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水灰比计算(水灰比0.5水泥用量计算)

导读 你们好,我是城市经济网的客服小球,今天为大家说一下这个水灰比计算,水灰比0 5水泥用量计算的问题,让我们一起来看看吧!水灰比计算(水灰
2021-11-29 15:43:00

你们好,我是城市经济网的客服小球,今天为大家说一下这个水灰比计算,水灰比0.5水泥用量计算的问题,让我们一起来看看吧!

水灰比计算(水灰比泥浆用量计算)

鉴于目前混凝土成分和原材料的变化,传统的“混凝土配合比设计方法”已经不再适用,但我的观点是,混凝土配合比没有必要制定规范,掌握混凝土配合比的原则很重要。至于具体步骤,要相信技术人员的专业知识和经验,以及能满足具体项目要求的配合比。不同的人做出不同的结果是正常的。西方国家提出的“基于性能的规范”概念符合混凝土材料的特点。

混凝土组成材料、配合比要素与混凝土性能的关系

目前混凝土的特点是普遍掺入矿物掺合料和高效减水剂。混凝土中的再生水、水泥、砂、石四种原材料都添加了矿物掺合料。因此,传统的配合比三要素&水灰比、水泥骨料比和砂骨料比成为水胶比、水泥骨料比、砂骨料比和矿物掺合料用量四要素。混合比中需要求解的未知数由传统的有变。最后,根据所有材料在满足施工要求的前提下紧密包装的原则,采用绝对体积法计算所有材料的消耗量。不考虑外加剂所占混凝土的体积,各组成材料的关系和性能及其作用和影响可以用图来描述。

从图中可以看出,混凝土配合比的四个要素都影响着混合料和硬化混凝土的性能,当决定混凝土强度和密实度的水胶比确定后,所有要素都会影响混合料的施工性能。施工是保证混凝土质量的最后也是最关键的环节。考虑浆体浓度因素,根据混合料的施工性能选择混合料的骨料配比和骨料配比是混凝土配合比选择的主要因素。灰骨比是保证混凝土硬化前后性能的核心因素。无论是改变水胶比还是矿物掺合料的用量,在调整配合比时都应采用等浆体积法,以保持浆骨比不变。

中国混凝土年产量可占世界总量的一半,但质量相对落后。例如,世界上只有中国采用“假定容重法”计算混凝土配合比,只有中国采用绝对干砂生产混凝土,这使得中国混凝土质量难以控制。

当前我国混凝土配合比计算存在的问题及建议

存在的问题

假设体积密度法

“假设密度法”最初是在绝对体积法的基础上产生的。混凝土配合比的原理是混凝土拌合物由原材料紧密组成,即混凝土的体积等于原材料绝对密实体积之和(即不计算原材料内部孔隙)。过去水泥和砂的表观密度变化不大,制备的混凝土表观密度也变化不大。因此,为了简化试拌,假设水灰比左右的混凝土表观密度为g/m,高强混凝土表观密度为g/m,试拌后实测值相差不大。然而,现在大量使用矿物掺合料。如粉煤灰的表观密度为/cm,磨细矿渣的表观密度约为/cm。与水泥的表观密度/cm相比,有很大的差别。根据上述假定的表观密度,体积将大于外加剂的体积。因此,从根本上说,应该使用绝对体积法。当然,正如任何方法都有一定的假设一样,绝对体积法的假设是忽略水泥水化减少的水的体积。然而,当混凝土是新拌时,这部分水相对于混凝土的总体积是非常小的。为了弥补这种对水体积的忽略,建议在按绝对体积计算时,不要考虑搅拌型夹带的孔隙体积

掺矿物掺合料后的水胶比与不掺矿物掺合料时相同,即简单等效替代。由于矿物掺合料密度低,泥浆体积变大,即泥浆与骨的比例增加。例如,假设普通水泥的密度为/cm,粉煤灰的密度为/cm,当水泥简单地用粉煤灰代替时,泥浆的体积会增加。水泥经水硬化后的体积收缩是混凝土的特性之一。在混凝土中加入骨料后,骨料的温度变形系数小于硬化水泥浆的一半,起到稳定混凝土体积的作用。砂浆与骨的比例越小,硬化混凝土的收缩值越小;水泥石比的增加必然会影响混凝土的体积稳定性。此外,由于粉煤灰的反应速率低,早期混凝土浆体的水灰比增大。比如假设混凝土存在生水灰比,如果单纯用粉煤灰替代的水泥仍然存在忽略粉煤灰表面吸附水的水灰比,那么早期水灰比会增加到混凝土强度一定会降低的同时;为了保持混凝土强度不变,将水灰比降低到早期水灰比。

如此大的水灰比将导致早期的大孔隙率。因此,掺粉煤灰时不能采用恒定的等水胶比,必须降低水胶比才能发挥粉煤灰的作用。

粉煤灰过量置换法

由于对矿物掺合料的无知,混凝土的设计和工程质量管理人员对矿物掺合料的掺量进行了限制,因此《配合比规范》提出了粉煤灰的“过量替代法”,即在可接受的掺量范围内替代水泥,并添加一部分砂。这只是一种算计。事实上,由于细测水平的差异,粉煤灰在功能上不是砂,也不可能替代砂,但它仍然是一种胶凝材料。然而,由于过量,浆料的含量增加,水胶比变相降低。但在形式上,实际粉煤灰含量和实际水胶比并未公开,客观上起到了掩人耳目的作用。水胶比是混凝土配合比的三要素之一。在相同的原材料下,影响混凝土强度的主要因素是有效搅拌水与包括水泥在内的所有细粉的比例,即水胶比。即使加入了传统的惰性材料如磨细石英砂等石粉,也不能采用超额替代法的原因在于水胶比定义的混乱。例如,一些搅拌站不包括胶凝材料中的过量部分,声称与粉煤灰混合前后的水灰比保持不变。一些实例表明,当项目存在问题时,这种方法无法从报告的匹配率中分析原因。有人认为掺粉煤灰混凝土的抗裂性能没有明显提高,浆骨比的增加是原因之一。建议以后不要使用这种实际上增加了髓骨比的计算方法。

等水灰比法

基于一些人对水泥认识的局限,水泥厂生产的混合水泥称为水泥,而矿物掺合料是在搅拌站生产混凝土时掺入的。

料不算在水泥中,简单地保持水灰比不变,减小用水量,降低水胶比,希望以此保证混凝土强度不变,但是这种做法的结果是水胶比将过大,实际强度会超过期望值。以粉煤灰为例,如果掺入粉煤灰后仍保持水灰比不变,则需降低水胶比。粉煤灰掺量越大,水胶比需降低越多。例如,假定所用水泥密度为/cm原始(FA掺量为水灰比为当密度为/cm粉煤灰掺量为时,使水灰比不变的水胶比应为依此类推,粉煤灰掺量为时,水胶比应为这是忽略了粉煤灰表面吸附水而计算出来的。实际上由于粉煤灰表面对水的吸附,自由水并不像计算的那样大,则所需水胶比可以更大些。同时,这种方法的粉煤灰掺量是按等质量取代水泥掺入的,总胶凝材料质量不变,但因粉煤灰密度比水泥的小,粉煤灰掺量越大,总胶凝材料体积越大,水胶比降得太低时,会影响拌合物的施工性,就需要增加用水量(同时按水胶比增加胶凝材料用量),不仅会增加试配工作量,还会因浆骨比增大而影响混凝土的体积稳定性。

对骨料颗粒级配与粒形要求的忽略

骨料在混凝土中起骨架作用,主要稳定体积。即使采石场生产的石子经过严格的级配,销售时经过装料、运输中的颠簸和卸料,再加上生产混凝土时的投料,就会大小颗粒分离而重新分布,失去级配。因此绝大多数国家配制混凝土所用的石子都采用两级配或三级配。例如德国,还在混凝土试配时就将砂石一起连续地级配。我国目前市场供应的石子由于生产工艺落后,也由于大多数生产者的无知,无视砂石标准。号称连续级配,实际上小于m的颗粒极少,几乎没有。而且由于我国砂石标准中对针、片状尺寸颗粒限定要求过宽(实际上是迁就落后),使石子的粒形很差。

已故我国老专家蔡正咏在纪代初就说过:我国混凝土质量不如西方国家的,原因就是石子质量太差。但是那时我国石子随机取样的松堆空隙率一般都在~,而理想粒形和级配的石子空隙是约。现在,我国市售石子空隙率已达以上,甚至超过!这就使我国混凝土的水泥用量和用水量比西方国家混凝土水泥用量和用水量约多用。已经有一些搅拌站或工程采用了两级配的石子,混凝土的水泥用量可减少约。

然而,因对砂石质量的无奈,目前绝大多数混凝土的生产不对骨料提要求,混凝土配合比规范和砂石标准也基本上是迁就落后的现状,造成混凝土无法保证应有的质量。按市场经济的规律,产品的品质都是根据市场需求生产的,符合顾客的要求才能卖得出去。现在没有合格砂石的供应,其根源就是买的人对砂石质量的重要性认识不足。典型的是过去在制定砂石应用标准时,在所规定的级配要求表格之下居然会说明:如级配不合格,实验证明不影响施工,也可使用。( 那么还有必要定标准吗?只要无限制地增加水泥浆体含量就能做到啊!)

建议

(鉴于当前混凝土组分的变化,进行混凝土配合比的计算的假定密度法不再适用,建议改用绝对体积法。

(以单粒级石子进行两级配或三级配,生产时分级投料,可得到满足施工要求的最小浆体总量,有利于工程的经济性和耐久性。

(当矿物掺合料掺量改变时,应当使用等浆体体积法调整混凝土配合比,以保持混凝土的稳定性。

确定混凝土配合比的原则

按具体工程提供的《混凝土技术要求》选择原材料和配合比:

(注重骨料级配和粒形,按最大松堆密度法优化级配骨料,但级配后空隙率应不大于;

(按最小浆骨比(即最小用水量或胶凝材料总量)原则,尽量减小浆骨比,根据混凝土强度等级和最小胶凝材料总量的原则确定浆骨(体积)比,按选定的浆骨比得到凝土拌合物浆体体积和骨料体积;计算骨料体积所使用的密度应当是饱和面干状态下所测定的;

(按施工性要求选择砂石比,按《混凝土性能技术要求》中的混凝土目标性能确定矿物掺合料掺量和水胶比;

(分别按绝对体积法用浆体体积计算胶凝材料总量和用水量;用骨料体积计算砂、石用量。调整水胶比时,保持浆体体积不变。根据工程特点和技术要求选择合适的外加剂,用高效减水剂掺量调整拌合物的施工性;

(由于水泥接触水时就开始水化,拌合物的实际密实体积略小于各材料密度之和,则当未掺入引气剂时,搅拌时挟入空气可按约计。

混凝土配合比选择步骤的方案之一

确认目标

确认混凝土结构设计中《混凝土技术要求》提出的设计目标、条件及各项指标和参数:混凝土结构构件类型、保护层最小厚度、所处环境、设计使用年限、耐久性指标(根据所处环境选择)、最低强度等级、最大水胶比、胶凝材料最小和最大用量、施工季节、混凝土内部最高温度(如果有要求)、骨料最大粒径、拌合物坍落度、一小时坍落度最大损失(如果有)。

根据上述条件选择原材料

确认原材料条件

(水泥:品种、密度、标准稠度用水量、已含矿物掺合料品种及含量、水化热、氯离子含量、细度、凝结时间;

(石子:品种、饱和面状态的表观密度、松堆密度、石子最大粒径、级配的比例和级配后的空隙率;

(砂子:筛除m以上颗粒后的细度模数、m以上颗粒含量、饱和面状态的表观密度、自然堆积密度、空隙率、来源;

(矿物掺合料:品种、密度、需水量比、烧失量、细度;

(外加剂:品种、浓度(对液体)、其它相关指标(如减水剂的减水率、引气剂的引气量、碱含量、氯离子含量、钾钠含量等)。

混凝土配合比四要素的选择

水胶比

对有耐久性要求的混凝土,按照《混凝土结构耐久性设计规范》,由设计给出《混凝土技术要求》中的最低强度等级,按保证率 确定配制强度;以最大水胶比作为初步选水胶比,再依次减小百分点取水胶比试配,得出水胶比和强度的直线关系,找出上述配制强度所需要的水胶比,进行再次试配。或按无掺合料的普通混凝土强度—水灰比关系选择一个基准水灰比,掺入粉煤灰后再按等浆骨比调整水胶比。一般,有耐久性要求的中等强度等级混凝土,掺用粉煤灰超过时(包括水泥中已含的混合材料),水胶比宜不超过

浆骨(体积)比

在水胶比一定的情况下的用水量或胶凝材料总量,或骨料总体积用量即反映浆骨比。对于泵送混凝土,可按表择,或按GB/T 混凝土结构耐久性设计规范》对最小和最大胶凝材料的限定范围,由试配拌合物工作性确定,见表取尽量小的浆骨比值。水胶比一定时,浆骨比小的,强度会稍低、弹性模量会稍高、体积稳定性好、开裂风险低,反之则相反。

砂石(体积)比

通常在配合比中的砂石比,以一定浆骨比(或骨料总量)下的砂率表示。对级配良好的石子,砂率的选择以石子松堆空隙率与砂的松堆空隙率乘积为 宜。一般,泵送混凝土砂率不宜小于,并不宜大于。为此应充分重视石子的级配,以不同粒径的两级配或三级配后松堆空隙率不大于为宜。石子松堆空隙率越小,砂石比可越小。在水胶比和浆骨比一定的条件下,砂石比的变动主要可影响施工性和变形性质,对硬化后的强度也会有所影响(在一定范围内,砂率小的,强度稍低,弹性模量稍大,开裂敏感性较大,拌合物粘聚性稍差,反之则相反)。

矿物掺合料掺量

矿物掺合料的掺量应视工程性质、环境和施工条件而选择。对于完全处于地下和水下的工程,尤其是大体积混凝土如基础底板、咬合桩或连续浇注的地下连续墙、海水中的桥梁桩基、海底隧道底板或有表面处理的侧墙以及常年处于干燥环境(相对湿度以下)的构件等,当没有立即冻融作用时,矿物掺合料可以用到最大掺量(矿物掺合料占胶凝材料总量的最大掺量粉煤灰为,磨细矿渣为);一年中环境相对湿度变化较大(冷天处在相对湿度为左右、夏季相对湿度以上),无化学腐蚀和冻融循环一般环境中的结构,对断面小、保护层厚度小、强度等级低的构件(如厚度只有m)的楼板),当水胶比较大时(如大于,粉煤灰掺量不宜大于,矿渣掺量不宜大于(均包括水泥中已含的混合材料)。不同环境下矿物掺合料的掺量选择见GB/T录B和条文说明附录B。如果采取延长湿养护时间或其他增强钢筋的混凝土保护层密实度的措施,则可超过以上限制。

试配和配合比的选定

在所选用高效减水剂的推荐掺量的基础上,按混凝土的施工性调整为合适的掺量。

在《混凝土技术要求》最大水胶比的基础上,依次减小水胶比,选取值,计算各材料用量后 进行试配,检测所指定性能指标值,从中选取符合目标值的水胶比,再次进行试配。

根据实测试配结果得出配合比的拌合物密度,对计算密度进行配合比的调整。

无论水胶比还是矿物掺合料的变化,都要按等浆体体积法进行调整

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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