掺合料在混凝土配合比设计中应用技术探讨

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1、掺合料在混凝土配合比设计中应用技术探讨（武汉建江混凝土有限公司 武汉430205）摘要：《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），以下简称设计规程中的胶凝材料主要是水泥，而在现在的预拌混凝土生产中，掺合料的使用，品种甚多，数量甚大，如何在配合比设计中，把不同的掺合料量化出来，对其作了大量的试验和探讨，取得较好的效果。  关键词：胶凝材料，掺合料，砂率，和易性，坍落度，预拌混凝土。   引言：   目前社会上生产的水泥有一个共同的特征，就是强度富余系数逐渐变小，早期强度较高，后期强度发展较慢，几乎与标准指标擦边球。有的生产厂以提高水泥细度来提高其强度，导致在短时间内

2、水泥水化反应加剧，给混凝土带来了高水化热，高温差，高收缩等不利隐患。为克服其不足，节约水泥，降低成本，便于施工，适应当前发展循环经济，建设资源节约型，环境友好型社会，于是在预拌混凝土生产时掺入了大量的粉煤灰、矿粉、硅灰等掺合料，改善了混凝土的和易性，后期性能强度也得到改善和提高。   现以C30强度等级设计为例，混凝土要求泵送，坍落度180—200mm，加掺合料，按照设计规程的条文要求，逐条解析，以求出确定的设计配合比。   一、 使用原材料：水 泥（C）：华新P.O42.5   fce＝46.8MPa   粉煤灰（FA-Ⅱ）：武汉阳逻电厂，二级粉煤灰。  矿渣粉（F.S）：

3、武汉鑫缘建材公司，二级矿粉S95   细骨料（S）：巴河中砂，细度模数2.7   粗骨料（G）：汉阳碎石，5-31.5mm连续粒级。   外加剂：武汉联合WLH-5普通型减水剂，减水率20%，固含量33%，掺量为胶凝材料的1.5-2.5%。   水（W）：一般饮用水。二、 混凝土配制强度的确定：   fcu.o≧fcu.k＋1.645δ≧(30+1.645×3)≧34.9   式中：  fcu.o——混凝土配制强度（MPa）  fcu.k——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）  δ——混凝土强度标准差（MPa），其强度标准差计算值小于3.0MPa，故该值取3.0MPa   

4、三、 混凝土配合比计算：  采用重量法——假定密度为2390Kg/m3  3.1计算配制强度fcu.o＝34.9MPa。   3.2按鲍罗米公式，求出水灰比：    注：①αa、αb为回归系数，骨料为碎石时，Aa＝0.46 Ab＝0.07   ②该公式强度等级小于C60时宜使用。   3.3选取每立方米混凝土用水量：   查设计规程表4.0.1—2塑性混凝土的用水量（kg/m3），当坍落度为90mm，碎石最大粒径为31.5mm时，查表得W＝205kg/m3。   注：①本表用水量以中砂取值。若采用细砂时，用水量可增加5—10Kg;采用粗砂时，则可减少5—10Kg。      

5、 ②掺用外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。   3.4计算出每立方米混凝土的水泥用量：      3.5选取砂率，计算出粗细骨料的用量：   查设计规程表4.0.2混凝土的砂率（%），得砂率为38%，而泵送混凝土的砂率要求为35—45%，综合考虑，取砂率为41%，则碎石使用率为1－41%＝59%。  因泵送混凝土要求坍落度为180—200mm,取中间值190mm，而表4.0.1—2中坍落度最大为90mm,其附注中说明：以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm,用水量增加5Kg,计算出未加外加剂时的混凝土的用水量：      又外加剂WLH-5，减水率20%，计

6、算出减水后的用水量：W＝W总×（1-20%）＝230×80%＝184Kg   3.6掺合料的应用：   3.6.1粉煤灰的应用：   据《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146—90，表4.1.4二级粉煤灰超量代替水泥时，其超量系数为1.3—1.7,取中间值1.5。   则FA－Ⅱ＝(347-285)×1.5＝93Kg。该用量同时满足表4.2.1粉煤灰取代水泥的最大限量要求。   以上水泥用量285Kg为经验数，要满足混凝土C30强度等级的P.042.5水泥用量为270—300Kg/m3，据使用原材料及该水泥的质量在此范围内选择确定。这是该行业技术人员必须掌握积累的知识，同时

7、也符合有关标准规定的水泥用量要求。   3.6.2粒化高炉矿粉,简称矿粉的应用:   《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046—2008，是目前设计和施工标准中的唯一新标准，其中没有对混凝土中掺加矿粉的用量进行规定。目前配制混凝土中的矿粉用量多是基于和易性、凝结时间和强度发展等方面考虑的。   在水泥用量285Kg中，取矿粉用量100Kg，则水泥用量为185Kg。据使用经验可知，在矿粉、粉煤灰同时使用时，它们的掺量分别约占胶凝材料总量的30%、20—25%，这在有关资料及文献中已作报导。