水泥混凝土配合比.ppt

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1、水泥混凝土配合比水泥混凝土配合比的优化设计的优化设计水泥混凝土配合比设计理论水泥混凝土配合比设计理论一、鲍罗米一、鲍罗米 Bolomy 公式，我国现行公式，我国现行 Fc,28=K1fce(C/W-K2)K1、K2与骨料、工艺有关的系数；与骨料、工艺有关的系数；Fce水泥水泥28天标准胶砂强度。天标准胶砂强度。Bolomy公式表明了混凝土的强度与水灰比公式表明了混凝土的强度与水灰比成线性关系，可称之为灰水比强度公式，成线性关系，可称之为灰水比强度公式，此公式广泛应用于普通混凝土设计。此公式广泛应用于普通混凝土设计。水泥混凝土配合比设计理论水泥混凝土配合比设计理论二、费莱二、费莱 Feret 公

2、式公式 F=BVc/(Vc+Vw+Va)2B常数；常数；Vc、Vw、Va混凝土中水泥、水、骨料混凝土中水泥、水、骨料的体积。的体积。Feret公式表明了混凝土和初始结构（体积公式表明了混凝土和初始结构（体积比）的关系。比）的关系。水泥混凝土配合比设计理论水泥混凝土配合比设计理论三、阿伯拉姆斯三、阿伯拉姆斯三、阿伯拉姆斯三、阿伯拉姆斯 Abrams Abrams 公式公式公式公式 F=K1/K2w/c F=K1/K2w/cK1K1、K2K2经验常数；经验常数；经验常数；经验常数；W/CW/C混凝土拌合物的混凝土拌合物的混凝土拌合物的混凝土拌合物的水灰比。水灰比。水灰比。水灰比。当水灰比变化较小时

3、，通过数学变换：当水灰比变化较小时，通过数学变换：当水灰比变化较小时，通过数学变换：当水灰比变化较小时，通过数学变换：Fc,28=a-b(W/C)Fc,28=a-b(W/C)表明强度与水灰比成线性关表明强度与水灰比成线性关表明强度与水灰比成线性关表明强度与水灰比成线性关系。系。系。系。有人采用此公式计算高性能混凝土配合比。有人采用此公式计算高性能混凝土配合比。有人采用此公式计算高性能混凝土配合比。有人采用此公式计算高性能混凝土配合比。BolomyBolomy、FeretFeret、AbramsAbrams公式化均为经验公式，公式化均为经验公式，公式化均为经验公式，公式化均为经验公式，都需要确定

4、经验系数，对于普通混凝土，都需要确定经验系数，对于普通混凝土，都需要确定经验系数，对于普通混凝土，都需要确定经验系数，对于普通混凝土，BolomyBolomy公式较为合适，也长期为我国工程界所公式较为合适，也长期为我国工程界所公式较为合适，也长期为我国工程界所公式较为合适，也长期为我国工程界所采用。采用。采用。采用。水泥混凝土水泥混凝土水泥混凝土水泥混凝土 是以水泥为胶凝材料，将水泥浆体是以水泥为胶凝材料，将水泥浆体包裹粗、细集料形成粘聚性堆集材料。包裹粗、细集料形成粘聚性堆集材料。水泥混凝土的基本材料水泥混凝土的基本材料 水泥、粗集料、细集料和拌种用水水泥、粗集料、细集料和拌种用水水泥按类型

5、分类和强度分类。按类型分类和强度分类。水泥的大类可分为：水泥的大类可分为：通用水泥通用水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合水泥等；水泥、复合水泥等；专用水泥专用水泥道路水泥、海工水泥（产道路水泥、海工水泥（产品标准制订中）等；品标准制订中）等；特种水泥特种水泥抗电磁干扰的水泥等。抗电磁干扰的水泥等。强度分类强度分类32.532.5、42.542.5等等。等等。粗集料粗集料按类型分类：按类型分类：耐酸集料耐酸集料主要有：花岗岩、石英岩、辉主要有：花岗岩、石英岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩等；绿岩、玄武岩、安山岩等；耐碱集料耐碱集料主要有：石灰岩、白云岩、花主要有：石灰岩、白云岩

6、、花岗岩等；岗岩等；耐火集料耐火集料一般有粘土质原料、高铝质原一般有粘土质原料、高铝质原料、硅质原料等人工制备；料、硅质原料等人工制备；轻质集料轻质集料多孔凝灰岩、膨胀珍珠岩、珊多孔凝灰岩、膨胀珍珠岩、珊瑚岩等瑚岩等细集料类型分类：河砂、山砂、海砂、人工类型分类：河砂、山砂、海砂、人工砂、工业副产品砂等。砂、工业副产品砂等。按细度模数分：粗砂、中砂、细砂、按细度模数分：粗砂、中砂、细砂、特细砂。特细砂。拌和用水拌和用水影响混凝土硬化的成分影响混凝土硬化的成分油脂、糖类等；油脂、糖类等；影响混凝土强度的成分影响混凝土强度的成分酸类、洗涤剂酸类、洗涤剂等；等；影响混凝土耐久性的成分影响混凝土耐久性

7、的成分氯离子、硫氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等。酸根离子、碳酸根离子等。试验表明，除含酸、糖类、洗涤剂等以外，试验表明，除含酸、糖类、洗涤剂等以外，即使使用污水，混凝土强度也不会受到显即使使用污水，混凝土强度也不会受到显著的影响。著的影响。混凝土配合比优化设计的途径混凝土配合比优化设计的途径了解各种原材料的特性，特别是力学性能了解各种原材料的特性，特别是力学性能和对混凝土的影响性能；和对混凝土的影响性能；合理选择原材料料，尽可能做到因地制宜；合理选择原材料料，尽可能做到因地制宜；各种原材料的合理组合，使得各种性能互各种原材料的合理组合，使得各种性能互补；补；根据需要，选择合理的外掺材料，如外

8、加根据需要，选择合理的外掺材料，如外加剂、粉煤灰、矿粉等；剂、粉煤灰、矿粉等；在保证混凝土施工性能、耐久性和强度的在保证混凝土施工性能、耐久性和强度的前提下，使得成本最省。前提下，使得成本最省。混凝土配合比设计的要点混凝土配合比设计的要点混凝土的一生需经历：从材料与成份混凝土的一生需经历：从材料与成份选择选择拌和成混凝土、形成结构拌和成混凝土、形成结构发展强度发展强度到投入工作到投入工作在使在使用环境中破坏五个阶段。这些都与混用环境中破坏五个阶段。这些都与混凝土的配合比设计有关，也就是说，凝土的配合比设计有关，也就是说，我们在设计配合比的时候必需全面考我们在设计配合比的时候必需全面考虑、综合协

9、调，最大限度地满足各个虑、综合协调，最大限度地满足各个阶段的需求。阶段的需求。原材料的选择原材料的选择水泥：作为混凝土的胶凝材料，水泥水泥：作为混凝土的胶凝材料，水泥的选择对混凝土的各种性能影响很大。的选择对混凝土的各种性能影响很大。除了规范明确规定水泥品种与标号外，除了规范明确规定水泥品种与标号外，合理选择水泥；合理选择水泥；根据施工艺，选择水泥品种与标号；根据施工艺，选择水泥品种与标号；综合考虑外掺材料与水泥的关系；综合考虑外掺材料与水泥的关系；根据构件所处的环境考虑水泥的品种根据构件所处的环境考虑水泥的品种与整个配合比设计方案。与整个配合比设计方案。水泥的选择水泥的选择在配合比设计中，尽

10、可能使用减水剂等外在配合比设计中，尽可能使用减水剂等外加剂；加剂；在一般结构当中，如果考虑掺外掺材料的在一般结构当中，如果考虑掺外掺材料的（如粉煤灰），尽量使用普硅水泥；（如粉煤灰），尽量使用普硅水泥；在大体积混凝土配合比设计时（如大体积在大体积混凝土配合比设计时（如大体积基础等），如果没有条件掺外掺材料，可基础等），如果没有条件掺外掺材料，可考虑使用复合水泥，并和减水剂配合；考虑使用复合水泥，并和减水剂配合；在高标号和海工混凝土中，使用普硅以上在高标号和海工混凝土中，使用普硅以上水泥，尽可能使用磨细矿渣粉和粉煤灰，水泥，尽可能使用磨细矿渣粉和粉煤灰，并与减水剂配合使用；并与减水剂配合使用；粗

11、集料具有足够的强度，通常用压碎值指标具有足够的强度，通常用压碎值指标来评价；来评价；尽可能选择结构致密的碎石，也就是尽可能选择结构致密的碎石，也就是说碎石的吸水率要低；说碎石的吸水率要低；尽可能的连续级配，使得空隙率最小，尽可能的连续级配，使得空隙率最小，以减小砂率。以减小砂率。细集料细集料合适的细度模数，太大的细度模数会使砂合适的细度模数，太大的细度模数会使砂率提高、混凝土的保水性降低、离析等；率提高、混凝土的保水性降低、离析等；细度模数太小，集料表面积增加，用水量细度模数太小，集料表面积增加，用水量增加，水泥用量随之增加；增加，水泥用量随之增加；控制控制 0.07 mm以下颗粒含量，除了细

12、集料以下颗粒含量，除了细集料本身含量低外，减小砂率也是一个有效的本身含量低外，减小砂率也是一个有效的途径；途径；注意颗粒形状；注意颗粒形状；中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗中等强度以下的混凝土可以考虑使用水洗石屑。石屑。拌和用水拌和用水对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行对于现场的混凝土拌和用水除了对其进行常规的氯离子、硫酸根离子等检测外，一常规的氯离子、硫酸根离子等检测外，一定要进行配合比强度、凝结时间、施工性定要进行配合比强度、凝结时间、施工性等验证。等验证。减水剂减水剂目前市场上的减水剂有二大类，一类是那目前市场上的减水剂有二大类，一类是那萘系减水剂，另一类是聚羧酸减水剂。萘系减水剂

13、，另一类是聚羧酸减水剂。萘系减水剂绝对价格低、减水率较小、掺萘系减水剂绝对价格低、减水率较小、掺量大、拌和时容易控制，一般适用于中、量大、拌和时容易控制，一般适用于中、低标号的混凝土；低标号的混凝土；聚羧酸减水剂绝对价格高、减水率大、掺聚羧酸减水剂绝对价格高、减水率大、掺量小、拌和条件控制严格，适用于高标号量小、拌和条件控制严格，适用于高标号混凝土。混凝土。要求减水剂常用的几个指标要求减水剂常用的几个指标减水率：二种方法都可以检验，一是混凝减水率：二种方法都可以检验，一是混凝土坍落度方法，二是胶砂流动度方法。其土坍落度方法，二是胶砂流动度方法。其中用胶砂流动度方法检验的减水率较坍落中用胶砂流动

14、度方法检验的减水率较坍落度方法的稍高；度方法的稍高；流动性：常用混凝土的扩展度来评价；流动性：常用混凝土的扩展度来评价；保水性：用容重筒检测；保水性：用容重筒检测；保坍性：常用保坍性：常用30min坍落度损失来评价；坍落度损失来评价；混凝土凝结时间差：贯入阻力仪测混凝土混凝土凝结时间差：贯入阻力仪测混凝土的凝结时间；的凝结时间；强度比：强度比：28天强度比。天强度比。粉煤灰粉煤灰用于水泥混凝土的粉煤灰一般都要求用于水泥混凝土的粉煤灰一般都要求II级以级以上；上；细度：符合细度：符合II级灰要求；级灰要求；需水量比：希望在需水量比：希望在90%以上；以上；胶砂的流动性：加粉煤灰以后能明显增加胶砂

15、的流动性：加粉煤灰以后能明显增加胶砂的流动性；胶砂的流动性；保水性：不能有明显的泌水现象；保水性：不能有明显的泌水现象；强度之：不能有明显的强度下降。强度之：不能有明显的强度下降。磨细矿渣粉磨细矿渣粉一般要求一般要求一般要求一般要求S95S95以上；以上；以上；以上；需水量比：不要有明显的需水量增加；需水量比：不要有明显的需水量增加；需水量比：不要有明显的需水量增加；需水量比：不要有明显的需水量增加；细度：磨细矿渣粉的比表面积不应小于水泥的比细度：磨细矿渣粉的比表面积不应小于水泥的比细度：磨细矿渣粉的比表面积不应小于水泥的比细度：磨细矿渣粉的比表面积不应小于水泥的比表面积，一般不小于表面积，一

16、般不小于表面积，一般不小于表面积，一般不小于350m350m2 2/kg/kg，在，在，在，在430m430m2 2/kg/kg520m520m2 2/kg/kg，掺量，掺量，掺量，掺量30%40%30%40%时，增强效果非常显时，增强效果非常显时，增强效果非常显时，增强效果非常显著；著；著；著；活性指数：活性指数：活性指数：活性指数：7 7于不小于于不小于于不小于于不小于75%75%，2828天不小于天不小于天不小于天不小于95%95%；流动度比：不小于流动度比：不小于流动度比：不小于流动度比：不小于90%90%。参照标准：用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿参照标准：用于水泥和混凝土中的粒化高炉

17、矿参照标准：用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿参照标准：用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉渣粉渣粉渣粉GB/T180462000GB/T180462000几种外掺材料的微观结构几种外掺材料的微观结构l l水水水水 泥泥泥泥：某某某某 PII 42.5PII 42.5PII 42.5PII 42.5水泥水泥水泥水泥l l超细混合材超细混合材超细混合材超细混合材:硅灰硅灰硅灰硅灰 比表面积比表面积比表面积比表面积 22000m22000m22000m22000m2 2 2 2/Kg/Kg/Kg/Kg 粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰 比表面积比表面积比表面积比表面积 719m719m719m719m2 2 2

18、 2/Kg/Kg/Kg/Kg 磨细矿渣磨细矿渣磨细矿渣磨细矿渣 比表面积比表面积比表面积比表面积 804m804m804m804m2 2 2 2/Kg/Kg/Kg/Kg 水泥水泥 硅灰硅灰 粉煤灰粉煤灰 磨细矿渣磨细矿渣超细混合材（颗粒）形貌几种混凝土配合比几种混凝土配合比设计方案设计方案(建议建议)钻孔灌注桩用水下混凝土钻孔灌注桩用水下混凝土施工条件：泵送或混凝土罐车直接浇注（入模施工条件：泵送或混凝土罐车直接浇注（入模坍落度坍落度18mm220mm)水泥：水泥：粗集料：粗集料：31.5mm4.75mm连续级配；连续级配；细集料：中砂，考虑用机制砂、天然砂、水洗细集料：中砂，考虑用机制砂、天

19、然砂、水洗石屑、机制砂掺天然砂、水洗石屑掺天然砂石屑、机制砂掺天然砂、水洗石屑掺天然砂等。砂率在等。砂率在38%左右；左右；外加剂：萘系减水剂，减水率要求大于外加剂：萘系减水剂，减水率要求大于20%粉煤灰：粉煤灰：II级，掺量级，掺量20%30%。胶凝材料总量：胶凝材料总量：420kg/m3左右。左右。墩柱、盖梁配合比墩柱、盖梁配合比施工条件：吊罐灌注（入模坍落度施工条件：吊罐灌注（入模坍落度70mm左左右）右）水泥：水泥：粗集料：连续；粗集料：连续；细集料：中砂，考虑用机制砂、天然砂、细集料：中砂，考虑用机制砂、天然砂、水洗石屑、机制砂掺天然砂、水洗石屑掺水洗石屑、机制砂掺天然砂、水洗石屑掺

20、天然砂等。砂率在天然砂等。砂率在34%左右；左右；外加剂：萘系减水剂，减水率要求大于外加剂：萘系减水剂，减水率要求大于20%粉煤灰：粉煤灰：II级，掺量级，掺量15%25%。胶凝材料总量：胶凝材料总量：380kg/m3左右。左右。C50C50箱梁等高标号混凝土箱梁等高标号混凝土施工条件：泵送（入模坍落度施工条件：泵送（入模坍落度施工条件：泵送（入模坍落度施工条件：泵送（入模坍落度160mm-200mm160mm-200mm）水泥：水泥：水泥：水泥：粗集料：连续；粗集料：连续；粗集料：连续；粗集料：连续；细集料：中砂，天然砂、机制砂掺天然砂、细集料：中砂，天然砂、机制砂掺天然砂、细集料：中砂，天

21、然砂、机制砂掺天然砂、细集料：中砂，天然砂、机制砂掺天然砂、水洗水洗水洗水洗石屑掺天然砂石屑掺天然砂石屑掺天然砂石屑掺天然砂等。砂率在等。砂率在等。砂率在等。砂率在38%38%左右；左右；左右；左右；外加剂：聚羧酸减水剂，减水率要求大于外加剂：聚羧酸减水剂，减水率要求大于外加剂：聚羧酸减水剂，减水率要求大于外加剂：聚羧酸减水剂，减水率要求大于28%28%；粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：II II级，掺量级，掺量级，掺量级，掺量10%20%10%20%。磨细矿渣粉：磨细矿渣粉：磨细矿渣粉：磨细矿渣粉：S95S95，掺量，掺量，掺量，掺量15%-25%;15%-25%;胶凝材料总量：胶凝材料总量：胶凝材料总量：胶凝材料总量：520kg/m3520kg/m3左右。左右。左右。左右。抗压弹性模量：抗压弹性模量：抗压弹性模量：抗压弹性模量：40GPa-60GPa40GPa-60GPa，7 7天大于天大于天大于天大于35GPa35GPa。测量混凝土的流动性测量混凝土的流动性混凝土黏聚性混凝土黏聚性坍落度试验坍落度试验坍落度试验坍落度试验1.AVI1.AVI 坍落度试验坍落度试验坍落度试验坍落度试验2.AVI2.AVI 坍落度试验坍落度试验坍落度试验坍落度试验3.AVI3.AVI