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1、,混凝土配合比设计,1,铁工：赵卫洲教授：周瑞文,混凝土,2,配比设计基础,鲍罗米（Belomey）公式fcu,0 = a fb(B/W- b)混凝土强度水泥石性能自身的孔隙率。,3,配比设计理论级配堆积理论,颗粒运动时,粒子间留有适当距离 ,恰使次小颗粒能够穿过并填塞在空隙。,5,流变学,颗粒级配的关键结论,Fuller公式：n=0.250.7Fuller:1/2,Talbot:1/3,Birebent:1/4日本n=0.350.45,美国取n=0.45水泥混凝土：0.250.45我国集料:Bolomey：,6,设计总体思路,7,关键参数确定：水灰/胶比、灰砂比、掺合料品种和用量、外加剂品种
2、和用量,水泥：抗压强度，密度等集料：砂石级配，表观/堆积密度外加剂;掺量，减水率，强度比FA：等级，需水量比，活性指数SL：等级，活性指数,设计指标,8,设计中其他参数要求,决定因素：工程结构部位、施工、耐久性路面：抗折，耐磨，吸声，弹模等。一般设计T不大，集料Dmax大，级配好等预应力：35d施加预应力，规范要求达到设计75%，实际8590%,7d达到设计强度；弹模30GPa承台：大体积，抗裂性，变形性等：测试抗裂性，水化热，变形地下：抗渗性海洋工程：离子腐蚀，钢筋锈蚀，干湿循环北方：抗冻性,9,设计要求,一般要求强度等级: 如C35；工作性良好：如坍落度T=16020mm，粘聚性和保水性良
3、好；体现经济性，耐久性等。,10,原材料性能,C：PII42.5R，28d强度52.9MPa，密度3.10g/cm3；FA：级粉煤灰，活性指数72.7%，密度2.24g/cm3，需水量比91% ；S：中砂，MX=2.4，密度2.68g/cm3；G：5-25mm连续级配碎石，密度2.86g/cm3；A：萘系粉剂高效减水剂，推荐掺量1.0 %，减水率20%；W：饮用水。,11,设计基本,经济性：C：400550元/t ；FA：120180元/t；SL：180280元/t ；砂石：4550元/t；外加剂：30006000元/t工作性：FA颗粒球状，减水，增稠；SL，基本不减水，泌水，；耐久性：水泥强
4、度高，水化热高，收缩大，抗裂性差；FA降低水化热和收缩，提高抗Cl-和SO42-侵蚀，抗渗，抑制碱-骨料反应；SL抗冻，抗化学侵蚀高于FA，水化热和收缩也高于FA；环保性：FA，SL节能减排，低碳经济。,12,高性能混凝土设计原则,低单位用水量，低单位水泥用量：最大堆积密度：适当水胶比：太低，抗裂性差，收缩大FA、SL双掺，次第反应，优势互补，叠加效应。但也要视具体情况,13,混凝土配合比设计,14,配合比计算,15,配合比计算1,1、试配强度确定C60, f cu.o f cu.k +1.645; C60, fcu，t=1.15*fcu，k计算C30/C35配制强度： 60mm,增1%/20
5、mm,21,21,配合比计算4-5举例,4.C、FA、A用量B=172/0.48=358 kg/m3A=358*1.0%=3.58 kg/m3FA=358*15%=54 kg/m3C=358-54=304 kg/m3外加剂固含量如为20%，则含水3.58(1-20%)=2.86,5.确定砂率SP （ JGJ55-2000） 查表得： 35%41% 取SP=40%,22,配合比计算6,6.砂、石子重量：重量法：体积法：SP= ms0/( ms0+ mg0),23,例：重量法： W+C+FA+S+G+A=2400 & S/(S+G)=SP=0.40 得出：S=748kg/m3，G=1122kg/m
6、3,配合比计算结果,注：为干材料质量。外加剂一般要扣水配合比,24,配合比计算及调整,25,按计算配合比确定材料用量C0、S0、G0及W0，检定拌合物性能。,试配中的和易性调整1,若T（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性不好时，应进行和易性调整。对于普通混凝土配合比，T较小，90mmT过小，W/C不变,分次掺入510水泥浆或外加剂T过大，粘聚性、保水性良好时，可保持砂率不变，酌情增加砂和石子；当粘聚性、保水性不好时，可适当改变砂率。,26,对于高性能混凝土，T较大：坍落度，主要通过调整外加剂掺量来调节；坍落度差别不大时也可以通过保持W/C不变增加5%的水泥浆来调节。调节配合比中的胶凝材
7、料用量等来改变粘聚性保水性不好，一般为外加剂掺量过高，浆体少，砂率低有关,27,配合比调整,普通混凝土以基准W/C和基准W/C0.05，配制3组配比，用水量不变，砂率1。检验稠度、粘聚性、保水性及表观密度，每种配比制作1组（3块）试件，标养28d试压。根据不同W/C的抗压强度，用作图或计算求出与配制强度对应的灰水比值。高性能混凝土变动掺合料品种或掺量: 1040%FA/1050%SL/520%SF流动性调整：外加剂品种和掺量高强： W/C0.03,28,设计值的确定,配合比表观密度校正校正系数实测与计算值之差不超过计算值2，不必校正。超过2时，配比中每项材料用量乘以校正系数。,29,作业和思考,思考：配合比设计中有哪些关键参数？每个参数怎么确定？流动性不满足要求时，如何进行合理的调整？普通/高性能混凝土如何区别对待作业：设计：C40混凝土，T=5070mm/（140160mm）工作性良好。原材料：P.II42.5、I级FA掺量1030%（强度高选低值，低则选高值）、中砂、525mm碎石、外加剂掺量1.0%， 减水率20%。经济性：C：450元/t ；FA：160元/t；SL：250元/t ；砂石：50元/t；外加剂：4000元/t,30,