全计算法HPC配合比设计.doc

全计算法HPC砼设计 Hpc配合比设计的理论基础为王栋民、陈建奎教授研究发展的hpc配合比设计全计算法。 2.1Hpc配合比设计的基本原则 满足工作性的情况下，用水量要小 满足强度的情况下，水泥用量小，细掺量多 材料组成及用量合理，满足耐久性及特殊性能要求 掺加新型高效减水剂 ，改善与提高砼的多种性能。 2.2全计算法 配合比设计的技术基础 砼各种组成材料（包括固、液、气三相）具有体积加和性； 石子的空隙由干砂浆来填充； 干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气所组成。 该模型假定砼总体积为1m3（1000L），由水、水泥、细掺料、空气、砂、石部分组成，对应的体积分别为vw. Vc. Vf. Va.vs.vg.,浆体体积（Ve）=Vw+vc+vf+va，vs+vg（骨料体积）=1000-ve；干砂浆体积（ves）=vc+vf+va+vs.在HPC配合比计算时，式中ve和ves应根据原材料及施工现场具体确定，理论值可作为参考。 C50HPC配合比设计实例 我们假定ve=350；ves=460，砼含气量4%。 原材料采用P.O42.5低碱水泥，细集料采用渭河Ⅱ区中砂，细度模数2.8，粗集料为二级级配碎石，最大粒径25mm；外加剂为聚羟酸高效减水剂，试验减水率26%，掺量（1.0%×胶体材料用量）；各原材料经检验符合（客运专线高性能砼暂行技术条件）要求。 3.1配制强度=50+1.645*6=60MPa fcu。p——砼试配强度（mpa）； fcu。0——砼设计强度（mpa）； ó——强度标准差（mpa）； 3.2水胶比=1/（（60/0.48*42.5*1.09）+0.52）=0.31 A B―――回归系数; 回归系数AB资料显示以下取值都有人用过，而且更倾向于后者，实际上水胶比很大程度上已经验确定， 因此读者可以根据具体情况及经验计算选取更合理的水胶比。 表1 回归系数选用表 3.3用水量―――――3 ＝（350-40）/（1+0.335/0.31）＝149kg/m3 其中0.335为体积掺量有关。计算表明体积掺量的变化对掺量系数影响不大 ，见下表。在一般计算中采用0.335就可以，当细集料的密度与设计值相差较大时，可用下表系数进行精确用水量计算。 表2 细集料的体积掺量对系数的影响 （注：括号内为质量掺量（%）） 3.4胶凝材料用量 Mb=mc+mf+mk=w/（w/b）=149/0.31=481kg 取mf=mk=100kg mc=281kg w/b-----------氺胶比； mb、mc、mf、mk、分别为每立方米胶凝材料、水泥、粉煤灰、矿粉用量（kg）； 3.5砂率及集料用量---------------4 =（460-350+149）/（1000-350）=40 容重取2380kg/m3 可得ms=700kg/m3 mg=kg/m3 Sp------------砼砂率； Ms、mg----------砂、石每方用量（kg）； 3.6配合比计算结果汇总 表3 C50HPC的配合比计算结果 3.7砼拌合物性能 根据以上计算的配合比设计值，试拌的砼拌合物性能如下表所示： 表4 新办砼拌合物性能 3.8砼耐久性指标检测结果 表5 砼各项检测结果 4总结及体会 4.1关于ve及ves 通过对HPC配合比的试配和调整工作，发现低标号或低坍落度砼在ve小于350L时，也具有很好的工作性和和易性，具体范围见下表： 注：c30砼分为墩身和灌注桩两种，这两个配合比无论从坍落度、容重，还是含气量方面都有较大的差别，因此数据离散较大。F------粉煤灰；k---------矿粉 可以看出对于高强度的HPC由于胶凝材料用量大，浆体体积ve基本在350L左右，而对于c50以下标号HPC,浆体体积ve基本处于300~330之间。 另外，根据配合比全计算法理论，可由碎石最大粒径，通过表观密度和堆积密度得出空隙率，进而计算出ves， 表7 石子最大粒径与ves的关系 但以上计算中未考虑砼含气量大于其自然状态下含气量（约1%）的情况，例如加入引气成分。因此笔者建议ves的取值应考虑到这部分额外含气所增加的部分，可参考以下 公式：Ves=（Q-1%）*1000+ves取用值 ----------5 Q------砼设计含气量（%） 这是砼配合比全计算法在实际应用中的一个问题。这也是在例子中我们假定ves=460的原因。 4.2关于细掺料掺量问题 根据配合比全计算法理论，水泥和细掺料的体积比vc：vf=3：1