混凝土配台比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件确定出混 凝土的组分,即水泥、粗细集料和水的比例。
我国普通混凝土配合比设计是按原材料性能及对混凝土的技术 要求进行计算,并经过试验室试配调整,然后定出满足设计和施工要 求并比较经济合理的配台比。而商品混凝土配合比计算大都是根据经 验试验确定。由于商品混凝土多数需通过泵送完成浇筑任务,基本属 于流动性和大流动性混凝土.一般耍使用高效减水剂或掺活性掺和 料,使配合比基本参数的确定经过大量的配合比设计和试配实践而得 到。
1试配用配合比计算
1. 1计算混凝土施工配制强度feu, o 混凝土试配强度可按下式计算: feu, 0>feu k+ 1. 6456
式中:feu. o 一混凝土施工配制强度(MPa); feu. k ---- 设计的混凝土强度标准值(MPa);
(T
混凝土强度标准差。
计算混凝土试配强度的关键:一是确定混凝土设计强度等级的龄 期;二是确定混凝土强度标准差。
(1)设计混凝土强度标准值的龄期
《混凝土结构设计规范》(GBJ1O)、《混凝土结构工程施工及 验收规范》(GB50204)规定,设计混凝土强度标准值的龄期为 28
天。
(2)强度标准差(T
标准差,叉称均方差、标准离差等,由统计计算而得。商品混凝 土站统计周期可取1个月.同品种的混凝土强度试件组数不少于 组。强度标准差的大小反映商品混凝土站的管理水平。
25
为了保证95%
的混凝土强度大于或等于设计强度,需较大幅度提高混凝土的配制强 度,即提高混凝土水泥用量,这样,虽降低了经济效益,但混凝土强 度可靠性得到了保障。
由于商品混凝土站原料稳定,计量精确,生产技术管理水平较高.统 计所得的强度标准差值较小,有的甚至小于 GB50204—92及JGJ/T 55—96规定的下限(即C20或C25时6=2.5MPa,等于或大于C30
时为3.OMPa)。在配合比设计时,还应考虑到施工现场条件及施工 单位的技术管理水平。本文建议商品混凝土站取用的强度标准差应低 于GB50204中的推荐值。(见表1)
1.2计算水灰比
混凝土的配制强度(feu. o)与其水灰比(W/C)及所用的水泥 强度(fee)成线性关系,即鲍罗米公式:
Fcu.o二A-fee (c/w—B)
式中:feu.0 --- 混凝土所要求的配制强度(MPa); fee ---- 水泥实际强度; e/ w ——灰水比值; A, B〜常数。
采用强度计算公式具体形式,可导出水灰比计算公式:
经验得出,同级别混凝土,一般条件和较差条件水灰比相差约 05,水泥用量相差约30kg/m3。
0.
1.3选取用水量.计算水泥用量及粉攥灰用量
(1)用水量的确定
选择适宜的用水量是商品混凝土配合比设计中的关键,应处理好 如下两个环节:一是用水量与外加剂用量及水泥用量之间的关系
(若
用水量多.则外加剂掺量少,而水泥用量多);二是用水量和外加剂 用量与出厂坍落度及工地交付坍落度之间的匹配关系。
笔者通过多组对泵送剂的试验,资料表明,基准坍落度
5—7cm,
泵送剂常用掺量下,混凝土 30— 90min内的坍落度损失很小,可泵性 良好。当基准混凝土坍落度为2— 4cm,取常用泵送剂掺量时起始坍 落度也可达到20cm,但损失较快,半小时后坍落度只有10cm左右。
影响混凝土坍落度的因素,除了用水量及外加剂品种及掺量外, 还有砂子的细度、石子的粒径及含泥量、粉煤灰质量及用量、水泥品 种及用量等。商品混凝土站由于原材料固定, 通过试验建立夏季和冬 季现场交货坍落度与用水量关系表。 在能保证可泵性的情况下,减少 用水量是节省水泥的有效途径。
(2)水泥用量mco
用水量确定后,根据水灰比确定水泥用量: mco二mw& w/c
泵送混凝土的水泥用量不宜小于 300kg/ m3,抗渗混凝土的水泥 用量不宜小于320kg/m3。水泥用量的多少反映一个商品混凝土站的 质量管理水平。我公司生产商品混凝土参考用水量及不同等级混凝土 水泥用量见表2。
(3)粉煤灰用量(m )及掺粉煤灰后的水泥用量 m
商品混凝土中普遍采用超量取代法掺粉煤灰,在普通钢筋混凝土 中,粉煤灰掺量不宜超过基准混凝土水泥用量的
35%,取代水泥率
不宜超过20%。这与所用的水泥及混凝土级别有关,取代水泥的最 大限量见表3,粉煤灰超量系数见表4。
粉煤灰混凝土配合比设计时, 先根据表3选择B c,求出粉煤灰
混凝土的水泥用量 me:
1.4选择台理的砂率(B)
商品混凝土砂率可根据经验选用或通过试验确定 试拌时,拟定 三个砂率,其中间值为经验值,上、下各加减 2% .试拌时测定停 放30min混凝土拌合物的坍落度。经多次试验,以既不离散坍落度又 大的砂率为合理砂率。然后增减用水量或泵送剂用量,使坍落度满足 施工要求。
影响砂率的因素有:石子的粒径及级配,砂子的细度,水泥用量 及粉煤灰用量一般,石子较粗及级配较好,砂子较细,水灰比较小
(即水泥用量较多)及粉煤灰掺量较多时,砂率较小;反之,则砂率 偏大。建议用碎石时的砂率为 38— 44%,卵石时36— 42%。此外, 砂率的合理性还直接影响混凝土的可泵性,本文在此不作阐述。
1.5计算砂、石用量,提出试配用混凝土配台比上述 1.1〜1.4步 骤完成后,可用重量法或体积法直接求得砂、石用量。
2混凝土配台比的试配、调整与确定
试配是商品混凝土配合比设计中的重要环节,试配的目的一是通 过调整水泥用量得到合同要求的强度及符合有关物理力学性能的施 工配合比;二是通过调整用水量、泵送剂掺量及砂率,得出具有良好 的可泵性、供强度试配用的基准配合比。
下面就试配过程中常见现象及调整方法例表 5供参考。
由试验得出各灰水比及其对应的 28天混凝土强度关系,用作图 法或计算法求出与混凝土配制强度(feu. o)相对应的灰水比。当馄 凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的
2%时,
上述确定的水、水泥及砂石用量即为确定的配合比。 与二者之差超过 2%时,应将配合比中材料用量均乘以校正系数 凝土设计配合比。
3值,即为确定的混
施工过程中根据测定砂、石料含水量,调整用水量后,即得到施
工用混凝土配合比设计。搅拌楼据此拌和合格的各等级混凝土, 通过 混凝土运输车、混凝土泵车浇筑到指定的施工地点。
商品混凝土配合比应有专人设计,经审批才得用于工程,已在工 程上应用的配合比必须按工程分别存档
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