高性能混凝土配合比设计法应用的探讨

关于高性能混凝土配合比全设计法应用的探讨侯桂华王孟军(淄博意齐混凝土有限公司，临淄，255400)摘要：本文讨论了高性能混凝土配合比全计算法在混凝土搅拌站应用时应注意的三个问题：1．浆体体积2．水泥与细掺合料的比例3．容重关键词：全计算法；浆体体积；水泥与细掺合料的比例；容重Abstract：Thepaperdiscussesthethreepointsthatweshouldpayattentiontowhentheconcertcompaniesapplythe“Fullcalculation”methodtodesigntheirconcretecomponents．1．volumeofcementpaste2．ratiobetweencementandfineadmixture3．densityKeywords：“FullCalculation”volumeofcementpasteratiobetweencementandfine1．引言众所周知，随着人口的逐年增长，经济的飞速发展，能源危机日益逼近。建材产业作为耗能大户，更应响应两会的“树立科学发展观，构建和谐社会”的号召，社会的发展，科技的进步，不能以“吃子孙后代的饭”为代价。实现商品混凝土的绿色化、高性能化，是时代赋于我们商品混凝土公司技术人员的历史使命。同时，由于商品混凝土公司的建立如雨后春笋，使起初供不应求的市场格局很快发生逆转，在保证质量的前提下尽量降低混凝土的原材料成本，提高本公司混凝土的市场竞争力，更是我们商品混凝土公司技术人员的本职工作。如何进行配合比设计才能“内外兼修”，实现两项任务的“双盈”?对高性能混凝土(HighPerformanceConcrete)的概念，大家已经逐渐取得了共识，即HPC并非高强混凝土，其主要特征是高耐久性、一定的强度和大工作性。即使低强度等级的混凝土通过技术手段也能实现高性能化。(1)普通混凝土配合比设计规范不适用于HPC，HPC的配合比设计方法经历了一系列的研究探讨过程。其中陈建奎教授和王栋民博士的配合比全计算法（1）已被许多搅拌站成功应用，也使许多使用者受益非浅。笔者也根据配合比全计算法及当地所用原材料的技术指标，将常用的混凝土配比进行了计算及试验。现就此方法在计算、试验过程中看到的几个应注意的问题发表一下自己的看法，望与大家交流。2．最少水泥用量2．1试验用原材料技术指标如下：表1水泥：山东铝业集团水泥厂生产的山铝32．5R普硅抗压强度(Mpa)抗折强度(Mpa)密度标准稠度3天28天3天28天g/cm3用水量(％)细度(％)初凝时间终凝时间21.438.04.57.92.927.84.02h：40min3h：54min表2．粉煤灰：辛店华能电厂II级灰，主要技术指标如下：需水量比细度(％)烧失量(％)SO3(％)密度(g/cm3)10216.25.6O．782.1表3．石子：淄博市临淄区边河乡5—31．5mm碎石含泥量(％)泥块含量(％)堆积密度(g/cm3)紧密密度(g/cm3)表观密度(g/cm3)空隙率(％)0.5O15301705271244表4．砂：淄博市临淄区边河乡中砂含泥量(％)泥块含量(％)堆积密度(g/cm3)紧密密度(g/cm3)表观密度(g/cm3)细度模数1.80.61570168026203．O表5．外加剂：淄博建华建材萘系高浓减水剂FDN，主要指标如表6，减水率与掺量的关系曲线见图1。(由于搅拌站多使用液体外加剂，可通过作外加剂的减水率曲线的方法确定其掺量)表6．减水剂FDN的主要指标密度(g/cm3)固含量(％)Na2S04含量(%)PH值1.2240.61.68图1．FDN减水率与掺量的关系2．2用配合比全计算法进行C30混凝土配合比的计算。VC+Vf+Vw+Va=Ve，但此掺量是否就是矿物掺合料在水泥中的最佳掺量呢?若按水泥比重3．1g／cm3，粉煤灰比重2．1g／cm3，则按此方法计算的矿物掺合料的重量掺量为18％，但有试验研究证明：混凝土中粉煤灰掺量为30％时，混凝土具有最佳综合性能。(4)而另一主要矿物掺合料——磨细矿渣通常在混凝土中的掺量为30．50％时，是比较适宜的。因此，在用全计算法进行矿物掺合料的计算时，可结合水泥的性质、掺合料的性质等权衡考虑，找到质量与成本的平衡点，再结合工程上的特殊需要，确定合适的掺量。（5）第三，笔者试验发现，用全计算法算出的混凝土容重较实际容重普遍偏低，而且设计标号越低越明显。这可能是由于混凝土各组成材料并不具有绝对的体积加和性所导致的。因此，笔者认为，在计算砂、石用量时，仍可沿用JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规范》中的方法，即根据经验先假定混凝土容重，确定合适的砂率，从而计算出每方混凝土的砂、石重量。因为对搅拌站来讲，用哪种原材料，配制多大标号的混凝土，其砂率多少，容重几何，已了然在胸，很容易根据经验确定。另外，混凝土的实际容重和坍落度有很大关系。因为水是混凝土各组成材料中比重最小的，其它材料的比重都是水的2～3倍，根据经验，配比中每减少10公斤水的重量，混凝土的实际容重约增加30公斤。3．结语综上所述，商品混凝土公司在运用高性能混凝土配合比全计算法进行配比设计时，应注意以下三点：1．对坍落度20cm的泵送混凝土，浆体体积设计为300升，对坍落度10cm的非泵送混凝土，浆体体积设计为270升，即可满足施工的工作性要求，又可更多地节约资源，降低成本。2．水泥与细掺合料的比例不必遵循体积比3：1的规则，可通过试验确定。3．砂、石用量用全计算法确定会使混凝土容重偏低，可仍沿用JGJ55-2000的方法。参考文献：[1]蒋尔忠，崔源声，《面向可持续发展的水泥工业》，化学工业出版社，P224～227[2]振铎，关于混凝土最小水泥用量的讨论，《混凝土》，2005年第二期[3]游华菊，田先忠三峡工程混凝土施工新技术综述，《商品混