C60自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)探究

1、.C60自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)探究 建管0 程珊珊 2010010192 【摘要】 自密實(shí)混凝土是近20年來(lái)發(fā)明和得到廣泛應(yīng)用的混凝土,由于其優(yōu)越的工作性能和良好的耐久性而在土木工程各個(gè)領(lǐng)域受到越來(lái)越多的重視，C60自密實(shí)混凝土較為廣泛地應(yīng)用于建筑施工行業(yè)。本文就傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計(jì)思路，分析各成分對(duì)混凝土工作性和強(qiáng)度的影響，給出合理的C60自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方案。 【關(guān)鍵字】配合比設(shè)計(jì) 工作性 強(qiáng)度 自密實(shí)混凝土（SCC）能夠自身重力流動(dòng)密實(shí)。同時(shí)又具有足夠的粘聚性，不會(huì)出現(xiàn)離析和泌水問(wèn)題，能充分填充任何尺寸和形狀的空間形成密實(shí)且均勻的結(jié)構(gòu)。對(duì)于澆注困難的工程，自密實(shí)混凝土較普通混凝土

2、不僅使用方便，能減少人力、物力，而且還能降低由于振搗產(chǎn)生的噪音，有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性。這項(xiàng)技術(shù)是20世紀(jì)80年代首先在日本發(fā)展起來(lái)的，它是在不改變用水量的前提下，增加細(xì)料材料的用量，例如粉煤灰或石灰石填料，以達(dá)到改善混凝土的流變性能?；炷恋男再|(zhì)與其組成結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的，要保證其高強(qiáng)度，還要保留其良好的流動(dòng)性，減水劑的摻量、水灰比等對(duì)實(shí)配混凝土的性能影響巨大。以下具體探究合理的C60混凝土配合比設(shè)計(jì)。 1. 混凝土組成結(jié)構(gòu)及各組分對(duì)其工作性和強(qiáng)度的影響 1.1膠凝材料的作用 1.1.1 粉煤灰的作用 粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒，亦稱飛灰，其化學(xué)成分主要是SiO2（4565%）、Al2O3（

3、2035%）及Fe2O3（510%）和CaO（5）等，粉煤灰摻入混凝土后，不僅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保護(hù)環(huán)境，而且能與水泥互補(bǔ)短長(zhǎng)，均衡協(xié)合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，所以，在現(xiàn)代混凝土中，粉煤灰已經(jīng)與水泥、集料、水和外加劑同樣重要，是礦物外加劑，也可稱為第二膠凝材料，是混凝土的一種組分。 1.摻入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性 新拌混凝土的和易性受漿體的體積、水灰比、骨料的級(jí)配、形狀、孔隙率等的影響。摻用粉煤灰對(duì)新拌混凝土的明顯好處是增大漿體的體積，大量的漿體填充了骨料間的孔隙，包裹并潤(rùn)滑了骨料顆粒，從而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。

4、粉煤灰的骨料顆?？梢詼p少漿體與骨料間的界面摩擦，在骨料的接觸點(diǎn)起滾珠軸承效果，從而改善了混凝土拌和物的和易性。 2 粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水 建管0 程珊珊 2010010192 粉煤灰的摻入可以補(bǔ)償細(xì)骨料中的細(xì)屑不足，中斷砂漿基體中泌水渠道的連續(xù)性，同時(shí)粉煤灰作為水泥的取代材料在同樣的稠度下會(huì)使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而摻用粉煤灰對(duì)防止新拌混凝土的泌水是有利的。 3 摻用粉煤灰，可以提高混凝土的后期強(qiáng)度 有試驗(yàn)資料表明，在混凝土中摻入粉煤灰后，隨著粉煤灰摻量的增加，早期強(qiáng)度（28天以前）逐減，而后期強(qiáng)度逐漸增加。粉煤灰對(duì)混凝土的強(qiáng)度有三重影響：減少用水量，增大膠結(jié)料含量和通過(guò)長(zhǎng)

5、期火山灰反應(yīng)提高強(qiáng)度。 當(dāng)原材料和環(huán)境條件一定時(shí)，摻粉煤灰混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)主要取決于粉煤灰的火山灰效應(yīng)，即粉煤灰中玻璃態(tài)的活性氧化硅、氧化鋁與水泥漿體中的Ca(OH)2作用生成堿度較小的二次水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣的速度和數(shù)量。粉煤灰在混凝土中，當(dāng)Ca(OH)2薄膜覆蓋在粉煤灰顆粒表面上時(shí)，就開始發(fā)生火山灰效應(yīng)。但由于在Ca(OH)2薄膜與粉煤灰顆粒表面之間存在著水解層，鈣離子要通過(guò)水解層與粉煤灰的活性組分反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在層內(nèi)逐級(jí)聚集，水解層未被火山灰反應(yīng)產(chǎn)物充滿到某種程度時(shí)，不會(huì)使強(qiáng)度有較大增長(zhǎng)。隨著水解層被反應(yīng)產(chǎn)物充滿，粉煤灰顆粒和水泥水化產(chǎn)物之間逐步形成牢固聯(lián)系，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度、不透水

6、性和耐磨性的增長(zhǎng)，這就是摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較高的主要原因。 4 摻粉煤灰可降低混凝土的水化熱 混凝土中水泥的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在混凝土中摻入粉煤灰由于減少了水泥的用量可以降低水化熱。水化放熱的多少和速度取決于水泥的物理、化學(xué)性能和摻入粉煤灰的量，例如，若按重量計(jì)用粉煤灰取代30的水泥時(shí)，可使因水化熱導(dǎo)致的絕熱溫升降低15左右。眾所周知，溫度升高時(shí)水泥水化速率會(huì)顯著加快，研究表明：與20相比，30時(shí)硅酸鹽水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土結(jié)構(gòu)，其斷面尺寸增大，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)提高，所用水泥強(qiáng)度等級(jí)高，單位量增大，施行新標(biāo)準(zhǔn)后水泥的粉磨細(xì)度加大，這些因素的疊

7、加，導(dǎo)致混凝土硬化過(guò)程溫升明顯加劇，溫峰升高，這是導(dǎo)致許多混凝土結(jié)構(gòu)物在施工期間，模板剛拆除時(shí)就發(fā)現(xiàn)大量裂縫的原因。粉煤灰混凝土可減少水泥的水化熱，減少結(jié)構(gòu)物由于溫度而造成的裂縫。 5 摻粉煤灰可改善混凝土的耐久性 在混凝土中摻粉煤灰對(duì)其凍融耐久性有很大影響。當(dāng)粉煤灰質(zhì)量較差，粗顆粒多，含碳量高都對(duì)混凝土抗凍融性有不利影響。質(zhì)量差的粉煤灰隨摻量的增加，其抗凍融耐久性降低。但當(dāng)摻用質(zhì)量較好的粉煤灰同時(shí)適當(dāng)降低水灰比，則可以收到改善抗凍性的效果。 水泥混凝土中如果使用了高堿水泥，會(huì)與某些活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng)，會(huì)引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞，而且這種破壞會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，難以補(bǔ)救。近

8、年來(lái)，我國(guó)水泥含堿量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含堿外加劑的普遍應(yīng)用，更增加了堿集料反應(yīng)破壞的潛在危險(xiǎn)。在混凝土中摻加粉煤灰，可以有效地防止堿集料反應(yīng)，提高混凝土的耐久性。 建管0 程珊珊 2010010192 礦渣粉用于配制預(yù)拌混凝土，不但可以高比例的等量替代水泥(一般可代替30%50%的水泥)，而且可以大大改善混凝土的性能，如泌水少、流動(dòng)度和可塑性好，水化熱降低，有利于防止大體積混凝土內(nèi)部溫升引起的裂縫和變形。摻有礦渣微粉的硬化混凝土具有良好的抗硫酸鹽、抗氯鹽、抗堿性能，并且能大幅度提高長(zhǎng)期強(qiáng)度，具有良好的耐久性，可達(dá)到節(jié)能、降本、環(huán)保、利廢的目的，已越來(lái)越多地應(yīng)用于各類重點(diǎn)建設(shè)工程。

9、 1. 在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，水泥硬化28 天后，礦渣粉仍繼續(xù)水化，發(fā)揮強(qiáng)度效應(yīng)，其強(qiáng)度增 長(zhǎng)幅度在14%38%，并與礦渣粉的比表面積呈負(fù)相關(guān)。 2. 混凝土在硬化過(guò)程中，水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生大量的水化熱，而混凝土的內(nèi)部和表面散熱速 度不一樣，致使形成較大的溫差，就會(huì)導(dǎo)致混凝土不均勻溫度變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力超過(guò)混凝土即時(shí)的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土內(nèi)部或表面產(chǎn)生裂縫，是混凝土早期開裂的主要因素之一，這種裂縫通常是貫穿性有害裂縫，對(duì)混凝土的耐久性非常不利。根據(jù)高爐礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)及開發(fā)應(yīng)用研究資料中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，礦渣微粉能降低水泥水化熱峰溫值34，延遲峰溫出現(xiàn)的時(shí)間。 3. 礦渣微粉的主要化學(xué)成分有Si

10、O2、AI2O3 等，具有超高活性，將其作為摻合料摻入水 泥混凝土中，這些活性的SiO2、AI2O3 即可與水泥中C2S 水化產(chǎn)生的Ca(OH)2 反應(yīng)，進(jìn)一步形成水化硅酸鈣產(chǎn)物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，從而改善孔結(jié)構(gòu)，減少孔隙率并減少最大孔徑的尺寸，使混凝土形成了密實(shí)充填結(jié)構(gòu)和細(xì)觀層次的自緊密堆積體系，達(dá)到提高混凝土的抗?jié)B性能，同時(shí)也防止產(chǎn)生泌水、離析的現(xiàn)象。 4. 礦渣微粉對(duì)混凝土工作性能的影響礦渣微粉分布并包裹在水泥顆粒的表面，起到了延緩 和減少水泥初期水化物相互搭接的隔離作用。由于礦渣微粉摻入，降低了新拌混凝土的屈服應(yīng)力，使屈服應(yīng)力在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)在較低水平

11、，及礦渣微粉的高比表面積具有優(yōu)越于水泥的保水效果，減緩水份的蒸發(fā)速度。因此，使坍落度經(jīng)時(shí)損失有所改善。在同樣混凝土配合比及摻用同樣高效減水劑的情況下，礦渣混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失比普通混凝土小，有利于商品混凝土的泵送施工。 5. 礦渣是對(duì)能源的二次利用，具有顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。 1.2水泥-粉煤灰-礦渣復(fù)合作用 粉煤灰，礦渣都可以改善混凝土過(guò)渡區(qū)相性質(zhì)。二者組合使用可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，將各自作用充分發(fā)揮。礦渣改善粉煤灰取代水泥低早強(qiáng)缺陷，提升早期彈性模量發(fā)展，粉煤灰彌補(bǔ)礦渣后期強(qiáng)度不足缺陷。這樣復(fù)合混凝土便具有了很好的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，對(duì)施工、使用有重要意義。考慮長(zhǎng)期作用，粉煤灰可以降低徐

12、變；礦渣提高開裂應(yīng)力，提升混凝土抗裂性能。而且礦渣粉的細(xì)度高于粉煤灰，復(fù)合摻加后使得材料顆粒間相互填充空隙，使各組 建管0 程珊珊 2010010192 成材料緊密堆積，進(jìn)一步降低孔隙率，從而增加混凝土結(jié)構(gòu)的密室度，改善混凝土的抗?jié)B透性?？傊?，合理復(fù)合之后可以進(jìn)一步改善混凝土的性能。 1.3砂率、粗集料摻量的影響 1. 砂率對(duì)混凝土性質(zhì)的影響體現(xiàn)在： 砂率的變動(dòng)，會(huì)使骨料的總表面積有顯著改變，從而對(duì)混凝土拌合物的和易性有較大影響。即對(duì)流動(dòng)性、黏聚性和保水性等產(chǎn)生影響 2. 粗集料摻量 粗集料的比表面積比較小，但摻量增加會(huì)大大增加骨料的表面積，影響流動(dòng)性。由于粗骨料不宜板結(jié)，因而粗骨料相對(duì)摻量增

13、加時(shí)，流動(dòng)性增強(qiáng) 但粗骨料時(shí)間連接不密實(shí)，因而粘聚性和穩(wěn)定性又會(huì)下降混凝土的彈性模量主要由粗集料決定，砂率增大會(huì)導(dǎo)致粗集料摻量下降，從而使整個(gè)混凝土的彈性模量下降。粗集料摻量增加也會(huì)增加用水量。 3. 細(xì)集料摻量 細(xì)集料摻量增加會(huì)使砂率減小。由于其滾珠效應(yīng)，可以增加新拌混凝土的流動(dòng)性，減少用水量；但當(dāng)砂率足夠高時(shí)，骨料表面積過(guò)大，由于骨料趨于均勻分布，故粘聚性和穩(wěn)定性都會(huì)增強(qiáng)。但砂率過(guò)大時(shí)，水泥漿不能包裹骨料，粘聚性和穩(wěn)定性又會(huì)下降。存在一個(gè)最佳砂率使得混凝土工作性趨于最佳。 4. 砂率小時(shí)，由于粗集料的抑制作用，收縮裂縫總面積較小，隨砂率增加，裂縫總表面積增加，當(dāng)砂率超過(guò)某一臨界值時(shí)，裂縫總

14、表面積又出現(xiàn)下降 粗集料摻量增加時(shí)，由于粗集料的抑制作用，收縮裂縫表面積下降 徐變的原理是由于應(yīng)力和混凝土內(nèi)部吸附水的影響?；炷林械目烧舭l(fā)水起主要影響作用。濕度越大徐變?cè)叫　?砂率較高時(shí)，若含水量顯然會(huì)增加整體含水量（砂有一定的含水率），徐變減小。 粗集料摻量增加時(shí)，由于空隙率較大，也會(huì)增加含水量，徐變減小。 1.4減水劑的作用 減水劑主要能提高砂漿的強(qiáng)度，它的定義是在不影響混凝土施工和易性的條件下，具有減水和增強(qiáng)作用的外加劑稱為減水劑。一般減水率大于8%的稱之為高效減水劑，減水劑有很多的功能。分為引氣型減水劑（兼引氣作用的減水劑）早強(qiáng)型減水劑（兼早強(qiáng)作用的減水劑），緩凝型減水劑（兼緩凝作用

15、的減水劑）等。 減水劑的功能：使水泥顆粒分散，改善和易性，降低用水量，從而提高水泥基材料的致密性和硬度，增大其流動(dòng)性。 建管0 程珊珊 2010010192 從建筑材料試驗(yàn)“減水劑摻量對(duì)混凝土流動(dòng)度的影響”中我們知道，減水劑的最佳摻量在1.2%左右。 1.5各組分之間的協(xié)調(diào)作用 經(jīng)過(guò)以上分析，我們知道混凝土各組分及其摻量直接決定了混凝土的工作性、強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性。但是由于它們的作用是相互交織的，如何合理設(shè)計(jì)各組分的摻量是混凝土配合比設(shè)計(jì)的核心。具體分析見(jiàn)配合比設(shè)計(jì)過(guò)程。 2. 設(shè)計(jì)思路 混凝土的配合比設(shè)計(jì)就是要在綜合權(quán)衡混凝土的新拌工作性、強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，給出混凝土中各組分的適宜比例

16、。 在混凝土所用原材料品質(zhì)給定的前提下，在混凝土的配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，可改變的參數(shù)有：水膠比、漿集比、砂率、礦物摻合料和減水劑用量等。對(duì)于自密實(shí)混凝土，我們參照了日本學(xué)者岡村甫在1996年總結(jié)的自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法，并在相關(guān)文獻(xiàn)后得到如下流程圖。 圖1 配合比設(shè)計(jì)思路圖 建管0 程珊珊 2010010192 3. 配合比計(jì)算與設(shè)計(jì)（以1m3混凝土為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算） 3.1設(shè)計(jì)要求 C60自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)目標(biāo)側(cè)重于工作性能和耐久性，強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)性處于次要位置。 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C60 工作性 強(qiáng)度 經(jīng)濟(jì)性 耐久性 坍落度 - 擴(kuò)展度 650±50mm (自密實(shí)混凝土坍落度大于220m

17、m，擴(kuò)展度在550750mm) 3.2 設(shè)計(jì)目標(biāo) 實(shí)驗(yàn)需成型試樣的數(shù)目和混凝土體積 建管0 程珊珊 2010010192 3.4實(shí)驗(yàn)室可用材料 1.實(shí)驗(yàn)室可提供的原材料包括： 1.1） P.O42.5水泥（28天抗壓強(qiáng)度55.0MPa）。 1.2） 一級(jí)粉煤灰。 1.3 ）凝聚態(tài)硅灰。 1.4 ）520mm石灰石質(zhì)碎石，堆積密度1550kg/m3。 1.5） 二區(qū)中砂（河砂）。 1.6） 萘系粉劑減水劑（減水率20%）。 1.7） 聚羧酸液體減水劑（減水率30%） 2.實(shí)驗(yàn)室可提供的設(shè)備包括： 2.1） 行星對(duì)流式強(qiáng)制攪拌機(jī)。 2.2） 溫度=20攝氏度，相對(duì)濕度>90%的養(yǎng)護(hù)室

18、 3.5 配合比設(shè)計(jì) 利用實(shí)驗(yàn)室已有材料，按照?qǐng)D1的配合比設(shè)計(jì)思路圖，查閱相關(guān)資料進(jìn)行理論計(jì)算，初步確定混凝土各組分用量。按照傳統(tǒng)的配合比設(shè)計(jì)流程如下： 1.選擇適宜的工作度 坍落度大于220mm，擴(kuò)展度在550750mm 粘聚性好，不易離析 建管0 程珊珊 2010010192 2.確定混凝土試配強(qiáng)度 為了滿足強(qiáng)度要求，混凝土的試配強(qiáng)度必須高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。超出值取決于實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方差和變異系數(shù)。我國(guó)對(duì)HPC配合比的強(qiáng)度規(guī)定根據(jù)我國(guó)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ1552000）確定： fcu,o?fcu,k?1.645?（M pa） fcu.k = 60 Mp，取=6 Mp fcu.0 = 60

19、 + 1.645 * 6 = 69.87 Mp 3.確定石子用量 根據(jù)日本學(xué)者岡村甫在1996年總結(jié)了自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法，粗基料體積用量固定為固體體積的50%（松堆體積） 石子用量： (石子堆積）= 1550 kg/m3 m（石子）= 1550 x 50% = 775.0 kg 4.確定砂漿密實(shí)體積 (石子表觀）= 2650 kg/m3 V(石子密實(shí)體積）= 775/2650 =0.292 m3 V(砂漿密實(shí)體積）= 1-0.292 = 0.708 m3 5.確定砂的用量 設(shè)定砂漿中砂的體積含量為0.42 V(砂的密實(shí)體積）= 0.42 * 0.708 = 0.297 m3 (砂的表

20、觀密度）= 2650 kg/m3 m(砂）= 0.297 * 2650 = 788.0 kg 6.確定漿體密實(shí)體積 V(漿體) =0.708-0.297 = 0.411 m3 7.計(jì)算水膠比 由鮑羅米公式 W/C=Afb /(fcu,0)+ABfb) 由于粗骨料為碎石，取 A=0.53；B=0.20； fb為膠凝材料膠砂28d強(qiáng)度，根據(jù)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）GB/T 17671，礦物摻合料為粉煤灰和礦渣粉時(shí)，可按下式推算fb值： fb=1.1f.s f、s 粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù) 建管0 程珊珊 2010010192 fcu,0水泥強(qiáng)度等級(jí)值（Mpa），本實(shí)驗(yàn)中為55

21、.0 Mp 取粉煤灰摻量為40%，礦渣粉摻量為0%，查表 f = 0.600.65；s = 1.00； fb = 1.1 x 0. 63 x 55.0 = 38.115 Mp 所以, W/C = 0.53 * 38.115/(69.87 + 0.53 * 0.2 * 38.115) = 0.273 0.273<0.4 , 符合耐久性要求 8.確定膠凝材料用量 40% 的粉煤灰摻量 (水泥)= 3150 kg/m3 (粉煤灰)= 2600 kg/m3 (凝膠材料表觀密度)=（0.6x3.15 + 0.4x2.6）/1 x103 = 2930 kg/m3 V(漿體)= m(凝膠材料)

22、/(凝膠材料表觀密度)+ m(水)/ (水) 所以，m(凝膠材料)= 669.06 kg m(水)= 669.06 x0.273 = 182.65 kg 9.確定水泥和粉煤灰用量 V（凝膠材料密實(shí)體積）= 669.09/2930 = 0.228 m3 m(水泥)= 0.228 * 0.6 * 3150 = 431.58 kg m(粉煤灰)= 0.228 * 0.4 * 2600 = 237.12 kg 10.確定減水劑類型及摻量 采用萘系粉劑減水劑，減水效率為20% 減水劑摻量為水泥的1% m(減水劑) = 431.58 x 1% = 4.316 kg m(水)= 182.65 x 80% =

23、 146.12 kg 11.計(jì)算結(jié)果 實(shí)際配制混凝土40dm3 各項(xiàng)配比為 實(shí)驗(yàn)材料 理論用量(kg/40ml) 水 水泥 粉煤灰 粗骨料 細(xì)骨料 減水劑 材料成本(元) 5.84 17.26 9.48 31.00 31.52 0.17 15.7 12.砂石含水率的校正 實(shí)驗(yàn)理想狀況下，需要砂石的狀態(tài)是飽和面干狀態(tài)。我們計(jì)算的用水量實(shí)際上就是在這種情況下給出的。所以為了保證水灰比不變，需要計(jì)算砂石的含水率。計(jì)算過(guò)程如下： 建管0 程珊珊 2010010192 計(jì)算砂、石的實(shí)際用量： 計(jì)算水的實(shí)際用量： 225g(1%).加入減水劑后： ?Sand?Agg.?w濕-w烘干w烘干w濕-w烘干w烘干

24、'?Sand?Sand?0.015'?Agg?Agg.?0.012.''wsand?wsand?Sand''wagg.?wagg.?Agg.R'wsand?wsand?wsandR'wagg.?wagg.?wagg.R''wwater?wwater?wsand?wagg.再加上沒(méi)有考慮到高效減水劑。減水劑的摻量為膠凝材料總重的0.8%-2%。取減水劑 mw'?mw(1?) 其實(shí)還要考慮到礦物摻合料的水化活性因子。試驗(yàn)后參

25、數(shù)修正，最后需要把修正后結(jié)果重新列表。 13配制過(guò)程 （1）稱量 按算得的配合比，小組內(nèi)分工稱量實(shí)驗(yàn)材料。 （2）拌和 用實(shí)驗(yàn)室提供的行星對(duì)流式強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行拌合。先將水和減水劑之外的所有材料放入攪拌機(jī)中拌合一分鐘，然后緩慢、均勻?qū)⑺蜏p水劑加入，再拌合三分鐘。 （3）成型 采用兩次成型法，即先在模具中填入一半的混凝土，放置于振動(dòng)臺(tái)上震動(dòng)90 秒；然后將模具填滿，再震動(dòng)90 秒。 （4）養(yǎng)護(hù) 建管0 程珊珊 2010010192 在常溫下的成型室中放置24 小時(shí)后拆模，再轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)室，用于測(cè)定抗壓強(qiáng)度等性能。 養(yǎng)護(hù)條件：T20，RH90。 14. 骨料的最大粒徑選擇 混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 （在編

26、） 我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇最小粒徑。 4. 相關(guān)細(xì)節(jié)討論和混凝土性能檢測(cè) 4.1新拌混凝土工作性 2. 新拌混凝土工作性測(cè)定 建管0 程珊珊 2010010192 評(píng)價(jià)指標(biāo) 坍落度 流動(dòng)性 粘聚性 測(cè)定方法 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)只有當(dāng)混凝土塌下后仍保持原先的截錐體形狀時(shí)才有可測(cè)量的價(jià)值，因此通常認(rèn)為存在一個(gè)可以測(cè)定工作度的范圍（10-175mm） 可直接通過(guò)坍落度實(shí)驗(yàn)測(cè)量。 用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，此時(shí)如果錐體逐漸下 沉，則表示粘聚性良好，如果錐體倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表 示粘聚性不好。 2.混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)定 抗折強(qiáng)度測(cè)定過(guò)程相關(guān)參數(shù)設(shè)置：四點(diǎn)加載，跨距為300mm，對(duì)側(cè)面進(jìn)

27、行實(shí)驗(yàn)。加荷速率取0.08-0.10MPa/s。對(duì)100*100*400的試件，四點(diǎn)加載時(shí)，加荷速率為267-333N/s。 3混凝土抗折強(qiáng)度測(cè)定 試件規(guī)格為100mm×100mm×400mm 抗壓強(qiáng)度測(cè)定過(guò)程相關(guān)參數(shù)設(shè)置：四點(diǎn)加載，跨距為300mm，對(duì)側(cè)面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)C60混凝土，加荷速率取0.09Mpa/s(300N/s)，直至試件破壞。 混凝土抗壓和抗折強(qiáng)度的測(cè)定均應(yīng)以3個(gè)試件作為一組。 以三個(gè)試件測(cè)定值的算術(shù)平均值作為該組試件的強(qiáng)度值（精確至0.1MPa）。 三個(gè)測(cè)定值中最大值或最小值如有一個(gè)與中間值的差值超過(guò)中間值的15%時(shí)，則把最大及最小值一并舍棄，取中間值作為

28、該組試件的測(cè)定結(jié)果。 如最大值和最小值與中間值的差均超過(guò)中間值的15%，則該組試件的測(cè)定結(jié)果無(wú)效。 4 混凝土的抗?jié)B透性 （1）典型的評(píng)價(jià)混凝土抗?jié)B透性的方法 依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理不同可大致分為三類： <1>滲透系數(shù)法 <2>離子擴(kuò)散系數(shù)法 氯離子對(duì)混凝土的親和力較大，可在其表面附近擴(kuò)散；另外，混凝土中鋼筋銹蝕等耐久性問(wèn)題與氯離子的濃度及擴(kuò)散有很大的關(guān)系，尤其是在沿海和使用除冰鹽的地區(qū)，氯離子的 建管0 程珊珊 2010010192 擴(kuò)散性受到特別的重視，因此常用氯離子在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)混凝土的抗?jié)B透性。該方法又包括如下兩種測(cè)試方法：氯離

29、子自然擴(kuò)散法，氯離子電遷移法。 <3>電參數(shù)法 （2）NEL方法測(cè)定混凝土抗?jié)B透性 這次實(shí)驗(yàn)采用離子擴(kuò)散系數(shù)法中的一種NEL法測(cè)定儀評(píng)價(jià)本組配制混凝土的滲透性。 對(duì)厚度為50mm的混凝土試件先在4M的NaCl溶液中進(jìn)行真空飽鹽，然后在DC5V的電壓下，利用Nernst-Einstein方程，計(jì)算該混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。 根據(jù)混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定結(jié)果，按照下表: 混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)（10-8cm2/s） >10 5-10 1-5 0.5-1 <0.5 對(duì)照試驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)滲透性是否合理。 混凝土滲透性評(píng)價(jià) 高 中等 低 很低 極低 5

30、. 思考 5.1本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，混凝土的抗?jié)B性隨著混凝土強(qiáng)度的增加而提高，分析其具體原因，有以下幾點(diǎn)： 1）水灰比 強(qiáng)度高的混凝土水灰比較低。水灰比的大小直接影響混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B透性。水灰比越小，混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B透性就越好。水灰比較大時(shí)，混凝土在凝結(jié)過(guò)程中將蒸發(fā)出的多余水分，在混凝土內(nèi)部形成孔隙和毛細(xì)管通路，由此造成混凝土強(qiáng)度低、抗?jié)B透性較差。當(dāng)然，水灰比不能過(guò)小，水灰比過(guò)小，混凝土施工和易性差，影響混凝土的密實(shí)性。 2）減水劑的使用 強(qiáng)度高的混凝土使用的減水劑量較大。摻用減水劑的混凝土可大大降低拌合混凝土的用水量，從而使混凝土拌合物在凝結(jié)硬化過(guò)程中蒸發(fā)游離水所形成的毛細(xì)孔大大減少，提高

31、了混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和抗?jié)B性。 3）粉煤灰的摻量 摻粉煤灰會(huì)使混凝土的抗?jié)B性提高。粉煤灰的摻入改善了混凝土內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和水化產(chǎn)物的組成，混凝土孔隙率降低，孔徑細(xì)化，使混凝土對(duì)氯離子滲透的擴(kuò)散阻力提高。粉煤灰的火山灰效應(yīng)減少了粗大結(jié)晶、穩(wěn)定性差的水化產(chǎn)物氫氧化鈣的數(shù)量及其在水泥石-集料 建管0 程珊珊 2010010192 界面過(guò)渡區(qū)的富集與定向排列，從而優(yōu)化了界面結(jié)構(gòu)，同時(shí)粉煤灰的密實(shí)填充效應(yīng)使水泥石結(jié)構(gòu)和界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)更加致密，阻塞了氯離子的滲透通道。 本組C60混凝土的粉煤灰摻量較大，故抗?jié)B性較好。 5.2思考題 如何考慮各組分對(duì)混凝土新拌工作性、強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的影響的? 以下分成

32、4種組分考慮其對(duì)混凝土各方面性能及經(jīng)濟(jì)性的影響。 1）水泥和水 不同品種和質(zhì)量的水泥，其礦物組成、細(xì)度、所摻混合材料種類的不同都會(huì)影響到拌合用水量。水泥的細(xì)度越細(xì)，在相同用水量情況下其混凝土拌合物流動(dòng)性越小，但粘聚性及保水性較好。增減1kg水，意味著增減1L水泥漿量，同時(shí)還影響水泥漿粘度的大小。只增加用水量時(shí)，坍落度加大而穩(wěn)定性降低。 水灰比是決定混凝土強(qiáng)度的主要因素之一，水灰比降低，孔隙率減小，過(guò)渡區(qū)強(qiáng)度改善，混凝土強(qiáng)度提高。 水灰比較低，擴(kuò)散系數(shù)較小，所以混凝土的耐久性也會(huì)較好。 水泥的單價(jià)較高，對(duì)混凝土的經(jīng)濟(jì)性影響較大。 綜合分析：應(yīng)該在配合比設(shè)計(jì)中計(jì)算好符合強(qiáng)度的水灰比，來(lái)確定水泥和水

33、的用量。水灰比不能過(guò)低，否則成本較高。 2）骨料 骨料表面粗糙，棱角多，內(nèi)摩擦阻力大，因而在水泥漿量和水灰比相同的條件下，流動(dòng)性與壓實(shí)性較差。石子最大粒徑大，需要包裹的水泥漿減少，流動(dòng)性改善，但穩(wěn)定性受影響，即容易離析。細(xì)砂表面積大，拌制同樣流動(dòng)性的混凝土需要的水泥漿或砂漿多。所以采用最大粒徑小，但棱角和片針狀顆粒少，級(jí)配好的粗骨料，以及細(xì)度模數(shù)偏大的中粗砂、砂率稍高、水泥漿量較多的拌合物，其工作度的綜合指標(biāo)良好。 通常骨料強(qiáng)度要比硬化水泥漿和過(guò)渡區(qū)高幾倍，所以不用考慮。但是我們配制的是高強(qiáng)混凝土，需要骨料強(qiáng)度不是很低。骨料的最大粒徑在水灰比低的情況下，會(huì)影響混凝土強(qiáng)度。在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，應(yīng)該選用最大粒徑小的骨料。骨料表面粗糙，顆粒間的互相嚙合作用好，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度也會(huì)提高。骨料的級(jí)配好，需要填充其間隙的水泥漿量較少，從而強(qiáng)度提高。 不含活性氧化硅的骨料，就不易發(fā)生堿骨料反應(yīng)?？紤]混凝土的耐凍時(shí)不能選用對(duì)冰凍敏感的骨料。輕骨料可以降低混凝土導(dǎo)熱