流態(tài)混凝土的配合比全計算法設(shè)計

1、流態(tài)混凝土的配合比全計算法設(shè)計 陳建奎 高性能混凝土(HPC)配合比全計算設(shè)計法的基礎(chǔ)是根據(jù)HPC的體積模型，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出的用水量和砂率計算公式，并將此二式與水灰比(水膠比)定則相結(jié)合就能實現(xiàn)混凝土 配合比全計算設(shè)計。全計算法不僅適用于HPC，而且還能用于流態(tài)混凝土(FLC)、泵送混凝土的配合比設(shè)計。 一 . 兩個公式的物理意義 1.用水量計算公式此式表示：(1) 砂率隨著用水量增加而增加; (2) 當(dāng)Ve減小時，砂率增大; (3) 石子最大粒徑增大時、Ves減小，因此砂率則減小。二. 流態(tài)混凝土的配合比設(shè)計全計算法用于普通流態(tài)混凝土(C40以下)的配合比設(shè)計時，根據(jù)具體情況設(shè)計參數(shù)應(yīng)作相

2、改變。為了降低FLC的水泥用量，Ve應(yīng)在315L345L范圍選擇。干砂漿體積是根據(jù)石子最大粒徑確定的。 1. FLC配合比設(shè)計步驟 (1) 配制強(qiáng)度(fcu.p)： fcu.p fcu.o + 1.645 式中：fcu.p 混凝土配制強(qiáng)度(Mpa) fcu.o 混凝土設(shè)計標(biāo)號(Mpa) 富余系數(shù)(見表6)  式中：Ve =305335ll/m3; Va非引氣FLC 為15l/m3，引氣混凝土為3050l/m3(含氣量3%5%)。， , (4) 膠凝材料用量 C+FA = W/(W/B) = Q FA= Q C = Q( 1- ) 式中： FA 的摻量(%) C 水泥用量 ( kg/m

3、3) FA礦物細(xì)摻料(如粉煤灰)用量(kg/m3) (5) 砂率及集料用量：  (7) 混凝土試配及配合比的調(diào)整 任何方法設(shè)計的配合比必須經(jīng)過試配 并根據(jù)試配結(jié)果對配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 2, FLC配合比計算(實例) 用普硅425水泥配制C30的FLC，F(xiàn)A 20%，中砂(M x=2.80)，碎石(1cm 3cm)，初始坍落度18cm 20cm，1小時后大于15cm。其配合比計算如下。 (1) fcu.p： fcu.p = 30 + 1.645×5= 38 (Mpa) (2) W/B:： : W/B =1/(38/23.050.52) = 0.46 (3) W：

4、: Ve =330L/m3， Va =15L/m3 (引氣量 1.5%) W =(33015)/(10.335/0.46)= 182 (kg/m3) (4) 膠凝材料用量： C + FA =182/0.46 =396 (kg/m3) FA =396×0.20 = 79 (kg/m3) C =396 - 79 =317 (kg/m3) (5) 砂率及集料用量： SP=(90W)/650×100%=(90×182)/650×100%=41% S = (2380 396 182)×0.41 =739 (kg/m3) G =1802 739= 1063

5、 (kg/m3) (6) CSP 摻量：W0 =205 Kg/m3， =0.06 =(205182)/2050.06×9,17% =1.58% (CSP濃度為40%) (7) 配合比計算結(jié)果 W C FA S G W/B SP(%) CSP摻量(%) 182 317 79 739 1063 0.46 41 1.58 現(xiàn)將用普硅425水泥，級FA(摻20%)，中砂(MX=2.80)， 碎石(13cm) 配制各種強(qiáng)度的FLC計算配合比列入表9中。  3. 固定用水量法設(shè)計FLC 的配合比 配制C35 以下的FLC 時用水量較大，為了提高拌合物的粘聚性和抗離析性，節(jié)約水泥，便于外

6、加劑的使用，提高混凝土的耐久性，在一些攪拌站經(jīng)常采用固定用水量法計算配合比。用水量在170185Kg/m3范圍內(nèi)選擇。 用固定用水量法設(shè)計FLC的配合比時，由于用水量較小，而Ves保持不變，因此必須提高砂率才能保證拌合物的工作性。同時通過改變CSP摻量調(diào)整拌合物的流動性和坍落度。其配合比設(shè)計步驟如下。 (1) fcu.p： fcu.p = fcu.o +1.645 (2) 水膠比： W/B =1/(fcu.p/AfceB) (3) 用水量：在170185 Kg/m3范圍選擇。 (4) 膠凝材料用量： C +FA =W/(WB) =Q FA= Q C = Q( 1 - ) (5) Ve計算： V

7、e = Vw+Vc+Vf+Va =W/wC/cFA/fVa 式中：w ,c ,f , 分別表示水，水泥和粉煤灰的密度( 1.0，3.15和2.50) (6) 砂率及集料用量： SP =(VesVeW)/(1000Ve)×100% S = ( DWCFA)×SP G =( DWCFA)×(1SP) (7) CSP摻量(同前述) (8)混凝土試配: 現(xiàn)將用普硅525水泥，級FA，中砂( Mx=2.602.80)，碎石(13cm) ，用水量 185Kg/m3 配制C25C35 FLC 配合比計算結(jié)果 列入 表10。 固定用水量法用于計算FLC實例采用普硅425水泥(寶山

8、)，中細(xì)砂(Mx=2C.50)，碎石(531.5mm)，摻CL-2緩凝減水劑配制C20,C25和C30 FLC，初始坍落度1518cm 。20 FLC配合比計算如下： (1) fcu.p = 20+1.645×4=27 (2) W/C： W/C =1/(27/23.050.52) = 0.59 (取0.58) (3) 用水量：W = 185 kg/m3 (4) C = 185/0.58 =319 kg/m3 ; Ve = 186 + 319/3.15 +15 = 301 (5) 砂率及集料用量： SP=(420301185)/(1000301)× 100% =43% 由于砂

9、子偏細(xì)應(yīng)減小砂率(SP= 40%) S=(2400185319)×0.40=758 G=1896758=1138 (6) CL-2摻量： = (205185)/2050.04×8.34% = 1.15% C25, C30 FLC配合比計算步驟相同，現(xiàn)將混凝土試配結(jié)果列入表11。  三. FLC配合比設(shè)計工程應(yīng)用實例 1. C40 流態(tài)混凝土 條件：銀羊525硅酸鹽水泥，級粉煤灰(珠電)，中細(xì)砂(Mx=2,50)，碎石(13cm), 摻CSP-2配制C40的流態(tài)混凝土和防滲抗裂混凝土。初始坍落度1820cm，現(xiàn)場攪拌、泵送，初凝時間大于12小時。配合比計算如下： (

10、1) 配制強(qiáng)度： fcu.p = 40+10=50 (Mpa) (2) 水膠比： W/B =1/(50/28.50.52)= 0.44 (3) 用水量： W=(33015)/(10.335/0.44 =179 (kg/m3) ( 取180kg/m3) (4) 膠凝材料用量： C+FA =180/0.44= 409 (kg/m3) FA =409×0.18 = 74 (kg/m3) C = 40974 =335 (kg/m3) Ve =180+335/3.15+74/2.50+15=331(L/m3) 摻UEA時： FA=96 (kg/m3) C= 40996 =313 (kg/m3)

11、 UEA=409×0.113 = 46 (kg/m3) Ve =180+313/3.15+96/2.50+46/2.7+15=350(L/m3) W/B=180/(409+46) = 0.40 (5) 砂率及集料用量：摻UEA時：SP=(420350180)/(1000350)×100% =38% S= (240018040946)×0.38=671 (kg/m3) G=1765671=1094 (kg/m3) 普通FLC： SP= (420331180)/(1000331)×100% =40% S= (2400180409)×0.40 = 7

12、24 (kg/m3) G=1811724=1087 (kg/m3) (6) CSP-2摻量： = (205180)/2050.06×9.17%=1.67% (7) 混凝土試配結(jié)果(見表12)： 表-12中的數(shù)據(jù)說明用全計算法設(shè)計的FLC配合比與試配結(jié)果完全一致。 2. C25流態(tài)混凝土條件：普硅425水泥，級FA(摻20%)，中砂(Mx=2.8)，碎石(13cm)，坍落度16 18cm，抗?jié)B標(biāo)號 P8，摻CSP-4 復(fù)合防水劑。配合比設(shè)計步驟： (1) 配制強(qiáng)度： fcup = 25+10 =35 (Mpa) (2) 水膠比： W/B =1/(35/23.050.52)= 0.49

13、(3) 用水量： W =(33015)/(10.335/0.49) =186 (kg/m3) 取185kg/m3 (4) 膠凝材料用量： C+FA = 185/0.49 = 378 (kg/m3) FA = 378 ×0.20 = 75 (kg/m3) C = 378 75 = 303 (kg/m3) Ve = 185+303/3.15 +75/2.5 +15 =326 (L/m3) (5) 砂率及集料用量： SP= (420326185)/(1000326)×100%=41% 取SP=39% S = (2380185378)×0.39=709 (kg/m3) G =1817 709 =1108 (kg/m3) 混凝土試配結(jié)果見表13。 3. C20C30泵送混凝土普硅425水泥，中砂(Mx=2.8)，碎石(13cm)，摻CL-2緩凝減水劑配制C20C35泵送混凝土，坍落度為1216cm。配合比設(shè)計步驟： (1) 配制