高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)-高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)

1/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法3.P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法2/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法2、配合比設(shè)計(jì)步驟（1）估計(jì)拌和水用量根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)的要求，估計(jì)拌和水用量。3/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法情況1：硅酸鹽水泥。情況2：用占總膠結(jié)料體積約25%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰和磨細(xì)礦渣等量取代水泥。情況3：用占總膠結(jié)料體積約10%的硅灰和15%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰混合等量取代水泥。4/702、配合比設(shè)計(jì)步驟（1）估計(jì)拌和水用量根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)的要求，估計(jì)拌和水用量。5/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法（2）計(jì)算漿體體積組成用漿體體積0.35m3,減去上一步驟估計(jì)的用水量和0.02m3空氣含量，按細(xì)摻料的三種情況計(jì)算漿體體積組成6/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法（3）估計(jì)集料用量集料總量為0.65m3,強(qiáng)度等級(jí)A的第一盤配料粗、細(xì)集料用量體積分別為0.39m3（60%）和0.26m3（40%）。其他強(qiáng)度等級(jí)隨著強(qiáng)度的提高用水量減小而塑化劑摻量加大，粗、細(xì)集料用量體積比可稍減?。簭?qiáng)度等級(jí)B為1.95（61%）:3.05,強(qiáng)度等級(jí)C為1.90（62%）:3.10,強(qiáng)度等級(jí)D為1.85（63%）:3.15,強(qiáng)度等級(jí)E（64%）為1.80:3.207/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法（4）計(jì)算混凝土中各材料用量通常所用原材料的密度為：硅酸鹽水泥3.14g/cm3,C級(jí)粉煤灰（即CaO含量小于5%的低鈣灰）或磨細(xì)礦渣2.5g/cm3;凝聚硅灰2.1g/cm3;天然砂2.65g/cm3;普通碎石2.70g/cm3。表5-5為第一盤試配料配合比實(shí)例。8/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法9/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法10/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法漿體體積0.35m3:水、空氣、膠凝材料總量水：最大用水量160kg/m3，體積0.16m311/70漿體體積0.35m3:水、空氣、膠凝材料總量水：最大用水量160kg/m3，體積0.16m3空氣：0.02m312/70漿體體積0.35m3:水、空氣、膠凝材料總量水：最大用水量160kg/m3，體積0.16m3空氣：0.02m3膠凝材料：體積（0.35-0.02-0.16）=0.17m3，密度硅酸鹽水泥3.14g/cm3,水泥用量：0.17*3.14*103=534kg13/70集料用量體積0.65m3粗、細(xì)集料分別為0.39m3（60%）和0.26m3（40%）密度：普通碎石2.70g/cm3，天然砂2.65g/cm3;粗集料用量：0.39*2.7*103=1053kg取1050kg細(xì)集料用量0.26*2.65*103=689kg取690kg14/7015/70情況2：用占總膠結(jié)料體積約25%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰和磨細(xì)礦渣等量取代水泥。水泥：534*75%=400kg摻合料：534*25%=133kg不等于106？16/70情況2：用占總膠結(jié)料體積約25%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰和磨細(xì)礦渣等量取代水泥。水泥：0.17*75%*3.14*m3=400kg摻合料：0.17*25%*2.5g/cm3*103=106kg17/70情況3：用占總膠結(jié)料體積約10%的硅灰和15%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰混合等量取代水泥。18/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法3.P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法19/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法20/70P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法美國的P.K.Mehta提出的配比設(shè)計(jì)方法是一種半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性的方法。其基本要點(diǎn)是：[1]對適當(dāng)?shù)拇旨?，為得到高的體積穩(wěn)定性，膠結(jié)漿體與集料的體積分別占35%和65%為宜；[2]根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定用水量；[3]混凝土的膠結(jié)料組成有三種選擇：a、純水泥；b、水泥+礦渣(或粉煤灰)，體積比為75：25；c、水泥+粉煤灰+硅粉，體積比為75：15：10；[4]高效減水劑的摻量可取1%；[5]混凝土的粗細(xì)集料體積比對強(qiáng)度等級(jí)A可取3：2，對強(qiáng)度等級(jí)B-E可適當(dāng)增大確定高性能混凝土拌和物配合比的方法配合比設(shè)計(jì)路線（1）漿集比固定漿集體積比35：65可以很好地解決強(qiáng)度、工作性和尺寸穩(wěn)定性之間的矛盾，配制出理想的高性能混凝土。對于加入超塑化劑的混凝土需進(jìn)行強(qiáng)力攪拌，因此在不摻引氣劑時(shí)，混凝土中一般也含有2%的空氣。因抗凍性要求而使用引氣劑時(shí)，含氣量設(shè)定為5~6%。在漿體中要扣除這部分空氣體積。（2）用水量對于傳統(tǒng)混凝土，用水量的選擇取決于混凝土的坍落度和石子最大粒徑。而高性能混凝土的石子最大粒徑為20~25mm，變化范圍很??；坍落度為200~250mm,變化范圍也很小，而且可以通過外加劑摻量來控制。因此，用水量的選擇不必考慮上述這兩個(gè)因素，而應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度來選擇。21/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法（3）礦物細(xì)摻料按照細(xì)摻料的摻量，可簡單的劃分以下三種情況：硅酸鹽水泥。用占總膠結(jié)料體積約25%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰和磨細(xì)礦渣等量取代水泥。用占總膠結(jié)料體積約10%的硅灰和15%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰混合等量取代水泥。（4）減水劑

減水劑應(yīng)通過試驗(yàn)，根據(jù)與水泥的相容性，建議第一盤試配用1%（）。在生產(chǎn)時(shí)，往往先加入總量的2/3或3/4，到現(xiàn)場再加入其余部分。22/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法（5）砂率

砂率取決于粗集料的級(jí)配和粒形。高性能混凝土的漿體數(shù)量較大，第一盤試配料中粗細(xì)集料的比例以3：2為宜，即砂率為40%。23/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法24/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法3.P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法25/701.美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）的方法高性能砼配合比主要方法2.法國路橋中心實(shí)驗(yàn)室(LCPC)提出的方法P.K.Mehta的半經(jīng)驗(yàn)半試驗(yàn)性方法4.P.L.J.Domone等提出的方法高性能混凝土拌和物配合比的方法（5）試配和調(diào)整以上方法中有很多假設(shè)，因此必須用現(xiàn)場使用的原材料經(jīng)多次試配，逐漸調(diào)整。坍落度主要用超塑化劑摻量來調(diào)整。增加超塑化劑摻量可能引起拌和物離析、泌水和緩凝。此時(shí)可增加砂率和減小砂的細(xì)度模量來克服離析、泌水現(xiàn)象。3、現(xiàn)場和試驗(yàn)室配合比驗(yàn)證由于我國地域遼闊，工程材料使用量大，原材料質(zhì)量難于穩(wěn)定。例如，相同標(biāo)號(hào)的南方和北方水泥的性質(zhì)由于受水泥生產(chǎn)原料和工藝的影響而區(qū)別較大；高效減水劑市場較亂，性能不夠理想；砂石生產(chǎn)的質(zhì)量不規(guī)范等等，因此目前使用很低用水量的困難還很大。26/70確定高性能混凝土拌和物配合比的方法配合比基本步驟1、確定基本滿足強(qiáng)度和耐久性要求的初步配合比2、在實(shí)驗(yàn)室實(shí)配、檢測、進(jìn)行工作性調(diào)整確定混凝土基準(zhǔn)配合比。3、通過對水灰比的微調(diào)，確定水泥用量最少但強(qiáng)度能滿足要求的實(shí)驗(yàn)室配合比。（設(shè)計(jì)配合比）4、考慮砂石的含水率計(jì)算施工配合比（實(shí)際配合比）27/70高性能混凝土拌和物配合比參數(shù)的選擇

水灰比（mw/mc

）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)。28/70凝膠材料水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率βw水灰比mw/mc與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動(dòng)性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)高性能混凝土拌和物配合比參數(shù)的選擇29/70由這些設(shè)計(jì)方法看出，HPC配比設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，沒有統(tǒng)一的條條框框。選擇合適的原材料，優(yōu)化配比參數(shù)，或是根據(jù)合理的性能－配比參數(shù)關(guān)系模型，有目的地進(jìn)行少量的試配，然后由試配結(jié)果使關(guān)系模型中的參數(shù)具體化，便是高性能混凝土配比設(shè)計(jì)的合理途徑。確定高性能混凝土拌和物配合比的方法30/70混凝土安全性專家系統(tǒng)混凝土耐久性設(shè)計(jì)系統(tǒng)混凝土抗堿集料反應(yīng)系統(tǒng)混凝土抗凍性系統(tǒng)混凝土抗硫酸鹽侵蝕系統(tǒng)混凝土抗鋼筋銹蝕系統(tǒng)混凝土先進(jìn)實(shí)用技術(shù)系統(tǒng)泵送混凝土系統(tǒng)高強(qiáng)混凝土系統(tǒng)工程輔助設(shè)計(jì)評(píng)估與診斷工程修補(bǔ)（復(fù)）文獻(xiàn)檢索幫助工程輔助設(shè)計(jì)評(píng)估與診斷

工程修補(bǔ)（復(fù)）文獻(xiàn)檢索幫助工程輔助設(shè)計(jì)評(píng)估與診斷工程修補(bǔ)（復(fù)）文獻(xiàn)檢索幫助工程輔助設(shè)計(jì)評(píng)估與診斷工程修補(bǔ)（復(fù)）文獻(xiàn)檢索幫助高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化31/70（1）高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程要求，保證施工要求的工作性、結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與耐久性。（2）耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)以混凝土結(jié)構(gòu)在使用環(huán)境中的劣化外力作用下，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)劣化不超過容許劣化狀態(tài)為目標(biāo)。（3）對混凝土結(jié)構(gòu)作用的劣化外力有一般劣化外力和特殊劣化外力。溫度、濕度、太陽輻射熱以及混凝土中性化等，為一般劣化外力，是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)中必須考慮的。鹽害、凍害以及酸性土壤，腐蝕性物質(zhì)等對混凝土結(jié)構(gòu)的作用，為特殊劣化外力，按混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件而定?？傇瓌t：高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化32/70抗碳化耐久性能設(shè)計(jì)為確?；炷量固蓟途眯阅?，水膠比宜按下式確定：

(2)式中：χ—水膠比（%）C—鋼筋砼的保護(hù)層厚度（cm）（室內(nèi)的保護(hù)層厚度=室外保護(hù)層厚度+2cm）

—劣化外力區(qū)分系數(shù)，室外為1.0，室內(nèi)為1.7t—設(shè)計(jì)使用年限（年）

高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化33/70抗凍害耐久性設(shè)計(jì)（1）根據(jù)凍害設(shè)計(jì)劣化外力的強(qiáng)弱，凍害地域可分成準(zhǔn)凍害地區(qū)、一般凍害地區(qū)、重凍害地區(qū)。據(jù)此規(guī)定水灰比的最大值如表-1。表-1不同凍害地區(qū)混凝土水灰比最大值高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化34/70式中：N—混凝土試件凍融試驗(yàn)至相對動(dòng)彈性模量60%時(shí)的凍融循環(huán)次數(shù)，根據(jù)所處環(huán)境條件而定；P—經(jīng)N次凍融循環(huán)后試件的相對動(dòng)彈性模量；Km—耐久性系數(shù)。一般為0.6~0.8，根據(jù)所處環(huán)境條件選擇。高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化（2）高性能混凝土抗凍性能測定按GB《水泥混凝土抗凍性試驗(yàn)方法（快凍法）》進(jìn)行。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境、經(jīng)受凍融循環(huán)次數(shù)來確定。耐久性