高性能混凝土的配制技術(shù)課件

第四章

高性能混凝土的配制技術(shù)1第四章11、泵送混凝土配合比設(shè)計2、配合比設(shè)計的原則和特點3、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

21、泵送混凝土配合比設(shè)計21.1摻減水劑的普通混凝土配合比計算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%?！纠}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ρ＝2405kg／m３)；（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31.1摻減水劑的普通混凝土配合比計算【例題1】：不摻加減水解：（1）水用量：W=182×(1-15%)=155kg；水泥用量不變：C=410kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-155-410=1840kg/m3所以，S=1840×33%=607kg/m3；G=1840-607=1233kg/m3。混凝土各材料用量為：C:W:S:G=410:155:607:1233。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強度估計可達57.0MPa。4解：（1）水用量：W=182×(1-15%)=155kg2、節(jié)約水泥設(shè)計原則：（1）水泥用量依據(jù)減水率相應減少10%～15%；（2）水灰比不變，用水量減少，則水泥用量減少；（3）砂率不變，計算砂石。【例題2】：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%。使用木鈣減水劑，其摻量為水泥用量的0.25%，可節(jié)約水泥8%。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ρ＝2405kg／m３)；（2）若使用碎石、42.5#普通硅酸鹽水泥配制混凝土，估算混凝土28天強度。答案下一頁52、節(jié)約水泥答案下一頁5解：（1）摻入木鈣減水劑可節(jié)約水泥8%，則水泥用量為：C=410×（1-8%）=410×92%=377kg;水灰比不變，W/C=0.44，則水用量：W=377×0.44=166kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-377-166=1862kg/m3所以，S=1862×35%=652kg/m3；G=1862-652=1210kg/m3?；炷粮鞑牧嫌昧繛椋篊:W:S:G=377:166:652:1210。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強度估計可達48.7MPa。6解：（1）摻入木鈣減水劑可節(jié)約水泥8%，則水泥用量為：63、提高混凝土的和易性設(shè)計原則：（1）水泥用量、水用量不變，水灰比不變；（2）砂率增大5%，到40%～45%?！纠}3】：已知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%。利用泵送劑將其基準混凝土配制成180mm的泵送混凝土，求其配合比。答案下一頁73、提高混凝土的和易性答案下一頁7解：水泥用量和水用量不變，W/C=0.44，C=410kg，W=182kg；砂率增大5%，??；

由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-410-182=1813kg/m3所以，S=1813×40%=725kg/m3；G=1813-725=1088kg/m3?！嗷炷僚浜媳葹椋篊:W:S:G=410:182:725:1088。8解：水泥用量和水用量不變，W/C=0.44，81.2摻加粉煤灰泵送混凝土配合比的計算【例4】某坍落度為30～50mm的C20混凝土實驗室配合比為C：W：S：G=271：162：705：1247，使用粉煤灰和泵送劑配制C20泵送混凝土，（粉煤灰替代水泥量為25%，超量系數(shù)為1.4，粉煤灰表觀密度為砂子表觀密度為，石子表觀密度為混凝土實測表觀密度2390kg/m3，采用42.5#P?O水泥），求混凝土各材料用量。答案下一頁91.2摻加粉煤灰泵送混凝土配合比的計算答案下一頁9解：1）先計算泵送混凝土配合比水泥、水用量不變，即：C=271kg，W=162kg；

砂率增大5%,取由和

得出：S=800kg，G=1152kg。2）摻加粉煤灰的配合比計算粉煤灰總摻量為：粉煤灰超量部分：

砂子用量：等體積減砂原則10解：1）先計算泵送混凝土配合比等體積減砂原則10石子用量：G=1152kg；水泥實際用量：C=271×（1-25%）=203kg；水用量：W=162kg；∴A=203+162+95+767+1152=2379各材料用量為：

11石子用量：G=1152kg；112、配合比設(shè)計的原則和特點

⑴高性能混凝土配制原則為實現(xiàn)混凝土的高性能，混凝土的配合比設(shè)計應遵循下述原則：122、配合比設(shè)計的原則和特點

⑴高性能混凝土配制原則12低水膠比對高性能混凝土很重要，依靠高效減水劑和優(yōu)質(zhì)礦物細粉摻合料實現(xiàn)混凝土的低水膠比。不能過分地提高膠凝材料的用量。膠凝材料過多，不僅成本高，混凝土的體積穩(wěn)定性也差，同時，對獲得高的強度意義不大。應該通過合理調(diào)整粗細骨料用量及砂率控制空隙率，實現(xiàn)較低水膠比下的良好和易性。13低水膠比對高性能混凝土很重要，依靠高效減水劑和優(yōu)質(zhì)礦物細粉摻在混凝土中應該摻加一定量的引氣劑，使混凝土的含氣量在3-4%。盡可能使用聚羧酸高性能減水劑，以提高工作性，減少收縮。14在混凝土中應該摻加一定量的引氣劑，使混凝土的含氣量在3-4%高性能混凝土對骨料的顆粒級配和最大粒徑有嚴格的要求。可通過改變加工工藝和混凝土生產(chǎn)工藝，改善骨料的粒形和級配。15高性能混凝土對骨料的顆粒級配和最大粒徑有嚴格的要求?？赏ㄟ^改摻入活性礦物材料可帶來很多好處：①改善新拌混凝土的工作性。②降低混凝土初期水化熱，減少溫度裂縫。③活性礦物材料與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2起火山灰反應，提高混凝土的抗化學侵蝕性能。④提高混凝土密實度，保證耐久性能。16摻入活性礦物材料可帶來很多好處：16通過以上技術(shù)措施，減少水泥用量和混凝土單位體積用水量。17通過以上技術(shù)措施，減少水泥用量和混凝土單位體積用水量。173、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

關(guān)于高性能混凝土配合比設(shè)計方法，我們在此介紹吳中偉先生提出的簡易配合比設(shè)計方法和黃兆龍先生的高密實混凝土配合比設(shè)計方法。183、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

關(guān)于高性能混凝土配合比吳中偉提出的簡易配合比設(shè)計方法的基本原則是要求砂石有最小的混合空隙率，按絕對體積法原理計算。具體步驟和實例如下：

簡易配合比設(shè)計方法19吳中偉提出的簡易配合比設(shè)計方法的基本原則是要求砂石有最小的混1)首先選擇高性能混凝土平均或常用性能指標作為基準，或選用工程要求的性能為基準，然后再試配調(diào)整，滿足其他條件或要求。201)首先選擇高性能混凝土平均或常用性能指標作為基準，或選用例如要求耐久性為低滲透性，要求用Nernst-Einstein法測定的氯離子擴散系數(shù)為(50～100)×10-14m2/s，配制強度為40～50MPa，工作性要求坍落度為180～200mm，1h坍落度損失不大于10%，無離析等。21例如要求耐久性為低滲透性，要求用Nernst-Einstei2)求砂石混合空隙率α，選擇最小值可先從砂率38%～40%開始，將不同砂石比的砂石混合，分三次裝入一個15～20L的不變形的容重筒中，用直徑為15mm的圓頭搗棒各插搗30下(或在振動臺上振動至試料不再下沉為止)，刮平表面后稱量，并換算成松椎密度ρ0(kg/m3),測出砂石混合料的混合表觀密度ρ(kg/m3)，一般為2.65g/cm3左右。計算，最經(jīng)濟的混合空隙率約為16%，一般為20%～22%。222)求砂石混合空隙率α，選擇最小值可先從砂率38%～40%3)計算膠凝材料漿量膠凝材料漿量等于砂石混合空隙體積加富余量。膠凝材料漿富余量取決于工作性要求和外加劑性質(zhì)和摻量，可先按坍落度180～200mm估計為8%～10%，由試拌決定。假設(shè)為8%，α為20%，則漿體積為α+8%=28%，即280L/m3。233)計算膠凝材料漿量膠凝材料漿量等于砂石混合空隙體積加富余4)計算各組分用量設(shè)選用水膠比為0.4，摻入磨細礦渣30%，水泥密度為3.15g/cm3，磨細礦渣密度為2.5g/cm3，則

即1L漿用膠凝材料1.35kg。244)計算各組分用量設(shè)選用水膠比為0.4，摻入磨細礦渣30%1m3膠凝材料總用量=280×1.35=378kg/m3水泥用量=378×0.7=265kg/m3礦渣用量=378×0.3=113kg/m3水用量=378×0.4=151kg/m3集料總用量=(1000-280)×2.65=1908kg/m3砂用量=1908×40%=763kg/m3石用量=1908-763=1145kg/m3因引入了漿體積富余量，總體積略超過1m3，故所計算的各材料用量總需按實測的表觀密度校正。251m3膠凝材料總用量=280×1.35=378kg5)或按15L筒試配的砂石量+以上膠凝材料和水各量的1.5%，摻入外加劑試拌，測坍落度和流動度。如不符，則調(diào)整富余量或外加劑摻量。達到要求后，再裝入筒中稱量筒中混凝土和多余混凝土拌合物質(zhì)量，求出混凝土表觀密度，并校正各計算量。一般允許坍落度誤差為±40mm，富余量誤差為±1.5%。265)或按15L筒試配的砂石量+以上膠凝材料和水各量的1.5在以上基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試拌，求得符合要求的合理、經(jīng)濟的配合比。但針對此方法提出兩點改進建議，第一是漿體富余量在8%以上，不一定在8—10%之間，由試拌決定。第二是粗骨料應該采取兩個以上粒級混拌的方法，使混拌后的粗骨料空隙率小于38%。27在以上基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試拌，求得符合要求的合理、經(jīng)濟的配合比。高密實混凝土配合比方法

原理

骨料因占混凝土體積的2/3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、較高的強度及優(yōu)異的耐久性。混凝土中顆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。28高密實混凝土配合比方法

原理骨料因占混凝土另外，以相同水灰比而言，骨料在最佳堆積下總漿體用量也會跟著減少，相對的拌合水用量也會減少，因而可減少混凝土中弱界面的形成幾率及漿體本身產(chǎn)生收縮裂縫的可能，從而提高混凝土的耐久性。

29另外，以相同水灰比而言，骨料在最佳堆積下總漿體用量高密實混凝土配合比設(shè)計

對原材料的要求一、石最大粒徑不超過25mm。二、砂細度模數(shù)MK=2.8～3.1之間最佳。三、水泥的成分要求比較穩(wěn)定。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。30高密實混凝土配合比設(shè)計

對原材料的要求一、石最大粒徑不超過2粉煤灰取代砂的曲線圖

利用四分法取樣將砂和粉煤灰混合，以粉煤灰取代砂的方式，求出混合料的最大單位重，此就是粉煤灰取代砂的最佳比例，如下圖所示。在下圖中粉煤灰取代砂13%時，單位重最大。

↑α=1331粉煤灰取代砂的曲線圖利用四分法取樣將砂和粉煤灰砂—粉煤灰填充石的曲線圖

在固定砂和粉煤灰的最佳比例情況下，重新用四分法混合，找出砂與粉煤灰及石的最大單位重，在本次實驗中，砂與粉煤灰所占骨材總量的比例為50%，如下圖所示。

↑β=5032砂—粉煤灰填充石的曲線圖在固定砂和粉煤灰的最佳比例高密實混凝土配比流程步驟三：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VV

1、假設(shè)粉煤灰取代砂的最大單位重比例為α

2、（砂+粉煤灰）在混合骨料中的最大單位重比例為β①②

步驟一：選擇材料步驟二；確定坍落度與強度詳細步驟如下33高密實混凝土配比流程步驟三：求骨料的最大單位重高密實混凝土配比流程

式中：wf、γf分別代表粉煤灰重（kg/m3）及粉煤灰比重(kg/m3）；ws、γs分別代表石子重（kg/m3）及石子比重（kg/m3）；wG、γG分別代表砂子重（kg/m3）及砂子比重（kg/m3）。③步驟四：計算水泥漿體量和骨料體積1、計算各骨料用量

水泥漿體VP用下式計算④34高密實混凝土配比流程式中：wf、γf分別代表粉煤灰重（k高密實混凝土配比流程將公式①和②重新帶入⑤中就可以求出各骨料的用量⑥⑦⑧⑤35高密實混凝土配比流程將公式①和②重新帶入⑤中就可以求出各骨料高密實混凝土配比流程2、水泥和用水量的計算⑨3、當設(shè)計強度為λ=W/B、B=（Wf+WC），時：所以⑩⑾36高密實混凝土配比流程2、水泥和用水量的計算⑨3、當設(shè)計強度為高密實混凝土配比流程(12)上式中W：用水量γw：水的比重C：水泥重γc：水泥的比重λ：水膠比步驟五：減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總的用水量中扣除。假設(shè)減水劑的用量為WSP，則最終用水量為WW=Wtotal-WSP(13)37高密實混凝土配比流程(12)上式中W：用水量

經(jīng)過測定，粉煤灰取代砂的最大單位重比例α=0.13,砂加粉煤灰在混合骨料的最大單位重比例β=0.50,此時其最大單位重為2100Kg/m3。水膠比為0.38。試求其最密實混凝土配合比。（水泥、粉煤灰、水、砂、石的表觀密度分別為3100、2200、1000、2600、2650Kg/m3。）解：（1）（2）

（3）例題高密實混凝土配比實例38經(jīng)過測定，粉煤灰取代砂的最大單位重比例α=高密實混凝土配比實例39高密實混凝土配比實例39高密實混凝土配比實例40高密實混凝土配比實例40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。SP：減水劑百分含量（%）B：膠凝材料的用量（kg/m3）；

41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)高流動性

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，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。42高流動性高密實混凝土因為骨料之間的致密堆積，新拌性能分析表a高密實混凝土配比

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。43新拌性能分析表a高密實混凝土配比圖4.6為高密新拌性能分析高密實混凝土配比

在適當足夠的漿量厚度（t）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，另外粉煤灰材料在當作潤滑漿體的同時，具有軸承作用、懸浮效果、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30分鐘和60分鐘時工作性損失很小。粉煤灰的Zeta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。44新拌性能分析高密實混凝土配比在適當足夠的漿量厚這種情況不僅1.3VV時存在，1.2VV也有類似現(xiàn)象，只是由于骨料含量相對較多，潤滑漿量較少，導致骨料之間的滑動阻力很大，整體內(nèi)聚力提高，不易流動。1.4VV和以上漿量因為水泥用量較多，導致水化速率很大，且用水量多，使得減水劑的濃度降低，雖然粉煤灰也會釋水，但由于粉煤灰的含量較少，釋放水量無法平衡水化產(chǎn)物所帶來的粘稠性損失，故60分鐘在無適當?shù)恼吵硇耘c減水劑濃度的幫助下，會有較大的工作性損失。45這種情況不僅1.3VV時存在，1.2VV也有類似現(xiàn)工程試驗2002年11月，我們在首鋼礦山擋土墻工程中使用高密實混凝土技術(shù)配制尾礦砂石泵送混凝土，進行施工取得了成功，在負溫下，每立方米混凝土水泥用量260kg，混凝土和易性良好，強度滿足C25要求。46工程試驗2002年11月，我們在首鋼礦山擋土墻工程中使用高密個人觀點供參考，歡迎討論！個人觀點供參考，歡迎討論！第四章

高性能混凝土的配制技術(shù)48第四章11、泵送混凝土配合比設(shè)計2、配合比設(shè)計的原則和特點3、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

491、泵送混凝土配合比設(shè)計21.1摻減水劑的普通混凝土配合比計算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%?！纠}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ρ＝2405kg／m３)；（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501.1摻減水劑的普通混凝土配合比計算【例題1】：不摻加減水解：（1）水用量：W=182×(1-15%)=155kg；水泥用量不變：C=410kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-155-410=1840kg/m3所以，S=1840×33%=607kg/m3；G=1840-607=1233kg/m3?；炷粮鞑牧嫌昧繛椋篊:W:S:G=410:155:607:1233。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強度估計可達57.0MPa。51解：（1）水用量：W=182×(1-15%)=155kg2、節(jié)約水泥設(shè)計原則：（1）水泥用量依據(jù)減水率相應減少10%～15%；（2）水灰比不變，用水量減少，則水泥用量減少；（3）砂率不變，計算砂石。【例題2】：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%。使用木鈣減水劑，其摻量為水泥用量的0.25%，可節(jié)約水泥8%。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ρ＝2405kg／m３)；（2）若使用碎石、42.5#普通硅酸鹽水泥配制混凝土，估算混凝土28天強度。答案下一頁522、節(jié)約水泥答案下一頁5解：（1）摻入木鈣減水劑可節(jié)約水泥8%，則水泥用量為：C=410×（1-8%）=410×92%=377kg;水灰比不變，W/C=0.44，則水用量：W=377×0.44=166kg；砂率：；由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-377-166=1862kg/m3所以，S=1862×35%=652kg/m3；G=1862-652=1210kg/m3?；炷粮鞑牧嫌昧繛椋篊:W:S:G=377:166:652:1210。（2）所以使用碎石和42.5#普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其28天強度估計可達48.7MPa。53解：（1）摻入木鈣減水劑可節(jié)約水泥8%，則水泥用量為：63、提高混凝土的和易性設(shè)計原則：（1）水泥用量、水用量不變，水灰比不變；（2）砂率增大5%，到40%～45%?！纠}3】：已知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%。利用泵送劑將其基準混凝土配制成180mm的泵送混凝土，求其配合比。答案下一頁543、提高混凝土的和易性答案下一頁7解：水泥用量和水用量不變，W/C=0.44，C=410kg，W=182kg；砂率增大5%，??；

由公式：C+W+S+G=2405kg/m3

有：S+G=2405-410-182=1813kg/m3所以，S=1813×40%=725kg/m3；G=1813-725=1088kg/m3。∴混凝土配合比為：C:W:S:G=410:182:725:1088。55解：水泥用量和水用量不變，W/C=0.44，81.2摻加粉煤灰泵送混凝土配合比的計算【例4】某坍落度為30～50mm的C20混凝土實驗室配合比為C：W：S：G=271：162：705：1247，使用粉煤灰和泵送劑配制C20泵送混凝土，（粉煤灰替代水泥量為25%，超量系數(shù)為1.4，粉煤灰表觀密度為砂子表觀密度為，石子表觀密度為混凝土實測表觀密度2390kg/m3，采用42.5#P?O水泥），求混凝土各材料用量。答案下一頁561.2摻加粉煤灰泵送混凝土配合比的計算答案下一頁9解：1）先計算泵送混凝土配合比水泥、水用量不變，即：C=271kg，W=162kg；

砂率增大5%,取由和

得出：S=800kg，G=1152kg。2）摻加粉煤灰的配合比計算粉煤灰總摻量為：粉煤灰超量部分：

砂子用量：等體積減砂原則57解：1）先計算泵送混凝土配合比等體積減砂原則10石子用量：G=1152kg；水泥實際用量：C=271×（1-25%）=203kg；水用量：W=162kg；∴A=203+162+95+767+1152=2379各材料用量為：

58石子用量：G=1152kg；112、配合比設(shè)計的原則和特點

⑴高性能混凝土配制原則為實現(xiàn)混凝土的高性能，混凝土的配合比設(shè)計應遵循下述原則：592、配合比設(shè)計的原則和特點

⑴高性能混凝土配制原則12低水膠比對高性能混凝土很重要，依靠高效減水劑和優(yōu)質(zhì)礦物細粉摻合料實現(xiàn)混凝土的低水膠比。不能過分地提高膠凝材料的用量。膠凝材料過多，不僅成本高，混凝土的體積穩(wěn)定性也差，同時，對獲得高的強度意義不大。應該通過合理調(diào)整粗細骨料用量及砂率控制空隙率，實現(xiàn)較低水膠比下的良好和易性。60低水膠比對高性能混凝土很重要，依靠高效減水劑和優(yōu)質(zhì)礦物細粉摻在混凝土中應該摻加一定量的引氣劑，使混凝土的含氣量在3-4%。盡可能使用聚羧酸高性能減水劑，以提高工作性，減少收縮。61在混凝土中應該摻加一定量的引氣劑，使混凝土的含氣量在3-4%高性能混凝土對骨料的顆粒級配和最大粒徑有嚴格的要求。可通過改變加工工藝和混凝土生產(chǎn)工藝，改善骨料的粒形和級配。62高性能混凝土對骨料的顆粒級配和最大粒徑有嚴格的要求?？赏ㄟ^改摻入活性礦物材料可帶來很多好處：①改善新拌混凝土的工作性。②降低混凝土初期水化熱，減少溫度裂縫。③活性礦物材料與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2起火山灰反應，提高混凝土的抗化學侵蝕性能。④提高混凝土密實度，保證耐久性能。63摻入活性礦物材料可帶來很多好處：16通過以上技術(shù)措施，減少水泥用量和混凝土單位體積用水量。64通過以上技術(shù)措施，減少水泥用量和混凝土單位體積用水量。173、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

關(guān)于高性能混凝土配合比設(shè)計方法，我們在此介紹吳中偉先生提出的簡易配合比設(shè)計方法和黃兆龍先生的高密實混凝土配合比設(shè)計方法。653、介紹高性能混凝土配合比設(shè)計的方法

關(guān)于高性能混凝土配合比吳中偉提出的簡易配合比設(shè)計方法的基本原則是要求砂石有最小的混合空隙率，按絕對體積法原理計算。具體步驟和實例如下：

簡易配合比設(shè)計方法66吳中偉提出的簡易配合比設(shè)計方法的基本原則是要求砂石有最小的混1)首先選擇高性能混凝土平均或常用性能指標作為基準，或選用工程要求的性能為基準，然后再試配調(diào)整，滿足其他條件或要求。671)首先選擇高性能混凝土平均或常用性能指標作為基準，或選用例如要求耐久性為低滲透性，要求用Nernst-Einstein法測定的氯離子擴散系數(shù)為(50～100)×10-14m2/s，配制強度為40～50MPa，工作性要求坍落度為180～200mm，1h坍落度損失不大于10%，無離析等。68例如要求耐久性為低滲透性，要求用Nernst-Einstei2)求砂石混合空隙率α，選擇最小值可先從砂率38%～40%開始，將不同砂石比的砂石混合，分三次裝入一個15～20L的不變形的容重筒中，用直徑為15mm的圓頭搗棒各插搗30下(或在振動臺上振動至試料不再下沉為止)，刮平表面后稱量，并換算成松椎密度ρ0(kg/m3),測出砂石混合料的混合表觀密度ρ(kg/m3)，一般為2.65g/cm3左右。計算，最經(jīng)濟的混合空隙率約為16%，一般為20%～22%。692)求砂石混合空隙率α，選擇最小值可先從砂率38%～40%3)計算膠凝材料漿量膠凝材料漿量等于砂石混合空隙體積加富余量。膠凝材料漿富余量取決于工作性要求和外加劑性質(zhì)和摻量，可先按坍落度180～200mm估計為8%～10%，由試拌決定。假設(shè)為8%，α為20%，則漿體積為α+8%=28%，即280L/m3。703)計算膠凝材料漿量膠凝材料漿量等于砂石混合空隙體積加富余4)計算各組分用量設(shè)選用水膠比為0.4，摻入磨細礦渣30%，水泥密度為3.15g/cm3，磨細礦渣密度為2.5g/cm3，則

即1L漿用膠凝材料1.35kg。714)計算各組分用量設(shè)選用水膠比為0.4，摻入磨細礦渣30%1m3膠凝材料總用量=280×1.35=378kg/m3水泥用量=378×0.7=265kg/m3礦渣用量=378×0.3=113kg/m3水用量=378×0.4=151kg/m3集料總用量=(1000-280)×2.65=1908kg/m3砂用量=1908×40%=763kg/m3石用量=1908-763=1145kg/m3因引入了漿體積富余量，總體積略超過1m3，故所計算的各材料用量總需按實測的表觀密度校正。721m3膠凝材料總用量=280×1.35=378kg5)或按15L筒試配的砂石量+以上膠凝材料和水各量的1.5%，摻入外加劑試拌，測坍落度和流動度。如不符，則調(diào)整富余量或外加劑摻量。達到要求后，再裝入筒中稱量筒中混凝土和多余混凝土拌合物質(zhì)量，求出混凝土表觀密度，并校正各計算量。一般允許坍落度誤差為±40mm，富余量誤差為±1.5%。735)或按15L筒試配的砂石量+以上膠凝材料和水各量的1.5在以上基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試拌，求得符合要求的合理、經(jīng)濟的配合比。但針對此方法提出兩點改進建議，第一是漿體富余量在8%以上，不一定在8—10%之間，由試拌決定。第二是粗骨料應該采取兩個以上粒級混拌的方法，使混拌后的粗骨料空隙率小于38%。74在以上基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試拌，求得符合要求的合理、經(jīng)濟的配合比。高密實混凝土配合比方法

原理

骨料因占混凝土體積的2/3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。75高密實混凝土配合比方法

原理骨料因占混凝土另外，以相同水灰比而言，骨料在最佳堆積下總漿體用量也會跟著減少，相對的拌合水用量也會減少，因而可減少混凝土中弱界面的形成幾率及漿體本身產(chǎn)生收縮裂縫的可能，從而提高混凝土的耐久性。

76另外，以相同水灰比而言，骨料在最佳堆積下總漿體用量高密實混凝土配合比設(shè)計

對原材料的要求一、石最大粒徑不超過25mm。二、砂細度模數(shù)MK=2.8～3.1之間最佳。三、水泥的成分要求比較穩(wěn)定。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。77高密實混凝土配合比設(shè)計

對原材料的要求一、石最大粒徑不超過2粉煤灰取代砂的曲線圖

利用四分法取樣將砂和粉煤灰混合，以粉煤灰取代砂的方式，求出混合料的最大單位重，此就是粉煤灰取代砂的最佳比例，如下圖所示。在下圖中粉煤灰取代砂13%時，單位重最大。

↑α=1378粉煤灰取代砂的曲線圖利用四分法取樣將砂和粉煤灰砂—粉煤灰填充石的曲線圖

在固定砂和粉煤灰的最佳比例情況下，重新用四分法混合，找出砂與粉煤灰及石的最大單位重，在本次實驗中，砂與粉煤灰所占骨材總量的比例為50%，如下圖所示。

↑β=5079砂—粉煤灰填充石的曲線圖在固定砂和粉煤灰的最佳比例高密實混凝土配比流程步驟三：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VV

1、假設(shè)粉煤灰取代砂的最大單位重比例為α

2、（砂+粉煤灰）在混合骨料中的最大單位重比例為β①②

步驟一：選擇材料步驟二；確定坍落度與強度詳細步驟如下80高密實混凝土配比流程步驟三：求骨料的最大單位重高密實混凝土配比流程

式中：wf、γf分別代表粉煤灰重（kg/m3）及粉煤灰比重(kg/m3）；ws、γs分別代表石子重（kg/m3）及石子比重（kg/m3）；wG、γG分別代表砂子重（kg/m3）及砂子比重（kg/m3）。③步驟四：計算水泥漿體量和骨料體積1、計算各骨料用量

水泥漿體VP用下式計算④81高密實混凝土配比流程式中：wf、γf分別代表粉煤灰重（k高密實混凝土配比流程將公式①和②重新帶入⑤中就可以求出各骨料的用量⑥⑦⑧⑤82高密實混凝土配比流程將公式①和②重新帶入⑤中就可以求出各骨料高密實混凝土配比流程2、水泥和用水量的計算⑨3、當設(shè)計強度為λ=W/B、B=（Wf+WC），時：所以⑩⑾83高密實混凝土配比流程2、水泥和用水量的計算⑨3、當設(shè)計強度為高密實混凝土配比流程(12)上式中W：用水量γw：水的比重C：水泥重γc：水泥的比重λ：水膠比步驟五：減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總的用水量中扣除。假設(shè)減水劑的用量為WSP，則最終用水量為WW=Wtotal-WSP