自密实混凝土配合比设计步骤
自密实混凝土配合比设计方案总的指导方针是以水泥浆的黏稠性来保证混凝土的稳定性,以水泥浆的容积含量来保证混凝土的流动性。依据这一指导方针,自密实混凝土的配合比设计方案应按容积比进行设计方案。具体设计方案步骤如下:
(1)使用材料选择的原则
1)粉体的选定
1)粉体的选定
粉体应依据结构物的结构条件、施工条件以及环境条件所需的新拌混凝土性能和硬化混凝土性能选定。
2)集料的选定
集料应依据新拌混凝土性能和硬化混凝土所需的性能选定。
集料应依据新拌混凝土性能和硬化混凝土所需的性能选定。
3)混凝土外加剂的选定
所选用的混凝土外加剂应在其适宜掺量范围内,能够获得所需的新拌混凝土性能,并且对硬化混凝土性能无负面影响。
所选用的混凝土外加剂应在其适宜掺量范围内,能够获得所需的新拌混凝土性能,并且对硬化混凝土性能无负面影响。
(2)初期配合比设计方案
1)粗集料的最大粒径和单位容积粗集料量
1)粗集料的最大粒径和单位容积粗集料量
①粗集料最大粒径不宜大于20mm。
②单位容积粗集料量可参照表19-7选用。
| 混凝土自密实性能等级 | 一级 | 二级 | 三级 |
| 单位体积粗集料绝对体积（m³） | 0.28~0.30 | 0.30~0.33 | 0.32~0.35 |
2)单位容积用水量、水粉比和单位容积粉体容积
①单位容积用水量、水粉比和单位容积粉体量的选择,应依据粉体的种类和性质以及集料的品质进行选定,以保证自密实混凝土所需的性能。
②单位容积用水量一般以155~180kg范围为宜。
③水粉比依据粉体的种类和挚量有所不同。按容积比宜取0.80~1.15。
④依据单位容积用水量和水粉比计算得到单位容积粉体量。单位容积粉体量宜为0.16-0.23㎡。
⑤自密实混凝土单位容积浆体量宜为0.32-0.40㎡。
3)自密实混凝土含气量
自密实混凝土的含气量应依据粗集料最大粒径、强度。混凝土结构的环境条件等因索确定,宜为1.5%~4.0%。有抗冻要求时应依据抗冻性确定新拌混疑土的含气量。
4)单位容积细集料量
单位容积细集料量由单位容积粉体量、集料中粉体含量、单位容积粗集料量。单位容积用水量和含气量确定。
5)单位容积胶凝材料容积用量
中学单位容积胶凝材料容积用量可由单位容积粉体量减去情性粉体挚合料容积以及集料中小于0.075mm的粉体颗粒容积确定。
(6)水灰比与理论单位容积水泥用量
依据工程设计的强度计算出水灰比,并得到相应的理论单位容积水泥用量。
依据工程设计的强度计算出水灰比,并得到相应的理论单位容积水泥用量。
7)实际单位容积活性矿物掺合料量和实际单位容积水泥用量
则的依据活性矿物拨合料的种类和工程设计强度确定活性矿物拨合料的取代系数,然后通过胶凝材料容积用量、理论水泥用量和取代系数计算出实际单位容积活性矿物拍合料量和实际单位容积水泥用量。
则的依据活性矿物拨合料的种类和工程设计强度确定活性矿物拨合料的取代系数,然后通过胶凝材料容积用量、理论水泥用量和取代系数计算出实际单位容积活性矿物拍合料量和实际单位容积水泥用量。
8)水胶比
实际单位容积水泥用量以及单位容积活性矿物拨合料量计算出自密实混凝土的水胶比。
9)混凝土外加剂拍量
高效减水剂和聚羧酸减水剂等好混凝土外加剂拨量应依据所需的自密实混凝土性能经过试配确定。
(3)配合比的调整与确定
1)验证新拌混凝土的质量
1)验证新拌混凝土的质量
2)依据新拌混凝土性能进行配合比调整
①当试拌混凝土不能达到所需的新拌混凝土性能,应对外加剂、单位容积用水量、单位容积粉体量(水粉比)和单位容积粗集料量进行适当调整。如要求性能中包括含气量,也应加以适当调整。
②当上述调整仍不能满足要求时,应对使用材料进行变更。如变更较难时,则应对配合比重新进行综合分析,包括对性能目标值进行协商调整。
3)验证硬化混凝土质量
知新拌混凝土性能满足要求后,应验证硬化混凝土性能是否满足设计方案要求。不能满足要求时,应对材料和配合比进行适当调整后,重新进行试拌合试验再次确认。
4)确定粗集料与砂浆的容积比
在自密实混凝土中,粗集料容积含量大,混凝土的屈服剪应力值则较大,不易流动;粗集料容积含量太小,不仅不经济,硬化混凝土的容积稳定性也会变差。因此,应控制好粗集料的容积含量。对于普通集料混凝土,粗集料的绝对容积含量不应超过混凝土总容积的40%。粗集料较重时绝对容积含量应小些,粗集料较轻时绝对容积含量应大些;粗集料空隙率较大时绝对容积含量应小些,粗集料空隙率较小时绝对容积含量应大些。
5)确定细集料与水泥浆的容积比
砂浆中细集料的容积含量影响砂浆的黏稠性和流动性,也影响硬化砂浆的容积稳定性。
一般来说,细集料的绝对容积大约占砂浆总容积的40%~45%较为适宜。当然,也应该视细集料的密度和级配而定,调整的原则与粗集料相似。
6)确定胶凝材料与水的体积比
确定胶凝材料与水体积比的原则是保证水泥浆具有一定的黏稠性,使得集料在水泥浆中运动,并通过水泥浆的流动带动集料一起运动。因此,水泥浆的黏稠性与集料的大小及密度有关。集料较大或较重时水泥浆应黏稠些。至于在水泥浆中胶凝材料与水的体积比多少较为合适,这主要取决于减水剂的性能。显然,减水剂的减水率较大时,水可以少些。
7)确定胶凝材料中各组分的比例
在普通混凝土的配合比设计中,水胶比是通过强度要求确定的。但在自密实混凝土的配合比设计中,水胶比实际上是由水泥浆的黏稠性确定的。由此确定的水胶比不一定符合混凝土的强度要求。这一矛盾可以通过调整矿物拨合料的掺量来解决。混凝土强度等级较高时,矿物换合料的掺量应该少一些;反之,矿物掺合料的换量可以多一些。矿物外加剂的调整可能影响到水泥浆的黏稠性和保水性,因此,在调整矿物拨合料掺量时应兼顾这些方面。
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