.,水泥混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì),.,水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)理論,一、鮑羅米Bolomy公式，我國(guó)現(xiàn)行Fc,28=K1fce(C/W-K2)K1、K2與骨料、工藝有關(guān)的系數(shù)；Fce水泥28天標(biāo)準(zhǔn)膠砂強(qiáng)度。Bolomy公式表明了混凝土的強(qiáng)度與水灰比成線性關(guān)系，可稱(chēng)之為灰水比強(qiáng)度公式，此公式廣泛應(yīng)用于普通混凝土設(shè)計(jì)。,.,水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)理論,二、費(fèi)萊Feret公式F=BVc/(Vc+Vw+Va)2B常數(shù)；Vc、Vw、Va混凝土中水泥、水、骨料的體積。Feret公式表明了混凝土和初始結(jié)構(gòu)（體積比）的關(guān)系。,.,水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)理論,三、阿伯拉姆斯Abrams公式F=K1/K2w/cK1、K2經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；W/C混凝土拌合物的水灰比。當(dāng)水灰比變化較小時(shí)，通過(guò)數(shù)學(xué)變換：Fc,28=a-b(W/C)表明強(qiáng)度與水灰比成線性關(guān)系。有人采用此公式計(jì)算高性能混凝土配合比。Bolomy、Feret、Abrams公式化均為經(jīng)驗(yàn)公式，都需要確定經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于普通混凝土，Bolomy公式較為合適，也長(zhǎng)期為我國(guó)工程界所采用。,.,水泥混凝土,水泥混凝土是以水泥為膠凝材料，將水泥漿體包裹粗、細(xì)集料形成粘聚性堆集材料。水泥混凝土的基本材料水泥、粗集料、細(xì)集料和拌種用水,.,水泥,按類(lèi)型分類(lèi)和強(qiáng)度分類(lèi)。水泥的大類(lèi)可分為：通用水泥硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合水泥等；專(zhuān)用水泥道路水泥、海工水泥（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制訂中）等；特種水泥抗電磁干擾的水泥等。強(qiáng)度分類(lèi)32.5、42.5等等。,.,粗集料,按類(lèi)型分類(lèi)：耐酸集料主要有：花崗巖、石英巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖等；耐堿集料主要有：石灰?guī)r、白云巖、花崗巖等；耐火集料一般有粘土質(zhì)原料、高鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料等人工制備；輕質(zhì)集料多孔凝灰?guī)r、膨脹珍珠巖、珊瑚巖等,.,細(xì)集料,類(lèi)型分類(lèi)：河砂、山砂、海砂、人工砂、工業(yè)副產(chǎn)品砂等。按細(xì)度模數(shù)分：粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂。,.,拌和用水,影響混凝土硬化的成分油脂、糖類(lèi)等；影響混凝土強(qiáng)度的成分酸類(lèi)、洗滌劑等；影響混凝土耐久性的成分氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子等。試驗(yàn)表明，除含酸、糖類(lèi)、洗滌劑等以外，即使使用污水，混凝土強(qiáng)度也不會(huì)受到顯著的影響。,.,混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的途徑,了解各種原材料的特性，特別是力學(xué)性能和對(duì)混凝土的影響性能；合理選擇原材料料，盡可能做到因地制宜；各種原材料的合理組合，使得各種性能互補(bǔ)；根據(jù)需要，選擇合理的外摻材料，如外加劑、粉煤灰、礦粉等；在保證混凝土施工性能、耐久性和強(qiáng)度的前提下，使得成本最省。,.,混凝土配合比設(shè)計(jì)的要點(diǎn),混凝土的一生需經(jīng)歷：從材料與成份選擇拌和成混凝土、形成結(jié)構(gòu)發(fā)展強(qiáng)度到投入工作在使用環(huán)境中破壞五個(gè)階段。這些都與混凝土的配合比設(shè)計(jì)有關(guān)，也就是說(shuō)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)配合比的時(shí)候必需全面考慮、綜合協(xié)調(diào)，最大限度地滿足各個(gè)階段的需求。,.,原材料的選擇,水泥：作為混凝土的膠凝材料，水泥的選擇對(duì)混凝土的各種性能影響很大。除了規(guī)范明確規(guī)定水泥品種與標(biāo)號(hào)外，合理選擇水泥；根據(jù)施工藝，選擇水泥品種與標(biāo)號(hào)；綜合考慮外摻材料與水泥的關(guān)系；根據(jù)構(gòu)件所處的環(huán)境考慮水泥的品種與整個(gè)配合比設(shè)計(jì)方案。,.,水泥的選擇,在配合比設(shè)計(jì)中，盡可能使用減水劑等外加劑；在一般結(jié)構(gòu)當(dāng)中，如果考慮摻外摻材料的（如粉煤灰），盡量使用普硅水泥；在大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)（如大體積基礎(chǔ)等），如果沒(méi)有條件摻外摻材料，可考慮使用復(fù)合水泥，并和減水劑配合；在高標(biāo)號(hào)和海工混凝土中，使用普硅以上水泥，盡可能使用磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰，并與減水劑配合使用；,.,粗集料,具有足夠的強(qiáng)度，通常用壓碎值指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)；盡可能選擇結(jié)構(gòu)致密的碎石，也就是說(shuō)碎石的吸水率要低；盡可能的連續(xù)級(jí)配，使得空隙率最小，以減小砂率。,.,細(xì)集料,合適的細(xì)度模數(shù)，太大的細(xì)度模數(shù)會(huì)使砂率提高、混凝土的保水性降低、離析等；細(xì)度模數(shù)太小，集料表面積增加，用水量增加，水泥用量隨之增加；控制0.07mm以下顆粒含量，除了細(xì)集料本身含量低外，減小砂率也是一個(gè)有效的途徑；注意顆粒形狀；中等強(qiáng)度以下的混凝土可以考慮使用水洗石屑。,.,拌和用水,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的混凝土拌和用水除了對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的氯離子、硫酸根離子等檢測(cè)外，一定要進(jìn)行配合比強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、施工性等驗(yàn)證。,.,減水劑,目前市場(chǎng)上的減水劑有二大類(lèi)，一類(lèi)是那萘系減水劑，另一類(lèi)是聚羧酸減水劑。萘系減水劑絕對(duì)價(jià)格低、減水率較小、摻量大、拌和時(shí)容易控制，一般適用于中、低標(biāo)號(hào)的混凝土；聚羧酸減水劑絕對(duì)價(jià)格高、減水率大、摻量小、拌和條件控制嚴(yán)格，適用于高標(biāo)號(hào)混凝土。,.,要求減水劑常用的幾個(gè)指標(biāo),減水率：二種方法都可以檢驗(yàn)，一是混凝土坍落度方法，二是膠砂流動(dòng)度方法。其中用膠砂流動(dòng)度方法檢驗(yàn)的減水率較坍落度方法的稍高；流動(dòng)性：常用混凝土的擴(kuò)展度來(lái)評(píng)價(jià)；保水性：用容重筒檢測(cè)；保坍性：常用30min坍落度損失來(lái)評(píng)價(jià)；混凝土凝結(jié)時(shí)間差：貫入阻力儀測(cè)混凝土的凝結(jié)時(shí)間；強(qiáng)度比：28天強(qiáng)度比。,.,粉煤灰,用于水泥混凝土的粉煤灰一般都要求II級(jí)以上；細(xì)度：符合II級(jí)灰要求；需水量比：希望在90%以上；膠砂的流動(dòng)性：加粉煤灰以后能明顯增加膠砂的流動(dòng)性；保水性：不能有明顯的泌水現(xiàn)象；強(qiáng)度之：不能有明顯的強(qiáng)度下降。,.,磨細(xì)礦渣粉,一般要求S95以上；需水量比：不要有明顯的需水量增加；細(xì)度：磨細(xì)礦渣粉的比表面積不應(yīng)小于水泥的比表面積，一般不小于350m2/kg，在430m2/kg520m2/kg，摻量30%40%時(shí)，增強(qiáng)效果非常顯著；活性指數(shù)：7于不小于75%，28天不小于95%；流動(dòng)度比：不小于90%。參照標(biāo)準(zhǔn)：用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉GB/T180462000,.,幾種外摻材料的微觀結(jié)構(gòu),水泥：某PII42.5水泥超細(xì)混合材:硅灰比表面積22000m2/Kg粉煤灰比表面積719m2/Kg磨細(xì)礦渣比表面積804m2/Kg,水泥硅灰粉煤灰磨細(xì)礦渣,超細(xì)混合材（顆粒）形貌,.,幾種混凝土配合比設(shè)計(jì)方案(建議),.,鉆孔灌注樁用水下混凝土,施工條件：泵送或混凝土罐車(chē)直接澆注（入模坍落度18mm220mm)水泥：P.O42.5粗集料：31.5mm4.75mm連續(xù)級(jí)配；細(xì)集料：中砂，考慮用機(jī)制砂、天然砂、水洗石屑、機(jī)制砂摻天然砂、水洗石屑摻天然砂等。砂率在38%左右；外加劑：萘系減水劑，減水率要求大于20%粉煤灰：II級(jí)，摻量20%30%。膠凝材料總量：420kg/m3左右。,.,墩柱、蓋梁配合比,施工條件：吊罐灌注（入模坍落度70mm左右）水泥：P.O42.5粗集料：31.5mm-4.75mm連續(xù)；細(xì)集料：中砂，考慮用機(jī)制砂、天然砂、水洗石屑、機(jī)制砂摻天然砂、水洗石屑摻天然砂等。砂率在34%左右；外加劑：萘系減水劑，減水率要求大于20%粉煤灰：II級(jí)，摻量15%25%。膠凝材料總量：380kg/m3左右。,.,C50箱梁等高標(biāo)號(hào)混凝土,施工條件：泵送（入模坍落度160mm-200mm）水泥：P.O42.5粗集料：26.5mm-4.75mm連續(xù)；細(xì)集料：中砂，天然砂、機(jī)制砂摻天然砂、水洗石屑摻天然砂等。砂率在38%左右；外加劑：聚羧