探析混凝土配合比设计方法比较

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1、探析混凝土配合比设计方法比较摘要：配合比是保证商品混凝土性能的一个重要方面，是混凝土质量控制的首要问题，是向客户交付满足合同要求产品的关键环节之一，也是判定产品是否经济合理的基本依据之一。本文提出了优化混凝土配合比的几种方法。关键词：混凝土；配合比；设计中图分类号：TQ178文献标识号：A文章编号：2306-1499(2013)05-(页码)-页数随着材料科学的不断发展，混凝土的用途也越来越广泛，己成为跨行业、跨学科、互相渗透的领域。混凝土配合比设计涉及到几个方面的内容：一要保证混凝土硬化后的强度和所要求的其他性能及耐久性；二要满足施工工

2、艺，易于操作而又不遗留隐患的工作性；三要在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料的用量；四要对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；五要在达到上述要求的同时，设法降低成本。传统的配合比设计方法已很难满足上述需要，本文即是对几种优化混凝土配合比设计方法的比较。1调整浆骨比法普通混凝土是由胶凝材料、水、砂、石和外加剂组成的,混凝土配合比设计就是解决这几种材料用量的三个比例，即水灰比、砂率（砂石比）、浆骨比。浆骨比是混凝土胶凝材料中水泥、水、矿物掺和料的体积总和与骨料所占体积的比值。P.K.Metha和P.C.Aitcin教

3、授对混凝土的研究认为，要使混凝土同时达到最佳的施工和易性与力学性能指标，其胶凝材料浆体与骨料含量之间应有一个最佳体积比，即是最佳浆骨比。强度方面，混凝土的早期强度随浆骨比降低而增大，而浆骨比大的混凝土强度发展趋势相对浆骨比小的要快；干缩变形方面，收缩值随混凝土的浆骨比增加明显变大；渗透性方面，混凝土随浆骨比增加其抗氯离子渗透性明显降低。因此在选择最佳浆骨比时，一定要兼顾早期低浆骨比各方面性能的优越性和后期的发展趋势。通过进行混凝土强度、变形、氯离子渗透性等试验调整混凝土浆骨比，寻找在现有水泥、骨料、外加剂等原材料的基础上的混凝土的最佳浆骨

4、比，它的值一般在35:65左右。2全计算法“全计算法”进行水泥混凝土配合比设计的观点最初由陈建奎、王栋民教授于2000年发表于《硅酸盐学报》，某教授在2000年巴黎的国际混凝土学术会议上宣读了有关“全计算法”的论文，引起了极大关注。该法从鲜为人知的创建初期到逐渐被人们所接受，经过了10年的推广，在应用上取得了良好的技术经济效益。2.1基本观点全计算法的基本观点是：1•混凝土各组成材料(包括固、气、液3相)具有体积加和性；2.石子的空隙由干砂浆来填充；3.干砂浆的空隙由水来填充；4.干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气隙所组成。依据这一基本观点可

5、得：浆体体积Ve二Vw+Vc+Vf+Va集料体积Vs+V萨1000-Ve干砂浆体积Ves=Vc+Vf+Va+Vs式中：Ve为浆体体积(L)；Ves为干砂浆体积(L)；V。为用水量(L)；Vc,Vf,Va,Vs和Vg分别为水泥、细掺料(如粉煤灰)、空气、砂子和石子的体积用量(L)o正如前面提到的，P.K.Metha和P.C.Aitcin教授在对高性能混凝土(HPC)进行了大量的研究后认为，要使HPC同时达到最佳的施工和易性和强度性能，其胶凝材料浆体与骨料应有一个最佳体积比即Ve:(Vs+Vg)=35:65o这一认识事实上是确定了HPC配合比

6、设计中胶凝材料浆体体积与骨料体积的定量关系。2.2计算步骤混凝土由水泥、矿物掺和料、砂、石子、水和外加剂等多种成分按严格的比例关系组成，传统配合比设计方法很难得到优化的配合比，而“全计算法”在设定的条件下能比较准确地计算出每个组分的用量和比例。配制强度、水胶比、用水量、胶凝材料组成与用量，砂率及粗、细集料及外加剂等均可以通过公式计算而定量确定，最终确定混凝土配合比。与传统配合比设计中大量参数经过查表取值的经验方法比较，其科学性有了一定的提高。3高密实配合比方法高密实配合比方法是一种科学的配合比设计方法。通过控制骨料的比例，以混凝土中固体材

7、料的最大单位重，有效地获得混凝土的最小空隙率，从而获得最佳级配。所配制的混凝土具有较好的工作性、较高的强度及优异的耐久性。高密实配合比方法最早由台湾科技大学的黄兆龙教授提出，吴中伟院士曾提出的简易配合比设计方法，其原理与高密实配合比方法基本相同。2.1高密实混凝土配合比设计方法混凝土配合比设计的任务是确定获得预期性能而又经济且性能优良的各组成材料用量。骨料因占混凝土体积约2/3以上，所以直接控制骨料的比例会有效获得混凝土的最小空隙率。混凝土中颗粒的堆积方式对于宏观力学行为有很大影响，就像土壤颗粒材料一样，颗粒结构堆积越致密，空隙越小，接触

8、点越多，则密度越大，理论上应能获得较高的强度。另外，以相同的水灰比而言，骨料在最佳堆积下总浆体用量也会随之减少，相对的拌和水用量也会降低，因而可减少混凝土中弱界面的形成几率及降低浆体本身产生收