1、混凝土配合比優(yōu)化制度混凝土配合比優(yōu)化是將施工要求的工作性、結(jié)構(gòu)要求的力學(xué)性能和混凝土結(jié)構(gòu)在所處環(huán)境條件下要求的耐久性作為約束條件,根據(jù)現(xiàn)有混凝土實(shí)際配合比資料,對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,建立混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)與各種材料用量之間的關(guān)系,然后根據(jù)所要求的混凝土性能指標(biāo),優(yōu)化出各種材料的最優(yōu)用量。從而達(dá)到節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本的目的。具體實(shí)施如下：一、原材料選擇1、膠凝材料1.1水泥水泥是混凝土中最重要的膠凝材料,直接影響混凝土的性能和成本。水泥的細(xì)度、石膏形態(tài)和數(shù)量(硫酸鹽的溶解度) 、堿含量和C3A的數(shù)量等是關(guān)鍵因素,應(yīng)通過篩選和試配來選擇水泥。一般選用低水化熱和較低堿含量的水泥，盡可能避免使用早期強(qiáng)度較高的水泥

2、和高C3A含量的水泥。 1.2礦物摻合料礦物摻合料的主要特征是細(xì)度比水泥顆粒小(平均粒徑不大于10m) , 增大混凝土的流動(dòng)性、降低拌合物的粘性，并使混凝土的耐久性能得到有效改善。主要品種有硅粉、粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、天然沸石粉等。所選用的礦物摻合料必須對(duì)混凝土和鋼筋無害。2、骨料混凝土中集料由于所占的體積相當(dāng)大，所以集料的質(zhì)量對(duì)混凝土的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生重要的影響，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)集料的強(qiáng)度、級(jí)配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)的含量、吸水率等，必須認(rèn)真檢驗(yàn)，嚴(yán)格選材。同時(shí)降低混凝土的生產(chǎn)成本。2.1細(xì)集料混凝土用細(xì)集料優(yōu)先選取級(jí)配良好的江砂或河砂。因?yàn)榻盎蚝由氨容^干凈，含

3、泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級(jí)配一般都能符合要求。山砂一般不能使用，山砂中含泥量較大且含有較多的風(fēng)化軟弱顆粒。砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.63.3之間。細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí)，拌制的混凝土拌和物顯得太粘稠，施工中難于振搗，且由于砂細(xì)，在滿足相同和易性要求時(shí)，增大水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細(xì)度模數(shù)在3.3以上時(shí)，容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸澆筑過程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。普通混凝土控制在3.3以下。另外還要注意砂中雜質(zhì)的含量，比如云母、泥的含量過高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝

4、土的強(qiáng)度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。2.2粗集料粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(duì)混凝土的強(qiáng)度有著重要的影響。高強(qiáng)度的粗集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的碎石。其強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度或碎石的壓碎指標(biāo)值來測(cè)定，巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比配制的混凝土強(qiáng)度高50%.一般用碎石的壓碎指標(biāo)值來間接判定巖石的強(qiáng)度是否滿足要求。粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì)高強(qiáng)度混凝土的粘結(jié)性能有著較大的影響。應(yīng)選取近似立方體的碎石，表面粗糙且多棱角，針片狀總含量少.影響混凝土的強(qiáng)度重要因素有集料的強(qiáng)度、水泥石、水泥石與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)是水泥石和集

5、料界面的粘結(jié)。由于粗集料的表面粗糙、粒徑適中，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度。級(jí)配是集料的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，對(duì)混凝土的和易性及強(qiáng)度有著很大的影響。集料的級(jí)配要符合要求且集料的空隙要小。集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)格控制，其含量大，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的強(qiáng)度，影響混凝土的耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等。3、外加劑為了滿足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性及提高性能，同時(shí)降低水泥用量，減少工程成本，外加劑的選擇尤為重要。選用外加劑因著重從以下幾個(gè)方面考慮：延緩混凝土的初凝時(shí)間，提高混凝土的早期強(qiáng)度，增加后期強(qiáng)度，減少混凝土坍落度的損失，與水泥

6、的相容性，外加劑的穩(wěn)定性。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑，高效早強(qiáng)減水劑。高效減水劑同時(shí)具有增加混凝土強(qiáng)度和流動(dòng)性。摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，最好施工時(shí)采用后摻法，這樣可使高效減水劑的減水作用增高，使混凝土的流動(dòng)性增加。高效減水劑宜在春秋季節(jié)使用。高效緩凝減水劑有利于控制早期水化，混凝土拌和物坍落度損失小。一般來說，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過大時(shí)會(huì)降低早期強(qiáng)度。根據(jù)施工季節(jié)來調(diào)節(jié)摻量。宜在夏季或，結(jié)構(gòu)復(fù)雜配筋密集的構(gòu)件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。高效早強(qiáng)減水劑一般不用，除非對(duì)早期強(qiáng)度有特殊要求。一般在冬季使用，來提高混凝土的早期強(qiáng)度，使用時(shí)要慎重，因

7、為高效早強(qiáng)減水劑能加快早期強(qiáng)度的發(fā)展，但一般會(huì)降低混凝土的后期強(qiáng)度。二、設(shè)計(jì)參數(shù)選擇1、水膠比低水膠比能降低混凝土的孔隙率并減小孔隙尺寸,通過混凝土的低滲透性來保證其耐久性。嚴(yán)格控制水膠比是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵之一。2、漿集比水泥漿與骨料(亦稱集料)的比例為漿集比。采用適宜的漿集體積比可以很好地解決強(qiáng)度、工作性和體積穩(wěn)定性之間的矛盾,配制出理想的混凝土。3、砂率砂率主要影響混凝土的工作性。當(dāng)水膠比不同時(shí),混凝土中的最優(yōu)砂率也有所變化。混凝土的砂率可根據(jù)膠凝材料總量、粗細(xì)骨料的顆粒級(jí)配及混凝土泵送要求等因素來確定。4、減水劑摻量高效減水劑是混凝土實(shí)現(xiàn)大流動(dòng)性的唯一途徑。高效減水劑摻量應(yīng)根據(jù)坍落度

8、要求確定,其最佳摻量一般占膠凝材料質(zhì)量的1%2%。三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法1、確定混凝土的配制強(qiáng)度: fcu, o fcu, k + 1. 6452、計(jì)算水膠比:fce =A/(w / e) +B;(w / b) = (w / b) 1 - (1 - ki ) mi 當(dāng)fcu 60MPa時(shí),上式常數(shù)A = 20, B = 6;當(dāng)fcu< 60MPa時(shí),A = 25. 8,B = - 13. 4。計(jì)算混凝土的單方用水量可根據(jù)混凝土的強(qiáng)度和高效減水劑的效果來確定, 強(qiáng)度等級(jí)越高, 用水量越小。粗、細(xì)骨料 按混凝土砂率要求計(jì)算粗、細(xì)骨料用量。計(jì)算混凝土中各種材料用量：根據(jù)其所占體積,計(jì)算出各種材料的用量。試配和調(diào)整以上配合比設(shè)計(jì)方法有很多假設(shè)條件,必須用現(xiàn)場(chǎng)使用的原材料進(jìn)行多次試配,合理調(diào)整