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1、2002年第3期混凝土与水泥制品2002No36月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJune轻集料混凝土配合比设计王立久张树忠赵国藩(大连理工大学土木系116024)摘要:通过总结国内外学者的研究,结合作者的研究成果,对轻集料砼配合比的设计提出了基于轻集料筒压强度和胶容比(单位体积砼中胶凝材料质量与砼质量之比)的强度公式;并提出砼填实系数的概念,推导出砂率的理论计算公式;同时考虑砼工作性要求,总结出准固定用水量原则,进而确定了轻集料砼的配合比计算公式,并在此基础上给予了实验验证。关键词:轻集料;筒压强度;砂率;表观密度中图分类号:TU52812文献标识码:A文章编号:
2、1000-4637(2002)03-17-030前言集料砼干表观密度和水泥用量对砼强度的影响,我们自1956年以来,我国便开始了轻集料及轻集料砼把水泥用量C和轻集料砼表观密度Qh的比值称为胶[1~2]的研制。特别是1980年后龚洛书等学者作了较为容比,并认为它应是轻集料砼最主要的参数。系统的试验研究,然而在配合比设计方面,至今仍然不同的轻集料对强度的影响比普通集料要大得采用查表试配方式,尚需进一步的完善。多。普通砼集料一般是砼强度的115~210倍,而轻集1混凝土强度公式料的强度则比砼强度要低得多。因此,二者受力破坏形[1]目前所采用的轻集料砼强度公式有两种形式。式明显不同,前者主要发生在集料
3、界面,而后者除集料第一种:R28=b1C/W+b2Ck+b3VQ+a(1)界面外,还可能发生在集料本身。因此,轻集料的筒压式中,R28)轻集料混凝土28天抗压强度,MPa;强度对砼强度的贡献极为重要。C/W)轻集料混凝土的有效水灰比;综合以上分析,轻集料砼强度公式形式应为:Ck)轻粗集料的颗粒密度;(R28-RT)/RC=a@C/Qh+b(3)VQ)轻集料的实际用量;式中,Qh)轻集料砼的干表观密度;b1,b2,b3,a为试验参数。a,b为试验参数,其它符号同前。第二种:R28=b1RC+b2C/W+b3RT-a(2)经分析得:a=111645b=-21107,(图1)。式中,RC)水泥实际强
4、度,MPa;RT)轻集料筒压强度,MPa;其它符号同前。从(1)(2)式可以看出,这两种表达方式仅能反映通过正交试验所确定的各因素对强度的贡献,而且这两种公式从量纲分析来说是不一致的,应用起来也不图1轻集料混凝土强度公式回归分析方便。由于轻集料砼和普通砼所用集料的差异,使得二2填实系数及砂率公式者配合比设计截然不同。轻集料直接影响砼的干表观由于砂率的变动会使集料的空隙率和集料的总表密度,而普通砼的表观密度几乎是一个定值,因此,轻面积有着显著改变,因而对砼拌和物的工作性产生影集料砼的表观密度将明显地影响砼的抗压强度;另响。文献[1],通过砂率与砼抗压强度关系的正交实验外,轻集料吸水率的差异也会显
5、著影响砼的用水量,表明:砂率在28%~42%的范围内时对砼强度的影响而普通砼集料吸水率的影响一般可以忽略不计,轻集不明显。因此,可以根据砼强度及工作性的不同要求,料砼的净水灰比或有效水灰比很少能准确掌握,因用选择砂率来调整粗细轻集料的适宜用量,使砼拌和此,用水灰比表征的砼强度公式对于轻集料砼来说使物既有良好的工作性,又不影响砼的强度。但从节约水用起来比较困难,而用满足稠度的水泥用量与砼强度泥以及混凝土密实性考虑,存在合理砂率或称为最佳[3]之间的关系比水灰比与强度的关系更准确。综合轻砂率。根据文献[4]中引用的J.DBamal和J.Mson的实172002年第3期混凝土与水泥制品总第125期验
6、观测:最大粒径自然充填配位数为5~6;振动充填的配位数为6~7,而且配位数为6的自然充填的孔隙率观测值为01395,实验值为01400。其值应等于砂和水泥浆充填体积,即砂的体积为:Vs=0.400-(C/Qc+W/Qw)式中,C为水泥用量,Qc为水泥密度,W为水用量,Qw为水的密度。进一步整理为:Vs=0.400-C(1/Qc+W/C)(4)将上式除以粗细集料总用量,就可以得到砂率SP的一般表达公式:-1SP=A0-B0@n(1/Qc+W/C)(5)图3轻骨料混凝土在干燥条件下导热系数K与Qh关系式中,n为集灰比从(5)式推导可以看出,第一项系数A0是配位数[1]中白玉珍给出了相应的实验结果,
7、可查图表得到,影响系数,第二项则说明砂率对W/C的依赖性,同时如图3所示。反映水泥砂浆对粗集料空隙的填充程度,也反映了水由图3可得出:0.00128[Qh]泥用量相对集料的比值,即集灰比以及不同品种水泥K干=0.0725e(7)和细集料种类对砂率的影响。式中,K干为轻集料砼导热系数,W/(m#e)由于轻集料砼中W/C的不确定性,若将W/C改31112水泥用量的确定为C/Qh,则式(5)可变为:先由
