毕业论文-c60高强混凝土配合比与应用

图书馆收藏中图分类号密级UDC编号毕业论文设计题目名称C60高强混凝土配合比与应用学生姓名专业名称建筑工程技术（材料与检测）班级建材121学制3年学号1240283141学历层次指导教师评阅人论文（设计）提交日期2015年月日论文（设计）答辩日期2015年月日江苏建筑职业技术学院二一五年月日内容摘要高强混凝土是指普通硅酸盐水泥、石、砂为原材料，经过一般的拌合技术,掺入最新型的高效减水剂（本实验用聚羧酸减水剂）和矿物质（本实验用粉煤灰）。使得新拌高强混凝土拥有良好的和易性,进而使得硬化后混凝土强度等级达到C60及其以上。本论文主要研究的是高强混凝土的配合比与应用。利用正交法对高强混凝土实验方案进行设计，进而得到实验数据进行分析和研究，结合实验数据分析结果和考虑耐久性的要求。关键字高强混凝土、和易性、配合比、耐久性、水灰比、目录第1章绪论111混凝土的概述112混凝土配合比设计方法研究进展113传统的普通混凝土配合比设计方法114混凝土的主要性质215高强混凝土的应用3151高层建筑结构3152预应力和大跨度结构的应用3153有害物质的环境下建筑物或构筑物3第2章高强混凝土以及配合比设计的定义521高强混凝土的原材料5211水泥6212细骨料7213粗骨料8214减水剂9215超细矿物质掺合料1022配合比设计11第3章高强混凝土配合比设计方案1431高强混凝土配合比的方案1432混凝土配合比设计过程1533实验结果计算和数据分析2034各材料用量2235实验结果2336实验结果总结24第4章实验影响因素2541外加剂对实验强度的影响2542影响耐久性的原因2543影响强度的原因2744提高混凝土的强度和促进强度发展的措施2745混凝土标养和自然养的区别28451标准养护28452自然养护28第5章混凝土质量上的通病29第6章实验总结36结束语38参考文献39致谢40第1章绪论11混凝土的概述混凝土，简写为“砼”，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。它广泛应用于土木工程。混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。12混凝土配合比设计方法研究进展混凝土配合比设计是指以适当比例的水泥、水、砂石骨料、外加剂和矿物掺合料一起配合而得到可以满足工程要求和合法规范的混凝土，设计混凝土配合比的有两个目的，一个目的是要获得满足能要求的混凝土，另一个则是满足性能要求的混凝土尽可能低的成本的投入，设计混凝土配合比的目的是得到造价更低的、性能更优的混凝土。设计混凝土配合比的任务是确定满足设计性能要求的，经济的混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。113传统的普通混凝土配合比设计方法普通混凝土配合比的设计方法是一种计算试配法，计算法则基于逐级填充原理，即胶凝材料和水形成水泥浆，再用水泥浆去填充砂和碎石的空隙组成砂浆，砂浆再填充石子的空隙组成混凝土。粗略计算配合比的时候，应该按照所确定的材料用量，测试试件的物理力学性混凝土试件标准养护到28天能；如果是测试结果出来是可以满足设计要求的，那么就可以用这组配合比当中了；如果是不可以满足的话，那么就需要从新设计配合比，直到最后混凝土的强度能达到设计的要求才可以。混凝土1立方体积就等于水泥、砂、石和水四种材料的绝对体积和混凝土材料中所含空气体积之和。如果是以混凝土拌成物在进过经振捣后测得的重为依据。那么显而易见前者是比较的繁琐，但是可取之处，它应用范围比较广泛，而且还具有很高的实用价值。虽然后一个简便宜操作，但还是需测定大量的混凝土湿容重，还必须要有充分实验数据。显而易见，两个方法都是以实验经验为基础的半定量方法，利用这两种方法，可以配制出满足技术和强度要求的混凝土，设计配合比相对就是很简单，也比较成熟。所以我们现在大多数喜欢有这种方法来设计混凝土的配合比。14混凝土的主要性质混凝土是经过组成材料经过配合、搅拌、在没有浇筑成型、还没有达到凝结硬化前的塑性状态的混合料，称新办的混凝土或者是混凝土拌合物。其主要是混凝土拌合物的和易性。1、和易性和易性是指在一定的条件下，方便于施工操作，而且质量均匀，密实的混凝土的性能。包括流动性、粘聚性和保水性三个方面。和易性的好坏直接影响着混凝土施工的质量问题，浇筑、振捣、成膜的简单困难程度，同时还影响着混凝土硬化后的性能，如密实度、强度、耐久性。（1）流动性流动性是指混凝土拌合物在自重或者是振捣的作用下，产生流动并均匀密实的填满模板的性能，却是混凝土和易性的最重要方面，流动性的大小反映着拌合物的稀稠，流动性好的话，操作就会简单方便，容易振捣，成型，但是如果流动性要是过大的话，拌合物就会分层离析，就会影响均匀性。（2）黏聚性（离析）黏聚性是混凝土拌合物有一定的黏结力，在浇筑和运输过程中不致出现分层离析，这样就会让混凝土保持着整体的均匀性，如果是黏结力不好的混凝土拌合物，砂浆与碎石就会容易分离。这样的话就会产生锋面。空洞现象，严重的影响混凝土的质量问题。（3）保水性（保证水分不吸收）保水性就是指混凝土拌合物有一定的保水能力，在施工的过程不会产生较严重的渗水现象，如果是保水性差的话，混凝土在振捣的后，一部分水就会离析出来，就会影响毛细管孔道的形成。总之就是会影响混凝土的强度和耐久性。15高强混凝土的应用151高层建筑结构高层建筑中通常采用高强混凝土可以大幅度缩小底层混凝土柱子的截面尺寸，扩大柱网间距，扩大空间，增大建筑使用面积。上下柱子采用不同强度等级混凝土有利于统一柱子尺寸和模板规格，方便施工，节约周转耗材的投入，并可利用高强混凝土的早强特点加快施工进度。高强混凝土还因徐变小，弹性模量高，可以减少柱子的压缩量和增加结构刚度，这对高层建筑来源是非常重要的。152预应力和大跨度结构的应用预应力混凝土有着较高的承载力，还有很好的抗震性能以及防火功能，环科院增加空间的净高度，高强混凝土有着弹性模量高，徐变小的特点，可以减少预应力钢筋的应力损失，很大的减小建筑构件的截面尺寸，减轻构件的自重。从而应用于各大跨度的建筑物中、高层建筑以及超高层建筑当中。截止目前大跨度的建筑结构主要有这么几种形式存在1网架结构2网壳结构3膜结构4薄膜结构5对于混凝土结构来说，大跨度的预应力混凝土近几年很流行，所以其设计也越来越到人们日益重视了。153有害物质的环境下建筑物或构筑物因为高强混凝土有较强的抗腐蚀能力还有优良的耐久性。所以在贮存某些有害化学物品的仓库，周围大气中有较高的盐工程建筑物，以及直接受到侵蚀性物质作用或机械厂房、车库等地面构件都应该采用高强混凝土。这主要的体现了混凝土的抗腐蚀性，而混凝土的抗腐蚀性是指混凝土在抵抗外界侵蚀介质侵入硬化水泥浆内部进行化学反应，引起混凝土腐蚀破坏的性能。而混凝土的侵蚀性和水泥的品种，混凝土的密实度和孔隙特征有一定的关系。混凝土侵蚀的类型1、侵析腐蚀2、交换腐蚀3、结晶腐蚀各种腐蚀破坏的程度主要决定于其结构特点，混凝土的水胶比、水泥的成分、粗细骨料的种类和级配、外加剂以及施工水平等都影响着其抗腐蚀性。综上所述，如果想要切实解决混凝土结构或钢筋混凝土结构的腐蚀等问题，除了应继续重视混凝土中钢筋的腐蚀机理及防护措施外，也要加强对混凝土的腐蚀及其防护方法的进一步研究，对建筑和结构设计、材料设计、施工技术、养护和使用等方面予以综合考虑，达到标本兼治，相得益彰，从而确保混凝土构筑物的安全可靠、进而得到长期的使用。第2章高强混凝土以及配合比设计的定义高强混凝土是指强度等级为C60及其以上强度的混凝土。使用的原材料主要有水泥、砂、石、减水剂或同时外加等。一般都是采用常规的方法制作混凝土。“配合比设计”主要是确定混凝土中各组成材料的用量，即1立方混凝土中各成分的质量，以单位KG/M3表示。配合比设计必须考虑的性能要求（1）刚搅拌的混凝土浇筑的各种参数有可靠性、运输时间、天气温度、坍落度破坏等。（2）等硬化后混凝土的性能要求有耐久性、强度、徐变、干缩等。21高强混凝土的原材料设计高强混凝土配合比应符合现在行业标准普通混凝土配合比设计规范JGJ55的规定，并且要满足施工与设计的要求。1）在满足结构物设计强度的要求下。不论桥梁或隧道或者是混凝土路面等,在设计时都会对不同的结构部位提出不同的强度要求设计。为了保证结构的可靠性与安全性,在设计混凝土配合比时,必须考虑到结构物的重要性、安全性。同时施工单位的施工水平等因素,应该采用一个比设计强度高的配制强度,这样就可以满足设计强度的规范了。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。211水泥水泥，俗称洋灰、红毛泥、英泥，主要用于土木工程上的胶凝性材料的总称，依照胶凝性质的不同，可分为水硬性水泥与非水硬性水泥，其诞生于1824年，是当今全球上最为重要的建筑材料之一。中国人称水泥作红毛泥是因为水泥从外国引入，而外国人被称为红毛。水泥的种类繁多，按其矿物组成分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等。而按其用途和性能又分为普通水泥、专用水泥和特种水泥三大类。配制高强混凝土一般采用强度等级不小于425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500KG/M3600KG/M3范围内。水泥是混凝土中最主要的组成成分。合理选择水泥，是对于保证混凝土的质量，降低混凝土成本是非常重要的，水泥的品种很多，在选择水泥时应该考虑结构所处的位置和环境条件等多种因素，进而才可以选择合适的水泥。对于配制高强高性能混凝土用的水泥还应满足下列具体要求A水泥强度水泥的强度是水泥技术中最基本的要求指标。水泥强度的好坏直接会反映水泥的质量水平和使用价值，也是水泥混凝土和砂浆配合比设计的重要计算参数。水泥的强度越是高，它的胶结能力也越强。普通的硅酸盐水泥的强度主要取决于熟料的矿物组成和水泥的细度，除此以外还要与水灰比、试验方法、试验条件、养护龄期等因素有关。水泥强度等级按规定龄期测定的抗压强度和抗折强度来划分，以28D抗压强度作为强度等级。硅酸盐水泥强度等级分为425,425R,525，525R,625，625R六个强度等级。水泥型号根据3D强度分为普通型和早强型或称R型。早强型水泥早期强度发展较3D强度可达28天强度的50，并较同等水泥3D强度提高10以上。B水泥的碱含量碱含量就是水泥中碱物质的含量，用NA2O合计当量表达。即碱量NA2O0658K2O。碱含量主要从水泥生产原材料带入。尤其是粘土中携带入。碱含量多的话有可能产生碱骨料反应。在混凝土碱骨料反应通常是指来自水泥、外加剂、环境中的碱在水化过程中析出氢氧化钠和氧化钙与骨料指砂、石中活性的二氧化硫相互作用。形成碱的硅酸盐凝胶体。致使混凝土发生体积膨胀和龟裂，最后就会导致工程结构的严重破坏破坏。发生碱骨料反应条件1、骨料中具有碱活性物质；2、混凝土中具有足够量的碱主要来自水泥碱含量30KG/M3；以上两项条件同时存在时，才会发生混凝土碱骨料反应。否则不发生碱骨料反应。改善措施使用对象1、降低水泥总量，使用矿渣粉代替，可有效降低混凝土中总碱量。2、选择低硫酸钠减水剂。市场主流高效奈系减水剂中NA2SO4含量在220间不等。对混凝土总碱量影响不容忽视。212细骨料细骨料一般是指砂。砂的好坏是直接对混凝土拌和物和易性的影响要比粗集料大很多。所以在选择砂的时候，应选取砂中含泥量、杂物质、有机质等含量少的1类或N类江砂、河砂。砂中石英颗粒含量多则坚固性较好。砂子的细度模数宜控制在26以上。细度模数小于25时拌制的混凝土拌和物显得太粘稠施工中难于振捣，因为砂细。如果要满足相同和易性的要求的同时，将会远远的增加水泥用量。这样，就不仅会加大成本的投入，而且也会影响混凝土的性能，比如会影响耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗细度模数大于33时。就会引起刚刚搅拌的混凝土在泵车运输的过程中产生离析及保水性差，所以就会影响混凝土的内在和外在的质量问题。在满足混凝土的所有性能下，我们尽量去选择砂时要选择砂率比较低的砂，因为是在水胶比相同的情况下。砂率在混凝土扮演者主要的角色，它会影响拌和物的和易性。如果砂率低的话那么拌和物的流动性就会增大。因为C60混凝土用水量是较低的，所以砂浆量要由增加砂率来补充砂率宜适量增大。才能满足混凝土拌和物的和易性。但砂率如果过大，就会使得C60混凝土拌和物满足设计的和易性，势必将会增大用水量。但是增加水量会使混凝土强度降低。所以，只有选择砂率在33一38之间的，这样的话设计出来的C60混凝土最适宜。213粗骨料普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的,粒径大于5MM的岩石颗粒,称为碎石或碎卵石。岩石由于自然条件作用而形成的,粒径大于5MM的颗粒,称为卵石。粗骨料中常含有一些有害杂质,如黏士、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。它们的危害作用与在细骨料中的相同。表1石子中有害杂质及针片状颗粒限制值如质量标准项目I类II类III类含泥最按质量计051015泥块含量按质量计00507硫化物和硫酸盐含量按SO3质量计051010针片状颗粒含量按质量计51525有机质含量（用比色合格合格合格配置混凝土时所采用的粗骨料,应满足建筑用碎石、卵石GB/T146852001的要求。对重要工程的混凝土所使用的石子,应进行碱活性检验，在水泥用量和水用量相同的情况下,碎石拌制的混凝土流动性较差,但强度较高,而卵石拌制的混凝土则流动性较好,但强度较低。强度的混凝土就需要高强度的材料辅助才能配制出，而碎石的强度决定着混凝土抗压强度是否达到需要的强度要求。碎石的吸水性直接影响混凝土和易性，碎石在搅拌的过程中，可以直接吸收部分搅拌物的用水，从而就会降低水胶比，最后就会使得拌和物的坍落度减小。但是石灰石却有着较大的孔隙率和吸水率，石灰石会吸收水泥浆的孔隙，从而使得水胶比接近碎石的表面，最后形成了水胶比梯度，将会很好的改善水泥与碎石的粘结。对于C60混凝土。当碎石的最大粒径超过315MM后，因为将会减少用水量，从而将会获得强度的提高，将会被较少的粘结面积及大粒径集料造成的不均匀性的不利影响所抵消，因而这样做是没有什么好处的。在实践中也可以证明当水泥用量、砂率、水胶比一定时。混凝土的强度高低就会存在粗骨料的最大粒径效应。214减水剂外观形态分为水剂和粉剂。水剂含固量一般有20，40（又称母液），60，粉剂含固量一般为98。根据减水剂减水及增强能力，分为普通减水剂（又称塑化剂，减水率不小于8）、高效减水剂（又称超塑化剂，减水率不小于14）和高性能减水剂（减水率不小于25），并又分别分为早强型、标准型和缓凝型。按组成材料分为（1）木质素磺酸盐类；（2）多环芳香族盐类；（3）水溶性树脂磺酸盐类。普通减水剂宜用于日最低气温5以上施工的混凝土。高效减水剂宜用于日最低气温0以上施工的混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂等。而我们这次试验的减水剂就是聚羧酸高性能减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种混凝土超塑化剂减水剂。聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品。经与国内外同类产品性能比较表明，聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比方面都达到了当今国际先进水平。减水剂性能特点1使用量比较低、减水率高，而且减水率最高可以达到45；2坍落度损失小，自拌的混凝土坍落度损失率1小时小于6，而2小时就小于10；3增强效果比较显著的，在混凝土3天抗压强度提高50110，28天抗压强度提高4080，90D抗压强度提高3060；4混凝土和易性好坏，没有离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。将用于配制高标号混凝土时，混凝土粘聚性好且易于搅拌；5含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻耐久性好；6能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；7适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好，与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性差的问题；低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性；表2聚羧酸系高性能减水剂（液体）表3聚羧酸系高性能减水剂（粉体）215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,这就是我选择粉煤灰的主要原因。外观浅棕至深棕色微黏液体减水率25密度（G/ML）1,09,0,02固含量,（）22,2或者40,2水泥净浆,流动度（）250（W/B0,29）PH68氯离子（）0,02碱含量（）0,2外观白色粉末减水率25密度（G/ML）1,41,0,02固含量,（）97,2水泥净浆,流动度（）250（W/B0,29）PH68氯离子（）0,02碱含量（）0,2粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，其中90以上为湿排灰，活性较干灰低，且费水费电，污染环境，也不利于综合利用。为了更好地保护环境并有利于粉煤灰的综合利用，考虑到除尘和干灰输送技术的成熟，干灰收集已成为今后粉煤灰收集的发展趋势。粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SIO2、AL2O3、FEO、FE2O3、CAO、TIO2等。粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，其中90以上为湿排灰，活性较干灰低，且费水费电，污染环境，也不利于综合利用。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害，另外粉煤灰可作为混凝土的掺合料。主要成分性质，粉煤灰的元素组成质量分数为氧4783，硅11483114，氯6402291，铁1901851，氧化钙302510，氧化钾22310，氧化镁05192，氧化钛40180，硫003475氧化钠05140，磷000090，铝板000012，其他0502912。由于煤的灰量变化范围很广，而且这一变化不仅发生在来自世界各地或同一地区不同煤层的煤中，甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中。因此，构成粉煤灰的具体化学成分含量，也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理蒸汽养护条件下，与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。22配合比设计原材料的选择是得到高强度混凝土的前提和基础，而合理的确定高强度混凝土的配合比，是保证高强度混凝土达到设计要求的另一个重要方面。混凝土配合比设计实际上就是对各种原材料在单位体积内的用量进行计算和掺配。1水灰比的确定高强混凝土水灰比的计算不能采用普通混凝土的强度的公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（）相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应,CUOF为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少002003。例如C60混凝土可采用030、033、036三个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。可选取033作为基准水灰比。2集料用量（1）每立方碎石用量高强混凝土每立方的碎石用量为09095M3，则每0GVS立方中碎石质量为碎石松散容重。VS（2）每立方砂用量砂率，应经试验确定，一般/1QS控制在2836范围内。3用水量计算高强混凝土配合比时，其用水量可用普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量。此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。4水泥用量生产高强混凝土时，水泥的用量是至关重要的，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量又不宜过高，否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过550KG/M3。如配制C60混凝土所需水泥用量通常在500550KG/M3的范围内。5试拌调整对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4，混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法，宜与实际生产时使用的方法一致。对试拌得出的拌和物要进行实测和仔细观察，检验坍落度是否满足要求，粘聚性和保水性是否良好。试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应保证水灰比不变的条件下，调整用水量和外加剂的掺量或砂率，用水量调整的幅度不宜过大，因高强混凝土的水灰比低，用水量的增加会使水泥用量也大幅度增加。如通过以上调整，混凝土拌和物仍不能满足施工工艺、性能要求，则要考虑重新选择水泥或外加剂。6配合比的确定当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2时，可不调整。大于2时按普通混凝土配合比设计规程JGJ552000规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后，应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。第3章高强混凝土配合比设计方案31高强混凝土配合比的方案高强度混凝土强度等级高，密实性能好，一般运用于高层建筑、大跨度桥梁等结构中。我们自行计算配合比等参数，并设计出强度等级为C60的高强混凝土。标注代表文献编号。实验目的研究讨论高强混凝土配合比。实验地点江苏建筑职业技术学院科技馆。实验日期2015年5月20日实验小组人员刘朝阳、刘娟、陈洪丹。实验材料及实验工具中联水泥（PO425表4、粉煤灰（表1、2、3）、聚羧酸减水剂、沙子、碎石、钢纤维、铁锨、模具、电子称、小铲、量筒等等。表4粉煤灰质检报告表5水泥的技术指标性能指标国标I级试验结果试验结论细度12042合格烧失量50063合格需水量比95932合格比表面积/标准稠度初凝时间MIN终凝时间MIN水泥安定性3天抗压强度MPA28天抗压强度MPA350282210270合格26748032混凝土配合比设计过程强度计算材料选择及各项指标1水泥密度3100KG/M，水泥等级为425MPA。2砂细度模数215，表观密度S2558KG/M，堆积密度146775KG/M。含水量为S1。3碎石最大粒径25MM，表观密度G2580KG/M,堆积密度137472KG/M4粉煤灰密度为F2100KG/M。取代30。5外加剂聚灵酸减水剂减水率25。混凝土等级为C60，设计强度为60MPA。配制强度应按下式1,FCUK,15609ACUOFMP,/ABCUOFWB式中W/B混凝土水胶比；、回归系数，按表6的规定取值；AB胶凝材料28D胶砂抗压强度（MPA,F表6回归系数取值表,CUOCUKFF即取053，取020AB当胶凝材料28D胶砂抗压强度值（）无实测值时，可按下列公式计算BF1BFSCE式中、粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表513选用；FS水泥28D胶砂抗压强度，可实测，也可按规程第514条确定；CEF表7粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数系数组骨料品种碎石卵石A053049B020013注1、采用I级、II级粉煤灰宜取上限值；2、采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采用S105级粒化高炉矿渣粉宜取上限值加005；即07、1所以FSKG/M307149351BFSCE3、当掺量超出表中时，应经实验确定。又因（514）1,CECEGF式中水泥强度等级值的富裕系数，可按实际统计资料确定，当缺乏实际统C计资料时，可按表8选用；水泥强度等级值；,CEGF表8水泥强度等级值的富裕系数掺量种类粉煤灰影响系数F粒化高炉矿渣粉S01001001008509510020075085095100300650750901004005506508009050070085即116所以C,1642593CECEGF所以水胶比为,05341/02569ABCUOFWB用水量和外加剂的用量1当水胶比在040080范围内，可按表9取值2当水胶比小于040时，可通过实验获得。表9塑性混凝土的用水量（KG/M3）水泥强度等级值325425525富裕系数112116110注本表用水量应采用中砂时取值，采用细沙时。每立方混凝土用水量可增加5KG10KG；采用粗砂时可减少5KG10KG。掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。即206WOM掺外加剂时，每立方流动性或大流动性混凝土用水量按下式计算WO1WOM式中计算配合比每立方混凝土用水量（KG/M3）WOM未掺外加挤时推定的满足实际坍落度要求的每立方混凝土用水量（KG/M3），表中90MM的坍落度为标准，按每增加20MM用水量增加5KG/M3。当坍落度增大到180MM以上时，随坍落度相应增加的用水量减少。外加剂的减水率（,根据混凝土实验确定。所以120615/34WOMMKG外加剂8/ABAK再确定每立方混凝土的胶凝材料用量（）BOM（胶凝材料用量之和）15461802/3WOBOMWBKG式中计算配合比每立方混凝土胶凝材料用量（）；BOM3/KGM拌合物稠度卵石最大公称粒径（MM）碎石最大公称粒径（MM）项目指标100200315400160200315400103019017016015020018517516535502001801701602101951851755570210190180170220205195185坍落度7590215195185175230215205195计算配合比每立方混凝土用水量（）；WOM3/KGM混凝土水胶比；/WB确定每立方混凝土的粉煤灰用量36183054/FOBFMKGM每立方混凝土的水泥用量CO3618546/COBFOMKGM采用质量法计算混凝土配合比，粗、细骨料应按照下列公式算FOCSOGWOCPMM即1027SOG349/16SOGMK所以表101立方米混凝土所需要的材料表10材料水泥KG/M3沙子KG/M3碎石KG/M3粉煤灰KG/M3用量43264394113661854表11配制15L混凝土，所以需要个材料的量33实验结果计算和数据分析混凝土立方体实验抗压强度计算公式CUFFA式中混凝土立方体试件抗压强度，；CUFMPA破坏荷载，FN试件承压面积，A2M本实验的混凝土抗压强度是以150MM150MM150MM立方体为标准值的计算的。以7D推论28D强度的公式如下LG728NX式中的N表示实验测得的抗压强度值；X表示28天后实验测得的抗压强度值；材料水泥KG沙子KG碎石KG粉煤灰KG减水剂ML用量649659170527890而在正常条件养护下，混凝土的强度在最初的7天到14天内发展的较快，以后就会慢慢的减慢，当到28天后就会更加的减慢了，所以不同时期的混凝土强度增长是不相同的，具体如下表表12混凝土各期强度增长值7天强度测试表137天龄期抗压强度测试结果7天龄期抗压强度测试结果为529MPA。按照规范GBJ107，混凝土28天的抗压强度平均不应小于70MPA，最小也要54MPA。但是我们是因为时间原因我们选择用7天来推论28天的抗压强度。但是我们7天的抗压强度就达到规范要求水平的75。推断28天实验结果龄期7D28D3月6月1年2年28D抗压强度相对值060751128150175200序号抗压强度（MPA均值529表1428天实验结果再根据规范GBJ107的要求，混凝土28天的抗压强度不应小于70MPA。最小也要54MPA，所以我们的实验比规范小了18MPA。混凝土强度都是由混凝土中的空隙和裂缝决定的，而且C60混凝土要是过度的加强，就会造成裂痕。水泥，粗细骨料，减水剂，和掺合料的洗性能都是对混凝土起着关键作用因素，同时也决定着混凝土是不是良好，是不是很经济。34各材料用量表15（30的粉煤灰、减水率25）表16测试强度试件尺寸序号抗压荷载（KN）抗压强度（MPA标准值19096852898712150150150310115657682材料水泥KG沙子KG碎石KG粉煤灰KG减水剂ML用量649659170527890单块值MPA5054694397D代表值MPA471单块值MPA612604635试验塌落度12028D代表值MPA617表17各材料用量（30的卵石粉煤灰、减水率25）表18测试强度单块值MPA4795435537D代表值MPA524单块值MPA597621628试验塌落度11028D代表值MPA615表19各材料用量（30的卵石粉煤灰、减水率25、5的钢纤维）表20测试强度单块值MPA5125555537D代表值MPA54单块值MPA627641603试验塌落度13028D代表值MPA62335实验结果经过实验数据分析实验成功，那么证明我们的数据和实验的操作是正确的，继而我们还就可以继续研究高强混凝土的配合比设计，随着越来越复杂的环境，越来越严格的建筑要求，混凝土必须能达到所需要的强度才可以，此次我们研究的是C60高强混凝土的配合比设计。试验成功说明在实验当中我们所选用的硅酸盐水泥、粗砂、碎石、聚羧酸减水材料水泥KG沙子KG碎石KG卵石粉煤灰KG减水剂ML用量606818326100材料水泥KG沙子KG碎石KG粉煤灰KG减水剂ML钢纤维KG用量60681832610003剂（25的减水率）和掺带量为30的粉煤灰。在标准养护的情况下，经过7D而推28D后的强度是达到设计要求的。36实验结果总结经过老师和大家的密切配合，根据测试出来的数据可以得出这次实验很成功，采用425MPA硅酸盐水泥，外加高效减水剂，和优质的粉煤灰以及加上经过筛选粗细骨料级配，可以配制出C60高强混凝土的。配合比是实验的灵魂，实验的成功与否就取决于配合比是否合理，在设计配合比时要对比优化方案，操作要认真仔细，要严格控制每一道实验的程序，这就是配制高强混凝土的关键之处。通过这次实验我们把课本的所学的知识全部运用当中，对于混凝土配合比设计有了更为深的了解和认识，明白了各个实验的设计步骤，还有个实验中各个环节的内在联系和制约关系。在整个实验中，我们大家亲手参与实验，一个人的力量是有限的，但是我们大家一起合作就会很顺利的完成实验。作为一名建筑人员，我们将来的要和各种人打交道，我们要和工人、物业、老板、住户等。所以我们必须要有一定的合作讨论精神，我们要学会去聆听别人的意见。这样的话再加上老师的指导，我们意识到旧的配合比设计很局限，但是现在社会的发展，这个方法已经不能满足当今社会的需求了，科技在发展，材料也在改朝换代，我们的混凝土配合比方法也在发生着巨大的变化。我们要不断结合实际去研究去讨论，从而获得符合我们所需要的产品。第4章实验影响因素41外加剂对实验强度的影响高效减水剂的高碱水功能达到很大幅度降低混凝土的水胶比，进而保证我们预期想到混凝土的强度目的。而且保塑性也可以满足泵送的施工要求，粉煤灰掺量的加入，让混凝土中的水泥大大减少，随之也减少了水化热，而且也降低了生产的成本。水化热的减少避免了因为它的体积变形、开裂等问题，因为加入的粉煤灰，水泥熟料和粉煤灰的水化产物相互发生反应，从而提高了混凝土的密实性。多次的反应都会对混凝土的耐久性、强度和长期性都有一定的好处。虽然我们的实验所运用的减水剂的效率不是我们事先预期的，而且也出现了一些问题，可能也会使得我们的实验前期的强度会有所偏低。我们的混凝土是采用粉煤灰和钢纤维，但是提前不知道粉煤灰可能有点是过期的，不敢保证抗压满足实验的要求吗，所以我们在选择掺量的时候很谨慎，强度就是会小于规范的要求，所有的影响归结了几点如果粉煤灰是低钙粉煤灰的话，28天前的强度肯定是不合格的，最后才可以慢慢改善。如果是高钙粉煤灰就使前三天强度很低，到了第七天以后就会明显的增加。42影响耐久性的原因混凝土的耐久性是指混凝土在所处的自然环境和使用条件下，长时间保持着强度和外形不发生变化的性能。而且混凝土的抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性、抗碳化性、碱骨料反应及抗风化性能等，这一切都是属于混凝土的耐久性。1、抗冻性混凝土在比较寒冷的地区，特别是在受冻的环境下，由于混凝土内部的孔隙结冰膨胀产生相当大的压力，作用于孔隙当中，这样就使得混凝土发生破坏。但是当气温上升时，冰就会融化，当气温降低时就会继续冻结，如此反复，混凝土内部的裂缝就会越来越大。混凝土的强度也就随之逐渐的降低，更糟糕的是混凝土遭到破坏。所以由此可见，混凝土必须要有一定的抗冻性，这样可以提高混凝土的耐久和使用寿命。2、抗渗性混凝土的抗渗性是因为开口孔隙与裂缝所引起的，这些气孔是施工时候没有振捣严实而留下的后患，但是最主要的是水泥浆中有多余水分蒸发而留下的气孔，这些渗水孔的多少，主要是和水胶比有关系，因此。水胶比是影响抗渗性的一个主要因素，水胶比小时抗渗性高，反之则抗渗性低。混凝土的抗渗性是用抗渗等级和渗透系数来表示的。而提高混凝土抗渗性的根本就是控制水胶比，增强密度，抗渗混凝土的最大水胶比见下表表21抗渗混凝土最大水胶比3、混凝土的碳化混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，4、碱骨料反应碱骨料反应有三种A、碱氧化硅反应B、碱硅酸盐反应C、碱碳酸盐反应总之要想提高混凝土的耐久性就要满足一下几点1严格控制水胶比最大水胶比抗渗等级C20C30混凝土C30以上混凝土P6006055P8P12055050P120500452控制混凝土中最小水泥用量3掺外加剂，4合理选择骨料级配，加强养护和浇筑振捣，提高混凝土的强度和密实度。5使用涂料和水泥砂浆等措施进行表面处理，防止混凝土的碳化。43影响强度的原因影响混凝土强度的主要因素有很多包括混凝土的制备方法、养护制度和混凝土的各组分材料。制备混凝土时的水灰比、搅拌方法、振动方式都对混凝土强度有较大影响。在保证工作性的前提下，尽量降低水灰比，可提高混凝土强度。对于干硬性混凝土宜用强制式搅拌机，塑性混凝土则应采用自落式搅拌机。采用振动方法捣实混凝土可使强度提高，对于干硬性混凝土可使早期强度提高2030,其他如采用真空吸水、碾压、加压振动、离心等操作，均能使混凝土更加密实，从而提高强度。养护制度对强度的影响主要有养护温度、养护龄期和养护时的湿度三个方面。养护温度越高、养护龄期越长以及养护时湿度越大，混凝土的强度越高。组成混凝土的各种材料中，水泥强度与混凝土强度几乎呈线性关系，即水泥强度越高，混凝土强度越高。集料与对混凝土的强度有一定影响。破碎的岩石由于多为粗糙且多棱角，有较好的机械粘结性，可提高混凝土强度。但水灰比增加时这种效应会逐步减弱。集料中的泥和有机物含量越高，混凝土的强度降低得越多。44提高混凝土的强度和促进强度发展的措施采用高强度等级的水泥。在配制C60混凝土时，应该采用425或者425以上的高强度等级的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。采用干硬性混凝土。干硬性的水泥必须水胶比要小、砂率要低，并且要配有强力振捣，混凝土的密实度很大、强度高。采用外加剂和外掺挤。在混凝土拌合物中加有机物化学物或者无机化学物，有减水剂、粉煤灰、矿渣等，这些可以改善混凝土的特性，也可以降低水胶比，促进了水泥的水化和硬化。采用蒸汽养护和蒸压养护。蒸汽养护就是将混凝土试件放到温度低于100的常压蒸汽中养护，在经过1620H的养护，出来的时候强度可以达到正常养护28D的强度的7080，但是对以后的强度增长有着影响，而蒸压养护就是放到温度在175以上，而且压力达到08兆帕以上的，进行高温、高压饱和蒸汽养护。蒸压养护可以提高混凝土的早期强度，混凝土的质量比蒸汽养护好多了。45混凝土标养和自然养的区别451标准养护为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行标准养护。砼（混凝土）的养护目的，一是创造各种条件使水泥充分水化，加速砼硬化二是防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。混凝土标准养护专用于混凝土试块，水泥试块的恒温恒湿标准养护。混凝土试块在标准养护室里养护。标准养护室的室温20C2；湿度为不小于95，在这种环境下28天。叫混凝土试块标准养护。452自然养护混凝土在自然条件养护是指在自然气温条件下高于5C，应该对混凝土试块采取的覆盖和浇水润湿、挡风、保温等一些养护措施。自然养护可以分为覆盖浇水养护和塑料薄膜养护两种（1）覆盖浇水养护是根据外界气温一般应在混凝土浇筑完毕后312H内用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂等适当的材料将混凝土覆盖，并经常浇水保持湿润。（2）塑料薄膜养护是指以塑料薄膜伟覆盖物使混凝土与空气相隔，水分不在被蒸发，水泥靠混凝土中的水分完成水化作用已达到凝结硬化。第5章混凝土质量上的通病在高强混凝土工程施工过程中，经常都会发生一些质量上的通病，而且这些质量通病如不能根除，就会给整个建筑结构的安全带来很大的隐患，如何最大力度的消除质量通病，保证建筑工程结构的安全性与可靠性，是管理人员必需掌握的技术和技能，所以下面就结合工作的实际工作经验和应用，对混凝土工程质量通病的产生和防治从而进行探讨和探究。（一）和易性不好1、现象（1）拌和物松散不易粘结（2）拌和物粘聚力大，成团不易浇筑。（3）拌和物中水泥砂浆填不满石子间的空隙。（4）拌和物在运输浇筑过程中分层离析。2、原因分析（1）水泥标号选用不当，水泥标号与混凝土设计标号之比大于22时，水泥用量过少混凝土拌和物松散，当水泥标号与混凝土标号之比小于10时，水泥用量过多混凝土拌和物粘聚力大，成团不易浇筑。（2）砂石级配质量差，空隙率大，配合比砂率过小，不易将混凝土振捣密实。（3）施工坍落度大，混凝土在运输、浇筑过程中难以控制其均匀性。（4）计量工具不精确，计量制度不严格或采用不正确的计量方法。（5）搅拌时间短，混凝土拌和物质地不均匀。3、预防措施（1）应合理选用水泥标号与混凝土设计标号之经控制在1320之间，客观情况做不到时可采取在混凝土拌和物中掺加混合材料或减水剂等技术措施，以改善混凝土拌和物和易性。（2）在混凝土拌制和浇筑过程中，应按规定检查混凝土组成材料的质量和用量。（3）在拌制地点及浇筑地点检查混凝土的坍落度或工作度，混凝土浇筑时的坍落度应按规范规定严格控制。（4）在一个工作班内，如混凝土配合比受到外界影响而有变动时，应及时检查。（5）随时检查混凝土的质量，控制合易性。4、治理方法因和易性不好而影响浇筑质量的混凝土拌和物，只能用于次要构件。蜂窝现象混凝土结构局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成空隙类似蜂窝状的窟窿。而造成这项现象的原因就是一下几点1）、在高强混凝土配合比当中如果有不当砂、石或者水泥材料用水量那个步骤出现计量不准，就会造成砂浆和碎石的不合理搭配；2）、在混凝土搅拌时间不能达到满足，没有拌合均匀，和易性较差或者是振捣不够密实；都会造成蜂窝现象。3）、在我们下料不猪准确或下料过多过少，未设串通使石子集中，造成石子砂浆离析，也会造成蜂窝现象的。4）、混凝土未分层下料，振捣不实，或漏振，或振捣时间不够；模板缝隙没有堵严，导致水泥浆流失。钢筋较密，使用的石子粒径过大或坍落度过小；基础、柱、墙根部没有稍加间歇就继续开始灌上层混凝土。虽然有着这么多的问题但是我们也有防止都措施（1）我们要做到认真设计、严格控制混凝土的配合比，反反复复检查，必须要做到计量准确，而且混凝土拌合时必须要均匀，坍落度必须要达到设计要求才适合；在混凝土下料高度超过过3M应设串筒或溜槽浇灌混凝土的时候必须分层浇筑，而且也要分层振捣，为了防止漏振，模板工人必须将模板缝应该堵塞严密，在浇筑当中，应该随时检查模板支撑情况和防止漏流水泥浆的情况发生；在基础梁、柱、墙根部应在下部浇完间歇1小时到一个半小时，等凝固后再浇筑上面的混凝土，这样就可以避免出现所谓的“烂脖子”。（2）在处理小蜂窝的时候洗刷干净后，用12或125水泥砂浆抹平压实；如果是较大蜂窝时，那就需要凿去蜂窝上面那些薄弱松散颗粒等部分，然后再刷洗净，最后重新支模但是这次必须要用高一级细石混凝土仔细填塞捣实抹平；如果是较深蜂窝，如清除困难，可埋压浆管、排气管，表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后，进行水泥压浆处理。（二）麻面现象混凝土局部表面将会出现缺浆或者是许多小凹坑、麻点、形成粗糙面，但无钢筋外露现象。而产生这些的原因是很多，简单举例说几种1、模板表面粗糙不光滑或粘附有混凝土浆渣等杂物未及时的清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏；2、在浇筑前模板未浇水湿润或湿润不够，表面混凝土的水分被模板都给吸去，使混凝土失水过多就会出现麻面；3、在浇筑的时候摸板没有拼缝严，局部出现了漏浆的现象；4、混凝土浇筑前模板没有涂刷脱模剂或者是涂刷不匀，或局部漏刷或失效混凝土表面与模板粘在一起就会结造成麻面；5、混凝土在浇筑的时候振捣不严实，里面的气泡没有悱出，停留在模板表面就会形成麻点。防治的措施（1）在支模板前模板需要面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，在浇筑混凝土前，模板应该先用浇水充分湿润，对于模板的缝隙，应当使用油毡纸、腻子等堵严，模扳的脱模剂应选用长效的，涂刷应当均匀，不可以出现漏刷；混凝土应该分层均匀振捣密实，至到排除内部气泡为止。（2）表面作粉刷的，可不处理，表面无粉刷的，应在麻面部位浇水充分湿润后，用原混凝土配合比去石子砂浆，将麻面抹平压光。（3）孔洞现象混凝土结构内部有尺寸较大的空隙，局部没有混凝土或蜂窝特别大，钢筋局部或全部裸露。产生的原因1、在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处，混凝上下料时被搁住，未振捣就继续浇筑上层混凝土；2、混凝上离析，砂浆分离，石子成堆，严重跑浆，又未及时进行振捣；3、混凝土一次下料过多，过厚，下料过高，振捣器振动不到，形成松散孔洞；4、混凝土内掉施工用具、木块、泥块等杂物，混凝土被卡住，不能流下去；防治的措施（1）在钢筋密集处和复杂部位，采用