高性能混凝土的配制技術(shù)

1、1.1 摻減水劑的普通混凝土配合比計算【例題1】：不摻加減水劑時混凝土基準配合比為：C:W:S:G=410:182:636:1181，W/C=0.44，砂率為35%。使用高效減水劑，其摻量為水泥用量的0.5%，減水率為15%(砂率減小2%)。求：（1）用此減水劑提高強度時的試驗室配合比（混凝土實測表觀密度為2405kgm)；（2）若使用碎石、42.5#普通硅酸鹽水泥，估算混凝土28天強度。 答案下一頁1、提高混凝土強度設(shè)計原則：（1）水泥用量不變；（2）降低水灰比；（3）砂率減小1%3%。35%2%33%pS ,410()0.46 1.13 42.5 (0.07)57.0155cu tceCf

2、AfBMPaW答案下一頁35%pS,1()0.46 1.13 42.5 (0.07)48.70.44cu tcecfAfBMPaw答案下一頁40%pS 32.2/,fgcm3/60.2cmgs32.65 /,gg cm答案下一頁0705705100%100%36%70512471952pS41%pS；101000,1cwsgCWSG4 1 %SSG1.41.4 25%27195tFCkg；g(1)0.4 25% 27127eFCkg；g8 0 03 37 6 7eesfFSSk g；g2 0 32 3 9 02 0 42 3 7 9Ck g；1 6 22 3 9 01 6 32 3 7 9Wk

3、g；952390952379Fkg；7 6 72 3 9 07 7 12 3 7 9Skg；1152239011572379Gkg。 簡易配合比設(shè)計方法簡易配合比設(shè)計方法1=1.350.70.3+膠凝材料用量漿體積 骨料因占混凝土體積的骨料因占混凝土體積的2/32/3以上，所以直接控制骨料以上，所以直接控制骨料的比例將會有效地獲得混凝土的最小空隙率。以混凝土的比例將會有效地獲得混凝土的最小空隙率。以混凝土中固體材料的最大單位重，來尋求最小空隙，從而獲得中固體材料的最大單位重，來尋求最小空隙，從而獲得最佳級配以配制混凝土，可獲得較好的工作性、較高的最佳級配以配制混凝土，可獲得

4、較好的工作性、較高的強度及優(yōu)異的耐久性?；炷林蓄w粒材料的堆積方式對強度及優(yōu)異的耐久性?；炷林蓄w粒材料的堆積方式對于宏觀力學行為有很大的影響，就好像土壤顆粒材料一于宏觀力學行為有很大的影響，就好像土壤顆粒材料一樣，顆粒結(jié)構(gòu)堆積越致密，空隙越小，接觸點越多，則樣，顆粒結(jié)構(gòu)堆積越致密，空隙越小，接觸點越多，則密度越大，理論上應能獲得較高的強度。密度越大，理論上應能獲得較高的強度。一、石最大粒徑不超過一、石最大粒徑不超過25mm25mm。二、砂細度模數(shù)二、砂細度模數(shù)M MK K=2.8=之間最佳。之間最佳。三、水泥的成分要求比較穩(wěn)定。三、水泥的成分要求比較穩(wěn)定。四、粉煤灰二級以上

5、四、粉煤灰二級以上五、減水劑要求有較高的減水率，保水性好。五、減水劑要求有較高的減水率，保水性好。 =13 =50高密實混凝土配比流程高密實混凝土配比流程步驟三：求骨料的最大單位重步驟三：求骨料的最大單位重 在骨料最大單位重的情況下求出最小空隙在骨料最大單位重的情況下求出最小空隙V VV V 1 1、假設(shè)粉煤灰取代砂的最大單位重比例為、假設(shè)粉煤灰取代砂的最大單位重比例為sffwwwGsfsfwwwww2、（砂+粉煤灰）在混合骨料中的最大單位重比例為 步驟一：選擇材料步驟一：選擇材料 步驟二；確定坍落度與強度步驟二；確定坍落度與強度詳細步驟如下高密實混凝土配比流程高密實混凝土配比流程 式中：式中

6、：w wf f、f f分別代表粉煤灰重（分別代表粉煤灰重（kg/mkg/m3 3）及粉煤灰比重）及粉煤灰比重 (kg/m(kg/m3 3 ）；）； w ws s、s s分別代表石子重（分別代表石子重（ kg/mkg/m3 3 ）及石子比重（）及石子比重（ kg/mkg/m3 3 ）；）； w wG G、G G分別代表砂子重（分別代表砂子重（kg/mkg/m3 3）及砂子比重（）及砂子比重（kg/mkg/m3 3）。）。)(1GGssffVwwwV步驟四：計算水泥漿體量和骨料體積步驟四：計算水泥漿體量和骨料體積 1 1、計算各骨料用量、計算各骨料用量 水泥漿體水泥漿體V VP P用下式計算用下式

7、計算VPVnV高密實混凝土配比流程高密實混凝土配比流程將公式和重新帶入中就可以求出各骨料的用量1111()()11()()1aggsfsGGsfsVwwwww 1()fsGaggPfsGwwwVV 高密實混凝土配比流高密實混凝土配比流程程2、水泥和用水量的計算PwcWCV1fPwcwwVC3、當設(shè)計強度為=W/B、B=（Wf+WC），時：所以1fPwwcwVC高密實混凝土配比流程高密實混凝土配比流程()fWCW(12)上式中上式中 W W：用水量：用水量 w w：水的比重：水的比重 C C：水泥重：水泥重 c c：水泥的比重：水泥的比重 ：水膠比：水膠比步驟五：減水劑用量和最后用水量步驟五：減

8、水劑用量和最后用水量 為了保持總的用水量不變，應該將減水劑的用量從為了保持總的用水量不變，應該將減水劑的用量從總的用水量中扣除。假設(shè)減水劑的用量為總的用水量中扣除。假設(shè)減水劑的用量為W WSPSP，則最終用，則最終用水量為水量為 WW=Wtotal-WSP (13)0.130.5021001050;136.5;913.5ffsfsfsGfsGGfswwwwwwwwwwwkgwkg wkg wkg聯(lián)立（1）（2）（3）可以求的例 題高密實混凝土配比實例高密實混凝土配比實例136.5913.510501()1)0.1912200260026501.30.1910.248110.2480.75211

9、11()()1fsGfsGVfsGPVaggPfsGaggsfsGwwwVVnVwwwVVVw混 合 骨 料 的 空 隙 體 積 為 ：（水 泥 漿 體 用 量 為 ：骨 料 所 占 的 體 積 為 ：聯(lián) 立 上 式 和 （ 1） （ 2） 可 得 ：8471()974()1271Gsfskgwwkgwwkg高密實混凝土配比實高密實混凝土配比實例例10.38 1270.248100028610.38110003100286(0.248) 10001563100286127156847 97ffPPwcwcwPwwcPwcwWCVVCwVCkgCWVkgCFWSG由水泥和水用量的體積關(guān)系可知：聯(lián)

10、立上式與水泥漿的體積可得：（）故根據(jù)計算混凝土的配合比為： ： ： ： ： ： 4高密實混凝土配比實例高密實混凝土配比實例高密實混凝土配比流程高密實混凝土配比流程本次試驗中減水劑用量與拌合水總量之間的關(guān)系圖總結(jié)為13013514014515015516016517017518018519011.522.533.544.555.566.5減水劑用量（% ）用水量（k g / m 3) 根據(jù)圖中減水劑用量曲線，回歸出下面的減水劑計算公式，供人參考。20358. 0608.1003.202(%)totaltotalWWSP100/BSPWSP SP：減水劑百分含量（%） B：膠凝材料的用量（kg/m

11、3）； 高密實混凝土因為骨料之間的致密堆積，使其顆高密實混凝土因為骨料之間的致密堆積，使其顆粒搭配情況良好，這有助于減少骨料之間的滑動阻力，粒搭配情況良好，這有助于減少骨料之間的滑動阻力，拌制出高流動性、易泵送的混凝土。上圖是我們在試拌制出高流動性、易泵送的混凝土。上圖是我們在試驗過程中所拍下的坍落度照片。驗過程中所拍下的坍落度照片。高密實混凝土配比高密實混凝土配比0408012016020024028032036040044048052056060064021.6漿體用量V p坍落度s l u mp(mm)與 擴 展 度s l u m p f low(mm)初始s l um

12、p30分鐘s l ump60分鐘s l ump初始s l ump flow30分鐘s l ump flow60分鐘s l ump flow 圖4.6為高密實混凝土的初始和30、60分鐘坍落度、擴展度與漿體用量之間的關(guān)系。圖中以低漿表現(xiàn)最佳，而1.3VV漿量表現(xiàn)最好。高密實混凝土配比高密實混凝土配比 在在適當足夠的漿量厚度（適當足夠的漿量厚度（t t）潤滑下，減水劑的用量較）潤滑下，減水劑的用量較高，使得新拌混凝土漿量具有良好的工作性，另外粉煤灰高，使得新拌混凝土漿量具有良好的工作性，另外粉煤灰材料在當作潤滑漿體的同時，具有軸承作用、懸浮效果、材料在當作潤滑漿體的同時，具有軸承作用、懸浮效果、保

13、水性和延時釋水行為來提高減水劑的效益，達到高流動保水性和延時釋水行為來提高減水劑的效益，達到高流動性的工作度，且在性的工作度，且在3030分鐘和分鐘和6060分鐘時工作性損失很小。分鐘時工作性損失很小。粉粉煤灰的煤灰的ZetaZeta電位較高，包覆水膜厚度較大，所以吸水量相電位較高，包覆水膜厚度較大，所以吸水量相對較多，經(jīng)過一段時間后，吸附水量釋放而增加減水劑的對較多，經(jīng)過一段時間后，吸附水量釋放而增加減水劑的效益且提高粘稠性，使得保持良好流動性的時間延長，且效益且提高粘稠性，使得保持良好流動性的時間延長，且維持一定的擴展度。維持一定的擴展度。高密實混凝土配比高密實混凝土配比 試驗中高密實混凝

14、土表觀密度為試驗中高密實混凝土表觀密度為2540kg/m2540kg/m3 3，從一個側(cè)面已經(jīng)說明，從一個側(cè)面已經(jīng)說明高密實混凝土配合比方法配制出高密實混凝土配合比方法配制出來的混凝土密實性很好。為了在來的混凝土密實性很好。為了在微觀結(jié)構(gòu)上證明，我們作了微觀結(jié)構(gòu)上證明，我們作了n=1.30n=1.30、=0.37=0.37、齡期為、齡期為1414天的天的混凝土混凝土SEMSEM圖片。左圖為整體結(jié)構(gòu)圖片。左圖為整體結(jié)構(gòu)圖，圖中可以看出整體結(jié)構(gòu)非常圖，圖中可以看出整體結(jié)構(gòu)非常密實，同時水化產(chǎn)物與周圍界面密實，同時水化產(chǎn)物與周圍界面結(jié)合良好。結(jié)合良好。高密實混凝土配比高密實混凝土配比 CSHCSH膠

15、體為膠體為C C2 2S S和和C C3 3S S的主要水化產(chǎn)物，如上圖所示，本次掃描所的主要水化產(chǎn)物，如上圖所示，本次掃描所所得到所得到CSHCSH均為等大粒子狀。均為等大粒子狀。CSHCSH膠體的溶解度很低，耐久且不透水，膠體的溶解度很低，耐久且不透水，有助于混凝土的耐久性提高，但是有助于混凝土的耐久性提高，但是CSHCSH膠體容易出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，導膠體容易出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，導致內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生對混凝土的耐久性造成不良的影響。這也是為什致內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生對混凝土的耐久性造成不良的影響。這也是為什么漿體使用量在滿足潤滑骨料的前提后應盡可能減少的原因，目的么漿體使用量在滿足潤滑骨料的前提后應盡可能減少的

16、原因，目的就是防止就是防止CSHCSH的大量產(chǎn)生。的大量產(chǎn)生。高密實混凝土配比高密實混凝土配比 SEMSEM顯示的粉煤灰整體形貌見左圖所示，圖中可以看到粉煤灰顯示的粉煤灰整體形貌見左圖所示，圖中可以看到粉煤灰的周圍水化產(chǎn)物為等大粒子狀的的周圍水化產(chǎn)物為等大粒子狀的CSHCSH，均勻致密的包裹在粉煤灰的，均勻致密的包裹在粉煤灰的四周，結(jié)合非常良好。同時從右面的粉煤灰放大圖圖可見粉煤灰表四周，結(jié)合非常良好。同時從右面的粉煤灰放大圖圖可見粉煤灰表面已經(jīng)產(chǎn)生了非常明顯的水化產(chǎn)物，這對齡期僅為面已經(jīng)產(chǎn)生了非常明顯的水化產(chǎn)物，這對齡期僅為1414天的混凝土來天的混凝土來說，在使用早強型減水劑后，粉煤灰的水化是比較快，混凝土后期說，在使用早強型減水劑后，粉煤灰的水化是比較快，混凝土后期強度沒有影響。強度沒有影響。 石石砂砂粉煤粉煤灰灰水泥水泥減水減水劑劑總成總成本本高高密密實實混混凝凝土土C35