混凝土配合比分析.doc
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1、举报帖子复制贴子解除精华单贴屏蔽帖子评价浅析普通混凝土配合比设计过程普通混凝土是指以水泥为胶凝材料,干密度在2000-2800kg/m之间的混凝土。随着混凝土技术的发展,普通混凝土使用的材料范围从以前水泥、石子、砂子和水四种组分,逐步发展成为由外加剂、掺和料等材料组成的多种组分砼。包括了粉煤灰混凝土、高强高性能混凝土及抗冻、抗渗混凝土等。因此,混凝土配合比的设计过程也越来越复杂。笔者认为配合比设计过程要延伸到原材料的选取,工地实际的搅拌与输送及最终的产品完成。所以,对于普通混凝土的配合比设计就要有很高的要求。 1 关于材料的选取 1.1水泥的选用:一般来说C35及其以下的混凝土选用32.5水泥
2、,C40及其以上的混凝土选用42.5水泥。笔者认为从经济性来考虑,C30及其以下的混凝土适合选用32.5水泥,C35以上的混凝土可选用42.5水泥。对于掺有减水性能的外加剂和掺和料的混凝土可以评定混凝土抗压强度的龄期来确定。比如对水化热有要求的大体积混凝土,可以用较低强度的水泥。我们陕西地区最常用的是普通硅酸盐水泥,现在复合硅酸盐水泥也逐步的在应用。结构工程尽量选择普通硅酸盐水泥。选用复合硅酸盐水泥一定要进行试验。选用不当,就会出现一系列的问题。常见的就是与外加剂的适应性问题、表面不水化的问题及掺和料的掺量问题。我省水泥品牌也由以前少数的几个大品牌水泥,逐步地发展成为多种大品牌水泥。因此,给配
3、合比的设计带来了更大的难度。不同品牌的水泥,其混凝土强度发展也不一样。与外加剂的适应性也不一样。关中地区的水泥与外加剂的适应性普遍都差,尤其是复合水泥与P.042.5水泥。某些水泥也有适应性比较好的,比如众喜水泥。陕南以汉江水泥为主,其与外加剂的适应性较好,陕南和关中水泥形成了两个系列,这可能与其所用的混合材有关。用陕南系列水泥配件配制的混凝土随着减水型外加剂掺量的提高,其泌水量越来越大,越不利于泵送。与减水型外加剂适应性不太好的水泥,放置一段时间后适应性就会改善。 1.2骨料:关中地区以北盛产石灰石类卵石和碎石。陕南主要是花岗岩类卵石和碎石。石灰石类粗骨料吸水少,强度高而均匀。花岗岩类粗骨料
4、有的强度高,有的强度很低,大多数吸水较高。因此选用不同的粗骨料,其用水量就不一样。骨料中的粉状颗粒对混凝土的坍落度损失影响也比较大。粉状颗粒类型的不同,和减水类外加剂的适应性也不相同。有些和磷酸盐类外加剂适应,有的和葡萄糖盐类外加剂适应。因此,外加剂的适应性应该扩大到混凝土的适应性的问题上。 2 普通混凝土的配合比计算过程参数的选择 2.1 水灰比按照普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)的要求,普通混凝土配合比的计算过程包括配制强度的确定、水灰比的计算、砂率及单位用水量的选取等过程。以上的计算是以鲍罗米公式为依据的,即认为混凝土的强度与灰水比成线性关系,水灰比越小,强度越高。但我们
5、发现混凝土强度超过C60以后,这个线性关系就不复存在。所以在规程中就对鲍罗米公式做了限制,超过C60的混凝土就不用鲍罗米公式计算水灰比。 2.2 粉煤灰掺量粉煤灰配合比设计主要用的是超量系数法。在工地上经常为粉煤灰的掺量问题产生一些争论,许多人认为粉煤灰的掺量就是用粉煤灰量除以水泥用量,比如每方混凝土用了330kg水泥,用了80kg粉煤灰就认为粉煤灰的掺量为80/330=24%,实际上还应该考虑超量系数。假如超量系数为1.2,那么粉煤灰的用量就应该为80/1.2=67,掺量为67/(67+330)=17%,依次类推。 2.3外加剂的掺量要配合比设计中,外加剂的掺量如何选取也是一个很复杂的过程。
6、根据外加剂的定义,好像外加剂仅仅和水泥有关。经过多年的实践,笔者认为外加剂的掺量应该按以下方法选取。减水类的外加剂,应该按照所有粉体材料的总量来掺加。如泵送剂、减水剂等等;对水泥的凝结时间、强度发展、耐久性能有影响的外加剂,其掺和量应该以水泥用量的百分比来掺和。因此配合比设计过程也应该包括外加剂组分的设计。比如某种缓凝型的减水剂,外加剂的缓凝成分是以水泥用量来掺加的,若用于掺加有粉煤灰的混凝土,要使得混凝土达到一定的减水效果,外加剂掺量就必须按照胶凝材料的总量来选取。这时就会发现混凝土的缓凝成分超标。严重的话就造成混凝土不凝结。混凝土试配过程中应该注意的事项: 3.1外加剂与水泥适应性混凝土外
7、加剂与水泥的适应性问题随着水泥品牌的增多越来越复杂。有些混凝土在试验室坍落度损失很快,但到了工地上却很好,这样原因比较复杂。笔者认为主要和搅拌方法和搅拌机的类型有关系。 3.2搅拌量配合比设计规程中对最小搅拌量已经有了要求。粗骨料粒径小于31.5的混凝土搅拌量要求不小于15升;粗骨料粉粒径大于40的混凝土搅拌量要求不小于25升。我们做过一些试验,发现搅拌量小于10升的混凝土,其单位用水量就相对大一点。容易出现配合比的单位用水量偏大的现象。这可能与有部分砂浆附着到搅拌机的筒壁有关系。 3.3搅拌方法试验室的搅拌方法分为人工和机械搅拌两类。搅拌机的种类也对混凝土的性能有很大的影响。试验室通常有立轴
8、搅拌机,单卧轴搅拌机和滚筒式搅拌机。立轴搅拌机的旁边留有很多余料。不适合掺外加剂大流动性混凝土的试配,滚筒式搅拌机适合掺外加剂混凝土的试配,单卧轴搅拌机适合掺有掺和料混凝土的试配。以上强制式搅拌机拌制出来的混凝土,坍落度损失都很大,与现场搅拌有一定差距。用其拌和的有些混凝土坍落度损失虽然大,有的混凝土反而在施工当中应用的很好。 3.4搅拌时间试拌过程中搅拌时间对混凝土的和易性与力学性能都有影响,尤其对掺有外加剂及掺和料的混凝土的坍落度和抗压强度影响最大。 3.5拌合物性能试验室有时搅拌出的混凝土的拌和物性能与现场搅拌混凝土的相同配合比的混凝土的和易性有一定的差距。有时差距还很大。比如象凝结时间
9、,试验室中测的凝结时间经常要比实际施工中的凝结时间要长。这是因为实际施工当中现场的蒸发面积和速度较快。因此试验室测得的凝结时间对现场施工几乎没有指导意义。尤其是大体积混凝土的施工,以不出现施工缝为原则。另外还有拌和物的和易性,在试验室搅拌的混凝土的坍落度损失大、泌水少。而到了工地上其损失就会减少,反而泌水会增大,经常会出现堵泵的现象。 3.6砂子含水率试配当中骨料都要求是干燥状态,但有时由于配合比较急,需要测其含水率。多次试验发现骨料的含水率加实际用水量与干骨料所做的配合比的用水量并不相等。用于骨料所做的配合比其用水量要大。 3.7体积密度我们经常采用的是假定重量法计算配合比。配合比设计规程中
10、,最后一点就是要验证混凝土拌和物的紧密密度。经常出现在配合比报告中的混凝土的体积密度和实际当中的体积密度不一致的现象。这就给按照方量来结算带来一定的误差。因此每次都要做混凝土拌和物的体积密度。施工过程中的一些问题4.1输送施工过程当中,混凝土只有不发粘、不泌水才能顺利的泵送。要做到这一点,就要求混凝土有良好的和易性。因此选用适当的泵送剂和适当的掺量是尤其重要的问题。萘系减水剂对大多数水泥来说,随着掺量的增加会引起混凝土的发粘。氨基减水剂随着掺量的增加会引起混凝土的泌水。因此这两种减水剂应用时一定要适量。 4.2振捣工地中使用大模板施工的泵送混凝土表面容易产生气泡及颜色不均匀的现象。这主要是由于
11、气泡不容易排除及振捣不到的问题。过振的地方,模板油容易沾附到混凝土表面,造成水分不容易散失,这个部位的颜色就会比较深。振捣不到的部位气泡就比较多。 4.3强度评定 比较大的工程对混凝土强度评定认识比较充分。有些工地对于什么时候用统计方法什么时候用非统计方法不太清楚。笔者觉得能用统计方法就尽量用。因为统计方法可以避免一些不必要的麻烦。 4.4抗裂混凝土裂缝原因很多,单*配合比设计,即单*改善混凝土材料性能是不可能消除的。但我们可以通过配合比设计,将裂缝出现的几率降低。早期收缩产生的塑性裂缝我们可以通过吸水率低的骨料来减少。干缩裂缝可以通过采用碎石及在一定的条件下掺加一定量的腹胀组分来减少。温差裂
12、缝可以采用中热水泥或掺加掺和料及掺加有缓凝作用的外加剂来改善。在配合比设计中,争论比较多的是膨胀问题。有褒贬不一的两种截然不同的看法。笔者认为这两种看法都是不够全面的。膨胀剂的出现是和膨胀自应力水泥有密切关系的。既然自应力水泥可以产生膨胀,那么我们完全可以通过混凝土的膨胀来减少收缩裂缝的。工程中出现和膨胀剂有关的裂缝,我们不妨客观的的来看待这个问题。首先,膨胀剂生产厂家如此之多,这就不排除质量的良莠不齐。笔者查看了一些膨胀剂专利,发现很多专利都认为,只要含有AL2O3的材料都做为膨胀剂的原料。但这些专利忽略了一个很重要的问题,即AL2O3,必须是有活性的。而现有的材料中有些AL2O3根本就没有
13、活性,活性和其含量没有必然联系;其次,铝酸盐矿物必须含有结晶水的时候才膨胀,反之则收缩。干燥时产生的收缩甚至比硅酸盐还要大。因此又和应用环境有很大关系。泵送混凝土,尤其是商品混凝土容易开裂,好象是一个不争的事实。笔者认为容易开裂的原因和砂率及减水型外加剂的应用有直接关系。商品混凝土要求有比较大的砂率。砂率过大,会造成混凝土表面有很厚的浮浆层。这层浮浆层很容易造成塑性开裂。商品混凝土还要求有很大的减水效果,以免坍落度损失过大。减水率过大,造成混凝土内部水化时缺水。也是造成混凝土塑性开裂的一个很重要的原因。碎石配制的混凝土抗裂效果好于卵石配制的混凝土。高性能混凝土就要求有比较好的拌和物性能,我们可
14、以采用比较低的水泥用量,并采用掺合料来实现。不能单纯的停*提高混凝土的减水率来实现。 4.5水泥水化热大体积混凝土只有一定的保温措施,控制内外温差不超过25就不容易产生裂缝。现在筏板基础的侧模都采用的砖模。因此基本上都不会在侧壁产生裂缝。混凝土在施工过程中避免过振,避免出现掺合料的浮浆层,避免过粘的混凝土。基本上就会避免塑性开裂。只要做好保温、保湿,就可以避风温差裂缝。 4.6高强混凝土成品强度的均匀性现场检测混凝土强度的方法有很多种,主要有回弹、综合、拉拔等方法。对于高强混凝土来说,尤其是泵送高强混凝土,最容易出现强度不均匀的问题。这是由于泵送高强混凝土的流动度过大,砂率也高,在浇注过程中很
15、难使得混凝土形成很均匀的整体。砂浆部分的强度普遍低,粗骨料多的部分的混凝土强度就高一些。因此混凝土的浇注完成以后,应该是一个“远程有序,近程无序”的有机结合体。也可以理解成高强泵送混凝土的整体是由连续的高强部分,和连续的砂浆部分所组成的一个混凝土框架。举报帖子删除单贴复制贴子加为精华单贴屏蔽帖子评价回归分析在混凝土配合比设计中的应用摘 要:应用回归分析,通过试验,建立水灰比与混凝土强度关系式、混凝土28天抗压强度与3天抗压强度关系式、水泥28天抗压强度与3天抗压强度关系式。关键词:回归分析 配合比设计 关系式1 前言回归分析是通过建立回归方程来反映变量之间关系的一种统计方法。在建材测试工作中,
16、适当运用回归分析,往往能收到较好效果。本:丈主要谈谈应用线性回归分析进行普通混凝土配合比设计的几个问题。2 建立水灰比与混凝土强度关系式随着水泥ISO法的实施,混凝土配合比设计计算方法也相应调整。建设部发布了普通混凝土配合比设计规程(JGj55-2ooo),提供了新的水灰比与混凝土强度关系式。但是,混凝士是。种地方性很强的材料,该关系式在全国各地的适用性差别较大。笔者发现该公式与我们的实际试验结果差别不小,于是进行了适应水泥ISO法的混凝土配合比设计试验研究,应用一元线性回归分析,建立了适合我们的水灰比与混凝土强度关系式。2.1 混凝土配合比设计及试验根据本地应用混凝土的特点设计配合比。本地混
17、凝土的特点是:强度等级低,主要为C20c40;施工坍落度不大,主要为30mml00mm。外加剂使用较少。配合比试配的原材料选择本地工程常用的原材料:水泥采用本地常用的5个厂家生产的普通水泥、复合水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰水泥,强度等级为32.5、32.5R、42.5、42.5R,其强度试验均按GBT176711999进行;细骨料采用本地产的中、粗河砂,细度模数为2.63.5;粗骨料采用本地产的碎石,最大粒径为40mm和31.5mm。采用了0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75等9个不同的水灰比,设计了42个配合比(其中0.45、0.50、0.55
18、、0.60、0.65各6个,0.40、0.70各4个,0.35、0.75各2个)。按上述设计的42个配合比各拌制混凝土制成试件,检验其28天抗压强度。试件的成型、养护、试验全过程执行混凝土相应的标准。2.2 试验结果及回归分析各种不同灰水比制作的42组混凝土试件28天抗压强度及相应水泥28天抗压强度和计算值见下表。针对表中数据进行回归分析可得水灰比与混凝土强度关系式:其相关系数r1=0.98,剩余标准差S1=0.04MPa。当自由度f=n1- 2=40时,相关系数临界值r=0.393(=0.01),因此r1r,表明fc38/fce28与c/w的线性相关关系显著。3 建立混凝土28天抗压强度与3
19、天抗压强度关系式在建筑工程施工中,施工单位往往由于工期较紧,等不及混凝土28天抗压强度来出配合比报告,而希望用混凝土的早期强度推定28天抗压强度来出配合比报告。针对这种实际情况,笔者根据42个不同配合比测得的混凝土3天抗压强度f曲与相应的28天抗压强度fcu3的结果,通过回归分析,得到它们之间的关系式其相关系数r2=0.98,剩余标准差S =2.12MPa。当自由度f=n1- 2=40时,相关系数临界值r=0.393(=0.01);因此r2r,表明fcu28与fcu3的线性相关关系显著。不同品种的水泥和不同的c/w区段,fcu28与fcu3的线性相关关系的显著程度存在较大差异,所以在实际应用时
20、还应针对不同情况进行必要的修正。4 建立水泥28天抗压强度与3天抗压强度的关系式针对工程工期较紧的实际,配合比设计不可能总是等到水泥28天抗压强度实测值出来后才进行,往往要根据水泥的早期强度推定其28天抗压强度来进行配合比设计。因此,必须建立水泥的早期强度与其28天抗压强度的关系式。我室没有开展水泥快测强度试验,只能建立水泥28天抗压强度fce28与3天抗压强度fce3的关系式。采用本地常用的五个厂家生产的强度等级为32.5、32.5R、42.5、42.5R的普通水泥、复合水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰水泥共102个试样,按GB/T176711999检验其3天抗压强度与相应28天抗压强度,并将结果进
21、行回归分析,建立了fce28与fce3之间的关系式:其相关系数r3=0.83,剩余标准差S =2.16MPa。当自由度f=n2 - 2=100时, 相关系数临界值r =0.254(=0.O1);因此r3r,表明fce28与fce3的线性相关关系显著。不同厂家、不同品种、不同强度等级的水泥,fce28与fce3的线性相关关系的显著程度不同,因此在具体应用时还应针对不同情况进行必要的修正。如有可能,可针对不同厂家、不同品种、不同强度等级的水泥分别建立相应的回归方程。5 结语在普通混凝土配合比设计中,应用一元线性回归分析,建立关系式(1)、(2)、(3),经检验其线性相关关系是显著的,我们在实践应用
22、中效果很好,对本地混凝土配合比设计具有适用性。特别是关系式(2)和(3)的建立,大大缩短了混凝土配合比设计时问,满足了大多数工程工期较紧的实际需要,具有很大的实用意义。原作者: 辜锦坤举报帖子删除单贴复制贴子加为精华单贴屏蔽帖子评价Excel在混凝土配合比骨料中的应用摘要:骨料级配对混凝土的技术性质影响很大,通过Excel的应用,使各种级配良好的混凝土搭配起来的工作量大大减少,精确数值达到混凝土配合比的选择最优状况。关键词:混凝土;骨料级配;选择中圈分类号:TU528.062文献标识码:B1 骨料级配对混凝土的影响混凝土的主要技术性质包括混凝土拌和物的和易性、硬化混凝土的强度及耐久性等。(1)
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