高强混凝土配合比设计

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7、混凝土中的作用,并提出了技术要求,对高强混凝土配合比的设计、试配和调整进行了论述。关键词:高强混凝土,配合比设计,水灰比中图分类号:TU528.31文献标识码:A  高强混凝土是指采用通用水泥、普通的砂石为原材料,使用一般的制作工艺,主要依靠掺加新型高效减水剂和矿物质超细粉,使新拌混凝土拥有良好的和易性,硬化后强度等级为C60及其以上的混凝土。在道路与桥梁、隧道和工业与民用建筑等工程中应用高强混凝土,可以节约水泥用量,减少钢筋用量,缩小结构物截面尺寸和提高混凝土的耐久性等。1 高强混凝土配合比设计的基本要求  1)满足结构物设计强度的要求。不论混凝土

8、路面、桥梁或隧道等,在设计时都会对不同的结构部位提出不同的设计强度要求。为了保证结构物的可靠性,在设计混凝土配合比时,必须考虑到结构物的重要性、施工单位的施工水平等因素,采用一个比设计强度高的配制强度,才能满足设计强度的要求。  2)满足高施工性的要求。高强混凝土大多用于大跨度桥梁、长隧道和高层钢筋混凝土建筑物等中,这些建筑物配筋率大,混凝土浇筑困难,坍落度若小于15cm,施工很困难,故一般都采用18cm的坍落度。  3)满足高耐久性的要求。为了提高高强混凝土的抗碳化、抗渗性、抗冻性、耐磨性和抗化学腐蚀性等,要求高强混凝土必须具有高耐久性。  4)满

9、足经济的要求。在满足高强度、高施工性和高耐久性的前提下,配合比设计中应尽量降低高价材料的用量,降低工程造价,同时,尽量减少配合比设计中的试验次数,降低试验成本。2 高强混凝土的原材料2.1 水泥  配制高强混凝土一般采用强度等级不小于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或特种水泥(球状水泥、调粒水泥和活化水泥)。水泥和掺加的矿物质超细粉的总用量控制在500kg/m3~600kg/m3范围内。2.2 骨料  1)骨料的品种应选择硬质砂岩、石灰岩、玄武岩等母岩的碎石为粗骨料;细骨料应选用河砂或碎石砂。2)粗、细骨料的表观密度应控制在2.65kg/m3以上

10、;粗骨料的吸水率应低于1.0%,细骨料的吸水率应低于2.5%。3)粗骨料的压碎值应低于10%,最大粒径不应大于25mm,针片状颗粒含量不宜大于5.0%,含泥量不应大于0.5%,泥块含量不宜大于0.2%。4)细骨料的细度模数宜大于2.6,含泥量不应大于2.0%,泥块含量不宜大于0.5%。  5)粗、细骨料的级配必须良好,这样可以提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的和易性和硬化后混凝土的强度。2.3 高效减水剂  高强混凝土中应掺加高效减水剂或缓凝高效减水剂,这样就能在满足施工要求的和易性条件下,显著降低混凝土的用水量,降低水灰比,使混凝土更密实,从而提

11、高硬化后混凝土的强度等。2.4 超细矿物质掺合料  高强混凝土常用的超细矿物质掺合料主要有硅粉、磨细矿渣、粉煤灰和天然沸石粉等,其作用主要有:1)滚球润滑作用;2)微集料作用;3)火山灰反应作用。3 高强混凝土的配合比设计3.1 试配强度的确定  混凝土试配强度必须超过设计强度标准值,以满足强度保证率的需要,我国现行行业标准JGJ5522000普通混凝土配合比设计规程中规定了普通混凝土强度的保证率为95%时,混凝土的试配强度fcu,o与混凝土的设计强度标准值fcu,k之间的关系为fcu,o=fcu,k+1.645σ,而对高强混凝土没有规定,按日本规范

12、规定,配制高强混凝土的试配强度公式为:fcu,o=(fcu,k+T)+K1σ。  式中:fcu,o———混凝土试配强度,MPa;    fcu,k———混凝土设计强度标准值,MPa;    T———温度修正系数,即不同气温下的强度修正值,一般为4MPa~6MPa;    K1———常数,取2.0~2.5;    σ———混凝土强度标准差,取3.5MPa。3.2 水灰比W/C  高强混凝土一般都要采取增密措施,水灰比一般在0.4以下,其强度变化规律已经与鲍罗米公式相差较远,它们的基准水灰比只能按现有试验资料确定,然后通过试配予以调整。3.3 单位用水量

13、W  硬化后混凝土的强度通常与用水量成反比,因此,在施工和易性允许的条件下,混凝土的单位用水量应尽可能小。对

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