現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計(jì)方法和規(guī)范

1、現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范與方法傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的問題 我國自1970年代引進(jìn)高效減水劑，直到 1980年代末至今得以大量使用后，混凝土強(qiáng)度不再依賴于水泥強(qiáng)度，用水泥已能配制出C60 的泵送混凝土， 在本質(zhì)上，混凝土主要還是由水泥, 骨料和水組成的硬化，但是其內(nèi)涵已發(fā)生很大變化。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的問題 整體體強(qiáng)度水平高了，拌合物從低塑性發(fā)展到當(dāng)前的泵送，流動(dòng)性大大提高；原材料也有很大變化：水泥強(qiáng)度等級高、 細(xì)度細(xì)，骨料粒形和級配差了，且品種多樣化，品質(zhì)相差很大；外加劑和礦物摻合料普遍使用，水膠比普遍降低，關(guān)鍵是混凝土耐久性逐漸成為混凝土的重要性能。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法以保羅米

2、公式為重要基礎(chǔ)已經(jīng)不適合現(xiàn)代混凝土。超量替代法存在的問題 超量取代法：關(guān)于配合比的規(guī)范中提出粉煤灰的超量取代法 ，即在能被接受的摻量范圍取代水泥，另多摻一部分取代砂子 這只是一種計(jì)算而已,在數(shù)量上代砂 ，實(shí)際上因?yàn)榧?xì)度量級的差別在功能上粉煤灰并不是砂，不可能代砂 ，仍然是膠凝材料，卻因?yàn)槌慷兿嘣黾訚{體含量。有人認(rèn)為摻粉煤灰后的混凝土抗裂性改善不明顯，漿骨比增大是其原因之一 建議今后不再采用這種實(shí)際上增加漿骨比的計(jì)算方法。 膠凝材料用量：混凝土中水泥用量和礦物摻合料用量之和。水膠比：混凝土中用水量與膠凝材料用量的質(zhì)量比。（代替水灰比） 礦物摻合料摻量：礦物摻合料用量占膠凝材料用量的質(zhì)量百分比

3、外加劑摻量：外加劑用量相對于膠凝材料用量的質(zhì)量百分比。普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)需要求出的幾個(gè)量普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)3.0.4 混凝土的最小膠凝材料用量應(yīng)符合表的規(guī)定，配制C15及其以下強(qiáng)度等級的混凝土，可不受表的限制。 表3.0.4 混凝土的最小膠凝材料用量最大水膠比最小膠凝材料用量(kg/m3)素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土0.602502803000.552803003000.503200.45330標(biāo)準(zhǔn)名稱結(jié)構(gòu)類別最大水灰比最小水泥用量最小膠凝材料用量建標(biāo)JGJ55普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程有凍害環(huán)境普通混凝土0.5-300國標(biāo)GB/T 50476混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范有凍害環(huán)境

4、普通混凝土0.55-280京標(biāo)DBJT01-64-07混凝土礦物摻和料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程有凍害環(huán)境普通混凝土0.5200300國標(biāo)GB50208地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范地下結(jié)構(gòu)防水混凝土0.55280-國標(biāo)GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范寒冷環(huán)境普通混凝土0.55275國標(biāo)GB50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范加防凍劑的普通混凝土0.6300-相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對水泥或膠凝材料最小用量的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)名稱結(jié)構(gòu)類別最大水灰比最小水泥用量最小膠凝材料用量國標(biāo)GB50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范加膨脹劑的抗?jié)B混凝土0.5280建標(biāo)JGJ104建筑工程冬季施工規(guī)程冬季施工0.6300建標(biāo)JGJ/T10-95混凝土泵送

5、施工技術(shù)規(guī)程泵送300地下防水技術(shù)規(guī)程260 320GB50204-92施工驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定GBJ146-90粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程注：結(jié)構(gòu)用混凝土必須C25以上 所有水泥用量均未說明水泥品種和強(qiáng)度相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對水泥或膠凝材料最小用量的規(guī)定普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)3.0.5 礦物摻合料在混凝土中的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量宜符合表的規(guī)定；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量宜符合表的規(guī)定。 表3.0.5-1 鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量礦物摻合料種類水膠比最大摻量（%）硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥粉煤灰0.4045350.404

6、030粒化高爐礦渣粉0.4065550.405545鋼渣粉3020磷渣粉3020硅灰1010復(fù)合摻合料0.4065550.405545普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)表3.0.5-2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量礦物摻合料種類水膠比最大摻量（%）硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥粉煤灰0.4035300.402520?；郀t礦渣粉0.4055450.404535鋼渣粉2010磷渣粉2010硅灰1010復(fù)合摻合料0.4055450.404535普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)3.0.8 對于有預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)設(shè)計(jì)要求的工程，混凝土中最大堿含量不應(yīng)大于，并宜摻用適量粉煤灰等礦物摻合料；對于礦物摻合料堿含量，

7、粉煤灰堿含量可取實(shí)測值的1/6，粒化高爐礦渣粉堿含量可取實(shí)測值的1/2。 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按照下列規(guī)定確定：1）當(dāng)具有近1個(gè)月3個(gè)月的同一品種、同一強(qiáng)度等級混凝土的強(qiáng)度資料時(shí)，其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下式計(jì)算： n試件組數(shù)，n值應(yīng)大于或者等于30。普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)對于強(qiáng)度等級不大于C30的混凝土：當(dāng)計(jì)算值不小于時(shí)，應(yīng)按照計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)計(jì)算值小于時(shí)，應(yīng)取。對于強(qiáng)度等級大于C30且不大于C60的混凝土：當(dāng)計(jì)算值不小于時(shí)，應(yīng)按照計(jì)算結(jié)果取值；當(dāng)計(jì)算值小于時(shí)，應(yīng)取。普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)當(dāng)沒有近期的同一品種、同一強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度資料時(shí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可按表取值

8、。 4.0.3 遇有下列情況時(shí)應(yīng)提高混凝土配制強(qiáng)度： 1現(xiàn)場條件與試驗(yàn)室條件有顯著差異時(shí)； 2C30等級及其以上強(qiáng)度等級的混凝土，采用非統(tǒng)計(jì)方法評定時(shí)。 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值C20C25C45C50 C554.05.06.0普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)5.1.1 混凝土強(qiáng)度等級不大于C60等級時(shí)，混凝土水膠比宜按下式計(jì)算：當(dāng)膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度無實(shí)測值時(shí)，公式（）中的fb值可按下式計(jì)算： 當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不小于C60時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)表5.1.1-1 粉煤灰影響系數(shù)f和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)s 摻量（%） 種類粉煤灰影響系數(shù)f?；郀t礦

9、渣粉影響系數(shù)s01.001.00100.850.951.00200.750.850.951.00300.650.750.901.00400.550.650.800.9050-0.700.85普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)當(dāng)水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度無實(shí)測值時(shí)，公式）中的fce值可按下式計(jì)算：表5.1.1-2 水泥強(qiáng)度等級值的富余系數(shù)c 水泥強(qiáng)度等級值32.542.552.5富余系數(shù)1.121.161.10普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn) 回歸系數(shù)a和b宜按下列規(guī)定確定：1根據(jù)工程所使用的原材料，通過試驗(yàn)建立的水膠比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式來確定；2當(dāng)不具備上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可按表選用。表5.1.2 回歸系數(shù)a、

10、b選用表 粗骨料品種系數(shù)碎石卵石a0.53 0.49b0.200.13砂率1 砂率應(yīng)根據(jù)骨料的技術(shù)指標(biāo)、混凝土拌合物性能和施工要求，參考既有歷史資料確定。2 當(dāng)缺乏砂率的歷史資料可參考時(shí)，混凝土砂率的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：1）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。（干硬性混凝土）2）坍落度為10mm60mm的混凝土，其砂率可根據(jù)粗骨料品種、最大公稱粒徑及水膠比按表選取。3）坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可經(jīng)試驗(yàn)確定，也可在表的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1的幅度予以調(diào)整。表普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)應(yīng)至少采用三個(gè)不同的配合比。當(dāng)采用三個(gè)不同的配合比時(shí)，其中一個(gè)應(yīng)為本規(guī)程

11、第條確定的試拌配合比，另外兩個(gè)配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加和減少，用水量應(yīng)與試拌配合比相同，砂率可分別增加和減少1。6.2.4 配合比調(diào)整后，應(yīng)對設(shè)計(jì)要求的混凝土耐久性能進(jìn)行試驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)規(guī)定的耐久性能要求的配合比方可確定為設(shè)計(jì)配合比。普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)3.0.3 控制最大水膠比是保證混凝土耐久性能的重要手段，而水膠比又是混凝土配合比設(shè)計(jì)的首要參數(shù)。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010對不同環(huán)境條件的混凝土最大水膠比作了規(guī)定。3.0.4 在控制最大水膠比條件下，表中最小膠凝材料用量是滿足混凝土施工性能和摻加礦物摻合料后滿足混凝土耐久性能的膠凝材料用量下限。普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)

12、 規(guī)定礦物摻合料最大摻量主要是為了保證混凝土耐久性能。當(dāng)采用超出表和表給出的礦物摻合料最大摻量時(shí)，全然否定不妥，通過對混凝土性能進(jìn)行全面試驗(yàn)論證，證明結(jié)構(gòu)混凝土安全性和耐久性可以滿足設(shè)計(jì)要求后，還是能夠采用的。 普通配合比設(shè)計(jì)新規(guī)范的要點(diǎn)在沒有特殊規(guī)定的情況下，混凝土強(qiáng)度試件在28d齡期進(jìn)行抗壓試驗(yàn)；當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)定采用60d或90d等其它齡期強(qiáng)度時(shí)，混凝土強(qiáng)度試件在相應(yīng)的齡期進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。配合比設(shè)計(jì)的原則與注意事項(xiàng)低水膠比對現(xiàn)代混凝土很重要，依靠高效減水劑和優(yōu)質(zhì)礦物細(xì)粉摻合料實(shí)現(xiàn)混凝土的低水膠比。不能過分地提高膠凝材料的用量。膠凝材料過多，不僅成本高，混凝土的體積穩(wěn)定性也差，同時(shí)，對獲得高的強(qiáng)度意

13、義不大。應(yīng)該通過合理調(diào)整粗細(xì)骨料用量及砂率控制空隙率，實(shí)現(xiàn)較低水膠比下的良好和易性。技術(shù)理念的改變技術(shù)理念的改變配合比設(shè)計(jì)的原則與注意事項(xiàng)GB/T50476-2008 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范條款配合比設(shè)計(jì)的原則與注意事項(xiàng)GB/T50476-2008 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范條款環(huán)境類別與作用等級B.1 配筋混凝土的膠凝材料中，礦物摻和料用量占膠凝材料總量的比值應(yīng)符合下表規(guī)定。3.4.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)同時(shí)滿足構(gòu)件承載能力和耐久性的設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)混凝土性能技術(shù)規(guī)范 表不同等級混凝土最大漿骨比和用水量強(qiáng)度等級最大漿骨體積比最大用水量（kg/m3）C30C50（不含C50）0.3217

14、0C50C60（含C60）0.35160C60以上（不含C60）0.38150粗骨料最大粒徑選擇表環(huán)境條件水溶性氯離子最大含量（%，水泥用量的質(zhì)量百分比）鋼砼預(yù)應(yīng)力砼素砼干燥環(huán)境0.300.061.00潮濕但不含氯離子的環(huán)境0.20潮濕且含有氯離子的環(huán)境、鹽漬土環(huán)境0.10除冰鹽等侵蝕性物質(zhì)的腐蝕環(huán)境0.064 基本規(guī)定（最小含氣量）4.7 長期處于潮濕或水位變動(dòng)的寒冷和嚴(yán)寒環(huán)境、以及鹽凍環(huán)境的混凝土應(yīng)摻用引氣劑。引氣劑摻量應(yīng)根據(jù)混凝土含氣量要求經(jīng)試驗(yàn)確定；摻用引氣劑的混凝土最小含氣量應(yīng)符合表的規(guī)定，最大不宜超過7.0%。摻加適量引氣劑有利于混凝土的耐久性，尤其對于有較高抗凍要求的混凝土，摻加

15、引氣劑可以明顯提高混凝土的抗凍性能。引氣劑摻量要適當(dāng)，引氣量太少作用不夠，引氣量太多混凝土強(qiáng)度損失較大。表粗骨料最大公稱粒徑（mm）混凝土最小含氣量（%）潮濕或水位變動(dòng)的寒冷和嚴(yán)寒環(huán)境鹽凍環(huán)境40.04.55.025.05.05.520.05.56.0吳中偉提出的簡易配合比設(shè)計(jì)方法的基本原則是要求砂石有最小的混合空隙率，按絕對體積法原理計(jì)算。具體步驟和實(shí)例如下： 簡易配合比設(shè)計(jì)方法1) 首先選擇高性能混凝土平均或常用性能指標(biāo)作為基準(zhǔn)，或選用工程要求的性能為基準(zhǔn)，然后再試配調(diào)整，滿足其他條件或要求。例如要求耐久性為低滲透性，要求用Nernst-Einstein法測定的氯離子擴(kuò)散系數(shù)為(50100

16、)10-14m2/s，配制強(qiáng)度為4050MPa，工作性要求坍落度為180200mm，1h坍落度損失不大于10%，無離析等。2) 求砂石混合空隙率，選擇最小值可先從砂率38%40%開始，將不同砂石比的砂石混合，分三次裝入一個(gè)1520L的不變形的容重筒中，用直徑為15mm的圓頭搗棒各插搗30下(或在振動(dòng)臺上振動(dòng)至試料不再下沉為止)，刮平表面后稱量，并換算成松椎密度0 (kg/m3),測出砂石混合料的混合表觀密度(kg/m3)，一般為3左右。計(jì)算，最經(jīng)濟(jì)的混合空隙率約為16%，一般為20%22%。3) 計(jì)算膠凝材料漿量膠凝材料漿量等于砂石混合空隙體積加富余量。膠凝材料漿富余量取決于工作性要求和外加劑

17、性質(zhì)和摻量，可先按坍落度180200mm估計(jì)為8%10%，由試拌決定。假設(shè)為8%，為20%，則漿體積為+8%=28%，即280L/m3。4) 計(jì)算各組分用量設(shè)選用水膠比為，摻入磨細(xì)礦渣30%，水泥密度為3，磨細(xì)礦渣密度為3，則即1L漿用膠凝材料。1 m3膠凝材料總用量 = 2801.35 =378 kg/m3水泥用量 = 3780.7 =265 kg/m3礦渣用量 = 3780.3 =113 kg/m3水用量 = 3780.4 =151kg/m3集料總用量 = (1000-280)2.65 =1908 kg/m3砂用量 = 190840% =763 kg/m3 石用量 = 1908-763 =

18、1145 kg/m3因引入了漿體積富余量，總體積略超過1m3，故所計(jì)算的各材料用量總需按實(shí)測的表觀密度校正。5) 或按15L筒試配的砂石量+以上膠凝材料和水各量的1.5%，摻入外加劑試拌，測坍落度和流動(dòng)度。如不符，則調(diào)整富余量或外加劑摻量。達(dá)到要求后，再裝入筒中稱量筒中混凝土和多余混凝土拌合物質(zhì)量，求出混凝土表觀密度，并校正各計(jì)算量。一般允許坍落度誤差為40mm，富余量誤差為1.5%。在以上基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試拌，求得符合要求的合理、經(jīng)濟(jì)的配合比。但針對此方法提出兩點(diǎn)改進(jìn)建議，第一是漿體富余量在8%以上，不一定在810%之間，由試拌決定。第二是粗骨料應(yīng)該采取兩個(gè)以上粒級混拌的方法，使混拌后的粗骨料

19、空隙率小于42%。據(jù)以飽和面干骨料的配合比設(shè)計(jì) 清華大學(xué)廉慧珍教授針對當(dāng)代混凝土的特點(diǎn)，提出了“當(dāng)代混凝土配合比要素的選擇和配合比計(jì)算方法的建議”。當(dāng)代混凝土配合比選擇的內(nèi)容實(shí)際上是水膠比、漿骨比、砂石比和礦物摻和料在膠凝材料中的比例等四要素的確定，以及按照滿足施工性要求的前提下緊密堆積原理的計(jì)算方法。 混凝土各組成材料的關(guān)系和性質(zhì)及其作用和影響 由圖可看出，混凝土配合比四要素都影響拌和物與硬化混凝土性能，當(dāng)決定混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性的水膠比確定之后，所有要素都影響拌和物施工性能。施工是保證混凝土質(zhì)量的最后的和最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，則考慮漿體濃度的因素、按拌和物的施工性能選擇拌和物的砂石比與漿骨比，就是混

20、凝土配合比選擇的主要因素。其中漿骨比是保證硬化前后混凝土性能的核心因素。無論是改變水膠比，還是礦物摻和料用量，調(diào)整配合比時(shí)應(yīng)使用等漿體體積法，以保持漿骨比不變。 確定混凝土配合比的原則 1) 按具體工程提供的混凝土技術(shù)要求選擇原材料和配合比2) 注重骨料級配和粒形，按最大松堆密度法優(yōu)化級配骨料，但級配后空隙率應(yīng)不大于42%；3) 按最小漿骨比(即最小用水量或膠凝材料總量)原則，盡量減小漿骨比，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級和最小膠凝材料總量的原則確定漿骨(體積)比，按選定的漿骨比得到1m3混凝土拌和物漿體體積和骨料體積；計(jì)算骨料體積所使用的密度應(yīng)當(dāng)是飽和面干狀態(tài)下所測定的；4) 按施工性要求選擇砂石比，按

21、混凝土技術(shù)要求中的混凝土目標(biāo)性能確定礦物摻和料摻量和水膠比。5) 分別按絕對體積法用漿體體積計(jì)算膠凝材料總量和用水量；用骨料體積計(jì)算砂、石用量。調(diào)整水膠比時(shí)，保持漿體體積不變。6) 根據(jù)工程特點(diǎn)和技術(shù)要求選擇合適的外加劑，用高效減水劑摻量調(diào)整拌和物的施工性。7) 由于水泥接觸水時(shí)就開始水化，拌和物的實(shí)際密實(shí)體會(huì)積略小于各材料密度之和，則當(dāng)未摻入引氣劑時(shí)，可不考慮攪拌時(shí)挾入約1%的空氣。 混凝土配合比四要素的選擇 1) 水膠比 對有耐久性要求的混凝土，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工給出混凝土技術(shù)要求中的最低強(qiáng)度等級，按保證率95%確定配制強(qiáng)度；以最大水膠比作為初步選水膠比，再依次減小百分點(diǎn)取35個(gè)水膠比試配

22、，得出水膠比和強(qiáng)度的直線關(guān)系，找出上述配制強(qiáng)度所需要的水膠比，進(jìn)行再次試配。 或按無摻和料的普通混凝土強(qiáng)度-水灰比關(guān)系選擇一個(gè)基準(zhǔn)水灰比，摻入粉煤灰后再按等漿骨比調(diào)整水膠比。一般，有耐久性要求的中等強(qiáng)度等級混凝土，摻用粉煤灰超過30%時(shí)（包括水泥中已含的混合材料），水膠比宜不超過。 2) 漿骨(體積)比 在水膠比一定的情況下的用水量或膠凝材料總量，或骨料總體積用量即反映漿骨比。對于泵送混凝土，可按表7-3選擇，或按GB/T 50746-2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范對最小和最大膠凝材料的限定范圍，由試配拌和物工作性確定，取盡量小的漿骨比值。水膠比一定時(shí)，漿骨比小的，強(qiáng)度會(huì)稍低、彈性模量會(huì)稍高

23、、體積穩(wěn)定性好、開裂風(fēng)險(xiǎn)低，反之則相反。強(qiáng)度等級漿體百分率（漿骨體積比） 用水量 （kg/m3）C30C50（不含C50）0.32（12）175C50C60（含C60）0.35（11.86）160C60以上（不含C60）0.38（11.63）145不同等級混凝土最大漿骨比 3) 砂石比 通常在配合比中的砂石比，以一定漿骨比（或骨料總量）下的砂率表示。對級配良好的石子，砂石的選擇以石子松堆空隙率與砂的松堆空隙率乘積為為宜。一般，泵送混凝土砂率不宜小于36%，并不宜大于45%。為此應(yīng)充分重視石子的級配，以不同粒徑的兩級配或三級配后松堆空隙率不大于42%為宜。石子松堆空隙率越小，砂石比可越小。在水膠

24、比和漿骨比一定的條件下，砂石比的變動(dòng)主要可影響施工性和變形性質(zhì)，對硬化后的強(qiáng)度也會(huì)有所影響（在一定范圍內(nèi)，砂率小的，強(qiáng)度稍低，彈性模量稍大，開裂敏感性較低，拌和物粘聚性稍差，反之則相反）。 4) 礦物摻和料摻量 礦物摻和料的摻量應(yīng)視工程性質(zhì)、環(huán)境和施工條件而選擇。對于完全處于地下和水下的工程，尤其是大體積混凝土如基礎(chǔ)底板、咬合樁或連續(xù)澆注的地下連續(xù)墻、海水中的橋梁樁基、海底隧道底板或有表面處理的側(cè)墻以及常年處于干燥環(huán)境（相對濕度40%以下）的構(gòu)件等，當(dāng)沒有立即凍融作用時(shí)，礦物摻和料可以用到最大摻量（礦物摻和料占膠凝材料總量的最大摻量粉煤灰為50%，磨細(xì)礦渣為75%）； 一年中環(huán)境相對濕度變化較

25、大(冷天處在相對濕度為50%左右、夏季相對濕度70%以上）無化學(xué)腐蝕和凍融循環(huán)一般環(huán)境中的構(gòu)件，對斷面小、保護(hù)層厚度小、強(qiáng)度等級低的構(gòu)件（如厚度只有1015cm）的樓板，當(dāng)水膠比較大時(shí)（如大于），粉煤灰摻量不宜大于20%，礦渣摻量不宜大于30%（均包括水泥中已含的混合材料）。 不同環(huán)境下礦物摻和料的摻量選擇見GB/T 50746-2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范附錄B和條文說明附錄B。如果采取延長濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間或其他增強(qiáng)鋼筋的混凝土保護(hù)層密實(shí)度措施，則可超過以上限制?；炷僚浜媳冗x擇實(shí)例 1) 技術(shù)條件： 某濱海城市地下水位為-2m, 地下水中硫酸根離子和氯離子含量具有對混凝土結(jié)構(gòu)中等腐蝕程度；商

26、住樓地下兩層，底層車庫墻體厚度為350mm，設(shè)計(jì)使用年限為70年，保護(hù)層厚度為50mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C40/P8；混凝土澆筑季節(jié)最高氣溫33，最低氣溫21。要求施工期間每次連續(xù)澆筑100m3，寬度不大于的縱向裂縫不多于3條?；炷磷畲笏z比為，最小膠凝材料用量最小320kg/m3，最大450kg/m3；骨料最大粒徑25mm?；炷撂涠?80200mm，到達(dá)現(xiàn)場澆筑前坍落度應(yīng)為160180mm。2) 技術(shù)要點(diǎn) 確認(rèn)混凝土技術(shù)要求提供的工程所處環(huán)境為V-C級，對處于地下的350mm墻體熱天施工來說，應(yīng)按大體積混凝土考慮，以控制溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫為重點(diǎn)。3)原材料選擇水泥： 振興，已摻入粉煤灰2

27、0%，水化熱262 KJ/kg，密度3 ，氯離子含量0.6%，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量27%；粉煤灰；篩篩余量17%，密度3, 燒失量4.5%，需水量比103%；粗骨料510mm和1025mm以28級配后，表觀密度2.69 g/c/m3，自然堆積密度1620kg/m3，空隙率40%；細(xì)骨料：篩除5mm以上顆粒的河砂，表觀密度2.6 g/m3，松堆密度1432kg/m3，空隙率為45%。外加劑：略4) 配制強(qiáng)度的確定：略5) 混凝土配合比參數(shù)選擇水膠比：按技術(shù)要求最大值選用W/B為；砂石比：按最緊密堆積原則，根據(jù)石子空隙率，選取砂率為40%，則砂石質(zhì)量比為；體積比為0.672.672.60 =0.69 漿

28、骨比：選擇漿骨比為VpVA=3268，則3； 粉煤灰摻量：按GB/T 50746-2008混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明附錄B，對V-C 的環(huán)境作用有： 下限： 上限： 因擬摻入膨脹劑，為控制混凝土溫升，不宜再摻入礦渣粉；則上述限定中，單摻粉煤灰的摻量限定范圍為2550%，鑒于水泥中已摻入粉煤灰20%，現(xiàn)選擇粉煤灰摻量=30%。6) 初步配合比計(jì)算由材料條件知，并則計(jì)算得G=1080 kg/m3，S=724kg/m3最大(W)1B=C+ F ，則： 1m3中Vp VA=3268，則Vp =0.32 m3VB+VW=Vp =2.770.44=1.22 由上式：W=176kg/m3, B=400kg

29、/m3，由設(shè)定的粉煤灰摻量為30%，得知粉煤灰用量為120kg/m3。 水(WB)1P.O.42.5普通水泥粉煤灰砂石高效減水劑1760.4428012030%7241080略8) 試配、調(diào)整 略9) 生產(chǎn)配合比 按上述步驟另外分別計(jì)算出、的配合比，取得3組(B/W)- 性能關(guān)系，從中優(yōu)選出生產(chǎn)配合比。 改變水膠比時(shí)計(jì)算混凝土配合比的等漿體體積法舉例 按以上步驟另外分別計(jì)算出、的配合比，與一起，共取得3組(B/W)-性能關(guān)系，以備優(yōu)選生產(chǎn)配合比。 改變水膠比后漿體量發(fā)生變化，會(huì)影響到施工性，應(yīng)按等漿體體積進(jìn)行調(diào)整調(diào)整說明：水膠比時(shí)，漿量減小了8升，可能影響施工性，如增加9kg粉煤灰和4 kg水

30、，則漿體體積可增加到323升，可視為不變； 水膠比時(shí)，漿量減小了16升，如增加17kg粉煤灰和7kg水，則漿體量增加到323升，可視為不變； 調(diào)整后質(zhì)量水膠比不變，漿骨體積比不變，則砂石用量可不作調(diào)整，施工性不受影響； 如果調(diào)整水膠比后漿骨比減小，則拌和物體積會(huì)不足，從而影響施工性，可按新調(diào)整的水膠比增加漿量（即同時(shí)增加水和膠凝材料用量），骨料用量不變而不改變漿骨比； 盡管漿骨比不變，而漿體濃度可能有變化，可視膠凝材料的需水性，調(diào)整減水劑用量。 原材料膠凝材料(B)水(W)漿體數(shù)量W/B砂石密度（g/cm3） 2.712.602.69原配合比用量(kg/m3) 4001765760.44 72

31、41080體積(m3m3) 0.1480.1760.3240.2780.401改變水膠比后的配合比 計(jì)算用量(kg/m3)4001685680.42體積(m3m3)0.1480.1680.316調(diào)整用量(kg/m3)4091725810.42體積(m3m3)0.1510.1720.323計(jì)算用量(kg/m3)400160560 0.40體積(m3m3)0.1480.1600.308調(diào) 整用量(kg/m3)4171675840.40體積(m3m3)0.1560.1670.323改變水膠比后按等漿體體積進(jìn)行調(diào)整配合比的計(jì)算 改變礦物摻和料摻量時(shí)計(jì)算配合比的等漿體體積法舉例 如果已有一無摻和料的硅酸

32、鹽水泥混凝土的配合比，當(dāng)摻入粉煤灰后，需用等漿體體積，保持原配比的漿骨比不變，以保持混凝土的積穩(wěn)定性。假定混凝土原配合比如表中所示，摻入粉煤灰30%，按粉煤灰特性，摻入粉煤灰的混凝土水膠比必須不大于。計(jì)算配合比步驟見表 等漿體體積法計(jì)算過程舉例 原材料水泥(c)水(w)FA(30%)漿體數(shù)量W/B砂石密度（g/cm3）3.1012.42.612.67原配合比用量(kg/m3)34719805450.576811151體積(m3m3)0.1120.19800.3100.2610.431簡單等量取代摻入粉煤灰用量(kg/m3)243198104545體積(m3m3)0.0780.1980.0430

33、.319摻粉煤灰后保持漿骨比計(jì)算用量(kg/m3)243188104545 0.546811151體積(m3m3)0.0780.1880.0430.3100.2610.431按耐久性要求水膠比為0.44用量(kg/m3)243153104500 0.44體積(m3/ m3)0.0780.1530.0430.274按保持原漿骨比調(diào)整需增加體積(m3 / m3)0.0100.0200.0060.036用量(kg/m3)273173118564 0.446811151體積(m3 / m3)0.0880.1730.0490.3100.2610.431計(jì)算說明實(shí)測各原材料密度計(jì)算1 m3中原漿體體積 V

34、p=Vc+Vw=0.112+0.198=0.310 m3 ；摻入粉煤灰30%等量取代水泥后：粉煤灰用量為3470.3=104kg，實(shí)測粉煤灰密度為2.4 g/cm3則漿體體積為104/2400=0.043 m3；水泥用量為347-104=243kg, 實(shí)測水泥密度為m3，則體積為243/3100=0.078 m3漿體體積為：0.078+0.043+0.198=0.319 m3；計(jì)算說明 要保持漿體體積仍為0.310 m3不變，需減水0.01 m3，用水量從198 kg/ m3減為188 kg/m3，則水膠比應(yīng)為；摻粉煤灰的混凝土水膠比應(yīng)不大于，并隨粉煤灰摻量的增加而降低，現(xiàn)摻量為30%時(shí)，按耐

35、久性要求設(shè)水膠比為，用水量為3470.44 =153 kg。漿體體積為0.153+0.078+0.043=0.274 m3，則漿體體積不足。計(jì)算說明 為保持原漿骨比，需增加漿體。按漿體中原比例調(diào)整，增加水 m3，增加水泥 m3，增加粉煤灰 m3。2) 計(jì)算結(jié)果摻30%粉煤灰的混凝土配合比計(jì)算結(jié)果見表材料水泥水粉煤灰漿體總量水膠比砂石拌和物表觀密度質(zhì)量kg/m32731731175600.4468111512392體積m3/m30.0880.1730.0490.3100.440.2610.4311結(jié)果，膠凝材料總用量從347 kg/m3增加到390 kg/m3，但因用水量減少，故漿體體積不變，即

36、漿骨比保持不變。無論是經(jīng)過優(yōu)選還是經(jīng)過調(diào)整得出的配合比，都必須再經(jīng)過試拌。 需要說明的問題據(jù)以骨料飽和面干的配合比設(shè)計(jì)方案是要求骨料飽和面干狀態(tài)的。（實(shí)驗(yàn)室將提供風(fēng)干砂和飽和面干砂）抗?jié)B混凝土 抗?jié)B混凝土的原材料應(yīng)符合下列規(guī)定：1水泥宜采用普通硅酸鹽水泥 4粉煤灰等級應(yīng)為級或級。 大量抗?jié)B混凝土用于地下工程，為了提高抗?jié)B性能和適合地下環(huán)境特點(diǎn)，摻加外加劑和礦物摻合料十分有利。在以膠凝材料最小用量作為控制指標(biāo)的情況下，采用普通硅酸鹽水泥有利于提高混凝土耐久性能和進(jìn)行質(zhì)量控制。骨料粒徑太大和含泥（包括泥塊）較多都對混凝土抗?jié)B性能不利。 2 抗凍混凝土 抗凍混凝土的原材料應(yīng)符合下列規(guī)定 6在鋼筋混凝

37、土和預(yù)應(yīng)力混凝土中不得摻用含有氯鹽的防凍劑；在預(yù)應(yīng)力混凝土中不得摻用含有亞硝酸鹽或碳酸鹽的防凍劑。采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制抗凍混凝土是一個(gè)基本做法；骨料含泥（包括泥塊）較多和骨料堅(jiān)固性差都對混凝土抗凍性能不利。一些混凝土防凍劑中摻用氯鹽，如果采用會(huì)引起混凝土中鋼筋銹蝕，導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)混凝土耐久性問題?；炷镣饧觿?yīng)用技術(shù)規(guī)范GB50119規(guī)定含亞硝酸鹽或碳酸鹽的防凍劑嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。2 抗凍混凝土 抗凍混凝土配合比應(yīng)符合下列規(guī)定：1最大水膠比和最小膠凝材料用量（增加的）應(yīng)符合表的規(guī)定 2復(fù)合礦物摻合料摻量宜符合表的規(guī)定；其它礦物摻合料摻量宜符合本規(guī)程表的規(guī)定 （增加）在通常

38、水膠比情況下，混凝土中摻入過量礦物摻合料也對混凝土抗凍性能不利。混凝土中摻用引氣劑是提高混凝土抗凍性能的有效方法之一。 3泵送混凝土 泵送混凝土配合比應(yīng)符合下列規(guī)定：1膠凝材料用量不宜小于300kg/m3；2砂率宜為35%45%；3.泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比不宜大于0.60;（刪除內(nèi)容）如果膠凝材料用量太少，水膠比大則漿體太稀，黏度不足，混凝土容易離析，水膠比小則漿體不足，混凝土中骨料量相對過多，這些都不利于混凝土的泵送。4 泵送混凝土4.3 泵送混凝土試配時(shí)要求的坍落度值應(yīng)按下式計(jì)算： Tt試配時(shí)要求的坍落度值（mm）；Tp入泵時(shí)要求的坍落度值（mm）；T試驗(yàn)測得的預(yù)計(jì)出機(jī)到泵送時(shí)間段內(nèi)的坍落度損失值（mm）。泵送混凝土出機(jī)到泵送時(shí)間段內(nèi)的坍落度經(jīng)時(shí)損失控制在30mm/h以內(nèi)比較好。5 大體積混凝土 大體積混凝土所用的原材料應(yīng)符合下列規(guī)定：1水泥宜采用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，水泥的3d和7d水化熱應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定