水胶比混凝土配合比设计方法应用.docx

1、水胶比混凝土配合比设计方法应用目前，混凝土的应用颇为广泛，是建筑结构受力的主要承载体。在一定程度上，混凝土性能的优劣对建筑物的整体质量有着重要影响，混凝土配合比设计又是影响混凝土质量的决定性因素。普通混凝土配合比设计方法是在计算水胶比的基础上进行试拌、调整、计算、确定、再试拌、成型等步骤，对耐久性有设计要求的混凝土再进行相关耐久性试验验证，确定最终配合比。按此过程进行配合比设计常常增加了设计周期。普通配合比设计方法中采用的是净水胶比的理念，而目前使用的液体外加剂掺量较大，考虑到外加剂中的水故而提出总水胶比的概念。为快速高效地提供混凝土配合比，本文对普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011

2、）提出改进建议：在试拌配合比的基础上，设计尽可能多的总水胶比；在混凝土试拌前，计算每个混凝土配合比的碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量；每个总水胶比的配合比要根据设计要求检测拌合物性能，合格后同时成型力学性能和耐久性能试件。该方法可大大缩短混凝土配合比的设计周期，同时避免了材料堆放占用场地以及胶凝材料保护不当受潮的情况。1多总水胶比混凝土配合比设计应用实例依轨道交通Z4线一期工程为背景进行多总水胶比混凝土配合比设计。1.1设计要求混凝土强度等级C45桩基混凝土要求坍落度180mm220mm，设计年限100年。所处环境等级L2H3，56d电通量1200C，56d氯离子扩散系数510-12m2/s，

3、混凝土胶凝材料56d抗蚀系数0.8，混凝土含气量2.0%，混凝土中最大碱含量3.0kg/m3，氯离子含量0.10%，三氧化硫含量4.0%，最大总水胶比0.40，最大胶凝材料用量450kg/m3,，最小胶凝材料用量380kg/m3。1.2原材料说明P.O42.5水泥、碱含量0.63%，氯离子含量0.028%，三氧化硫含量2.72%；级粉煤灰碱含量0.65%，氯离子含量0.016%，三氧化硫含量2.55%；S95级矿粉碱含量0.66%，氯离子含量0.040%，三氧化硫含量2.13%；细集料为中河砂非碱-硅酸反应活性骨料，氯离子含量0.014%；粗集料粒径为5mm25mm，5mm16mm：16mm2

4、5mm=40：60非碱-硅酸反应活性骨料，氯离子含量0.006%；外加剂为聚羧酸高性能减水剂，含固量为18.20%，减水率为29%，掺量为1.2%碱含量0.20%，氯离子含量0.006%，三氧化硫含量0.08%；饮用水碱含量0.05%，氯离子含量0.005%，三氧化硫含量0.004%。1.3配合比计算过程参照普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011标准进行配合比计算。1.3.1计算混凝土配制强度：依据标准要求及施工水平，取5.0fcu,0=fcu,k1.15+1.645=1.1545+1.6455=60.0MPa1.3.2计算总水胶比：粉煤灰的掺量为15%,矿粉的掺量为20%，根据表1、2

5、、3选用f，s值。fce=cfce,g=1.1642.5=49.3fb=fsfce=0.801.0049.3=39.4W/B=afb/（fcu,0+abfb）=（39.40.53）/（60.0+0.530.2039.4）=0.33450kg/m31.3.5根据设计及规范要求，初步确定胶凝材料用量为450kg/m31.3.6计算外加剂用量ma0ma0=mboa=4501.2/100=5.400kg/m3a-外加剂掺量（%）考虑到外加剂是液体，通过含固量计算出外加剂中的水质量ws。ws=ma0（1-含固量的百分数）=5.400（1-18.20%）=4.42kg/m31.3.7计算每方混凝土中总用水

6、量160+4.42165kg/m31.3.8再次计算总水胶比165/450=0.370.401.3.9依据设计及标准要求选用砂率为s=38%1.3.10采用质量法计算粗、细骨料用量：1.3.11根据上述计算结果及已知条件，计算材料用量如表41.3.12计算试拌混凝土的总碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量是否符合规范或设计要求，如表5。经计算符合设计要求。1.4配合比的试拌调整1.4.1按计算的配合比进行试拌，检查混凝土的和易性、坍落度、含气量、泌水率、表观密度等。直至调整出各项指标均满足设计及规范要求的混凝土。1.4.2在试拌调整后的配合比基础上，通过改变总水胶比，尽可能多的调整出满足设计及规范

7、要求的配合比进行强度及相关耐久性试验，总水胶比的间隔范围不要超过0.02。计算原理同1.3.11.3.12的有关步骤。1.4.3最终经试拌调整后满足设计及规范要求的配合比如表62结果分析2.1拌合物性能及抗压强度结果见表7122.2在强度的基础上选定配合比序号3进行相关耐久性试验。混凝土耐久性能测试结果如表133结果根据上述检测结果确定最终配合比如表14。4结论（1）多总水胶比混凝土配合比设计方法大大缩短了混凝土配合比设计周期。从多个总水胶比的配合比的试验结果中确定符合设计要求的配合比。混凝土配合比设计时无需根据强度和总水胶比的关系确定配合比，无需在规定龄期强度出来后再进行配合比的调整以及再次进行混凝土的力学性能和相关耐久性能的试验。（2）在混凝土拌合前，计算混凝土拌合物的碱含量、三氧化硫含量、氯离子含量，避免混凝土拌合物三种含量不合格时增加配合比设计所用时间及浪费原材料的情况。（3）鉴于目前液体外加剂掺量较大，含水较多，而大多数混凝土配合比设计采用净水胶比，为便于施工控制，建议采用总水胶比确定混凝土配合比。