范文一：控制掺硬石膏水泥所配制混凝土坍落度损失的一种泵送剂研究

控制掺硬石膏水泥所

配制混凝土坍落度损

孙振平 王玉吉 张冠伦

() 同济大学 200092徐失的一种泵送剂研究

世强 周文宗 陈开芳

()华西混凝土外加剂有限公司

摘 要 : 本文通过对四川省某厂普硅水泥的原材料来源调查和 XRD 图谱分析 ,以及对其与泵送剂各主要 组分适应性的研究 , 探讨了导致该厂部分批次的水泥与通常使用的泵送剂之间产生严重不适应现象的内在原 因 ,并在此基础上研制一种新型泵送剂 TJ H。实验结果表明 ,掺加 TJ H 不但能解决掺硬石膏水泥所配制混凝土 的坍落度损失问题 ,而且 TJ H 与其他普硅水泥亦具有良好的适应性。

关键词 : 混凝土坍落度损失 硬石膏 吸附 泵送剂 适应性

前言 特殊缓凝组分、保水组分、引气组分和絮凝组分等。0

坍落度保留值是商品泵送混凝土的一项重要技 集料 砂浆实验采用 GB178 标准砂 , 混凝土实验

用粗集料为 5,25mm 碎石 , 细集料为细度模数 216 的 , 术指标 。商品混凝土中通常掺加一定量高效减水剂 1 ?区中砂。 使得混凝土坍落度损失更加严重。因此 ,泵送剂标准 拌和水 自来水。 除了对掺泵送剂混凝土的坍落度增加值 、常压泌水 3 实验结果与讨论 率、压力泌水率、含气量和抗压强度比等指标规定了 311 三种水泥样品与泵送剂的适应性 混凝土的配合具体要求外 , 同时也对其坍落度经时保留值做了明确 2 比为 C ?S ?G = 1 ?1179 ?2137 , 实 规定, 这一点对保证商品泵送混凝土的施工性非常

验结果如表 1 。有必要。为了更好地控制混凝土的坍落度损失 , 笔者 3 曾研制了一种控制混凝土坍落度损失的泵送剂。

然而 , 普硅水泥与通常使用的混凝土泵送剂不相

适应的情况时有发生 , 检测结果却表明所使用水泥的 表 1 三种水泥样品与泵送剂的适应性 各项性能指标均符合有关国家标准。为了探索产生这

一问题“症结”所在 , 本文对产生上述现象的原因进行 坍落度保留值(cm) 序号 水泥样品 外加剂 实验分析 , 并针对这种水泥研制出相应的控制混凝土 0mi n 30i mn 60i mn 落度损失的外加剂。 T1 HC - 450 CEM1 20. 5 9. 5 7. 5 T2 CEM1 HC - 600 21. 5 12. 0 8. 5 ZH1 CEM2 HC - 450 20. 0 17. 5 14. 0 水泥取样 1 # ZH2 HC - 600 21. 5 20. 5 19. 5 CEM2 对产生上述现象的四川某水泥厂的 525 普硅水 J Y1 HC - 450 19. 0 15. 0 13. 5 江油 泥进行取样 , 一种样品是从与泵送剂明显不适应的一 ( ) 批水泥中取得用“CEM1”表示,另一样品则从与泵送 J Y2 江油 HC - 600 21. 0 20. 5 19. 5 ( ) 剂适应性良好的一批中取得用“CEM2”表示。

试验原材料 从表 1 可知 , 泵送剂 HC - 450 和 HC - 600 能够较 2

# 好地控制用 CEM2 或江油水泥所配制混凝土的坍落度 CEM1 和 CEM2 , 江油 525 普硅水泥 , 海螺 水泥

损失。然而 ,掺加 HC - 450 的 CEM1 混凝土的坍落度损 # 牌 525 普硅水泥。 ( ) ( ) 失率则分别高达 5317 % 30mi n和 6314 % 60mi n, 掺 外加剂 华西混凝土外加剂有限公司 HC - 450 、 加 HC - 600 的 CEM1 混凝土的坍落度损失率也分别高 HC - 600 泵送剂和 SPF - 1 型高效减水剂 , 木钙 , 糖钙 ,

混凝土与混凝土施工 11

混凝土与水泥制品 1999 年第 1 期 总第 105 期

( ( ) ( ) ) 达 4412 % 30mi n和 6015 % 60mi n。说明同一厂家生 如 AFt 、CSH 和 CH逐渐增加 , 使浆体粘度有所增 物

( ) ( ) ( ) 产的同一品种、同一标号的水泥只是批次不同,与泵 大。2水泥浆体系中自由水量减小。3混凝土中的部

送剂之间的适应性竟大不相同。 分气泡外溢。显然 ,导致三种水泥混凝土坍落度损失的

原因完全相同。鉴于实验结果也大致相同 , 可以认为 , 312 不掺泵送剂时混凝土的坍落度损失 在不掺加任

产生本文表 1 所列 T1 和 T2 拌合物异常实验结果的原 何外加剂时 , 用上述三种水泥所配制

因可能是由于 CEM1 与所掺用的泵送剂中某些组分之 混凝土的坍落度经时损失率都很小 , 放置 30mi n 后坍

间发生了相互作用。 落度值为初始坍落度值 的 9012 % , 9510 % , 放 置

313 CEM1 和 CEM2 的 XRD 图谱分析 60mi n 后坍落度值为初始坍落度值的 8514 %,9010 % 经调查 , 该水泥厂生料来源固定 , 生料配比和熟料 ( ) 表 2。这说明在不掺加任何外加剂情况下 ,三种混凝 烧成制度相对稳定 , 只是粉磨水泥熟料时加入的调凝 土的浆体体系中水泥初始水化过程应该是一致的。剂石膏虽来源固定 , 但矿藏较复杂 , 其内部矿物包括硬

石膏 CaSO 4 、半水石膏 CaSO 4 ?0. 5 H 2 O 、二水石膏 Ca2

SO4 ?2 H 2O 和复合石膏等 , 在不同的矿层开采出的石 表 2 不掺外加剂时三种水泥混凝土坍落度的损失 膏矿物中 ,以上各矿相的含量波动较大。

() 两个水泥样品的 XRD 图谱分别如图 1 a和图 1 坍落度保留值(cm) 序号 水泥样品 外加剂 ( ) b。可以看出两个样品中熟料四大矿物的特征峰很相 0mi n 30i mn 60i mn 似 , 但石膏特征峰差别却比较大 : CEM2 中的石膏相主 T0 - CEM1 21. 0 19 18. 0 ( ) 要为 CaSO 4 ?2 H 2 O d = 7163 ,4128 ,3107和 CaSO 4 ? ZH0 CEM2 - 20. 5 18. 5 17. 5 ( ) 015 H 2Od = 3100 ,2181 ,6100,而 CEM1 的 XRD 图谱中 江油 J Y0 - 20. 0 19. 0 18. 0 ( ) 只存在硬石膏 CaSO 4 d = 3150 ,2185 ,2133和半水石膏

不掺任何外加剂情况下新拌混凝土坍落度损失

( ) 的原因归纳起来主要有三点 : 1水泥浆体系中水化产

图 1 CEM1 和 CEM2 的 XRD 图谱

() ( ) aCEM1 ; bCEM2

12 混凝土与混凝土施工

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孙振平等控制掺硬石膏水泥所配制混凝土坍落度损失的一种泵送剂研究

CaSO 4 ?015 H 2 O 的特征峰 , 观察不到 CaSO 4 ?2 H 2 O 组分不相适应 ,设计并进行了如表 3 的实验。实验采用

( ( ) ) ( ) 砂浆灰砂比 1 : 215,流动度用扩展度跳桌法测定表 的特征峰 因为没有 d = 7163 衍射峰。因此有理由可

示。初始扩展度控制在 175,180 mm。 以认为 , 正是由于掺入的石膏种类不同而导致两批水 ( ) 泥对泵送剂的适应性产生了明显差异。 可以看出 : 1不论是用 CEM1 还是 CEM2 配制的

( ) 砂浆 , 在掺加高效减水剂的情况下 即 ST3 和 SZH3, 314 CEM1 和 CEM2 与泵送剂中各组分之间的适应

它们的流动度经时损失程度均较不掺外加剂的砂浆 性

( ) ST0 和 SZH0大许多 ,其原因在文献3 中已做解释 。 目前市场上供应的混凝土泵送剂有两种: 减水率

( ) 较大的一种 如 HC - 600 等都是以高效减水剂为主 ( ) ( 2当单掺一定量木钙或糖钙 或者木钙与高效减水

要减水组分 , 配以适量木质素磺酸钙和糖类作为缓凝 剂、糖钙与高效减水剂、高效减水剂同时与木钙和糖钙 组分 , 再加入适量保水组分、絮凝组分以及引气组分 ) 复合掺加时 , 用 CEM2 配制的砂浆其流动度损失率均等复合而成 ; 而另一种泵送剂则主要由木质素磺酸钙 比单掺高效减水剂者小 , 这与许多文献报导的研究结 ( 作为基本减水组分 , 糖类作为缓凝组分 木钙也同时 ( ) 果是一致的。3与 CEM2 砂浆情况明显不同的是 , 当 ) 具有一定缓凝作用, 再加入保水组分、絮凝组分和引 掺加一定量的木钙或糖钙时 , 用 CEM1 配制的砂浆其 气组分等复合而成。 流动度损失率却都比单掺高效减水剂者还大 , 而且这 为了探明该两种水泥样品究竟与泵送剂中哪些 些砂浆扩展度在 0,30 mi n 之内迅速下降 , 在 30,90

mi n 这一阶段 , 扩展度的减小趋势与单掺高效减水剂

者基本相同。

以上宏观实验表明 ,CEM1 与泵送剂不相适应的原

因可能还与泵送剂中存在木钙或糖钙有关。 表 3 CEM1 和 CEM2 与泵送剂各主要组分之间的适应性比较

坍落度保留值(cm) 序号 水泥品种 外加剂

0mi n 30i mn 60i mn 90mi n ( ) 有无木钙 或糖钙存在时 , 硬石膏和二水石膏 315

2 - ST0 179 175 170 164 — CEM1 在水中的 SO 4 溶出量 2 - CEM1 木钙 ST1 175 142 133 120 测定了两种石膏在有无木钙存在情况下 SO 4的 CEM1 糖钙 溶出量 。实验中 , 石膏和木钙含量各为 011 克和 015 ST2 180 151 142 129 CEM1 高效减水剂 ST3 178 162 154 146 2 - ( 克 ,水为 100 克。各体系在不同时刻 SO 4 的溶出量用 CEM1 高效减水剂 + 木钙 ST4 175 148 138 130 ) BaSO 4 沉淀的质量表示如表 4 。 CEM1 高效减水剂 + 糖钙 ST5 178 152 143 132 2 - CEM1 高效减水剂 + 糖钙 + 木钙 ( ) 表 4 表明 : 1二水石膏在水中 SO 4 溶出量比硬 ST6 176 151 138 125 CEM2 — ( ) 石膏大二倍多 ; 2在木钙作用下 , 硬石膏和二水石膏 CEM2 木钙 SZH0 175 173 168 165 2 - SO 4 的溶出情况有很大的关别 : 对于二水石膏 , 在开 CEM2 糖钙 SZH1 180 175 168 162 2 - 始 10 mi n 内 , SO 4 的溶出量随时间延长有微小下降 , CEM2 高效减水剂 SZH2 178 171 164 160 到 10 mi n 后 ,即保持稳定 ,其溶出量与无木钙时相差极 CEM2 高效减水剂 + 木钙 SZH3 179 164 156 150 2 - CEM2 高效减水剂 + 糖钙 小 ; 而对于硬石膏 , 一开始 , SO 4 的溶出量便非常小 , SZH4 179 172 166 156 CEM2 高效减水剂 + 糖钙 + 木钙 2 - 然后随时间的增加而逐渐增加 , 直到 25mi n 后 , SO 4 SZH5 175 168 164 153 的溶出量才趋于稳定 , 且稳定时的溶出量明显低于无 SZH6 179 173 164 162 木钙时的溶出量 , 说明木钙的存在严重阻碍着硬石膏

2 - 表 4 两种石膏在水中 SO 4 溶出量的测定结果

( )不同时刻BaSO 4 质量克 种类 外加剂 1mi n 5mi n 10mi n 15mi n 20mi n 25mi n 30mi n 45mi n 60mi n

硬石膏 — 110 00. 080 0. 095 0. 10 0. 11 0. 12 0. 12 0. 13 0. 13 木钙 硬石膏 0. 020 0. 030 0. 055 0. 070 0. 075 0. 090 0. 090 0. 090 0. 090 — 二水石膏 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 木钙 二水石膏 0. 33 0. 34 0. 33 0. 33 0. 33 0. 33 0. 33 0. 33 0. 33

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混凝土与水泥制品 1999 年第 1 期 总第 105 期 2 - 2 - SO 4 的溶出 ,尤其是在接触水的初期。另一项实验同 一定时间后 , 液相中 SO 4 量逐渐增加到一定值 , 不仅

能够与新暴露的 C 3A 发生反应形成 AFt , 而且还能与 样表明 , 糖钙对硬石膏溶出量的影响规律与木钙的相

似。 C 4AH 13和 C 3AH 6 等反应形成 AFt , AFt 的产生与其对 316 CEM1 与泵送剂不相适应的原因 紫外光谱分析水泥颗粒的包裹作用在一定程度上又起到阻止凝胶相 实验结果表明 , 水溶液中二水石膏 和晶体的产生和生长 , 所以半小时以后这种混凝土的 和硬石膏在一开始对木钙和糖钙都会产生一定吸附 坍落度损失的规律表现为与 CEM2 混凝土的相当。 性 , 但硬石膏对这两种外加剂的吸附性远比二水石膏 317 对掺硬石膏水泥所配制混凝土坍落度损失的控 的强烈。因此 ,可以认为 CEM1 与泵送剂之间不相适应

制 的原因在于 : CEM1 中作为调凝组分的石膏矿物以硬

( 为了改善水泥与外加剂糖钙或木钙 或复合有这 石膏和半水石膏为主 , 而包括 CEM2 和江油水泥在内

( 的其它大多数普硅水泥均以二水石膏 有时也会夹带 ) 两种组分之一的复合外加剂之间的适应性 , 最好避免

) 部分半水石膏作为调凝组分。当用 CEM1 配制混凝土 将硬石膏相作为水泥熟料的调凝剂使用 。但如果这一 ( 时 , 在不掺外加剂情况下接触水后 , 其石膏相 硬石膏 点行不通 , 则为了保证商品混凝土质量 , 应当选择与掺

硬石膏水泥相容性较好的泵送剂。为此 ,作者通过选用

其它种类的缓凝组分、保水组分、絮凝组分和引气组分 2 - ) 和半水石膏尚能溶出足够的 SO 4 供形成 AFt 之用 , 等与高效减水剂合理匹配 ,研制出能够较好控制 CEM1 AFt 包裹在水泥颗粒表面 , 阻止 C3 A 和 C3 S 等矿物的快

水泥所配制混凝土坍落度损失的泵送剂 TJ H。 速水化 , 使水泥浆体系在较长一段时间内凝胶较少 ,

因此混凝土坍落度损失不大。但当掺加一定量木钙或 掺入 TJ H 混凝土的部分实验结果如表 5 。混凝土

配合比为 C : S : G = 1 : 2133 : 3122 , 水泥用量为 345 k/g 2 - 糖钙时 ,加水后 CEM1 中的硬石膏本来溶出 SO 4 的速 3 c m。

度就较慢 , 再加上木钙和糖钙等表面活性剂大量吸附 可以看出 , TJ H 对其它种类的水泥亦具有较好的 于其颗表面而形成较厚的一层包裹层 , 更加减慢了 适应性。新型泵送剂 TJ H 的适宜掺量为 018 %,112 % , 2 - 可使混凝土坍落度从 8 ?1c m 增加到 18 ?1c m 的同时 SO 4 的溶出速度 ,使得在水泥接触水开始较短一段时

( ) 仍能减水 5,10 % , 混凝土 坍落度 18 ?1c m的强度在 2 - ( ) 间 0,25 mi n内 , 液相中 SO 4 浓度偏小 , 不足以形 ( 3d 、7d 和 28d 龄期时分别比基准混凝土 坍落度 8 ? 成足够的 AFt 包裹在水泥颗粒表面 , 这样会有一部分 ) 1c m提高 10,20 % 、10,25 %和 10,25 % ,初凝时间和 C 3A 快速水化 , C 3 S 水化程度也有所增大 ,所以在开始 终凝时间分别比基准混凝土延长 410 ,610 小时和 ( 半小时之内坍落度呈快速减小趋势 如坍落度值从初

) 始的 21 c m 左右急速降低到半小时的 10 c m 左右。经

表 5 掺新型泵送剂 TJ H 对混凝土坍落度损失的控制

坍 落 度 ( )cm 序 号 水泥品种 TJ H掺量( %C) 0mi n 30i mn 60mi n 90mi n 120mi n

CT CEM1 0. 8 21. 0 21. 0 20. 5 18. 5 16. 5 CZH CEM2 0. 8 20. 5 20. 0 19. 0 19. 0 16. 0 海螺525 # 普硅 0. 8 21. 5 20. 5 19. 0 18. 5 16. 5 CHL

新型泵送剂 TJ H 能够较好地控制用 CEM1 水泥 315,510 小时。 412

结论 , 且减水率高 , 混凝土后期 所配制混凝土的坍落度损失 4

水泥 CEM1 与市场供应的泵送剂之间存在严重 强度增幅大 ,对其它普硅水泥亦具有较好的适应性。 411 参考文献 不相适应的原因是作为水泥调凝剂掺入的石膏矿物1 张冠伦 ,王玉吉 ,孙振平 ,混凝土外加剂原理与应用 ,中国建筑工 以硬石膏为主。在水中 , 硬石膏对泵送剂中木钙和糖 业出版社 ,1996 年 , P. 92,96 钙组分产生了较大程度的吸附 , 这一作用严重阻碍了

混凝土泵送剂( 标准) 2 J C473 - 92 2 - 初始阶段硬石膏中 SO 4 的溶出 , 使得混凝土在 0,30 3 张冠伦 , 王玉吉 , 孙振平 , 徐世强 , 控制混凝土坍落度损失 HP 高 mi n 之内坍落度值大幅度减小。 性能泵送剂的研究 ,混凝土 ,1997 年第 3 期 , P127,35 14 混凝土与混凝土施工

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范文二：透水混凝土的配制

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透水混凝土的配制

孟宏睿!陈丽红"薛丽皎"

（!#西安建筑科技大学，$!%%&&；"#陕西理工学院，$"’%%’）

摘

要：透水混凝土具有良好的透气性和透水性。试验中采用单粒级和双粒级卵石粗骨料，结果表明：透水

混凝土的透水性和抗压强度与混凝土的孔隙率有关；单粒级粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土强度越高，透水性越差；双粒级粗骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级粗骨料，双粒级粗骨料的掺配存在最佳比例。

关键词：透水混凝土；骨料级配；强度中图分类号：()&"*

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生态环境友好型混凝土是指既能减少对地球环境的负荷，同时又能与自然生态系统协调共生，为人类构筑舒适环境的混凝土材料。透水混凝土是生态环境友好型混凝土之一，与传统的混凝土相比，其最大特点是有!&KL’%K的连通孔隙，具有透气性和透水性。将这种混凝土用于铺筑道路、广场、人行道路等，能扩大城市的透水、透气面积，增加行人、行车的舒适性和安全性，减少交通噪声，对调节城市空气的温度和湿度、维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用。"%世纪欧、美、日等国家和地区开始研究开发透*%年代以来，

水性混凝土，并将其应用于广场、步行街道路的两侧和中央隔离带、公园内道路及停车场等，以增加城市的透水、透气空间，调节城市微气候、保持生态平衡效果良好；/%年代以来，国内开始对透水性混凝土进行研究，但由于其抗压强度较低，以及地基状况、施工方法等原因，至今仍未达到实际应用的程度。本试验主要研究透水混凝土，采用单粒级和双粒级天然粗骨料，在不掺入矿物细掺料及外加剂的情况下，通过优化颗粒粒径和调整配合比，运用常规施工方法，在满足必要透水性的情况下提高混凝土的强度，达到实际

应用的程度。

;透水混凝土的结构特征

透水混凝土是由水、水泥、粗骨料组成的，采用单

粒级粗骨料作为骨架，水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，骨料颗粒通过硬化的水泥浆薄层胶结而形成多孔的堆积结构，因此混凝土内部存在着大量的连通孔隙，且多为直径超过!AA的大孔。在雨天或路面积水时，水能沿这些贯通的孔隙通道顺利渗入地下，因此具有良好的透水性和透气性。透水混凝土内部结构模型如图!所示。

图!

孟宏睿，陕西汉中人，西安建筑科技大学，博士，副教授，!/.*年’月生，

透水混凝土内部结构模型

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收稿日期："%%-,%/,%"

根据结构模型可知，透水性混凝土受力时通过骨料间的胶结点传递力的作用，由于骨料本身的强度较

??!,

建筑技术第!"卷

高，水泥凝胶层很薄，水泥凝胶体与粗骨料界面之间的胶结面积小，其破坏特征是骨料颗粒间的连接点处被破坏，因此在保证一定空隙率的前提下，增加交接点的面积，提高交接层的强度是提高透水性混凝土强度的关键。

而可考虑"&!%’()。单粒级骨料易使混凝土发生离析现象，制作透水混凝土时须调整水泥用量和水灰比，否则极易出现骨料表面的水泥浆膜层厚度不均匀、流浆等现象，直接影响混凝土的强度、透水性及质量稳定性。

!!"#

试验配制

原材料的品种与选择

（$）在透水混凝土中，水泥石与骨料界面的粘结

强度是混凝土的最薄弱环节，是决定混凝土强度的关键因素，因此水泥的活性、品种、数量的选择尤为重要。透水混凝土要采用强度较高、混合材料掺量较少的水泥或普通硅酸盐水泥。水泥浆的用量以刚能完全包裹骨料的表面为最佳，形成一种均匀的水泥浆膜层，并采用最小水泥用量为原则；因过大的水泥用量不仅会造成透水性的减弱、增加成本，还会造成水泥石收缩量增大，形成裂缝，使混凝土的强度反而降低。

（#）粗骨料是透水混凝土的结构骨架，骨料粒径的大小视透水混凝土结构的厚度、强度、透水性而定。试验资料表明，透水混凝土的颗粒级配是决定其强度和透水的主要因素之一，为保证透水混凝土强度及其透水功能，粗骨料常用颗粒较小的单粒径。骨料粒径越小，骨料的堆积密度越大且颗粒间的接触点越多，配制的透水混凝土强度高，透水性能会降低。骨料粒径越小，其比表面积越大，所形成的结构骨架单位体积内骨料颗粒之间接触点数量越多，胶结面积越大，可提高混凝土的强度，但须同时调整水泥用量。骨料粒径越大，比表面积越小，所形成的结构骨料单位体积内骨料颗粒之间接触点数量少，胶结面积越小，从而可提高透水性，但会降低强度。

粗骨料有连续级配与间断级配之分。连续级配即颗粒由小到大，每级粗骨料占有一定比例，相邻两级粒径之比为#%#，天然河卵石均属连续级配，连续级配的粒级间会出现干扰现象。为得到较小空隙率，相邻两级骨料粒径比应较大，才能使颗粒十分靠近，大颗粒的数量最多，这就是间断级配。如图#所示，将!个大球堆成最紧密状态，次一级小球直径只有正好小于此空隙尺寸，才能填入空隙中，设大球直径为"，小球直径为!，若相邻两级粒径之比"&!%"，直径小的一级骨料正好填充大一级骨料的空隙，此时骨料的空隙率最低，比表面积最小，接触点数量较多。但在混凝土中，骨料并非球形，粒径也不等，各骨料颗粒间有水泥砂浆层，故大颗粒间距可能增大，因

图#

粗骨料间断级配原理

!

"

考虑上述因素的影响，试验时采用单粒级和双粒级汉江卵石粗骨料，单粒级为#*+($,--、+($!--、双粒级为大量$,($!--、$!(#’--四种粒级的骨料；

$!(#’--粒径的粗骨料和少量#*+(+--粒径的细骨

料，按一定比例掺配使用。

（!）拌和及养护用水采用地方饮用水。

!"!参数的确定

影响透水混凝土性能的因素有透水方式、密实程

度、原材料性能、配合比、成型方法和养护条件等。其中强度和透水性是对立的，确定参数时须综合考虑。

（$）水灰比既影响透水混凝土的强度又影响其透水性。水泥浆过于干稠，混凝土拌合物和易性太差，水泥浆不能充分包裹骨料表面，不利于提高混凝土的强度；反之，若水灰比过大，稀水泥浆可能将透水孔隙部分或全部堵死，既不利于透水，又不利于强度的提高。最佳水灰比介于,*#+(,*!+之间。

（#）骨灰比的大小影响骨料颗粒表面包裹的水泥浆薄厚程度以及孔隙率的多少，也就是影响透水混凝土的强度和透水性。当水泥用量一定时，增大骨灰比，骨料颗粒表面水泥浆厚度减薄，孔隙率增加，透水性提高，但强度却降低了；反之，则透水性降低，强度提高。考虑较小粒径骨料的表面积较大，为保持水泥浆体的合理厚度，小粒径骨料的骨灰比应适当小一些。本次试验采用的骨灰比在

+*"(.*,。

（!）$-!混凝土所用骨料总量取骨料的紧堆密度。

（’）根据骨料的体积空隙率及胶凝材料在骨料内的填充率为#+/(+,/，确定水泥用量。

!""#年第$期

透水混凝土的配制

??’$

"#$制作工艺的确定

根据上述原则计算确定混凝土的配合比，考虑粗

表!表明几种骨料在不同的配合比配制下的混凝土性能指标，从表中数据可看出双粒级骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级骨料。这是由于两种粒级相互填充，它比单粒级骨料孔隙率小，骨料间接触点的数量较多，故强度较高；又由于两种粒级的相互填充，骨料的比表面积较小，水泥用量少，水泥浆包裹在骨料的表面，使混凝土内部存在一定数量的连通孔，故透水性也较好；在拌制过程中，双粒级骨料大小搭配，使混凝土不易发生离析，便于施工控制与操作。

表"

配合比（水泥;水;骨料）

骨料表面要形成稳定均匀的水泥浆层，采用人工搅拌，搅拌时先往骨料中加入水进行搅拌，使骨料吸水率为骨料表面均被润湿后再加水泥拌和，形成包$%&’%，

裹骨料表面的水泥粉壳，最后加入剩余水量的水搅拌均匀。该搅拌顺序能使混凝土骨料表面易形成厚度均匀的水泥浆层，没有水泥浆下滴现象，且颗粒有类似金属光泽，以保证必要的强度和透水性。机械振捣!"(成型，试件尺寸为$""))*$""))*$""))。混凝土浇筑$+后开始常温下洒水养护，每天洒水#&,次，养护养护时表面覆盖塑料薄膜，以防-+后进行自然养护，水分散失。

几种配合比的试验结果

!0+强度8123$,/$$!/0$4/$!!/#$-/"!./$$#/0$!/.!!/-!./#$-/,!#/.

透水系数（8))8(）

连通孔隙率8%

粒径8))

$试验结果与分析

本次试验采用汉江牌.!/#普通硅酸盐水泥，!0+

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$’&!.双粒级

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抗压强度#"/#123，抗折强度-/"123。水泥细度

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$’&!.双粒级

’/’%，安定性合格，烧失量$/’4%，活性矿渣掺量

分别在万能试验机上测定混-/04%。自然养护!0+后，

凝土抗压强度。用透水系数测定仪测定变水位和定水位透水系数，其方法是先将试件四周用蜡密封，然后将透明方框和试件间的接缝用蜡条密封，接着向方框中加水超过!"5)高，水通过试件渗漏，当水平面下降至刻度为$,5)时开始计时为!"，水平面下降至$.5)时的时间为!$，方框中的水全部渗漏完毕时的时间为!!，则变水位透水系数和定水位透水系数分别为"$6（$,"7$."）并测定总孔隙8!$9))8(:，"!6$,"8!!9))8(:，率和连通孔隙率。

透水混凝土的透水性和抗压强度均与混凝土的孔隙率有关，孔隙率越大，透水性能越好，强度较低；相反，孔隙率越小，透水性能变差，强度提高。由表$可知：透水混凝土在骨灰比不变的情况下，随水灰比的改变，混凝土的孔隙率、强度、透水系数也发生变化，对一定粒径的骨料而言，存在着最佳配合比。表$中采用了两种单粒级粗骨料，最大粒径相同，但其中公称粒径上下限的幅差不同，幅差越大，骨料有一定的大小搭配，接触点比幅差小的骨料要多，孔隙率较小，强度高，透水差。

表!

相同骨灰比不同水灰比的试验结果

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$’&!.双粒级

注：透水系数为定水位透水系数。

配制过程中，双粒级骨料的掺配比例非常重要，若小粒径骨料用量过多，则混凝土填充较密实，虽强度高，但透水差，水泥用量多；反之，透水高，强度低。试验过程中根据大骨料的体积空隙率，小骨料填充率一般为$#%&."%，确定小骨料用量。对一定粒径的骨料而言，也存在着最佳掺配比例。

%结论

（$）透水混凝土的透水性和抗压强度均与混凝

土的孔隙率有关。

（!）单粒级粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土强度较高，透水越差。

（’）双粒级骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级骨料，双粒级骨料的掺配存在着最佳比例。

参考文献

赵铁军，李淑进/混凝土的强度与渗透性/建筑技术，（$）：!""!!"冯乃谦/实用混凝土大全/北京：科学出版社，!""$杨静/建筑材料与人居环境/北京：清华大学出版社，!""$

姜德民，等/透水性混凝土路面砖的研制/新型建筑材料，（’）：!""’

配合比（水泥;水;骨料）

粒径8))

!0+强度8123透水系数（8))8(）连通孔隙率8%

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奚新国，等/生态环境友好型混凝土的研究现状与展望/混凝土，!""!（0）：,&0

注：透水系数为定水位透水系数。

范文三：混凝土配制强度计算

混凝土配制强度计算

刘文彦 史振寰

,中国三峡总公司,

摘要:《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001与《水工混凝土施工规范》SDJ207-1982相比,混凝土配制强度有了比较大的变化并做了新的规定,本文简要加以叙述。

关键词:规范, 水工混凝土, 配制强度

1 混凝土标号与强度等级

长期以来～我国混凝土按抗压强度分级～并采用“标号”表征。1987年GBJ107-87标准改以“强度等级”表达。DL/T5057-1996《水工混凝土结构设计规范》～DL/T5082-1998

《水工建筑物抗冰冻设计规范》～DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》等～均以“强度等级”表达～因而新标准也以“强度等级”表达以便统一称谓。水工混凝土除要满足设计强度等级指标外～还要满足抗渗、抗冻和极限拉伸值指标。不少大型水电站工程中重要部位混凝土～常以表示混凝土耐久性的抗冻融指标或极限拉伸值指标为主要控制性指标。

过去用“标号”描述强度分级时～是以立方体抗压强度标准值的数值冠以中文“号”字来表达～如200号、300号等。

根据有关标准规定～混凝土强度等级应以混凝土英文名称第一个字母加上其强度标准值来表达。如C20、C30等。

水工混凝土仅以强度来划分等级是不够的。水工混凝土的等级划分,应是以多指标等级来表征。如设计提出了4项指标C9020、W0.8、F150、εp0.85×10-4,即90 d抗压强度为20 MPa、抗渗能力达到0.8 MPa下不渗水、抗冻融能力达到150次冻融循环、极限拉伸值达到0.85×10-4。作为这一等级的水工混凝土这4项指标应并列提出,用任一项指标来表征都是不合适的。作为水电站枢纽工程,也有部分厂房和其它结构物工程,设计只提出抗压强度指标时,则以强度来划分等级～如其龄期亦为28 d,则以C20、C30表示。

2 混凝土强度及其标准值符号的改变

在以标号表达混凝土强度分级的原有体系中～混凝土立方体抗压强度用“R”来表达。

根据有关标准规定～建筑材料强度统一由符号“f”表达。混凝土立方体抗压强度为“fcu”。其中～“cu”是立方体的意思。而立方体抗压强度标准值以“fcu,k”表达～其中“k”是标准值的意思～例如混凝土强度等级为C20时～fcu,k=20N/mm2,MPa,～即立方体28d抗压强度标准值为20MPa。

水工建筑物大体积混凝土普遍采用90d或180d龄期～故在C符号后加龄期下角标～如C9015～C9020指90d龄期抗压强度标准值为15MPa、20MPa的水工混凝土强度等级～C18015则表示为180d龄期抗压强度标准值为15MPa。

3 计量单位的变化

过去我国采用公制计量单位～混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令～推行以国际单位制为基础的法定计量单位制～在该单位体系中～力的基本单位是N,牛顿,～因此～强度的基本单位为1 N/m2～也可写作1Pa。标号改为强度等级后～混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2,Pa,～数值太小～一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用的计量单位～读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。

新标准中强度计量单位均采用MPa,兆帕,表达。

4 配制强度计算公式的变更

原标准混凝土配制强度的计算公式为:

R配,R标/-t〃Cv

新标准混凝土配制强度计算公式为:

fcu,o=fcu,k+t〃σ

式中:fcu,o—混凝土配制强度MPa,

fcu,k—混凝土设计龄期的强度标准值MPa,

t —概率度系数

σ—混凝土强度标准差MPa。

原标准的公式和变更后本标准采用的公式所设计的配制强度没有实质上的差别。主要引自美国混凝土学会的ACI214-77《混凝土强度试验结果评定的推荐方法》,1989年重新批准发布,。ACI214-77称:对于任何设计～其需要的平均强度fcr～可根据使用的离差系数,CV,或标准离差,б,由公式,1,或,1a,计算求得。

Fcr=Fc′/1-t〃Cv

,1,

Fcr=Fc′+tσ

,1α,

式中:Fcr —需要的平均强度

Fc′—规定的设计强度

t —概率度系数

Cv—以小数表示的离差系数预测值

σ—标准差的预测值

现行国家标准及国内各行业标准～对混凝土配合比设计强度计算和混凝土生产质量控制～均采用以混凝土强度标准差(σ)为主要参数的计算方法。国家标准GB50204-1992

《混凝土结构工程施工及验收规范》和JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》,以及有关建工系统混凝土的强度保

证率,P,均采用95%～相应的概率度系数,t,为1.645～

因而混凝土配制强度的计算公式均为:

范文四：高强混凝土的配制

高强混凝土的配制

中文摘要

高强混凝土由于其强度等级高，密实性好，减轻自重，节约成本，已被列为建设事业“十一五”重点推广技术领域，重点项目之一。本文重点介绍了对配制高强混凝土原材料的选择和预处理，并对高强混凝土配合比的设计、试配进行了论述。（中文摘要太简单，需要将本论文的起因、研究要点、结论全部概括在摘要里）

关键词：高强混凝土 原材料选择与预处理 配合比

修改意见：

你的论文有全盘抄袭的嫌疑，而且没有任何参考文献标识，论文中配合比设计公式的可信度有些怀疑，缺乏试验数据支撑。论文内容较少，不够毕业论文的分量。修改后请将目录和论文封面做好，一起发过来。下面是你发给我的论文

大纲，你比较一下

高强混凝土配合比设计

一. 高强混凝土的定义及特点

二. 高强混凝土在实际中的使用现状

三. 高强混凝土发展前途

四. 高强混凝土的配合比设计

1.

2.

3.

4. 原材料的选取 外加剂的选取 高强混凝土配合比设计的注意事项 高强混凝土配合比计算过程

五．高强混凝土的技术性能及指标

六．高强混凝土的缺点及改进措施

前言

随着规模宏大、结构复杂的现代建筑的发展以及对高强混凝土材料性能要求的日益提高,当前很多国家在高强混凝土上投入大量的人力物力进行研究与开发。在配制过程中,其配合比的好坏直接关系到高强混凝土的性能和质量优劣。因此,高强混凝土配合比的优化设计方法

成为人们在高强混凝土配合比设计中研究的目标。本文作者通过实践，对高强混凝土的配制进行了一些方面的研究。

一、高强混凝土在建筑工程中的应用

1、高层建筑结构

高层建筑中采用高强混凝土可以大幅度缩小底层混凝土柱子的截面尺寸，扩大柱网间距，扩大空间，增大建筑使用面积。上下柱子采用不同强度等级混凝土有利于统一柱子尺寸和模板规格，方便施工，节约周转耗材的投入，并可利用高强混凝土的早强特点加快施工进度。高强混凝土还因徐变小，弹性模量高，可以减少柱子的压缩量和增加结构刚度，这对高层建筑来源是非常重要的。

2、大跨度结构和预应力结构

高强混凝土徐变小，弹性模量高，可以减少预应力钢筋的应力损失，减小构件截面尺寸，减轻自重。

3、处于侵蚀环境下的建筑物或构筑物。

高强混凝土有较强的抵抗化学物质腐蚀能力，耐久性优良，所以贮存某些化学物品的仓库，周围大气中含有较多盐份的工程建筑物，以及直接受到侵蚀性物质作用或机械磨损的厂房、车库等地面构件均宜应用高强混凝土。

我国在高强混凝土研究和应用方面起步并不算晚。早在20世纪70年代，就有不少单位开始用高效减水剂配制高强混凝土的试验研究，随着我国城市建设规模迅速扩大，高强混凝土在技术上和经济效益上

的巨大优越性正日益为人们所认识。

二、高强混凝土的特点

高强混凝土的抗压强度标准值远远大于普通混凝土，其组成材料的质量要求严，还要采取一定的技术措施，如外掺增强材料、高效减水剂、改善搅拌工艺等，因而，高强混凝土的配合比设计与普通混凝土有一定的差别。

1、当混凝土强度等级大于等于60级时，水灰比与混凝土强度的线性关系较差，分散性较大，因此水灰比的计算与普通混凝土有所不同，水灰比的计算仍采用普通混凝土的强度公式《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-20)中的强度公式：

但式中回归系数αa、αb取值与普通混凝土不同，回归系数应使用工程

用的水泥砂石并通过试验建立水灰比与混凝土强度关系式来确定，亦可根据经验，即碎石混凝土αa=0.40，αb=0.31。

2、普通混凝土配合比设计的基本原则是砂子填充石子空隙，水泥浆填充砂子空隙，现根据施工条件的要求乘以大于1的系数来改善拌合物的工作性能。因此可以在采用水灰比控制强度的基础上调整砂率和用水量来控制混凝土稠度。但高强混凝土的水灰比较小，水泥浆本身比较干稠，采用增大用水量（即水泥浆体积）的办法来改善稠度是

不经济也是不可能的。

3、高强混凝土的水泥用量相对较多，配合比设计时设法降低水泥用量的潜力也大，这样不但有明显的经济价值，还可以改善混凝土各项技术性能，特别对提高混凝土耐久性和长期性利。

4、高强混凝土拌合物因水灰比较小而干稠，须用高效减水剂改善和易性，并需要强力搅拌才能使其均匀和充分发挥水泥活性。

鉴于上述特点与情况，对高强混凝土的配合比设计方法进行探讨，有助于它的推广应用。

三、原材料选取与处理

1、水泥

水泥是影响混凝土强度的主要因素。配制高强度混凝土，应采用矿物组成合理、细度合格的高强度水泥，一般宜优先选取旋窑生产的强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥磨的愈 细，比表面积就愈大，水化反应愈充分，早期强度就愈高。然而细度不宜过高，否则会造成水化热过大，导致混凝土产生温度应力裂缝，反而降低混凝土强度和耐久性，影响混凝土结构使用寿命。

高强混凝土要求低水胶比，要降低水胶比就必须使用高效减水剂。但是并不是每一种符合国家标准的水泥在使用一定的高效减水剂时都有相同的流变性能;同样，也并不是每一种符合国家标准的高效减水剂对每一种水泥流变性能的影响都相同。这就是所谓的水泥和高效减水剂之间存在相容性问题。当水泥与高效减水剂的相容性不好时，不仅

会造成高效减水剂的减水效果差，更为重要的是会造成混凝土坍落度的严重损失。影响水泥与高效减水剂相容性的主要因素，对高效减水剂来说，主要包括其化学性质、分子量、交联度、磺化程度和平衡离子等;对水泥来说，主要包括:(1)水泥的C3A含量和总碱含量;C3A含量不宜超过8%，当C3A含量过高时，一般来说，用于高强混凝土的水泥，

拌制出来的混凝土流动度损失会很快。(2)水泥的细度;用于高强混凝土的水泥细度一般在3000一4000m2 /g，水泥的细度会影响拌制 混凝土的需水量，水化过程的放热速度，在空气中的硬化收缩等，进而影响混凝土发生裂缝的可能性，还会影响混凝土坍落度的损失。

2、粗集料

粗集料在混凝土的结构中主要起骨架作用，因此骨料的性能对于高强度混凝土的抗压强度具有重要影响。粗集料可从抗压强度、表面特征、最大粒径、杂质含量等对其进行优选和预处理。

2.1.抗压强度

制备高强度混凝土，应优先选取质地坚硬的碎石。根据配制混凝土的等级，合理确定粗集料的强度，其强度通过压碎值或岩石立方体强度的来测定。碎石的压碎指标值一般应小于10%。抗压强度不应

小于要求配制的混凝土抗压强度指标的1. 5倍。因此，一般采用质地坚硬，级配良好的花岗岩、硬质砂岩以及石灰岩等。另外一般碎石的抗压强度在110-130MPa左右，再加上其各相不均匀性，故在配C100以上混凝土的时候尤其需要考虑粗集料的选择，甚至普通的碎石可能无法达到要求，转而考虑不要粗骨料或者改为活性陶粒，即通常所说

的RPC。

2.2.表面特征

在混凝土初凝时，水泥砂浆与粗集料的粘结受集料表面特征的影响较大。一般应选取近似立方体形的碎石，其表面粗糙、多棱角，这样提高了混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度，应避免使用鄂破碎石，因该方式生产的碎石级配不好且针、片状较多，而选用反击式破碎石其级配较好且碎石形状近似立方体。为了尽量减少混凝土内部的缺陷，粗集料在使用前可考虑用水清洗晾干，以除去泥块、粉屑和一些有害的轻物质等。另其中针、片状的含量不应超 过8%。

2.3.最大粒径

对于中、低强度混凝土来说，适当增加骨料粒径对混凝土强度有利，但对于高强度混凝土由于石材的强度的不均匀性则可能导致强度下降。在混凝土拌和物中，相同重量的大粒径集料比小粒径集料表面积要小，其与砂浆的粘结面积相应要小，则粘结力要低，且混凝土的工作性差，所以大粒径集料很难配制出高强度混凝土。对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的粒径不应大于31.5mm;对强度等级高于C60的混凝土，其粗骨料的粒径最大不应超过25mm，采用标准为5~15或5~20规格的集料最适宜。

2.4.级配

集料的级配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二种规格的石子进行掺配。如5~31. 5mm连续级配采用5~16mm和16~31. 5mm二

种规格的碎石进行掺配。5~25mm连续级配采用5~16mm和10~25mm二种规格进行掺配。掺配时符合级配要求的范围内，可能有二种或三种符合级配范围要求的掺配方案，选取其中体积密度较大者使用，因体积密度大则空隙率小。

3、细集料

砂材质的好坏，对高强混凝土的和易性影响比粗集料要大。一般应优先选取Ⅱ级、含泥量少、石英颗粒含量较多的江砂或河砂。砂的细度模数最好在2. 6~3. 1的范围内的中砂或者中粗砂，当细度模数

2. 6时，拌制的混凝土拌和物会显得粘稠，施工中难以振捣。另外如果砂子过细，在满足拌和物和易性要求时，就要增大水泥用量。砂也不宜太粗，细度模数在3.1以上时，容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差，从而影响混凝土的内在质量及外观质量。同时应检测其中5mm以上小石子的含量如果超过10%应在计算配比时将其换算成石头的量。在使用前同样考虑用水清洗晾干。

4、水

拌合水使用饮用水时一般可不经试验直接使用，其他水拌制混凝土要选择不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质、油脂、糖类等，且水的PH值应大于4。

5、高效减水剂

配制高强混凝土降低水胶比必须使用高效减水剂，高效减水剂实际减水率可达到25%左右，掺人混凝土后，可以提高混凝土的流动性，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗压、抗弯性能，同时降低了水

泥用量，减少工程成本。但掺高效减水剂的混凝土容易出现的坍落度损失较快，所以施工时宜采用二次掺人法或掺人相应的缓凝剂。另外，当日最低温度低于0℃时，高效减水剂虽能提高拌合物和易性，但对混凝土强度的贡献会大大降低，因此，必须对混凝土拌合物采取有效保温措施。目前第三代减水剂聚羧酸的出现及普及使用，由于其梳形分子结构及羧基的影响使得的聚羧酸系减水剂具有减水率高、混凝土塌落度经时损失小，掺量低等优点。但聚羧酸的使用影响因素较复杂在施工过程中必须注意的以下几个方面:(1)对水敏感，水的波动会造成减水的效果差别很大，因此必须控制砂石的含水率，最好有室内堆场，以利于水份均匀，并且在施工中严禁私自向混凝土中加水。(2)聚羧酸的配制材料的不同导致其实际效果也不同，故提供聚羧酸的厂家换原材料时应重新对相容性做检测，以确定合适的掺量。

6、矿物掺合料

6.1.粉煤灰

粉煤灰来自于火力电厂，烧煤后收集的灰粒。对其有效使用不但有利于环保，减少污染。且对混凝土的性能也产生很多影响。对于混凝土拌合物能够减少拌合物用水量、提高保水性、降低泌水量，而且由于粉煤灰颗粒的表面光滑起到润滑和分散作用能够提高混凝土的坍落度，坍落度经时损失也得到明显缓解。但通常随着粉煤灰在混凝土中掺量的增加，粉煤灰混凝土的强度发展特别是早期强度降低较为明显，其强度的增长效应随龄期增长其作用才逐渐体现出来，1年后的强度甚

至超过普通混凝土强度。由于粉煤灰的掺人有效的改善了普通混凝土的工作性，在同样的工作性能的情况下，粉煤灰混凝土的收缩比普通混凝土低。粉煤灰混凝土能够提高混凝土的密实度、抗渗性，但会降低抗冻性可适量加人引气剂来改善。

在选取粉煤灰的时候除了细度上的差别外，应重点考虑其烧失量。细度是其活性的重要指标，比表面积在6000cm2/g以上较合适。烧失量的高低主要由含碳量决定，含碳量高则会吸附减水剂、引气剂等降低其使用效果，提高需水量，降低混凝土的密实度。

6.2.矿渣粉

粒化高炉矿渣来自于炼铁的副产品，对于混凝土拌合物能降低抗离析能力，延缓初凝、终凝时间，降低水化热、推迟温峰出现时间。提高混凝土的坍落度，减少坍落度经时损失。因其改善水泥石与骨料界面，减小Ca(OH)2晶体，细化水泥石结构，从而有效提高混凝土抗渗

性能。耐蚀性能也得到改善，尤其抑制氯离子优异，因为矿渣与碱先行反应，即固定了水泥中的Na20,K20弱化或消除了潜在的碱骨料反应。

为了更有效地激发矿渣粉的活性，在选择时成分变化不大的情况下需重点考虑细度，比表面积在5000cm2/g以上较合适。

6.3.硅粉

硅粉来源于硅铁合金厂、硅金属厂冶炼进人烟道、收尘装置收集的极细微粒。在混凝土中掺加能提高密实度减少大晶格的Ca ( OH )2和钙矾石、降低泌水率、减弱水膜危害、强化了界面状态，提高强度和耐久性，尤其对早期强度贡献较大，抗渗、抗侵蚀、抗锈蚀、抗冲

击磨损都有所提高，由于其消耗OH-，能够抑制碱骨料反应。但掺量不宜过量，会增加混凝土稠度，不易施工。

6.4.其他掺合料

天然沸石、片高岭土等磨细后均可以加入混凝土用以替代部分水泥使用。

由于矿物掺合料之间微粉颗粒的填充效应与和后期水化的化学效应的复合叠加，在选取矿物添加剂的时候应考虑选用两种或两种以上矿物掺合料和外加剂同时掺人混凝土，从而产生各组分性能的叠加甚至超叠加效应以进一步改进混凝土性能和取得某种特性。

四．高强混凝土的配合比设计

1.计算施工配制强度

fcu,o=fcu,k+1·645σ

式中 fcu,o—混凝土的施工配制强度,MPa;

fcu,k—设计的混凝土强度标准值,MPa;

σ—施工单位的混凝土强度标准差,MPa。

如施工单位不具有近期同一品种混凝土强度资料时,σ值取6MPa。

2.计算水灰比

W/C=A fce/(fcu,o-A·Bfce)

式中 fce—水泥强度等级;

A、B—回归系数,A=0.40,B=0.31。

水灰比一般为0·25~0·40。

3.计算砂石用量

3.1 碎石用量

G0= (0·9~0·95)γ′

式中 G0—碎石用量, kg/m3;

γ′—碎石的松散密度, g/cm3。

3.2 计算砂用量

式中 S0—混凝土砂用量, kg/m3;

QS—砂率,一般取0.28~0.32。

4.计算水和水泥用量

4.1 质量法

GW+C = γh- ( So+ Go )

式中 Gw+c —混凝土水泥浆质量, kg/m3;

Γh —混凝土混合物假定密度, kg/m3。一般取2 500~2 600

kg/m3,与碎石的密度有关;

WO —混凝土用水量, kg/m3;

CO —混凝土水泥用量, kg/m3。

4.2 体积法

式中 VP — 每m3混凝土中水泥浆体积,m3;

γC — 水泥密度, g/cm3;

s γ— 砂密度, g/cm3;

γg — 碎石密度, g/cm3;

Co — 混凝土水泥用量, kg/m3;

Wo — 混凝土用水量, kg/m3

4.3 配合比设计示例

某建筑物混凝土强度等级为C60,要求坍落度30~50 mm。所用水泥:

普通硅酸盐水泥,强度等级52.5级,密度为3.10 g/cm3;砂:中砂密度

2.65 g/cm3;碎石: 5 ~31.5 mm,松密度1 400 kg/cm3,密度2.675 g/cm3;水:饮用水;减水剂:UNF-5高效剂。

① 计算配制强度

fcu,o=fcu,k+1.645σ=60+1.645×6=69.9 MPa

② 计算水灰比

③ 计算碎石用量

Go= 0.92γ′=0.92×1 400=1 288 kg

④ 计算砂用量

⑤ 计算水和水泥用量

质量法:假定混凝土为2 500 kg/m3

⑥ 配合比

水∶水泥∶砂∶石=163∶497∶552∶1 288=

0.33∶1∶1.111∶2.592

⑦ 试拌

按水灰比增减0.03,并加入水泥量0.5% ~1.5%的UNF-5高级减水剂,使坍落度符合设计要求,根据选定适宜的水灰比确定施工配合比

五．结语

采用普通配合比设计方法,容易造成水泥用量超过规范要求,既浪

费水泥,又由于水化热过大极易产生裂纹,影响混凝土整体使用质量。而采用高强度混凝土配合比设计方法,在保证质量的前提下,可节约水泥10%左右,我们要大力发展高强度混凝土。

参考文献

[1] 行业标准,(普通泥凝土配合比设计规程)(JGJ55- 2000),北京:中

国建筑工业出版社.2001.

[2] 交通部,普通混凝土配合比设计规程(JGJ/T55-96)[S],北京: 中国建筑工业出版社, 1997.

[3]李立权,混凝土配合比设计手册[S],广州:华南理工大学出版 社, 2000.

致谢

在完成本文即将毕业之际，我要向在我读书期间所有关心、支持和帮助过我的人表示感谢！

衷心感谢所有教过、帮助过我的老师，感谢同组人员的帮助！

最后还要感谢我的父母！他们的关心和支持，使我顺利的完成学业，他们的鼓励和期待是我不断向前的动力！

范文五：混凝土配制强度

混凝土配制强度

刘文彦史振寰

(中国三峡总公司)

关键词:规范;水工混凝土;配制强度

1 混凝土标号与强度等级

长期以来，我国混凝土按抗压强度分级，并采用"标号"表征。1987年GBJ107-87标准改以"强度等级"表达。DL/T5057-1996《水工混凝土结构设计规范》，DL/T5082-1998《水工建筑物抗冰冻设计规范》，DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》等，均以"强度等级"表达，因而新标准也以"强度等级"表达以便统一称谓。水工混凝土除要满足设计强度等级指标外，还要满足抗渗、抗冻和极限拉伸值指标。不少大型水电站工程中重要部位混凝土，常以表示混凝土耐久性的抗冻融指标或极限拉伸值指标为主要控制性指标。

过去用"标号"描述强度分级时，是以立方体抗压强度标准值的数值冠以中文"号"字来表达，如200号、300号等。

根据有关标准规定，混凝土强度等级应以混凝土英文名称第一个字母加上其强度标准值来表达。如C20、C30等。

水工混凝土仅以强度来划分等级是不够的。水工混凝土的等级划分,应是以多指标等级来表征。如设计提出了4项指标C9020、W0.8、F150、εp0.85×10-4,即90 d抗压强度为20 MPa、抗渗能力达到0.8 MPa下不渗水、抗冻融能力达到150次冻融循环、极限拉伸值达到0.85×10-4。作为

这一等级的水工混凝土这4项指标应并列提出,用任一项指标来表征都是不合适的。作为水电站枢纽工程,也有部分厂房和其它结构物工程,设计只提出抗压强度指标时,则以强度来划分等级，如其龄期亦为28 d,则以C20、C30表示。

2 混凝土强度及其标准值符号的改变

在以标号表达混凝土强度分级的原有体系中，混凝土立方体抗压强度用"R"来表达。 根据有关标准规定，建筑材料强度统一由符号"f"表达。混凝土立方体抗压强度为"fcu"。其中，"cu"是立方体的意思。而立方体抗压强度标准值以"fcu,k"表达，其中"k"是标准值的意思，例如混凝土强度等级为C20时，fcu,k=20N/mm2(MPa)，即立方体28d抗压强度标准值为20MPa。

水工建筑物大体积混凝土普遍采用90d或180d龄期，故在C符号后加龄期下角标，如C9015，C9020指90d龄期抗压强度标准值为15MPa、20MPa的水工混凝土强度等级，C18015则表示为180d龄期抗压强度标准值为15MPa。

3 计量单位的变化

过去我国采用公制计量单位，混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令，推行以国际单位制为基础的法定计量单位制，在该单位体系中，力的基本单位是N(牛顿)，因此，强度的基本单位为1 N/m2，也可写作1Pa。标号改为强度等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2(Pa)，数值太小，一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用的计量单位，读作"牛顿每平方毫米"或"兆帕"。

新标准中强度计量单位均采用MPa(兆帕)表达。

4 配制强度计算公式的变更

R配,R标/-t?Cv

fcu,o=fcu,k+t?σ

fcu,k-混凝土设计龄期的强度标准值MPa;

t -概率度系数

σ-混凝土强度标准差MPa。

原标准的公式和变更后本标准采用的公式所设计的配制强度没有实质上的差别。主要引自美国混凝土学会的ACI214-77《混凝土强度试验结果评定的推荐方法》(1989年重新批准发布)。ACI214-77称:对于任何设计，其需要的平均强度fcr，可根据使用的离差系数(CV)或标准离差(б)由公式(1)或(1a)计算求得。

Fcr=Fc′/1-t?Cv

(1)

Fcr=Fc′+tσ

(1α)

式中:Fcr -需要的平均强度

Fc′-规定的设计强度

t -概率度系数

Cv-以小数表示的离差系数预测值

σ-标准差的预测值

fcu,o,fcu,k，1.645σ

表1 保证率和概率度系数关系

保证率

P(%)

65.5

69.2

72.5

75.8

78.8

80.0

82.9

85

90.0

93.3

95.0

97.7

99.9

概率度

系数t

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.84

0.95

1.04

1.28

1.50

1.65

2.0

3.0

5 强度标准差的选用

混凝土施工开工初始阶段，缺少混凝土施工的实测抗压强度统计资料，

标准差σ值可按新标准表2中的数值参考选用。

表2 标准差σ值

混凝土强度等级

?C9015

C9020,C9025

C9030,C9035

C9040,C9045

?C9050

σ(90d)

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

混凝土等级均以90天龄期为代表，如果其它龄期(如28天，180天)可相应换算后选用。

混凝土进入正常施工阶段，应根据前一个月(如一个月内还达不到统计所需试件组数n值要求时，可延迟至3个月内)相同强度等级，相同混凝土配合比的混凝土强度资料，进行混凝土强度标准差σ值的计算，其公式为:

式中:fcu,i -第i组的试件强度，MPa;

mfcu-n组试件强度平均值，MPa;

n - 试件组数，应大于30。

混凝土标准差的下限取值:通过施工实测强度值，计算的σ值，对于小于或等于C9025

级混凝土，σ小于2.5MPa时，σ值用2.5 MPa;对于大于或等于C9030级混凝土，计算的σ小于3.0 MPa时，σ取用3.0 MPa。

σ值是28天龄期的实测强度值计算的。90天龄期的σ值一般要略大一些，但28天的σ值已基本反映了混凝土的质量波动，这亦是结合了混凝土质量控制的需要，90天的统计结果滞后了一些。28天的统计成果可有效的掌握施工质量的波动，并根据需要及时修正和调整配制混凝土抗压强度时所采用的σ值。实际上是要求以28天的混凝土强度标准差(σ)进行动态控制，以保证混凝土质量。

收稿日期:2003-03-10

作者简介:刘文彦，中国三峡总公司试验中心高级工程师。

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