現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計注意事項

1、現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計注意事項現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計注意事項我國混凝土的現(xiàn)狀我國混凝土的現(xiàn)狀■強度水平提高■強度水平提高■嚴(yán)酷環(huán)境中工程增多，耐久性要求突出■嚴(yán)酷環(huán)境中工程增多，耐久性要求突出■水泥和混凝土的關(guān)系變化■水泥和混凝土的關(guān)系變化■流變性能要求提高■流變性能要求提高■現(xiàn)場勞動力素質(zhì)、管理水平與質(zhì)量要求的矛盾■現(xiàn)場勞動力素質(zhì)、管理水平與質(zhì)量要求的矛盾傳統(tǒng)觀念形成的理由傳統(tǒng)觀念形成的理由例如，許多規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限定混凝土中粉煤灰的摻量應(yīng)在

2、例如，許多規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限定混凝土中粉煤灰的摻量應(yīng)在25%以下，尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)以下，尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的摻量。這是因為過去我們的混凝土中沒有摻用減水劑，混凝土的水灰比較大（一般件中的摻量。這是因為過去我們的混凝土中沒有摻用減水劑，混凝土的水灰比較大（一般都高于都高于0.5）。在這種情況下?lián)饺敕勖夯遥瑴p少水泥的用量，就會使混凝土的凝結(jié)時間明顯。在這種情況下?lián)饺敕勖夯?，減少水泥的用量，就會使混凝土的凝結(jié)時間明顯延緩、硬化速率減慢，表

3、現(xiàn)為早期強度低、混凝土滲透性增大。延緩、硬化速率減慢，表現(xiàn)為早期強度低、混凝土滲透性增大。高水灰比的水泥漿體里，水泥顆粒懸浮于水分中，水化環(huán)境良好，可以迅速地生成表高水灰比的水泥漿體里，水泥顆粒懸浮于水分中，水化環(huán)境良好，可以迅速地生成表面積增大面積增大1000倍的硅酸鹽水化物等，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。雖然從顆粒形狀來倍的硅酸鹽水化物等，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。雖然從顆粒形狀來說，粉煤灰易于堆積密實，但是它水化緩慢，生成的

4、凝膠量少，難以填充顆粒周圍的空說，粉煤灰易于堆積密實，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充顆粒周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿體的強度和其他性能總是隨其摻量增大（水泥用量減少）呈下降隙，所以摻粉煤灰水泥漿體的強度和其他性能總是隨其摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢（在早齡期尤為顯著）趨勢（在早齡期尤為顯著）。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項性能會很優(yōu)異呢？為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項性能會很優(yōu)異呢？但是現(xiàn)今高效減水劑的應(yīng)用

5、已經(jīng)很普遍，混凝土所用水灰比，尤其是摻有礦物摻合料但是現(xiàn)今高效減水劑的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，混凝土所用水灰比，尤其是摻有礦物摻合料混凝土的水膠比很容易降至混凝土的水膠比很容易降至0.5以下，同時現(xiàn)今的水泥活性則遠(yuǎn)高于二十世紀(jì)八十年代以以下，同時現(xiàn)今的水泥活性則遠(yuǎn)高于二十世紀(jì)八十年代以前的水泥（因為早強礦物前的水泥（因為早強礦物C3S(硅酸三鈣）含量顯著提高、粉磨細(xì)度加大）硅酸三鈣）含量顯著提高、粉磨細(xì)度加大），因此摻加礦物因此摻加礦物摻合料的

6、混凝土，即使是摻量很大的混凝土，與過去混凝土相比，其早期強度的發(fā)展速率摻合料的混凝土，即使是摻量很大的混凝土，與過去混凝土相比，其早期強度的發(fā)展速率也大大加快了。也大大加快了。在低水膠比（如在低水膠比（如0.3左右）的水泥漿體里情況就大不一樣了。不摻粉煤灰時，高活性的左右）的水泥漿體里情況就大不一樣了。不摻粉煤灰時，高活性的水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分

7、水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增大，生成產(chǎn)物量下降；但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙同時減小，因此混凝土強大，生成產(chǎn)物量下降；但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙同時減小，因此混凝土強度發(fā)展迅速。度發(fā)展迅速。這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下，水泥的水化條件相對改善，這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下，水泥的水化條件相對改善，因為粉煤灰水化緩慢，使混凝土的“水灰比”增大，水泥的水化程度因而提高，

8、這種作用因為粉煤灰水化緩慢，使混凝土的“水灰比”增大，水泥的水化程度因而提高，這種作用機理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（摻量為機理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（摻量為58%:左右，初期水灰比則約左右，初期水灰比則約0.65）。水泥水。水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時，化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時，需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點在低

9、水膠比條件下被掩蓋，而降低溫升等其空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點在低水膠比條件下被掩蓋，而降低溫升等其他優(yōu)點則依然起著有利于混凝土性能提高的作用。他優(yōu)點則依然起著有利于混凝土性能提高的作用。以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，可以用一個“動態(tài)堆積”的概念來認(rèn)識，這以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，可以用一個“動態(tài)堆積”的概念來認(rèn)識，這是相對沿用的靜態(tài)堆積而言的。通常在選擇混凝土原材料和配合比時，是以各種原材料在是相對沿用的靜

10、態(tài)堆積而言的。通常在選擇混凝土原材料和配合比時，是以各種原材料在加水之前的堆積盡量密實為依據(jù)的；但是當(dāng)加水?dāng)嚢韬?，特別是在低水膠比條件下，如何加水之前的堆積盡量密實為依據(jù)的；但是當(dāng)加水?dāng)嚢韬?，特別是在低水膠比條件下，如何通過粉狀顆粒水化的交叉進(jìn)行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配通過粉狀顆粒水化的交叉進(jìn)行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配制出的混凝土在密實成型的前提下，經(jīng)過水化硬化過程，形成的微結(jié)構(gòu)應(yīng)

11、更為密實。制出的混凝土在密實成型的前提下，經(jīng)過水化硬化過程，形成的微結(jié)構(gòu)應(yīng)更為密實。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法的問題整體體強度水平高了，拌合物從低塑性發(fā)展到當(dāng)前的傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法的問題整體體強度水平高了，拌合物從低塑性發(fā)展到當(dāng)前的泵送，流動性大大提高；原材料也有很大變化：水泥強度等級高泵送，流動性大大提高；原材料也有很大變化：水泥強度等級高細(xì)度細(xì)，骨料粒形和級配細(xì)度細(xì)，骨料粒形和級配差了，且品種多樣化，品質(zhì)相差很大；外加劑和礦物摻

12、合料普遍使用，水膠比普遍降低，差了，且品種多樣化，品質(zhì)相差很大；外加劑和礦物摻合料普遍使用，水膠比普遍降低，關(guān)鍵是混凝土耐久性逐漸成為混凝土的重要性能。關(guān)鍵是混凝土耐久性逐漸成為混凝土的重要性能。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法以保羅米公傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法以保羅米公我國混凝土規(guī)范與設(shè)計方法的問題我國混凝土規(guī)范與設(shè)計方法的問題國內(nèi)外學(xué)者提出多種配合比設(shè)計方法，大多是以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的半定量設(shè)計方法。正如國內(nèi)外學(xué)者提出多種配合比設(shè)計方法，大多是以

13、經(jīng)驗為基礎(chǔ)的半定量設(shè)計方法。正如陳肇元院士所說：陳肇元院士所說：“能滿足質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，可以有不同的配合比設(shè)計方法能滿足質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，可以有不同的配合比設(shè)計方法”。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法的問題傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法的問題我國自我國自1970年代引進(jìn)高效減水劑，直到年代引進(jìn)高效減水劑，直到1980年代末至今得以大量使用后，年代末至今得以大量使用后，混凝土強混凝土強度不再依賴于水泥強度，度不再依賴于水泥強度，用GB175—

14、77水泥標(biāo)準(zhǔn)的水泥標(biāo)準(zhǔn)的425#水泥（相當(dāng)于現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)的水泥（相當(dāng)于現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)的32.5等）已能配制出等）已能配制出C60的泵送混凝土的泵送混凝土在本質(zhì)上，混凝土主要還是由水泥在本質(zhì)上，混凝土主要還是由水泥骨料和水組成的骨料和水組成的硬化，但是其內(nèi)涵已發(fā)生很大變化。硬化，但是其內(nèi)涵已發(fā)生很大變化。整體體強度水平高了，拌合物從低塑性發(fā)展到當(dāng)前的泵送，流動性大大提高；原材料整體體強度水平高了，拌合物從低塑性發(fā)展到當(dāng)前的泵送，流動性大大提

15、高；原材料也有很大變化：水泥強度等級高也有很大變化：水泥強度等級高細(xì)度細(xì)，骨料粒形和級配差了，且品種多樣化，品質(zhì)相細(xì)度細(xì)，骨料粒形和級配差了，且品種多樣化，品質(zhì)相差很大；外加劑和礦物摻合料普遍使用，水膠比普遍降低，關(guān)鍵是混凝土耐久性逐漸成差很大；外加劑和礦物摻合料普遍使用，水膠比普遍降低，關(guān)鍵是混凝土耐久性逐漸成為混凝土的重要性能。為混凝土的重要性能。傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法以保羅米公式為重要基礎(chǔ)已經(jīng)不適合傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計方法以保羅

16、米公式為重要基礎(chǔ)已經(jīng)不適合現(xiàn)代混凝土?，F(xiàn)代混凝土。普通配合比設(shè)計新規(guī)范的要點普通配合比設(shè)計新規(guī)范的要點?3.0.4混凝土的最小膠凝材料用量應(yīng)符合表混凝土的最小膠凝材料用量應(yīng)符合表3.0.4的規(guī)定，配制的規(guī)定，配制C15及其以下強度及其以下強度等級的混凝土，可不受表等級的混凝土，可不受表3.0.4的限制。的限制。表3.0.4混凝土的最小膠凝材料用量混凝土的最小膠凝材料用量最小膠凝材料用量最小膠凝材料用量(kgm3)最大水膠比最大水膠比素混

17、凝土素混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土0.602502800.552803000.50320≤0.45330相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對水泥或膠凝材料最小用量的規(guī)定相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對水泥或膠凝材料最小用量的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)名稱結(jié)構(gòu)類別最大水灰比最小水泥用量最小膠凝材料用量建標(biāo)JGJ55《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》有凍害環(huán)境普通混凝土0.5320國標(biāo)GBT50476《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》有凍害環(huán)境普通混凝土0.55280京標(biāo)DBJT016407《混凝土礦物摻和料應(yīng)