是對混凝土起著關(guān)鍵作用因素，同時也決定著混凝土是不是良好，是不是很經(jīng)濟。3.4 各材料用量表15（30%的粉煤灰、減水率25%）材料水泥kg沙子kg碎石kg粉煤灰kg減水劑ml用量6.496.5917.052.7890表16 測試強度試驗塌落度1207d單塊值MPa50.546.943.9代表值MPa47.1

44、28d單塊值MPa61.260.463.5代表值MPa61.7表17各材料用量（30%的卵石粉煤灰、減水率25%）材料水泥kg沙子kg碎石kg卵石粉煤灰kg減水劑ml用量6.06.818.32.6100表18測試強度試驗塌落度1107d單塊值MPa47.954.355.3代表值MPa52.428d單塊值MPa59.762.162.8代表值MPa61.5材料水泥kg沙子kg碎石kg粉煤灰kg減水劑ml鋼纖維kg用量6.06.818.32.61000.3表19各材料用量（30%的卵石粉煤灰、減水率25%、5%的鋼纖維）表20測試強度試驗塌落度1307d單塊值MPa51.255.555.3代表值MP

45、a5428d單塊值MPa62.764.160.3代表值MPa62.33.5 實驗結(jié)果經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)分析實驗成功，那么證明我們的數(shù)據(jù)和實驗的操作是正確的，繼而我們還就可以繼續(xù)研究高強混凝土的配合比設(shè)計，隨著越來越復(fù)雜的環(huán)境，越來越嚴(yán)格的建筑要求，混凝土必須能達到所需要的強度才可以，此次我們研究的是C60高強混凝土的配合比設(shè)計。試驗成功說明：在實驗當(dāng)中我們所選用的硅酸鹽水泥、粗砂、碎石、聚羧酸減水劑（25%的減水率）和摻帶量為30%的粉煤灰。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的情況下，經(jīng)過7d而推28d后的強度是達到設(shè)計要求的。3.6 實驗結(jié)果總結(jié)經(jīng)過老師和大家的密切配合，根據(jù)測試出來的數(shù)據(jù)可以得出這次實驗很成功，采用42

46、.5MPa硅酸鹽水泥，外加高效減水劑，和優(yōu)質(zhì)的粉煤灰以及加上經(jīng)過篩選粗細骨料級配，可以配制出C60高強混凝土的。配合比是實驗的靈魂，實驗的成功與否就取決于配合比是否合理，在設(shè)計配合比時要對比優(yōu)化方案，操作要認真仔細，要嚴(yán)格控制每一道實驗的程序，這就是配制高強混凝土的關(guān)鍵之處。通過這次實驗我們把課本的所學(xué)的知識全部運用當(dāng)中，對于混凝土配合比設(shè)計有了更為深的了解和認識，明白了各個實驗的設(shè)計步驟，還有個實驗中各個環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系和制約關(guān)系。在整個實驗中，我們大家親手參與實驗，一個人的力量是有限的，但是我們大家一起合作就會很順利的完成實驗。作為一名建筑人員，我們將來的要和各種人打交道，我們要和工人、物業(yè)

47、、老板、住戶等。所以我們必須要有一定的合作討論精神，我們要學(xué)會去聆聽別人的意見。這樣的話再加上老師的指導(dǎo)，我們意識到舊的配合比設(shè)計很局限，但是現(xiàn)在社會的發(fā)展，這個方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會的需求了，科技在發(fā)展，材料也在改朝換代，我們的混凝土配合比方法也在發(fā)生著巨大的變化。我們要不斷結(jié)合實際去研究去討論，從而獲得符合我們所需要的產(chǎn)品。第4章 實驗影響因素4.1 外加劑對實驗強度的影響高效減水劑的高堿水功能達到很大幅度降低混凝土的水膠比，進而保證我們預(yù)期想到混凝土的強度目的。而且保塑性也可以滿足泵送的施工要求，粉煤灰摻量的加入，讓混凝土中的水泥大大減少，隨之也減少了水化熱，而且也降低了生產(chǎn)的成本。水

48、化熱的減少避免了因為它的體積變形、開裂等問題，因為加入的粉煤灰，水泥熟料和粉煤灰的水化產(chǎn)物相互發(fā)生反應(yīng)，從而提高了混凝土的密實性。多次的反應(yīng)都會對混凝土的耐久性、強度和長期性都有一定的好處。雖然我們的實驗所運用的減水劑的效率不是我們事先預(yù)期的，而且也出現(xiàn)了一些問題，可能也會使得我們的實驗前期的強度會有所偏低。我們的混凝土是采用粉煤灰和鋼纖維，但是提前不知道粉煤灰可能有點是過期的，不敢保證抗壓滿足實驗的要求嗎，所以我們在選擇摻量的時候很謹(jǐn)慎，強度就是會小于規(guī)范的要求，所有的影響歸結(jié)了幾點：u 如果粉煤灰是低鈣粉煤灰的話，28天前的強度肯定是不合格的，最后才可以慢慢改善。u 如果是高鈣粉煤灰就使前

49、三天強度很低，到了第七天以后就會明顯的增加。4.2 影響耐久性的原因混凝土的耐久性是指混凝土在所處的自然環(huán)境和使用條件下，長時間保持著強度和外形不發(fā)生變化的性能。而且混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗腐蝕性、抗碳化性、堿-骨料反應(yīng)及抗風(fēng)化性能等，這一切都是屬于混凝土的耐久性。1、 抗凍性混凝土在比較寒冷的地區(qū)，特別是在受凍的環(huán)境下，由于混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)冰膨脹產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力，作用于孔隙當(dāng)中，這樣就使得混凝土發(fā)生破壞。但是當(dāng)氣溫上升時，冰就會融化，當(dāng)氣溫降低時就會繼續(xù)凍結(jié)，如此反復(fù)，混凝土內(nèi)部的裂縫就會越來越大。混凝土的強度也就隨之逐漸的降低，更糟糕的是混凝土遭到破壞。所以由此可見，混凝土必須要有一定

50、的抗凍性，這樣可以提高混凝土的耐久和使用壽命。 2、抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是因為開口孔隙與裂縫所引起的，這些氣孔是施工時候沒有振搗嚴(yán)實而留下的后患，但是最主要的是水泥漿中有多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔，這些滲水孔的多少，主要是和水膠比有關(guān)系，因此。水膠比是影響抗?jié)B性的一個主要因素，水膠比小時抗?jié)B性高，反之則抗?jié)B性低?；炷恋目?jié)B性是用抗?jié)B等級和滲透系數(shù)來表示的。而提高混凝土抗?jié)B性的根本就是控制水膠比，增強密度，抗?jié)B混凝土的最大水膠比見下表：表21抗?jié)B混凝土最大水膠比抗?jié)B等級最大水膠比C20-c30混凝土C30以上混凝土P60.060.55P8-p120.550.50p120.500.453、 混凝土

51、的碳化 混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕?？諝庵蠧O2氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又稱作中性化，4、 堿-骨料反應(yīng)堿-骨料反應(yīng)有三種： A、堿-氧化硅反應(yīng) B、堿-硅酸鹽反應(yīng) C、堿-碳酸鹽反應(yīng)總之要想提高混凝土的耐久性就要滿足一下幾點：1. 嚴(yán)格控制水膠比2. 控制混凝土中最小水泥用量3. 摻外加劑，4. 合理選擇骨料級配，加強養(yǎng)護和澆筑振搗，提高混凝土的強度和密實度。5. 使用涂料和水泥砂漿等措施進行表面處理，防止混凝土的碳化。4.3 影響強度的原因影響混凝土強度的主要因素有很多包括：混凝土的制備方法、養(yǎng)護制度和混

52、凝土的各組分材料。制備混凝土?xí)r的水灰比、攪拌方法、振動方式都對混凝土強度有較大影響。在保證工作性的前提下，盡量降低水灰比，可提高混凝土強度。對于干硬性混凝土宜用強制式攪拌機，塑性混凝土則應(yīng)采用自落式攪拌機。采用振動方法搗實混凝土可使強度提高，對于干硬性混凝土可使早期強度提高20%30%,其他如采用真空吸水、碾壓、加壓振動、離心等操作，均能使混凝土更加密實，從而提高強度。 養(yǎng)護制度對強度的影響主要有養(yǎng)護溫度、養(yǎng)護齡期和養(yǎng)護時的濕度三個方面。養(yǎng)護溫度越高、養(yǎng)護齡期越長以及養(yǎng)護時濕度越大，混凝土的強度越高。 組成混凝土的各種材料中，水泥強度與混凝土強度幾乎呈線性關(guān)系，即水泥強度越高，混凝土強度越高。集料與對混凝