高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)法應(yīng)用的探討

關(guān)于高性能混凝土配合比全設(shè)計(jì)法應(yīng)用的探討侯桂華王孟軍(淄博意齊混凝土有限公司，臨淄，255400)摘要：本文討論了高性能混凝土配合比全計(jì)算法在混凝土攪拌站應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題：1．漿體體積2．水泥與細(xì)摻合料的比例3．容重關(guān)鍵詞：全計(jì)算法；漿體體積；水泥與細(xì)摻合料的比例；容重Abstract：Thepaperdiscussesthethreepointsthatweshouldpayattentiontowhentheconcertcompaniesapplythe“Fullcalculation”methodtodesigntheirconcretecomponents．1．volumeofcementpaste2．ratiobetweencementandfineadmixture3．densityKeywords：“FullCalculation”volumeofcementpasteratiobetweencementandfine1．引言眾所周知，隨著人口的逐年增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源危機(jī)日益逼近。建材產(chǎn)業(yè)作為耗能大戶，更應(yīng)響應(yīng)兩會(huì)的“樹(shù)立科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建和諧社會(huì)”的號(hào)召，社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，不能以“吃子孫后代的飯”為代價(jià)。實(shí)現(xiàn)商品混凝土的綠色化、高性能化，是時(shí)代賦于我們商品混凝土公司技術(shù)人員的歷史使命。同時(shí)，由于商品混凝土公司的建立如雨后春筍，使起初供不應(yīng)求的市場(chǎng)格局很快發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在保證質(zhì)量的前提下盡量降低混凝土的原材料成本，提高本公司混凝土的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，更是我們商品混凝土公司技術(shù)人員的本職工作。如何進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)才能“內(nèi)外兼修”，實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)任務(wù)的“雙盈”?對(duì)高性能混凝土(HighPerformanceConcrete)的概念，大家已經(jīng)逐漸取得了共識(shí)，即HPC并非高強(qiáng)混凝土，其主要特征是高耐久性、一定的強(qiáng)度和大工作性。即使低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土通過(guò)技術(shù)手段也能實(shí)現(xiàn)高性能化。(1)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范不適用于HPC，HPC的配合比設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了一系列的研究探討過(guò)程。其中陳建奎教授和王棟民博士的配合比全計(jì)算法（1）已被許多攪拌站成功應(yīng)用，也使許多使用者受益非淺。筆者也根據(jù)配合比全計(jì)算法及當(dāng)?shù)厮迷牧系募夹g(shù)指標(biāo)，將常用的混凝土配比進(jìn)行了計(jì)算及試驗(yàn)?，F(xiàn)就此方法在計(jì)算、試驗(yàn)過(guò)程中看到的幾個(gè)應(yīng)注意的問(wèn)題發(fā)表一下自己的看法，望與大家交流。2．最少水泥用量2．1試驗(yàn)用原材料技術(shù)指標(biāo)如下：表1水泥：山東鋁業(yè)集團(tuán)水泥廠生產(chǎn)的山鋁32．5R普硅抗壓強(qiáng)度(Mpa)抗折強(qiáng)度(Mpa)密度標(biāo)準(zhǔn)稠度3天28天3天28天g/cm3用水量(％)細(xì)度(％)初凝時(shí)間終凝時(shí)間21.438.04.57.92.927.84.02h：40min3h：54min表2．粉煤灰：辛店華能電廠II級(jí)灰，主要技術(shù)指標(biāo)如下：需水量比細(xì)度(％)燒失量(％)SO3(％)密度(g/cm3)10216.25.6O．782.1表3．石子：淄博市臨淄區(qū)邊河鄉(xiāng)5—31．5mm碎石含泥量(％)泥塊含量(％)堆積密度(g/cm3)緊密密度(g/cm3)表觀密度(g/cm3)空隙率(％)0.5O15301705271244表4．砂：淄博市臨淄區(qū)邊河鄉(xiāng)中砂含泥量(％)泥塊含量(％)堆積密度(g/cm3)緊密密度(g/cm3)表觀密度(g/cm3)細(xì)度模數(shù)1.80.61570168026203．O表5．外加劑：淄博建華建材萘系高濃減水劑FDN，主要指標(biāo)如表6，減水率與摻量的關(guān)系曲線見(jiàn)圖1。(由于攪拌站多使用液體外加劑，可通過(guò)作外加劑的減水率曲線的方法確定其摻量)表6．減水劑FDN的主要指標(biāo)密度(g/cm3)固含量(％)Na2S04含量(%)PH值1.2240.61.68圖1．FDN減水率與摻量的關(guān)系2．2用配合比全計(jì)算法進(jìn)行C30混凝土配合比的計(jì)算。VC+Vf+Vw+Va=Ve，但此摻量是否就是礦物摻合料在水泥中的最佳摻量呢?若按水泥比重3．1g／cm3，粉煤灰比重2．1g／cm3，則按此方法計(jì)算的礦物摻合料的重量摻量為18％，但有試驗(yàn)研究證明：混凝土中粉煤灰摻量為30％時(shí)，混凝土具有最佳綜合性能。(4)而另一主要礦物摻合料——磨細(xì)礦渣通常在混凝土中的摻量為30．50％時(shí)，是比較適宜的。因此，在用全計(jì)算法進(jìn)行礦物摻合料的計(jì)算時(shí)，可結(jié)合水泥的性質(zhì)、摻合料的性質(zhì)等權(quán)衡考慮，找到質(zhì)量與成本的平衡點(diǎn)，再結(jié)合工程上的特殊需要，確定合適的摻量。（5）第三，筆者試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用全計(jì)算法算出的混凝土容重較實(shí)際容重普遍偏低，而且設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)越低越明顯。這可能是由于混凝土各組成材料并不具有絕對(duì)的體積加和性所導(dǎo)致的。因此，筆者認(rèn)為，在計(jì)算砂、石用量時(shí)，仍可沿用JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》中的方法，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先假定混凝土容重，確定合適的砂率，從而計(jì)算出每方混凝土的砂、石重量。因?yàn)閷?duì)攪拌站來(lái)講，用哪種原材料，配制多大標(biāo)號(hào)的混凝土，其砂率多少，容重幾何，已了然在胸，很容易根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。另外，混凝土的實(shí)際容重和坍落度有很大關(guān)系。因?yàn)樗腔炷粮鹘M成材料中比重最小的，其它材料的比重都是水的2～3倍，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，配比中每減少10公斤水的重量，混凝土的實(shí)際容重約增加30公斤。3．結(jié)語(yǔ)綜上所述，商品混凝土公司在運(yùn)用高性能混凝土配合比全計(jì)算法進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：1．對(duì)坍落度20cm的泵送混凝土，漿體體積設(shè)計(jì)為300升，對(duì)坍落度10cm的非泵送混凝土，漿體體積設(shè)計(jì)為270升，即可滿足施工的工作性要求，又可更多地節(jié)約資源，降低成本。2．水泥與細(xì)摻合料的比例不必遵循體積比3：1的規(guī)則，可通過(guò)試驗(yàn)確定。3．砂、石用量用全計(jì)算法確定會(huì)使混凝土容重偏低，可仍沿用JGJ55-2000的方法。參考文獻(xiàn)：[1]蔣爾忠，崔源聲，《面向可持續(xù)發(fā)展的水泥工業(yè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，P224～227[2]振鐸，關(guān)于混凝土最小水泥用量的討論，《混凝土》，2005年第二期[3]游華菊，田先忠三峽工程混凝土施工新技術(shù)綜述，《商品混