高强粉煤灰混凝土配合比设计指南

1、高强粉煤灰混凝土配合比设计指南美国混凝土学会(ACI211委员会摘要 该指南提供了一种普遍适用的选择高强混凝土配合比和通过试配优化配合比的方法。该方法仅限于用常规材料和生产工艺制备的高强混凝上。指南中的建议和表格依据涉及高强混凝土工程的承包商、混凝土供应商和工程师所提供的经验和信息。关键词 骨料;罩面;化学外加剂;细骨料;粉煤灰;高强混凝土;配合比;质量控制;试样尺寸;强度要求;超塑化剂。第一章概述1.1 目的1.2 范围本指南所讨论的内容限于采用常规材料和生产工艺制备的高强混凝土。有关硅粉和磨细粒状高炉矿渣(GGBFS不在此范围。目前有关掺硅粉混凝土的知识还有限,ACI 234委员会(硅粉在

2、混凝土中的应用正在收集有关硅粉应用的信息以撰写委员会报告。GGBFS混凝土的配制参见ACI 226-IR(现为ACI 233委员会。在有更多的数据后,将会制订一份关于掺这些材料混凝土的指南。当前,硅粉和G GBFS的供应商以及有经验的混凝土供应商是使用这些材料的知识最佳的来源。高强混凝土定义为抗压强度41.4MPa的混凝土。本指南力图包含现场强度达到82.8MPa以下的混凝土为实际面向范围。指南中的建议均基于涉足过高强混凝土项目的承包商、混凝土供应商和工程师已有实践和知识,更全面的参考文献和出版物可参见ACI 363R。第二章性能要求2.1 测试龄期配合比的选择受测试龄期影响。高强混凝土在通常

3、规定的28d龄期后仍有相当幅度的增长,为利用这一特性,许多规范都将典型的28d 修改为56d,91d或更长的龄期。胶凝材料组分的用量常需要调整,以便在选用的测试龄期获得预期的强度。2.2 设计强度ACI 318允许混凝土配制以现场经验或试验室的试拌为基础。为达到规定的强度要求,混凝土的配制必须使现场测试得到的平均抗压强度足够大于设计强度,以降低不合格率。当混凝土生产商要根据现场经验选用高强混凝土配合比时,建议作为选择混凝土配合比基准的平均设计强度采用下列方程计算结果中的较大值:(2-1(2-2其中s为样本标准差,单位MPa。方程(2-1即ACI 318建筑规范中的方程(5-1。方程(2-2是经

4、过改动的ACI 318中的方程(5-2(=,因为至今有关高强混凝土的施工规程中,通常在100次测试中只有一次低于规定强度90%的规定。如果施工规程采用ACI 318验收标准,则应采用ACI 318方程(5-2代替本指南中的方程(2-2。当混凝土生产商以试验室试配作为配制高强混凝土的基准时,可以用下式决定平均设计强度:式中单位为MPa。方程(2-3给出的平均设计强度比ACI建筑规范(ACI 318中表5.2.3 其它要求抗压强度以外的考虑可能影响到材料和配合比的选择。它们包括: a 弹性模量;b 抗弯强度和抗拉强度; c 徐变和干燥收缩; e 耐久性; f渗透性;g凝结时间;h 浇筑方法;I 工

5、作度。第三章基本关系3.1 材料选择高强混凝土的有效生产是通过仔细挑选、控制和组合所有的组分而实现的。为得到更高强度的混凝土,必须选择最佳的比例,考虑到水泥和粉煤灰特性、骨料质量、浆体比例、骨料一浆体相互作用、外加剂品种和掺量及搅拌。对不同来源的水泥、粉煤灰、化学外加剂和骨料,在不同配合中的评估将提示出材料的最佳组合。高强混凝土供应商应对在高强混凝土生产中用到的所有材料采用一套统一的,可接受的测试方法。ASTM C 618规定了对混凝土中使用F级和C级粉煤灰以及原状或煅烧的天然火山灰,即N级灰的要求。粉煤灰的性能可能随地区的不同和在同一地区内随来源的不同而波动较大。用于高强混凝土的优质粉煤灰具有<3%的烧失量,高的细度,并且来源均匀,符合AST M C 618的要求。粗骨料会显著影响混凝土的强度和结构性能。出于这个原因,应选用很坚硬、无裂缝或弱面的、清洁并无表面膜层的粗骨料。粗骨料的性能还影响骨料一砂浆的粘接特性和需水量。粒径较小的骨料有获得较高强度的趋势。对每一强度等级的混凝土,存在一个可得到最大抗压强度/每公斤水泥的最佳骨料粒径。最大标称粒径为25或19mm的骨料常用于生产62MPa以下的混凝土;13或10mm的则用于强度62MPa以上的混凝土。一般来说,在给定w/(c+f时,骨料的粒径越小,所生产的混凝土的强度