全計(jì)算法設(shè)計(jì)高性能混凝土配合比

1、全計(jì)算法設(shè)計(jì)高性能混凝土配合比一、已知條件、混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30o、水泥1、牌號(hào)與強(qiáng)度等級(jí)P.O42.5o2、表觀(guān)密度Y c=3.134o、砂子1、品種 河砂。2、細(xì)度模數(shù)皿=2.4。3、表觀(guān)密度Y s=2.64o、石子1、品種 卵碎石。2、粒徑5-25mmo3、表觀(guān)密度Y g2.76o4、堆積密度Y gd= 1.56。、粉煤灰1、質(zhì)等級(jí)II級(jí)。2、表觀(guān)密度Y f=2.143o因、礦粉1、質(zhì)量等級(jí)S95o2、表觀(guān)密度Y k=2.931o（七）、泵送劑1、表觀(guān)密度Y b= 1.172。2、含水率P w0.63o3、混凝土含氣量a =15L/m3o二、基本假設(shè)與混凝土體積模型、基本假設(shè)1、混凝土各

2、組成材料（包括固、液、氣三相。）具有體積相加性；2、石子的空隙由干砂漿填充；3、干砂漿的空隙由水填充；4、干砂漿由水泥、摻合料、砂與含氣量組成。、混凝土體積模型見(jiàn)下圖。圖中表示干砂漿體積Ves的黑線(xiàn)框可以上下移動(dòng)，以調(diào)整 用水量和砂率。三、基本公式1、漿體體積Ve = W+Vc+Vf+Vk+ a說(shuō)明：對(duì)高性能混凝土，k可按350L/n?取值(引自陳建奎著混 凝土外加劑原理與應(yīng)用)。2、集料體積(Vg+Vs) =1000- Ve(2)說(shuō)明：對(duì)高性能混凝土， (Vg+Vs)可按( 1000-Ve) = ( 1000- 350) =650L/n)3取值(引自陳建奎著混凝土外加劑原理與應(yīng) 用)。3、干

3、砂漿體積Ves=Vc+Vf+Vk+Vs+ a4、混凝土試配強(qiáng)度f(wàn)cu.p = fcu.o+l. 645 o(4)5、水膠比Bwj=W/ (C+Fa+K)=1/ fcu,p/(Afce) +B或fcu.p = Afce (1/ Bwj) - B(6)式中，L/m"kg/m3 或 L/m3L/m3ve一漿體體積W一用水量或水的體積Vc水泥體積Vf粉煤灰體積L/m3Vk一礦粉體積L/m3Ve石子體積L/m3Vs一砂子體積L/m3干砂漿體積L/m3心.p一混凝土試配強(qiáng)度MPafg.。一混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)值Mpa。一混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差Mpa當(dāng)缺乏統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，?？蓞⒄障卤砣≈担ㄒ曰炷两Y(jié)構(gòu) 工

4、程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50204-92）。取值表表一混凝土強(qiáng)度等級(jí)< C20C20- C35>C35。（Mpa）4.05.06.0也可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)表中的。值適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。C水泥用量kg/m3R一粉煤灰用量kg/m3K一礦粉用量kg/m3fee一水泥實(shí)測(cè)強(qiáng)度MpaA一回歸系數(shù)，當(dāng)缺乏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表二取值（引自陳 建奎著混凝土外加劑原理與應(yīng)用）。B一回歸系數(shù)，當(dāng)缺乏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表二取值(引自陳建奎著混凝土外加劑原理與應(yīng)用)。、干砂漿體積計(jì)算公式回歸系數(shù)表表二石子品種碎石卵石JGJ/T55-96A0. 480. 50B0. 520.61JGJ/T55-2000A0. 460. 4

5、8B0. 070. 33么!根據(jù)基本假設(shè)2,當(dāng)石子空隙正好被干砂漿填滿(mǎn)時(shí)，則石 子空隙體積即為干砂漿體積，即Ves=1000P式中，P一石子空隙率P= (1-Y gd/Y g)Ves=1000 (1- Y gd/ Y此即干砂漿體積的計(jì)算通式，通常石子粒徑越小，比表面積越大，所需干砂漿體積越多，其關(guān)系列于下表。ks取值表表三石子最大粒徑(mm)192531. 5計(jì)算值(L/m3)440426412V"取用值(L/m3)450430420說(shuō)明：表中、計(jì)算值和取用值均摘自陳建奎著混凝土外加劑原理與應(yīng)用一書(shū)，計(jì)算值也非筆者根據(jù)實(shí)際石子粒徑和 實(shí)測(cè)的九八九值計(jì)算的。五、砂率計(jì)算通式(一)、砂子

6、用量公式1、由公式得，Vs = Ves- (K+Vf+Vk+a )(9)o2、由公式得，匕+Vf+Vk+a =Ve-W(l0)o3、將公式代入公式得，Vs = Ves-Ve+W(ll)o4、砂子用量S=kYs=(Ves-Ve+W) Ys02)、石子用量公式1、由公式得，VE=1OOO-Vs-Ve(13) o2、將公式(11)代入公式(13)得，VE=1OOO-Ves-W(14) o3、石子用量G = Vg Y E=(lOOO-Ves-W) Y,(15)、砂率計(jì)算通式1 /1Sp = S/ (S+G)=(Ves-Ve+W) y J (Ves-Ve+W) Ys+( 1000-VeS-W) y J(

7、16)此式說(shuō)明，混凝土的砂率隨用水量的增加而增加，隨膠凝 材料的增加而減少。六、用水量計(jì)算通式1、粉煤灰體積占膠凝材料總體積的比例設(shè)為ft；2、礦粉體積占膠凝材料總體積的比例設(shè)為kt；3、水泥體積占膠凝材料總體積的比例即為(l-f-kt)；4、粉煤灰與水泥的體積比為Vf/Vc = ft/ (l-f-kt) ；(17)5、礦粉與水泥的體積比為Vk/k=k/ (1-fkt) ；(18)6、將以上設(shè)定及公式、(代入并求解由公式或公式 與公式組成的聯(lián)立方程得用水量的計(jì)算通式，W= (Ve-a ) / 1+ fcu,p/ (Af ce)+B/ (l-f-kt) Y c+ft Y f+kt Y /=(Ve

8、-a ) /(l+l/Bwj ( (l-ft-kt) Y c+ft Y f+鼠 Y k) 。(19)此式說(shuō)明，、混凝土的用水量取決于強(qiáng)度和水膠比，混凝土強(qiáng)度越 高，水膠比越小，用水量越少；(2)、摻合料的品種(表觀(guān)密度不同)影響混凝土的用水 量；、含氣量越大，用水量越少。七、泵送劑摻量的計(jì)算公式b= (Wo-W) /Wo+A n P(20)式中，b一泵送劑摻量w。一混凝土不摻泵送劑的初始塌落度70-90mm時(shí)的基準(zhǔn)用 水量，與石子最大粒徑有關(guān)，見(jiàn)下表(引自硅酸鹽學(xué)報(bào) 2000. No2陳建奎、王棟民著高性能混凝土 HPC配合比設(shè) 計(jì)新法一全計(jì)算法。)。W。取值表表四石子最大粒徑(mm)1620

9、2530Wo (kg/m3)230215210205W混凝土設(shè)計(jì)用水量kg/m3(Wo-W) /W°="一泵送劑當(dāng)量減水率(Wo-W ) /Wo+ n =，一泵送劑目標(biāo)減水率 n一泵送劑增量系數(shù)，指混凝土從初始塌落度70-90mm1 /1增至目標(biāo)值時(shí)的泵送劑增量；a n取決于混凝土的塌落度sL,當(dāng) SL= 160-180mm 時(shí) n =0. 04,當(dāng) SL = 200-220mm 時(shí) n =0. 06 （引自硅酸鹽學(xué)報(bào)2000. No2陳建奎、王棟民著高性能混凝土 HPC配合比設(shè)計(jì)新法一全計(jì)算法。）。B一泵送劑減水增塌效能系數(shù)，當(dāng)泵送劑濃度為40%時(shí)B= 9.17%；當(dāng)泵送

10、劑濃度為37%時(shí)8 =10. 00% （引自商口1111混凝土2006. No2 丁抗生著全計(jì)算法組織商品混凝土配合比系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。八、配合比計(jì)算、混凝土試配強(qiáng)度根據(jù)公式,fcu.p = fcu.o+l. 645 o參照表一并考慮到商品混凝土的實(shí)際情況，取。=7. 0MPa,fcu.p = fcu.o+L 645 o=30+1. 645*7=41.5MPa。、混凝土水膠比1、根據(jù)公式/ 3/（Afce） +B）2、參照表二取A=0. 46B = 0. 303、根據(jù)實(shí)際測(cè)定3=52MPa4、代入公式得B1/ 41. 5/ (0.46*52) +0. 30)= 0.49、混凝土用水量1、設(shè)1= 0.

11、 18；2、設(shè) kt=0. 15；3、取 Ve = 350L/m3；4、根據(jù)公式，未摻泵送劑時(shí)的用水量為W= (Ve-a ) / 1+1/Bwj( () Y c+ft Y f+kt Y k) =(350-15) /l+l/0. 49* ( (1-0. 18-0. 15)*3. 134+0. 18*2. 143+0. 15*2. 931 ) )=197kg/m3o、膠凝材料總體積根據(jù)公式得膠凝材料總體積Vj = Vc+ Vf+ Vk=Ve-W- a= 350-197-15= 138L/m3、膠凝材料各組分體積1、粉煤灰體積Vf = Vjft= 138*0. 18= 24.82、礦粉體積L/m3K

12、=Vjkt= 138*0. 15= 20. 73、水泥體積k=Vj (1k)L/m3= 138* (1-0. 18-0. 15)= 92. 5L/m3因、膠凝材料各組分用量1、粉煤灰用量Fa = Vf Y f= 24. 8*2. 143=532、礦粉用量K=Vk y kkg/m3=20. 7*2. 9311 /1=61kg/m33、水泥用量C=kYc=92. 5*3. 134= 290kg/m3田、砂率1、根據(jù)表三取Ves=430L/m32、根據(jù)公式(16),砂率Sp=(Ve-Ve+W) Ys/ (Ves-Ve+W) Ys+ (1000-Ves-W) yj=(430-350+197) *2.6

13、4/ (430-350+197) *2.64+ (1000-430-197) *2.76=0. 42o川、集料用量1、砂子用量根據(jù)公式S= (Ves-Ve+W) Ys=(430-350+197) *2.64= 731kg/m32、石子用量根據(jù)公式(，未摻泵送劑時(shí)的石子用量為G= (1000-VeS-W) 丫 g=(1000-430-197) *2. 76= 1029kg/m3o、摻入泵送劑后的配合比調(diào)整1、泵送劑摻量、根據(jù)表四kg/m3Wo=21O、泵送劑當(dāng)=減水率d= (Wo-W) /Wo=(210-197) /210=0. 062、泵送劑增量系數(shù) H =0. 06、泵送劑目標(biāo)減水率=(Wo

14、-w) /Wo+a n=& d+ n= 0.062+0.06=0. 122、泵送劑效能系數(shù)B =10%、根據(jù)公式，泵送劑摻量b= (Wo-W) /Wo+A n P=0. 122*0. 10= 0.0122。2、泵送劑用量B= (C+Fa+K) b=(290+53+61) *0.0122=4.933、泵送劑含水量b#=B P 不=4. 93*0. 63=3. 114、實(shí)際用水量W ' =W-bwkg/m3kg/m3= 197-3. 11= 1945、泵送劑體積K = B/Yb=4. 93/1. 172=4.21kg/m3L/m36、泵送劑含固體積Vbm = Vbw=4. 21-3. 11=1. 10L/m37、配合比調(diào)整可在S或G中扣除與Vbg相應(yīng)的重量，本例在G中扣除，因 此石子實(shí)際用量調(diào)整為G ' =G- VbsYs=1029T.i*2. 76= 1026kg/m3任）、復(fù)核水灰比1、粉煤灰代用水泥量Fd = Fa/fc式中，fc一粉煤灰超量系數(shù)fc=l.