混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計

1、一、混凝土配合比的設(shè)計過程實(shí)質(zhì)。二、傳統(tǒng)配合比設(shè)計的方法。三、優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計方法前應(yīng)說明的問題四、目標(biāo)設(shè)計思想的重要性。五、優(yōu)化后的混凝土配合比設(shè)計方法。六、優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計實(shí)例。七、利用新的思考方式解決混凝土問題的實(shí)例。先改變大家一個誤區(qū)，大家一般情況下都認(rèn)為，混凝土配合比設(shè)計就是計算混凝土配合比，這樣的看法有一定的片面性。什么是混凝土配合比設(shè)計？混凝土配合比的設(shè)計過程的實(shí)質(zhì)：通過計算和試驗(yàn)調(diào)整來確定各種原材的比例關(guān)系，使得按照這種比例關(guān)系中生產(chǎn)出來的混凝土能夠滿足工作性、強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性等多方面要求。也就是說配合比設(shè)計含蓋兩個具體的過程：一個是計算，這包含有計算過程。另一個就

2、是試驗(yàn)，這是對計算過程的調(diào)整。計算就是粗算出混凝土配合比，這個過程含蓋了你所了解的所有知識以及在實(shí)際生產(chǎn)過程中所掌握的情況試驗(yàn)過程，是對計算出來的混凝土配合比的驗(yàn)證，它包括了試配與混凝土性能試驗(yàn)，如果經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，建議大家多使用坍落度筒之類的試驗(yàn)工具來輔助試驗(yàn)，以減少個人主觀對混凝土試驗(yàn)結(jié)果的影響。先要對混凝土配合比進(jìn)行初算，初算步驟如下：先要對混凝土配合比進(jìn)行初算，初算步驟如下： 第一步：確定混凝土配制強(qiáng)度第一步：確定混凝土配制強(qiáng)度(fcu,0)第二步：確定水灰比第二步：確定水灰比(w/c) 第三步：確定用水量第三步：確定用水量W0 第四步：確定水泥用量第四步：確定水泥用量C0 第五步：

3、確定砂率第五步：確定砂率s 第六步：確定砂石用量第六步：確定砂石用量S0，G0第七步：根據(jù)確定的各種材料的用量，確定初算配合比第七步：根據(jù)確定的各種材料的用量，確定初算配合比v依據(jù)混凝土強(qiáng)度保證率依據(jù)混凝土強(qiáng)度保證率95的原則：的原則： fcu.0 fcu.k + 1.645 v的確定：的確定： 各混凝土公司應(yīng)具備強(qiáng)度歷史資料時，用統(tǒng)計法確定各混凝土公司應(yīng)具備強(qiáng)度歷史資料時，用統(tǒng)計法確定的的值值 或者無強(qiáng)度歷史資料時，應(yīng)查表確定：或者無強(qiáng)度歷史資料時，應(yīng)查表確定： C20C35 C35時：時：=6.0 =6.0 n依據(jù)鮑羅米公式（依據(jù)鮑羅米公式（C/W=1.2-2.5)： fcu,o= a f

4、ce(C/W- b b )W/C= a fce/(fcu,o+ a .b b fce) n n耐久性校核：耐久性校核： 水灰比還不得大于水灰比還不得大于P109表表412中規(guī)定的最大水灰中規(guī)定的最大水灰比值比值 n結(jié)果結(jié)果兩者取最小值。兩者取最小值。n 需水量定則：在不用外加劑的情況下，當(dāng)骨料需水量定則：在不用外加劑的情況下，當(dāng)骨料（石子）最大粒經(jīng)一定時，混凝土坍落度（流動（石子）最大粒經(jīng)一定時，混凝土坍落度（流動度）主要取決于單方混凝土用水量，而與水泥用度）主要取決于單方混凝土用水量，而與水泥用量（水泥用量相差量（水泥用量相差50100kg/m3范圍內(nèi)）的范圍內(nèi)）的變化無關(guān)。變化無關(guān)。 n坍

5、落度坍落度90mm90mm時：時：根據(jù)所用粗骨料的種類、最大根據(jù)所用粗骨料的種類、最大粒徑及施工所要求的坍落度值，查粒徑及施工所要求的坍落度值，查P86表表4-4、4-5選取選取1 m3混凝土的用水量。混凝土的用水量。 n坍落度坍落度90mm時：先確定坍落度時：先確定坍落度90mm時的時的用水量，然后每增加用水量，然后每增加20mm坍落度，增加坍落度，增加5kg/m3水。水。 項(xiàng)目指標(biāo)卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）102040162040坍 落 度 mm103019017015020018516530502001801602101951755070210190170220205185

6、7090215195175230215195維勃稠度15201751601451801701551015180165150185175160510185170155190180165n先確定不摻外加劑的用水量mwo，然后根據(jù)外加劑的減水率 ，確定摻外加劑的實(shí)際用水量mwa： n n計算計算根據(jù)確定的水灰比（根據(jù)確定的水灰比（W/C）和選用的單位用水）和選用的單位用水量（量（mwo），可計算出水泥用量（），可計算出水泥用量（mco）：）： n校核校核為保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥為保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥用量還應(yīng)滿足用量還應(yīng)滿足P109表表412規(guī)定的最小水泥用量的要

7、求；規(guī)定的最小水泥用量的要求； n取值取值兩者最大值。兩者最大值。摻外加劑的用水量確定n先確定不摻外加劑的用水量mwo，然后根據(jù)外加劑的減水率 ，確定摻外加劑的實(shí)際用水量mwa： n )1 (wowamm第五步第五步 砂率值（砂率值（s s）的確定）的確定 、根據(jù)混凝土拌和物和易性要求，通過試驗(yàn)、根據(jù)混凝土拌和物和易性要求，通過試驗(yàn)求出合理砂率：以流動度最大，或相同流動求出合理砂率：以流動度最大，或相同流動度下，水泥用量最少確定合理砂率；度下，水泥用量最少確定合理砂率； 、根據(jù)骨料特性，水灰比大小，查表確定砂、根據(jù)骨料特性，水灰比大小，查表確定砂率（率（P87P87）；）； 、根據(jù)骨料合理級配

8、原則，即砂子填充石子、根據(jù)骨料合理級配原則，即砂子填充石子空隙，并稍有富余（撥開）系數(shù)原則，通過空隙，并稍有富余（撥開）系數(shù)原則，通過計算確定。計算確定。 %100gosososmmm第六步第六步 砂、石用量（砂、石用量（ mso ）及（）及（ mgo ）確定）確定v絕對體積法： 假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。 v假定質(zhì)量法： 假 定 混 凝 土 拌 合 物 的 表 觀 密 度mcp(kg/m3)接近一個固定值。則所有組成材料質(zhì)量加在一起等于mcp 。以上是對傳統(tǒng)混凝土配合比計算方法的簡述由于今天主要是講述優(yōu)化配合比的計算設(shè)計，所以，我們就不對

9、傳統(tǒng)配合比進(jìn)行進(jìn)一步的分析了，下面主要是對優(yōu)化配合比的講述，及利用新的思考方式解決問題。一、混凝土配合比在設(shè)計時是以目標(biāo)為起點(diǎn)來設(shè)計的，它完全的和傳統(tǒng)混凝土設(shè)計計算時以強(qiáng)度為起點(diǎn)來設(shè)計不同。二、科學(xué)的混凝土計算方法是應(yīng)以體積法為準(zhǔn)。傳統(tǒng)的以重量來計算，包括假定容重法，都十分的不科學(xué)。也有利于體積的概念的形成。這種思想的確立，有利于不同密度，尤其是差別比較大的密度粗細(xì)骨料的砂率的計算。現(xiàn)在的配合比設(shè)計，應(yīng)該全稱可以這樣稱呼：混凝土配合比目標(biāo)應(yīng)用設(shè)計，也就是說在設(shè)計混凝土配合比的時候就應(yīng)該有明確的目標(biāo)。混凝土配合比設(shè)計是保證混凝土質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)，在進(jìn)行配合比設(shè)計前應(yīng)明確混凝土性能要求、工程結(jié)構(gòu)類型

10、、施工工藝、混凝土澆注時的環(huán)境條件以及結(jié)構(gòu)耐久性要求等，還要對現(xiàn)有原材料的性能、設(shè)備狀況，生產(chǎn)質(zhì)量水平以及質(zhì)量控制水平進(jìn)行綜合權(quán)衡。也就是說混凝土配合比在設(shè)計時是以目標(biāo)為起點(diǎn)來設(shè)計的，它完全的和傳統(tǒng)混凝土設(shè)計計算時以強(qiáng)度為起點(diǎn)來設(shè)計不同。目標(biāo)分解：（這里先粗略的說一下）1、混凝土性能要求:主要為施工方提出的要求，主要圍繞坍落度等這些比較直觀的混凝土拌合物性能。2、與性能相關(guān)的混凝土的參數(shù)，我們在混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)該考慮：混凝土中漿體總量、砂率、外加劑用量、凝結(jié)時間、膠凝材料的比例等這些配合比計算時所用到的參數(shù)。1、工程結(jié)構(gòu)類型：這個比較復(fù)雜的問題，直接影響的是混凝土的流動性，是否滿足結(jié)構(gòu)施工

11、要求。比如，狹窄空間混凝土是否是完全的充填，比較寬厚的底板結(jié)構(gòu)是否能保證泵送混凝土的浮漿不能太多等等。影響這些性能的因素會有我們后面將提到的漿體體積，混凝土的砂率，也會有水膠比這些影響混凝土稠度的因素。2、施工工藝：了解施工工藝對于設(shè)計混凝土配合比時，是否能合理應(yīng)用于施工是十分關(guān)鍵的。比如：都是C30的混凝土，有大流動性泵送，也有小流動性自卸，了解不同的施工工藝，對于成本的控制也是十分關(guān)鍵的。3、混凝土澆注時的環(huán)境條件：這個因素主要是考慮混凝土未入模前的溫度影響和入模之后的水化影響。比如：大體積在夏季就要考慮大摻量摻各料；普通混凝土就要在夏季考慮坍落度的經(jīng)時損失；而冬季就要考慮凝結(jié)時間和早期強(qiáng)

12、度，保證混凝土的臨界強(qiáng)度。4、質(zhì)量控制水平、材料控制水平、設(shè)備管理水平的影響：混凝土公司試驗(yàn)室、生產(chǎn)水平、質(zhì)量控制水平、材料供應(yīng)的穩(wěn)定、材料廠家的生產(chǎn)管理水平、人員的不確定因素，這些條件直接影響到混凝土的穩(wěn)定性，對于這些外在的影響因素的考慮是十分重要的，這些因素將直接影響到值，也就是混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)這些因素的影響，設(shè)計者認(rèn)為足夠大時，為了確保混凝土的最終強(qiáng)度，就應(yīng)該增大值，也就是說增加混凝土強(qiáng)度的設(shè)計值，即：提高混凝土28天設(shè)計強(qiáng)度。相反：如果經(jīng)過統(tǒng)計，值比較小，而生產(chǎn)的管理水平又比較高，質(zhì)量相對平穩(wěn)，就可以減小值，減小28天設(shè)計強(qiáng)度，降低混凝土材料成本。一、由目標(biāo)分解出來的內(nèi)容，確定總

13、漿體體積（ Ve ）：水泥漿的構(gòu)成：水+水泥+摻合料+空氣+外加劑即：Ve=Vw+Vc+Vf+V a+Vo目標(biāo)混凝土的強(qiáng)度、坍落度、施工工藝、工程的結(jié)構(gòu)類型決定混凝土應(yīng)設(shè)計的水泥漿體的總量。強(qiáng)度：C10：約270L，C30約330L，C60約350L前面的這三個例子只是在向大家說明，漿體總量應(yīng)隨著強(qiáng)度的增加而增加。而同一強(qiáng)度，漿體的體積是隨坍落度、施工工藝、工程的結(jié)構(gòu)類型而變化的。由強(qiáng)度再確定水膠比國家規(guī)范規(guī)定，我國混凝土的強(qiáng)度保證率為國家規(guī)范規(guī)定，我國混凝土的強(qiáng)度保證率為95%95%，因，因而首先以而首先以95%95%保證率按下式確定混凝土設(shè)計配合比保證率按下式確定混凝土設(shè)計配合比的抗壓強(qiáng)度

14、。的抗壓強(qiáng)度。 f fcucu，o o f fcucu，k k + 1.645+ 1.645 式中，式中， f fcucu，o o為混凝土設(shè)計配制抗壓強(qiáng)度（為混凝土設(shè)計配制抗壓強(qiáng)度（MPaMPa）；）； f fcucu，k k為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPaMPa）；）； 為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPaMPa）。）。 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級小于當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級小于C60C60時，混凝土水膠比宜按下時，混凝土水膠比宜按下式計算：式計算： W/B=W/B=a af fb b/(f/(fcu,0cu,0+ + a a b bf fb b) ) 式中，式中，

15、 a a、 b b為回歸系數(shù)，可參專下表。為回歸系數(shù)，可參專下表。 f fb b膠凝材料膠凝材料2828天膠砂強(qiáng)度可實(shí)測，也可按天膠砂強(qiáng)度可實(shí)測，也可按 JGJ55-2011JGJ55-2011第第5.1.35.1.3確定。確定。 Vw(Ve-Va)W/Bb/(1+W/Bb) =(Ve-Va)/(1+1/W/Bb)對于Ve的取值，可以根據(jù)目標(biāo)混凝土的性能要求確定。（后面講，不同混凝土性能要求，Ve 的取值大小）對于b是指所有膠凝材料的加權(quán)平均密度，可以簡單用下式求出。bcc%+ff% c是指水泥的密度、f是指其它摻合料的密度，如采用多種摻合料，算法應(yīng)相同。 c%、f%分別是水泥與摻合料的質(zhì)量百

16、分比。Ve-Va-Vw=VbGc=bVbc%Gf=bVbf%Vb是膠凝材料的體積Gc是水泥重量Gf是摻合料的重量通過計算分解出混凝土配合比中每種膠凝材料的重量。Gs=(1000-Ve-Va)ss s是混凝土的砂率 s是混凝土中細(xì)骨料的表觀密度（kg/m3） Gs混凝土單方細(xì)骨料用量砂率是確定是個比較復(fù)雜的問題，下面我們對砂率的確定做進(jìn)一步的討論。1、 JGJ55-2011中表5.4.2是選擇砂率的，并且說明：坍落度10mm60mm的混凝土，其砂率可以根據(jù)骨料的品種、最大公稱粒徑及水膠比從表中選取。坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可經(jīng)試驗(yàn)確定，也可在查表的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm,砂率增

17、大1%的幅度調(diào)整。水膠比水膠比卵石最大公稱粒徑（卵石最大公稱粒徑（mm)mm)碎石最大公稱粒徑（碎石最大公稱粒徑（mm)mm)10.020.040.016.020.040.00.42632253124303035293427320.53035293428333338323730350.63338323731363641354033380.73641354034393944384336411、由以上表格中的數(shù)據(jù)分析查閱相關(guān)的資料，都很難有一種算法能比較明確的計算砂率，這和混凝土的性能、細(xì)骨料的本身的性能、粗骨料的公稱粒徑、混凝土的設(shè)計強(qiáng)度、施工工藝等都有關(guān)系，因此目前還有沒有種可以比較準(zhǔn)確計算砂

18、率的數(shù)學(xué)模型。2、而且，目前廣泛采用的以細(xì)度模數(shù)表述砂子細(xì)度的方法的不足之處，即細(xì)度模數(shù)與不同細(xì)度砂子的比表面積沒有相關(guān)性，而配制混凝土?xí)r砂漿的需漿量與混凝土的拌合水量卻與集料的表面積直接相關(guān)。3、混凝土工作者對目前的確定砂率的方法感到困惑，從而積累或歸納若干經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律。在此這里也只能向大家傳達(dá)一些思考方式，能為大家以后在計算砂率方面提供一些思路。1、確定砂率最好的辦法，還是通過試驗(yàn)方法來確定。2、建議采用確定基準(zhǔn)砂率，然后根據(jù)混凝土設(shè)計目標(biāo)的不同，再根據(jù)細(xì)骨料的情況來確定砂率的辦法，比較容易計算，計算結(jié)果比較合理，便于接近最佳砂率。這個實(shí)驗(yàn)的方法來自美國墾務(wù)局Denver實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)，以細(xì)度

19、模數(shù)2.75為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，砂子細(xì)度模數(shù)每增減0.1，混凝土砂率相應(yīng)增減0.5%;同時砂率每增減1%，混凝土用水量相應(yīng)增減1%。筆者通常的做法，以普通泵送混凝土為例，如下：砂子的細(xì)度模數(shù)是以2.7為基準(zhǔn)模數(shù)，水膠比是以0.45為基準(zhǔn)水膠比，坍落度是以200mm為基準(zhǔn)坍落度，含泥量是以2.5%為基準(zhǔn)含泥量，以碎石最大公稱粒徑31.5為基準(zhǔn)粗骨料粒徑，這種情況下普通的泵送混凝土砂率確定為42%。調(diào)整方法如下：1、砂子細(xì)度模數(shù)每增減0.1，混凝土砂率相應(yīng)增減1%;2、水膠每增減1%，砂率相應(yīng)增減0.4%。3、含泥量增減1%，砂率相應(yīng)減增1%。4、坍落度每增減20mm，砂率相應(yīng)增減1%。5、粗骨料的最大公

20、稱粒徑每增減10mm，砂率相應(yīng)減增2%。砂率s一確定，粗細(xì)骨料的重量也就隨之確定了。粗骨料的密度用g表示，細(xì)骨料的密度用s表示。細(xì)骨料用量Vs=（1000-Ve) sGs=Vss粗骨料用量Vg=(1000-Ve)(1-s)Gg=Vgg外加劑用量Go=Gb(外加劑確定的摻量)1、外加劑的摻量盡量要根據(jù)試驗(yàn)來確定。2、在試驗(yàn)過程中盡量要做含氣量試驗(yàn)，這樣做主要是：1、試驗(yàn)出混凝土中的含氣量，便于計算配合比含氣量，修正配合比。2、目前個別外加劑生產(chǎn)商，過多的加入劣質(zhì)的引氣劑，致使混凝土含氣量特別高，嚴(yán)重影響了混凝土的質(zhì)量。3、過低的含氣量又影響混凝土的和易性和體積（漿體體積），合理的含氣量，我推薦普

21、通混凝土3%左右。3、建議大家學(xué)習(xí)混凝土的同時學(xué)習(xí)外加劑知識，不懂外加劑的技術(shù)人員，技術(shù)的發(fā)展會有瓶頸。1、試配時盡量采用30L以上的試拌量，這樣可以減少試驗(yàn)過程對試驗(yàn)結(jié)果的影響，減小與理論結(jié)果的偏差。2、做抗壓試件時，盡量采用150*150的標(biāo)準(zhǔn)試件，相對100*100的試件，它代表的結(jié)果也更真實(shí)，偏差更小，更接近于真實(shí)強(qiáng)度。1、調(diào)整砂率，可由混凝土和易性來目測或者坍落度法檢測，也可以用倒坍法來檢測，實(shí)際砂率的應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)十分的重要。2、強(qiáng)度如果偏大或者偏小，應(yīng)在漿體體積不變的情況下，減小或者增加水膠比。一般情況下漿體體積不會變化，如果的確存在問題，也可以調(diào)整漿體總體積。3、如果外加劑增加摻量

22、還打不開混凝土的流動性，一般就是兩個問題，一是外加劑減水率不夠，另外就是適應(yīng)性差。如果都可以排除，就要從配合比本身找原因，有可能計算有問題。設(shè)計一個C30混凝土。原材料情況：水泥冀東PO42.5,表觀密度3050 kg/m3 ，28天強(qiáng)度52.0。唐山唐龍，礦粉S95， 表觀密度2900 kg/m3粉煤灰二級，表觀密度2300 kg/m3 ，砂的細(xì)度模數(shù)2.9，含泥量3.5，表觀密度2650kg/m3粗骨料為碎石525mm，表觀密度2750 kg/m3，混凝土坍落度要求220mm。外加劑為緩凝高效減水劑，摻量2.2%時減水率20%，含固量35%。 f fcucu，o o f fcucu，k k

23、 + 1.645+ 1.645 f fcucu，o o 3030 + 1.645+ 1.6455 538.238.2W/B=W/B=a af fb b/(f/(fcu,0cu,0+ + a a b bf fb b) )石子類型石子類型JGJ55-96JGJ55-96JGJ55-2000JGJ55-2000JGJ55-2011JGJ55-2011 a a b b a a b b a a b b碎石0.480.520.460.070.530.20卵石0.500.610.480.330.490.13JGJ55-2011JGJ55-2011W/BW/B0.530.5347.1/47.1/（38.2+0

24、.5338.2+0.530.200.2047.147.1）W/BW/B0.580.58JGJ55-2000JGJ55-2000W/BW/B0.460.4647.1/47.1/（38.2+0.4638.2+0.460.070.0747.147.1）W/BW/B0.550.55W/BW/B0.480.4847.1/47.1/（38.2+0.4838.2+0.480.520.5247.147.1）W/BW/B0.450.45以上三個數(shù)據(jù)與實(shí)際生產(chǎn)或試驗(yàn)的數(shù)據(jù)都并不相符，按經(jīng)驗(yàn)來看，C30的水膠比一般在0.470.52之間。編編號號膠凝材料用量膠凝材料用量/g雙摻量雙摻量/抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度(MPa)抗

25、折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度(MPa)C FASG3d7d28d3d7d28d136030.1559.85SG+FA=2020.9 27.9 55.5 4.7 6.8 9.5 231545.0090.00SG+FA=3021.4 32.8 51.4 4.8 7.1 9.2 327059.85120.15SG+FA=4017.3 30.0 54.4 4.0 6.6 9.0 422575.15149.85SG+FA=5017.7 32.2 47.1 3.8 5.7 8.1 518090.00180.00SG+FA=6012.9 23.0 45.1 2.9 5.3 8.1 綜合考慮以上問題，筆者一般選定的方法為定

26、水量法，在這方面也有不少的學(xué)者進(jìn)行過論述，這里就不一一的講明了。筆者在國內(nèi)與國外（日本與美國）的一些學(xué)者的觀點(diǎn)的闡述結(jié)合自己這幾年的工作經(jīng)驗(yàn)得到以下用水量的觀點(diǎn)，主要是供大家參考。大流動性混凝土用水量：強(qiáng)度強(qiáng)度C10-C10-C15C15C20-C20-C25C25C30C30C35C35C40C40C45C45C50C50C60C60用水量190-200185-190175-185170-180165-175160-170155-165150-160結(jié)合混凝土設(shè)計要求，假定漿體的體積為345L，結(jié)合混凝土性能試驗(yàn)，得知加入外加劑的含氣量為3%。Ve-Va=345-3%1000=315L結(jié)合用

27、水量選定，選定用水量為180L由此可知：膠凝材料總體積：Vb=Ve-Va-Vw=345-180-30 =135L平均膠凝材料表面密度:bcc%+ff%=3.0550%+2.930%+2.320%2.86kg/LGb= bVb=2.86135=386kgGc=Gb50%38650%193kgGk=Gb30%=38630%=116kgGf=Gb20%=38620%=77kgW/B=180/386=0.47 符合水膠比選定范圍砂率的調(diào)整原則砂子的細(xì)度模數(shù)是以2.7為基準(zhǔn)模數(shù)，水膠比是以0.45為基準(zhǔn)水膠比，坍落度是以200mm為基準(zhǔn)坍落度，含泥量是以2.5%為基準(zhǔn)含泥量，以碎石最大公稱粒徑31.5為

28、基準(zhǔn)粗骨料，這種情況下普通的泵送混凝土砂率確定為42%。1、砂子細(xì)度模數(shù)每增減0.1，混凝土砂率相應(yīng)增減1%;2、水膠每增減1%，砂率相應(yīng)增減0.4%。3、含泥量增減1%，砂率相應(yīng)減增1%。4、坍落度每增減20mm，砂率相應(yīng)增減1%。5、粗骨料的最大公稱粒徑每增減10mm，砂率相應(yīng)減增2%。現(xiàn)有原材料情況：砂的細(xì)度模數(shù)2.9，含泥量3.5，粗骨料為碎石525mm，混凝土坍落度要求220mm，水膠比0.47。實(shí)際砂率應(yīng)為： s=42%+（2.9-2.7）1%+（0.470.45）0.4%-（3.5-2.5）1%+（220-200）/20）1%-（25-31.5）/10)2%46%細(xì)骨料用量Vs=

29、（1000-Ve) s = （1000-345) 46%301LGs=Vss=798kg粗骨料用量Vg=(1000-Ve)(1-s) =(1000-345)(1-46%)=354LGg=Vgg=3542.75=974kg外加劑用量Go=3862.2%=8.5kg混凝土實(shí)際用水量要減去外加劑的含水量：W180-8.5（1-35%）174.5配合比如下表：原材料原材料水泥水泥礦粉礦粉粉煤灰粉煤灰 外加劑外加劑水水砂砂碎石碎石重量193116978.5174.5798974設(shè)計一個C30路面混凝土。原材料情況：水泥冀東PO42.5R,表觀密度3050 kg/m3 ，28天強(qiáng)度52.0。唐山唐龍，礦粉

30、S95， 表觀密度2900 kg/m3粉煤灰二級，表觀密度2750 kg/m3 ，砂的細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量2.0，表觀密度2650kg/m3粗骨料為碎石531.5mm，表觀密度2750 kg/m3，混凝土坍落度要求160mm。外加劑為緩凝高效減水劑，摻量2.2%時減水率20%，含固量35%。1、盡量少的用粉煤灰。2、少用一點(diǎn)緩凝減水劑。3、減小一點(diǎn)砂率。 f fcucu，o o f fcucu，k k + 1.645+ 1.645 f fcucu，o o 3030 + 1.645+ 1.6455 538.238.2W/B=W/B=a af fb b/(f/(fcu,0cu,0+ + a a

31、b bf fb b) )石子類型石子類型JGJ55-96JGJ55-96JGJ55-2000JGJ55-2000JGJ55-2011JGJ55-2011 a a b b a a b b a a b b碎石0.480.520.460.070.530.20卵石0.500.610.480.330.490.13JGJ55-2011JGJ55-2011W/BW/B0.530.5356.7/56.7/（38.2+0.5338.2+0.530.200.2056.756.7）W/BW/B0.680.68JGJ55-2000JGJ55-2000W/BW/B0.460.4656.7/56.7/（38.2+0.46

32、38.2+0.460.070.0756.756.7）W/BW/B0.650.65W/BW/B0.480.4856.7/56.7/（38.2+0.4838.2+0.480.520.5256.756.7）W/BW/B0.520.52以上三個數(shù)據(jù)與實(shí)際生產(chǎn)或試驗(yàn)的數(shù)據(jù)都并不相符，按經(jīng)驗(yàn)來看，C30的水膠比一般在0.470.52之間。編編號號膠凝材料用量膠凝材料用量/g礦渣摻量礦渣摻量/抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度(MPa)水泥礦渣3d7d28d3d7d28d1405451028.046.352.25.97.88.32360902025.443.054.05.37.78.63315135

33、3024.442.458.05.26.88.842701804021.039.056.74.57.08.852252255018.438.354.04.07.28.961802706015.634.251.33.46.88.3綜合考慮以上問題，筆者一般選定的方法為定水量法，在這方面也有不少的學(xué)者進(jìn)行過論述，這里就不一一的講明了。筆者在國內(nèi)與國外（日本與美國）的一些學(xué)者的觀點(diǎn)的闡述結(jié)合自己這幾年的工作經(jīng)驗(yàn)得到以下用水量的觀點(diǎn)，主要是供大家參考。大流動性混凝土用水量：強(qiáng)度強(qiáng)度C10-C10-C15C15C20-C20-C25C25C30C30C35C35C40C40C45C45C50C50C60C

34、60用水量190-200185-190175-185170-180165-175160-170155-165150-160結(jié)合混凝土設(shè)計要求，路面混凝土由于砂率偏小，坍落度偏小，假定漿體的體積為325L，結(jié)合混凝土性能試驗(yàn)，得知加入外加劑的含氣量為2.5%。Ve-Va=325-2.5%1000=300L結(jié)合用水量選定，選定用水量為180L由此可知：膠凝材料總體積：Vb=Ve-Va-Vw=325-180-25 =120L平均膠凝材料表面密度:bcc%+ff%=3.0560%+2.940%2.99kg/LGb= bVb=2.99120=359kgGc=Gb60%35960%215kgGf=Gb40

35、%=35940%=143kgW/B=180/359=0.50 符合水膠比選定范圍砂率的調(diào)整原則砂子的細(xì)度模數(shù)是以2.7為基準(zhǔn)模數(shù)，水膠比是以0.45為基準(zhǔn)水膠比，坍落度是以200mm為基準(zhǔn)坍落度，含泥量是以2.5%為基準(zhǔn)含泥量，以碎石最大公稱粒徑31.5為基準(zhǔn)粗骨料，這種情況下普通的泵送混凝土砂率確定為42%。1、砂子細(xì)度模數(shù)每增減0.1，混凝土砂率相應(yīng)增減1%;2、水膠每增減1%，砂率相應(yīng)增減0.4%。3、含泥量增減1%，砂率相應(yīng)減增1%。4、坍落度每增減20mm，砂率相應(yīng)增減1%。5、粗骨料的最大公稱粒徑每增減10mm，砂率相應(yīng)減增2%。現(xiàn)有原材料情況：砂的細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量2.5，粗

36、骨料為碎石531.5mm，混凝土坍落度要求160mm，水膠比0.50。實(shí)際砂率應(yīng)為： s=42%+（2.6-2.7）*101%+（0.500.45）*1000.4%-（2.0-2.5）1%+（160-200）/20）1%41.5%修約為41%細(xì)骨料用量Vs=（1000-Ve) s = （1000-325) 41%268LGs=Vss=710kg粗骨料用量Vg=(1000-Ve)(1-s) =(1000-325)(1-41%)=407LGg=Vgg=4072.75=1119kg外加劑用量Go=3591.7%=6.1kg混凝土實(shí)際用水量要減去外加劑的含水量：W180-6.1（1-35%）176配合

37、比如下表：原材料原材料水泥水泥礦粉礦粉粉煤灰粉煤灰 外加劑外加劑水水砂砂碎石碎石重量21514306.11767101119案例：C50混凝土無法生產(chǎn)，生產(chǎn)后泌水，混凝土和易性太差，強(qiáng)度不足等問題全部存在。材料情況如下：水泥為P.O42.5水泥；粉煤灰不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在顏色上；外加劑為高濃型的聚羧酸外加劑摻量1.0%時，減水率22%；砂為水洗砂，含泥量1%，表觀密度2.65kg/L；碎石的情況是含泥量與石粉含量低，表觀密度2.75kg/L。生產(chǎn)配合比如下：水泥水泥粉煤灰粉煤灰水水外加劑外加劑砂砂碎石碎石5-105-10碎石碎石10-2510-2546001506.0734330770該項(xiàng)目為高

38、速公路項(xiàng)目的一個大橋，C50混凝土主要應(yīng)用于箱梁，箱梁部位主要的特點(diǎn)是，中間有內(nèi)模板，所以，澆筑時要求坍落度大，流動性好，保證底模內(nèi)充填完全、密實(shí)。但是，施工方要求，坍落度不能大于160mm,這就造成了混凝土流動性與小坍落度的矛盾。另外，甲方要求，混凝土中不能加入引氣劑，主要是考慮澆筑后混凝土的外觀，后經(jīng)施工多次要求，最后改為混凝土中含氣量不能大于2%。1、最大的問題漿體體積不夠Ve=Vc+Vw+Va=Gc/c+Gw/w+Va =460/3.05+155/1+20=326L2、經(jīng)過對砂進(jìn)行篩分，得出結(jié)果為細(xì)度模數(shù)2.8，含泥量為小于1%，但是510mm的碎石為10%。3、對510mm的碎石進(jìn)行

39、試驗(yàn)檢測，試驗(yàn)結(jié)果比較理想。對1025mm的碎石進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)含510mm的碎石為15%。4、砂中含10%的510mm碎石，砂應(yīng)該相應(yīng)提高用量，但是并沒有提高，造成砂率明顯偏低。1、漿體體積不足，造成的主要問題是，漿體不能完全包裹骨料并提供足夠的富余漿體保證混凝土的流動性。2、骨料的情況，按道理來說比較理想，但是在粗細(xì)骨料都含有510mm碎石的情況下，在配合比中又加入了30%的510mm碎石。這樣就造成510mm碎石的含量在粗骨料中過多，主要的問題是比表面積大，不考慮砂率大小的影響，單獨(dú)就碎石級配而言，就不合理。3、碎石太多，砂又太小，造成砂率太小，比例不平衡，水泥漿不能使混凝土具有所要求的流

40、動性。4、以上幾個原因造成混凝土流動性不良，為了提高混凝土流動性，試驗(yàn)室用了提高外加劑摻量的方案，期望混凝土的流動性改變，提高混凝土的可澆筑性，但是外加劑摻量的提高降低了混凝土中漿體的稠度，致使混凝土漿體的握裹力變差，進(jìn)一步惡化了混凝土的流動性，致使混凝土離析泌水現(xiàn)象出現(xiàn)。1、提高漿體體積，因?yàn)閯倓偨佑|該工地，前后一共只有一天多的時間，為了保證混凝土的強(qiáng)度。此次調(diào)整只是為了單純的調(diào)整漿體體積，不并改變混凝土的水膠比?；趶?qiáng)度、坍落度、骨料粒徑等的共同因素將漿體總體積設(shè)定為Ve=350。Ve=Vw+Vc+Va Vc=(Gw/(W/B)/cVw=Gw=155kg W/B=155/460 Va=20L經(jīng)過代入計算：Vw=167 Vc=163 Gc=4972、計算合理砂率砂率的調(diào)整原則砂子的細(xì)度模數(shù)是以2.7為基準(zhǔn)模數(shù)，水膠比是以0.45為基準(zhǔn)水膠比，坍落度是以200mm為基準(zhǔn)坍落度，含泥量是以2.5%為基準(zhǔn)含泥量，以碎石最大公稱粒徑31.5為基準(zhǔn)粗骨料，這種情況下普通的泵送混凝土砂率確定為42%。1、砂子細(xì)度模數(shù)每增減0.1，混凝土砂率相應(yīng)增減1%;2、水膠每增減1%，砂率相應(yīng)增減0.4%。3、含泥量增減1%，砂率相應(yīng)減增1%。4、坍落度每增減20mm，砂率相應(yīng)增減1%。5、粗骨料的最大公稱粒徑每增減10mm，砂率相應(yīng)減增2%?，F(xiàn)有原材料情況