混凝土配合比優(yōu)化方案

1、混凝土配合比優(yōu)化方案.目的：滿(mǎn)足和易性和耐久性前提下，降低本錢(qián)，減少材料用量。.配合比優(yōu)化原那么：.滿(mǎn)足施工和易性要求。.滿(mǎn)足耐久性要求。.滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性要求。三.試驗(yàn)材料：(1)水泥：*水泥股份水泥(2)外加劑：*PCA-I型聚竣酸高性能減水劑(3)砂:*11區(qū)中砂細(xì)度模數(shù)(4)碎石：*礦業(yè)10-20mm、5-10mm二級(jí)碎石。(5)粉煤灰：*電力開(kāi)展I級(jí)粉煤灰。四.配合比參數(shù)優(yōu)化：.混凝土用水量?jī)?yōu)化試驗(yàn)方法保持水膠比不變，改變用水量進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)；通過(guò)改變 高效外加劑的摻量，使混凝土塌落度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；對(duì)不同等級(jí)混凝 土分別進(jìn)行試驗(yàn)選擇合理的用水量。試驗(yàn)配合比以強(qiáng)度等級(jí)C30、塌落度要求

2、160-200mm為例，保持水膠比為0.41, 粉煤灰摻量為20%不變，用水量選159-184 kg/n3試驗(yàn)配合比方表 1所示：表1用水量?jī)?yōu)化試驗(yàn)配合比試驗(yàn) 編號(hào)水泥 (kg)粉煤灰 (kg)5-10mm 碎石 (kg)10-20mm 碎石 (kg)砂 (kg)水 (kg)外加劑摻里砂率%(kg)W-1310782108417921591.14.2743W-2320802128477671641.04.042W-3330822108397601691.04.1242W-4340842118467351741.04.2441W-5350872118427311790.93.9341W-6360

3、892128487071840.94.0440試驗(yàn)結(jié)果對(duì)表1混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示:表2用水量?jī)?yōu)化試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)編號(hào)塌落度(mm)和易性抗壓強(qiáng)度7天28天W-1170流動(dòng)性好、黏度大39.646.7W-2175良好40.148.5W-3180良好40.547.9W-4175良好39.146.3W-5180良好38.945.2W-6185良好37.944.7從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，混凝土抗壓強(qiáng)度并沒(méi)有隨著水泥的用量增加而明顯 提高，而是遵循著水膠比與強(qiáng)度的線性關(guān)系。試驗(yàn)編號(hào)W-1由于用 水量少混凝土黏度相對(duì)偏大；而試驗(yàn)編號(hào)W-5、W-6的試驗(yàn)結(jié)果雖然 符合設(shè)計(jì)要求，但是經(jīng)濟(jì)性差。綜上結(jié)果

4、：強(qiáng)度等級(jí)C30混凝土、 坍落度為160-200mm的混凝土，用水量164-169 kg/m3為宜。.粉煤灰摻量?jī)?yōu)化試驗(yàn)方法保持混凝土水膠比、砂率、外加劑摻量、膠凝材料總量比變，選 用不同摻量的粉煤灰等量代替水泥進(jìn)同等級(jí)比照試驗(yàn)。試驗(yàn)配合比粉煤灰優(yōu)化試驗(yàn)配合比：以強(qiáng)度等級(jí)C30、塌落度要求160-200 為例，配合比參數(shù)：膠凝材料總量400kg、水膠比0.41、砂率為42%、 外加劑摻量為1%,改變粉煤灰摻量的試驗(yàn)配合比方表3所示：表3粉煤灰摻量?jī)?yōu)化試驗(yàn)配合比試驗(yàn) 編號(hào)材料用量kg/m3煤灰與 膠凝材 料比值水泥粉煤 灰5-10mm 碎石10-20mm 碎石砂水外加 劑F-1340602128

5、47767164415F-232080212847767164420F-3300100212847767164425F-4280120212847767164430F-5260140212847767164435F-6240160212847767164440試驗(yàn)結(jié)果對(duì)表3配合比混凝土性能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4：表4粉煤灰摻量?jī)?yōu)化試驗(yàn)結(jié)果從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：粉煤灰對(duì)改善新辦混凝土和易性起到了較大作 用，并隨著摻量的增加效果更明顯。從試件的抗壓強(qiáng)度結(jié)果看出：粉 煤灰對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度影響較大，并且隨著粉煤灰摻量的增加強(qiáng)度 下降的更明顯。當(dāng)粉煤灰摻量從35%增加到40%時(shí)，混凝土 7天強(qiáng) 度下降

6、了 4.1 Mpa,同時(shí)看出，隨著粉煤灰摻量的增加混凝土 7天強(qiáng)度 和28天強(qiáng)度增長(zhǎng)有所加大，6組試驗(yàn)結(jié)果除試驗(yàn)編號(hào)F-6的28天強(qiáng) 度沒(méi)有到達(dá)設(shè)計(jì)要求外其余均能到達(dá)設(shè)計(jì)要求。綜上結(jié)果：以強(qiáng)度等 級(jí)C30、塌落度要求160-200mm的混凝土，粉煤灰摻量為20-25時(shí)效 果較好。試驗(yàn)編號(hào)塌落度(mm)和易性抗壓強(qiáng)度(Mpa)7天28天F-1155流動(dòng)性差、有泌水41.249.7F-2175良好40.148.5F-3175良好38.247.2F-4180良好36.643.5F-5185良好33.540.3F-6195良好29.437.6.砂率優(yōu)化從混凝土理論可知：要使混凝土到達(dá)良好的和易性，必須

7、有足夠的砂漿填充碎石的空隙并保持富余量，同時(shí)要有足夠的漿體填充砂 子的空隙，使其起到一定的潤(rùn)滑作用。影響混凝土砂率的因素較多， 如：碎石的級(jí)配及空隙率，含泥量及針片狀含量；砂的級(jí)配和細(xì)度模 數(shù)；混凝土漿體含量及用水量等等?；炷林泄橇戏譃椋捍止橇虾图?xì)骨料倆種，粗細(xì)骨料的用量一 般用砂率或單位體積粗骨料用量表示。細(xì)骨料過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響混 凝土拌合物的流動(dòng)性好人粘聚性，而碎石的粒形、級(jí)配對(duì)混凝土的和 易性和用水量有較大的影響。因此對(duì)砂率及碎石的級(jí)配作進(jìn)一步的優(yōu) 化。碎石的級(jí)配優(yōu)化通過(guò)改變5-10mm和10-20mm兩種規(guī)格碎石的摻配比例，進(jìn)行碎石 的緊裝堆積密度試驗(yàn)，當(dāng)5-10mm和10-20m

8、m兩種規(guī)格碎石按某一 比例摻配時(shí)，其堆積密度最大、空隙率最小，此時(shí)的粒形和級(jí)配也最 好。砂率優(yōu)化選用基準(zhǔn)配合比，改變砂率進(jìn)行比照試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)拌合物的和易性與 混凝土強(qiáng)度的綜合評(píng)定，選出合適的砂率或最合適的碎石用量。試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果如表5所示：表5不同等級(jí)混凝土適合的碎石用量強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30水下C30C40C50碎石用量 (kg/m3 )1120110510721028105910771092.水膠比確定按照J(rèn)GJ 55-20H普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求，混凝土 的水膠比，通過(guò)計(jì)算求得；水膠比的高低與選用的水泥實(shí)際強(qiáng)度和設(shè) 計(jì)要混凝土配制強(qiáng)度有關(guān)；水膠比與強(qiáng)度成反比例關(guān)系，在一

9、定范圍 內(nèi)其關(guān)系近似于線性。由于高性能混凝土采用高效減水劑和摻入大量 的摻和料，因此，其水膠比不能單靠規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算，還需要大量的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定。我們以上述試驗(yàn)結(jié)果為基準(zhǔn)，按每增加或 減少0. 04水膠比對(duì)各個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)配合比設(shè) 計(jì)。綜合考慮各方面因素最終確定的各等級(jí)混凝土的水膠比方表6所 示：表6不同等級(jí)混凝土水膠比強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30水下C30C40C50水膠比0.580.50.450.420.410.350.31五.基于管理水平優(yōu)化后的混凝土配合比:強(qiáng)度等級(jí)水膠 比材料用量kg/m37天 抗壓 強(qiáng)度28天 抗壓 強(qiáng)度水泥粉煤灰砂碎石水外加劑C150.582207080911201682.32C200.52646677