高强粉煤灰混凝土配合比设计指南

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1、高强粉煤灰混凝土配合比设计指南                                         美国混凝土学会（ACI）211委员会[摘要]  该指南提供了一种普遍适用的选择高强混凝土配合比和通过试配优化配合比的方法。该方法仅限于用常规材料和生产工艺制备的高强混凝上。 指南中的建议和表格依据涉及高强混凝土工程的承包商、混凝土供应商和工程师所提供的经验和信息。[关键词]  骨料；罩面；化学外加剂；细骨料；粉煤灰；高强混凝土；配合比；质量控制；试样尺寸；强度要求；超塑化剂。第一章    概述1.1  目

2、的 现行ACI 211.1配合比设计方法是选择18.8 ~ 41.4MPa普通强度混凝土配合比的方法。对高强混凝土来说，进行配合比设计要比普通混凝土更重要。通常要掺用经专门挑选的火山灰质材料与化学外加剂，而且认为获得低水胶比（w/c+p）是十分关键的。一般要试拌多次以获得必要的数据来确定最佳配合比。本指南在于提供一种普遍适用的高强混凝土配合比设计方法，以及通过试拌优化设计的方法。 1.2 范围 本指南所讨论的内容限于采用常规材料和生产工艺制备的高强混凝土。有关硅粉和磨细粒状高炉矿渣（GGBFS）不在此范围。目前有关

3、掺硅粉混凝土的知识还有限，ACI 234委员会（硅粉在混凝土中的应用）正在收集有关硅粉应用的信息以撰写委员会报告。GGBFS混凝土的配制参见ACI 226-IR（现为ACI 233委员会）。在有更多的数据后，将会制订一份关于掺这些材料混凝土的指南。当前，硅粉和GGBFS的供应商以及有经验的混凝土供应商是使用这些材料的知识最佳的来源。 高强混凝土定义为抗压强度 ≥41.4MPa的混凝土。本指南力图包含现场强度达到82.8MPa以下的混凝土为实际面向范围。指南中的建议均基于涉足过高强混凝土项目的承包商、混凝土供应商和工

4、程师已有实践和知识，更全面的参考文献和出版物可参见ACI 363R。第二章  性能要求2.1  测试龄期 配合比的选择受测试龄期影响。高强混凝土在通常规定的28d龄期后仍有相当幅度的增长，为利用这一特性，许多规范都将典型的28d修改为56d，91d或更长的龄期。胶凝材料组分的用量常需要调整，以便在选用的测试龄期获得预期的强度。2.2  设计强度 ACI 318允许混凝土配制以现场经验或试验室的试拌为基础。为达到规定的强度要求，混凝土的配制必须使现场测试得到的平均抗压强度足够大于设计强度 ，以降低不合格率。当混凝土生

5、产商要根据现场经验选用高强混凝土配合比时，建议作为选择混凝土配合比基准的平均设计强度 采用下列方程计算结果中的较大值：            （2-1）        （2-2）其中s为样本标准差，单位MPa。 方程（2-1）即ACI 318建筑规范中的方程（5-1）。方程（2-2）是经过改动的ACI 318中的方程（5-2）（ ＝ ），因为至今有关高强混凝土的施工规程中，通常在100次测试中只有一次低于规定强度90％的规定。如果施工规程采用ACI 318验收标准，则应采用ACI 318方程（5-2）代替本指南中的

6、方程（2-2）。 当混凝土生产商以试验室试配作为配制高强混凝土的基准时，可以用下式决定平均设计强度 ：          式中单位为MPa。 方程（2-3）给出的平均设计强度比ACI建筑规范（ACI 318）中表5.3.2.2要求更高。经验表明，在理想现场条件下测得的强度仅是在实验室条件下实验测得强度的90％。假设现场生产混凝土的平均强度等于实验室试拌的强度是不切实际的，因为许多因素要影响强度和现场测试强度的变异。初次在现场采用高强混凝土时，可能需要调整配合比中的含气量和产率并符合下面所列的要求。一旦施工中提供了足

7、够的数据，应采用ACI 214重新计算混凝土配合比并作相应的调整。2.3  其它要求 抗压强度以外的考虑可能影响到材料和配合比的选择。它们包括：a) 弹性模量；b) 抗弯强度和抗拉强度；  c) 徐变和干燥收缩； e) 耐久性； f）渗透性；g）凝结时间；h) 浇筑方法；I) 工作度。第三章  基本关系3.1  材料选择 高强混凝土的有效生产是通过仔细挑选、控制和组合所有的组分而实现的。为得到更高强度的混凝土，必须选择最佳的比例，考虑到水泥和粉煤灰特性、骨料质量、浆体比例、骨料一浆体相互作用、外加剂品种和掺量及搅拌

8、。对不同来源的水泥、粉煤灰、化学外加剂和骨料，在不同配合中的评估将提示出材料的最佳组合。高强混凝土供应商应对在高强混凝土生产中用到的所有材料采用一套统一的，可接受的测试方法。3.1.1  硅酸盐水泥  适当选择水泥品种和来源是高强混凝土生产中的重要的一步。在考虑水泥来源时，可以参考ASTM C 917。水泥化学成分和物理性能的变化对混凝土抗压强度的影响比其它