紧密堆积混凝土配合比设计方法研究
混凝土配合比设计原理和方法
混凝土配合比设计原理和方法混凝土配合比设计是指根据混凝土工程的要求，通过对原材料的性质、特点、质量的分析和对混凝土性能的要求，确定混凝土中水泥、砂、石、水等原材料的配合比，以达到规定的强度、密实度、耐久性等各项性能指标的设计过程。
一、混凝土配合比设计原理1.1 混凝土性质混凝土是由水泥、砂、石、水等原材料按一定比例混合而成的坚硬材料，具有一定的强度、密实度、耐久性等性质。
混凝土在施工过程中，需要满足强度、密实度、耐久性等各项性能指标的要求，才能保证混凝土工程的质量和安全。
1.2 原材料的性质混凝土的原材料包括水泥、砂、石、水等，这些原材料的性质对混凝土的性能有着重要的影响。
水泥的种类、品种、强度等均会影响混凝土的强度和耐久性；砂和石的级配、粒径、形状等均会影响混凝土的密实度和强度；水的质量和用量对混凝土的工作性能和强度也有着重要的影响。
1.3 混凝土性能要求混凝土在不同的工程中，需要满足不同的性能要求。
例如，桥梁工程中混凝土需要具有一定的耐久性和抗裂性，建筑工程中混凝土需要具有一定的强度和密实度等。
因此，在进行混凝土配合比设计时，需要根据具体的工程要求，确定混凝土的性能指标。
1.4 配合比设计原则混凝土配合比设计的原则是，根据混凝土的性质、原材料的特点和混凝土性能要求，确定合理的配合比。
在确定配合比时，需要考虑原材料的使用效率、施工工艺和混凝土的工作性能等因素，以实现混凝土的经济性、可行性和可靠性。
二、混凝土配合比设计方法2.1 强度法强度法是一种常用的混凝土配合比设计方法。
该方法是根据混凝土强度指标的要求，通过试验和计算确定混凝土的配合比。
在进行强度法设计时，需要先确定混凝土的强度等级和强度指标，然后通过试验和2.2 极限状态法极限状态法是一种以混凝土结构的极限状态为基础的设计方法。
该方法是根据混凝土结构的极限状态要求，通过试验和计算确定混凝土的配合比。
在进行极限状态法设计时，需要先确定混凝土结构的极限状态要求，然后通过试验和计算确定混凝土中水泥、砂、石、水等原材料的配合比。
关于混凝土配合比选择方法的讨论__省略_的选择和配合比计算方法的建议之二_廉慧珍
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2009.05.001
混
凝
土
Concrete
理论研究 THEORETICAL RESEARCH
关于混凝土配合比选择方法的讨论
—— —关于当代混凝土配合比要素的选择和配合比计算方法的建议之二
（4）按施工性要求选择砂石比，按《混凝土技术要求》中的 混凝土目标性能确定矿物掺和料掺量和水胶比。
（5）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。
（6）根据工程特点和技术要求选择合适的外加剂，用高效 减水剂掺量调整拌和物的施工性。
3 混凝土配合比选择的步骤
（1）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、 拌和物坍落度、1 h 坍落度最大损失（如果有）。
最大胶凝材料的限定范围，由试配拌和物工作性确定，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。
表 1 不同等级体积比） 用水量（/ kg/m）3
C30~C50（不含 C50）
≤0.32（1∶2）
廉慧珍 1，李玉琳 2 （1. 清华大学 土木水利学院，北京 100084；2. 北京中宏盛建设工程质量检测有限责任公司，北京 100000）
基于颗粒最紧密堆积理论的超高性能混凝土配合比设计共3篇
基于颗粒最紧密堆积理论的超高性能混凝土配合比设计共3篇基于颗粒最紧密堆积理论的超高性能混凝土配合比设计1超高性能混凝土（UHPC）是一种工程材料，具有高强度、高韧性、自养抗裂性等优良性能，已被广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等重要工程中。
在UHPC的配合比设计中，颗粒最紧密堆积理论是一个重要的参考依据。
本文将详细介绍UHPC的配合比设计理论基础和应用方法。
1. 颗粒最紧密堆积理论颗粒最紧密堆积理论是由科学家克鲁格提出的，其基本思想是在给定条件下，颗粒能够实现最紧密的堆积，从而获取相应的比表面积最小值。
颗粒最紧密堆积理论是多孔材料设计的重要理论基础，其应用范围广泛，例如，土工、固体废弃物处理、金属腐蚀、混凝土等。
2. UHPC配合比设计UHPC中的原材料主要包括水泥、石英粉、细砂、矿渣微粉、硅烷、高性能纤维与钢纤维等。
其中，颗粒尺寸、比表面积、成分和掺配量等因素将直接影响UHPC的性能和构造特性。
因此，在UHPC的配合比设计中，颗粒最紧密堆积理论是非常重要的。
UHPC的配合比设计目的是最大限度地提高材料性能，保证混凝土具有高的强度和韧性，同时还具有其他性能指标，例如自流性、强度发展、抗渗性和耐久性等。
在UHPC的配合比设计中，需要考虑以下几个方面：（1）石英粉的比例石英粉是UHPC中的重要材料，其比例决定着UHPC的强度和抗裂性。
石英粉的质量应该大于水泥和粗细骨料质量的总和。
在石英粉中，需要考虑不同尺寸和粒度分布的颗粒，以达到颗粒最紧密堆积的效果。
（2）细砂的比例细砂是UHPC中的重要组成部分，其比例对UHPC的工作性能有直接影响。
比较好的UHPC配合比是石英粉、水泥和细沙之间的比例为1:1:1，有助于提高混凝土的工作性能和耐久性。
（3）纤维材料的比例高性能纤维和钢纤维是UHPC的重要组成部分，在UHPC的配合比设计中应考虑合适的纤维比例，以提高混凝土的韧性和抗裂性。
理论上，纤维比例应当在2%和5%之间，以不断优化韧性和抗裂性。
利用堆积密度优化混凝土配合比的研究
利用堆积密度优化混凝土配合比的研究摘要：混凝土单方成本一直是各工程与预拌混凝土企业关注的热点，特别是目前水泥、砂石等受环保压力与运输限制，混凝土单方成本不断攀升。
基于此，本文分析了堆积密度优化混凝土配合比，提出采用粗细骨料紧密堆积和部分石粉替代细骨料的方法，实现混凝土最密实结构。
试验表明，将原级配石子进行筛分并进行复配实现紧密堆积可减少11kg胶材用量，混凝土强度与和易性不出现变化。
采用石粉替砂的方式实现细骨料紧密堆积，可使混凝土单方胶材用量降低30kg。
配合比优化后减少了胶凝材料用量，大幅减少了水化热，降低了生产成本。
关键词：堆积密度；预拌混凝土；配合比优化引言：本文针对常用强度等级C30在不改变原有材料品质的条件下，对粗细骨料进行优化，使其具有更大的堆积密度，降低空隙率，从而实现配合比的优化，降低混凝土单方成本。
试验结果表明，采用最大堆积密度优化后的配合比，在水胶比不变条件下，可节约胶凝材料用量并配制出与基准混凝土同和易性、同强度的混凝土。
1 所需原材料水泥：天津振兴P.O42.5水泥，勃氏法比表面积353m2/kg，密度3.08g/cm3，粉煤灰：天津海得润滋「级粉煤灰，细度8.0%，需水量比95%，密度2.3 g/cm3，矿粉：天津钢宏28d活性指数100%。
石灰石粉：廊坊某厂产石粉，细度3.2%，MB值0.3，密度2.78 g/cm3。
砂：河北遵化人工机制Ⅱ区中砂与II区河砂。
细度模数2.8，含泥量3.2%。
其中Ⅲ区细度模数2.2，含泥量5.6%。
石子：河北玉田5~31.5mm连续级配碎石，针片状含量2%，压碎值5.7%，表观密度2840kg/m3，堆积密度1617 kg/m3'，空隙率43%。
外加剂：天津飞龙聚羧酸减水剂，含固量18.6%，减水率31%.2 试验与讨论混凝土配合比设计方法按JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》重量法设计。
砂石堆积密度和空隙率按GB/T14684-2011《建设用砂》进行试验。
浅谈混凝土配合比设计方法
浅谈混凝土配合比设计方法1.概述根据混凝土工程对混凝土性能的要求，结合调研的当前预拌混凝土企业的配合比设计和使用情况分析，工作性设计对混凝土现代化施工工艺有重要的意义。
提高新拌混凝土的工作性可以改善混凝土的填充性、易密性和匀质性，从而满足混凝土结构的施工性要求。
因此，根据实践需要，应该在配合比设计阶段充分考虑工作性要求，以工作性为基础建立配合比设计方法，在现场采取科学的混凝土拌和物质量验收方法，确保混凝土结构的最终质量。
2.混凝土配合比设计方法2.1配合比设计的信息收集（1）工程信息资料任何预拌混凝土都是为工程及工程施工服务的，配合比的设计必须满足工程要求。
除满足强度要求外，还必须满足工作性的要求。
此外，为保证混凝土工程的安全性、耐久性，还必须满足相应技术规程、规范、标准的要求。
（2）原材料质量信息目前预拌混凝土市场发展迅速，市场上原材料供应紧张，原材料来源复杂，混凝土配合比的设计必须针对原材料实际状况而确定，并能根据原材料波动情况及时作出配合比调整。
（3）环境条件环境条件一般包括温度、湿度、交通状况等。
不同的环境条件对配合比设计的要求不同，如夏季施工，由于气温较高，混凝土表面水蒸发速度较快，应考虑防止预拌混凝土干缩裂缝和混凝土坍损过大，这就要求在配合比设计时适当降低砂率，降低砂率可加快现浇混凝土表面水析出速度，以平衡混凝土表面水蒸发速度，防止干缩裂缝，降低砂率还有利于减少坍损。
2.2 参数的选择（1）使用《普通混凝土配合比设计规程》选择参数在《普通混凝土配合比设计规程》中，就参数的选取有一些规定，这些规定是根据生产实践中的经验得来的，可直接使用，例如：在用水量的确定上，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5~10 ㎏，采用粗砂时，则可减少5~10 ㎏，对流动性、大流动性混凝土的用水量，以坍落度90 mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm，用水量增加5 ㎏。
对砂率的选取有下列规定：a、对细砂或粗砂，可相应地减小或增大砂率。
紧密堆积混凝土配合比模型的建立
混凝土性能与其配合比密切相关。近些年来，水泥混凝土的流动性和耐久性受到格外重视，尤其在配制高流动性和自密实性等高性能混凝土时就更加重要。普通混凝土配合比设计由于水泥用量较大，从而导致混凝土中水泥浆体出现干缩龟裂等耐久性不良问题。提高混凝土等级节能、节材成为一种发展趋势，而混凝土等级愈高，节约水泥的潜力愈大。从集料最紧密堆积、耐久性和孔结构，水泥石一粗集料高黏接强度诸方面整合其最佳结构模型。进一步通过试验，综合原材料择优、集料级配，“双掺”技术，掺合料强度激发剂，水泥强度富余系数利用等因素，确定实现上述目标的技术路线，以便于工艺过程实施。
1813年，法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。
1824年，英国建筑工人J.阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘土为原料，按一定比例配合后，在类似于烧石灰的立窑内煅烧成熟料，再经磨细制成水泥。因水泥硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥。它具有优良的建筑性能，在水泥史上具有划时代意义。
1893年，日本远藤秀行和内海三贞二人发明了不怕海水的硅酸盐水泥。
20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。
中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改称为硅酸盐水泥至今。2007年中国水泥年产量约11亿吨。
Key WOrds：model ofconcrete structure；largest close-packing；double-admixtures；elerating—agent.
2019年08论混凝土配合比的合理设计方法.doc
论混凝土配合比的合理设计方法北京市建筑工程研究院傅沛兴摘要：近几十年来混凝土科学技术有了飞跃的发展，但混凝土配制技术却只是在传统方法的基础上不断修改补充，未能达到现代混凝土形成的科学规律性。
为此，有必要从现代混凝土的特点出发，通过系统的试验研究，从新探讨现代混凝土配合比科学合理的设计方法。
本文通过大量反复的试验研究提出，应由水泥基胶结材浆体体积、空气体积与砂、石体积组成混凝土配合比。
并着重论述水泥基胶结材浆体的设计配制方法以及按堆积密实原则设计砂、石量的方法。
在对堆积密实型连续级配进一步研究中，将国内外常用的富勒氏连续级配计算式，针对混凝土拌合物流变性类型，分别建立为五个计算式；并明确每种稠度类型的混凝土均有其符合流变性规律的适宜石子量；以及不论哪种类型混凝土，其砂率均必然随胶结材浆体量变化而改变的规律。
从而将国内一向以砂率为主要设计参数的混凝土配合比设计方法，改变为以胶结材浆体量与石子量为主要参数的设计方法。
混凝土以其原材料来源广泛，能配制从C10至C100以上的强度，能浇注进任何形状尺寸的模型，并能用钢筋、纤维直至预应力筋进行增强的优势，已广泛应用于房屋建筑、道桥、涵洞、海港、空港，直至海上采油平台，原子反应堆等所有土建工程。
随着混凝土科学技术的发展，混凝土配制技术相应地不断改进。
许多国家的标准也随之补充修改，但至今还缺乏针对现代混凝土的特点，从新进行系统的探索研究，求取现代混凝土配合比内在的科学规律性。
本文就此进行论述。
一、混凝土配合比的传统理论与现状初期的混凝土只是由水泥、砂、石加水拌和而成的，因而早期混凝土配合比多是采用木板钉成的50L～60L两端带把的料斗，以水泥：砂：石为1：2：4或1：3：6的体积比进行配合。
1919年美国人Abrams D提出水灰比定则后，各国开始探索研究按照结构物强度设计混凝土配合比。
但当时一般土建工程对混凝土强度等级的要求并不高，例如上世纪五六十年代混凝土强度等级多为50号到170号，即抗压强度为50㎏/cm2至170㎏/cm2，七十年代开始出现200号的相对高的强度等级。
基于砂石紧密堆积理论的混凝土配合比研究
建筑施工·第43卷·第2期303基于砂石紧密堆积理论的混凝土配合比研究冯爱权上海建工建材科技集团股份有限公司 上海 200086摘要：根据Dinger -Funk方程，计算混凝土砂石材料的最紧密堆积理论级配，调整颗粒分布系数。
混合现有不同级配的砂石，计算混合后砂石级配在不同情况下与理论级配的相关性，选取相关性较大的几组级配进行试验，对比混凝土流动性、强度。
结果表明：碎石的紧密堆积有利于混凝土流动性，对混凝土强度影响不大；砂紧密堆积时无法满足混凝土和易性要求，需改变砂级配或通过特细砂对浆体稠度进行调整。
关键词：紧密堆积；级配；流动性；强度中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2021)02-0303-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2021.02.043Research on Concrete Mix Proportion Based on Sand andGravel Tight Packing TheoryFENG AiquanShanghai Construction Building Materials Technology Group Co., Ltd., Shanghai 200086, ChinaAbstract: According to the Dinger -Funk equation, the tightest packing theoretical gradation of concrete aggregate material is calculated, and the particle distribution coefficient is adjusted. The existing sand and gravel with different gradation are mixed, and the correlation between sand and gravel gradation and theoretical gradation is calculated under different conditions. Several groups of gradations with high correlation are selected to test and the fluidity and strength of concrete are compared. The results show that: the tight packing of gravel is beneficial to the concrete fluidity, but has little effect on the concrete strength; when the sand is tightly packing, it cannot meet the requirements of concrete workability, so it is necessary to change the sand gradation or adjust the slurry consistency by ultra -fine sand.Keywords: tight packing; gradation; fluidity; strength表1 砂级配筛孔边长/mm ≤0.150.15～＜0.300.30～＜0.500.50～＜1.18 1.18～＜2.35 2.35～＜4.75≥4.75 机制砂分计筛余/% 5.4 4.4 16.4 9.723.141.10细砂分计筛余/%9.6 38.6 48.3 2.3 1.2 0 0特细砂分计筛余/%17.876.06.23）石子，江西5.00～26.50 mm 碎石；细石，江西5.00～16.00 mm 碎石。
混凝土配合比设计方法
混凝土配合比设计方法1混凝土配合比设计方法在应用时存在的问题现如今，混凝土工程在实际开展时，大多数混凝土配合比设计人员依然采取传统的混凝土配合比设计方法。
而传统的混凝土配合比设计方法并不能在设计的周期和设计的变量上充分满足现代工程开展所需。
设计人员只是凭借自身经验将配比方案进行调整，致使混凝土配合比设计方法应用并不合理，混凝土在工程中进行应用时并不能发挥实践性的促进作用。
另外，在现代工程中，矿物粉料和外加剂逐渐融入到混凝土配合比设计工作中，设计人员并不依据实际情况将矿物粉料用量和外加剂的用量进行合理管控，而是凭借自身经验控制输出量，在这种情况下，很难在混凝土制作的过程中形成具有特殊性能的混凝土，甚至还会浪费过多的材料，影响混凝土在H程中使用的性能，影响工程实际成本输出。
因此，若想使混凝土配合比设计方法在应用时减少问题，并且增强应用的效果，首先需要对设计人员的传统设计理念进行转变，或者工程在开展之前引进大批量的专业设计人员，这样便可以在高素质设计人员的引领下，使混凝土配合比设计方法更加合理，使矿物粉料和外加剂渗入的量符合混凝土制作所需。
此外，许多混凝土配合比设计方法大多数是建立在实践经验以及试验基础上而实施的，其中涉及到的应用理论和工程技术的系统研究是比较少的。
因此，并不属于大家公认的设计方法，使混凝土配合比设计方法在应用时存在众多问题，影响混凝土应用性。
另外，我国许多混凝土配合比设计方法还处于试验研究阶段，研究的领域并不宽阔，存在较多的局限性，合理的配合比设计方法都是通过反复检验和修改后进行确定的，若混凝土配合比设计人员对设计方法进行调整时只是凭借自身经验将相关任务进行执行，那么混凝土配合比设计方法在应用时并不具备科学性，既不能提高混凝土在制作过程中的性能，而且会影响混凝土工程实施的整体质量，对工程企业整体发展和社会经济发展产生较大影响。
因此，混凝土配合比设计人员需要将科学合理的设计方法进行应用，将大家公认的设计方法进行执行，这样才能增强配比的指导性，让混凝土在制作的过程中更加顺利，让混凝土在工程中应用时可以发挥应用的影响和价值。
17-致密堆积混凝土配合比设计的
0.准备工作 1.系数确定 2.用量计算 3.空隙计算 4.浆量计算 5.算水胶比 6.粉料计算 7.试拌 8.密度测试 9.配比修正
（1）浆体富余系数，n； 根据拌合物流动性要求，确定n值
（2）计算浆体体积，VP；
致密堆积砼配合比设计的理论基础与实践
二.致密堆积配合比设计过程
（2）称料、试拌，测试流动性（坍落度、扩展度）
致密堆积砼配合比设计的理论基础与实践
二.致密堆积配合比设计过程
0.准备工作 1.系数确定 2.用量计算 3.空隙计算 4.浆量计算 5.算水胶比 6.粉料计算 7.试拌 8.密度测试 9.配比修正
（1）测试试摸或容量筒质量（一般用容量筒，塑料试模 也可以）M0； （2）按规定要求将拌合物装入试模或容量筒； （3）测试拌合物+试模（容量筒）质量M1； （4）计算拌合物实际表观密度：
0
20
40
60
80
100
120
(粉煤灰+砂）取代量/%
图6 粉煤灰与砂混合物取代石子 试验结果
致密堆积砼配合比设计的理论基础与实践
一.致密堆积的物理基础
（四）致密堆积系数
0.1298 P 7.7196 0.3527P 27.397
致密堆积砼配合比设计的理论基础与实践
二.致密堆积配合比设计过程
1.水泥浆用量已计算，Vp； 2.设水泥用量为C,有：
解方程，即可求C及W
致密堆积砼配合比设计的理论基础与实践
二.致密堆积配合比设计过程
0.准备工作 1.系数确定 2.用量计算 3.空隙计算 4.浆量计算 5.算水胶比 6.粉料计算 7.试拌 8.密度测试 9.配比修正
（1）计算试拌15升各材料用量 此时是以15升混合骨料为计算基准进行试拌
紧密堆积混凝土配合比设计方法研究
摘要水泥混凝土广泛应用于基础建设各个领域，随着经济发展、科技进步，人们对其使用品质要求越来越高。
现行混凝土配合比设计方法设计的混凝土以悬浮密实型结构为主，易在集料与水泥石粘结处发生破坏，且尚未充分发挥粗集料的作用。
为此，本研究在体积法的基础上，提出了粗集料紧密堆积结构与紧密堆积型水泥混凝土概念，并对其工作性、强度特性及其设计方法开展了系统研究，以期节约成本，提高混凝土性能，具有重要工程实用价值。
粗集料紧密堆积结构是指骨架颗粒与填充颗粒之间充分嵌锁、紧密排列、不干涉或少干涉，使其达到合理密实状态时形成一个多级空间骨架结构；在此基础上，利用砂填充粗集料振实剩余空隙，粉煤灰作为填充砂振实剩余空隙，再用水泥净浆润滑和填充混合料的剩余空隙，形成紧密堆积型水泥混凝土。
综合研究成果，提出了紧密堆积型混凝土配合比设计方法，并与现行设计方法对比表明，同等强度、工作性要求下，紧密堆积型水泥混凝土比现行设计方法确定的混凝土的经济性更好，且设计方法可操作性强，简便实用，可以直接应用于工程实际。
关键词：水泥混凝土，工作性，强度特性，配合比设计方法ABSTRACTConcrete widely used in infrastructure construction in various fields, along with economic development, scientific and technological progress, people use their increasingly high-quality. The existing design of concrete mix designed to suspension-compacting concrete structure-oriented and easy to damage in bonding of aggregate and cement, and has yet to give full play to the role of coarse aggregate. For this reason, basing on the Volume and Interference theory, the study put forward a coarse aggregate embedded lock skeleton structure and embedded lock dense concrete concept, and research systematically on its working, strength and design, with a view save costs and improve the properties of concrete,important works have practical value.The coarse aggregate embedded lock skeleton structure is that skeleton particles embed fully, work closely, non-interference or less with peanuts, and to reach a state of reasonable density to form a multi-level space frame structure; on this basis, use sand to fill coarse aggregate remaining gap, use cement paste to lubricate and fill the remaining gap of coarse aggregate and sand mixture, forming dense embedded lock-cement concrete.Comprehensive research results, put forward the embedded lock-dense concrete mix design method, and compared the existing design methods show that the same intensity, working, embedded lock density cement concrete cement concrete mix design are better than the existing concrete on economy better, can be highly workable, simple and practical, can be directly applied to engineering practice.Key words: cement concrete, working, strength, mix design methods目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究背景 (1)1.3 国内外混凝土配合比设计方法研究概况 (3)1.4 主要研究内容与技术路线 (7)1.4.1 主要研究内容 (7)1.4.2 技术路线 (7)第二章普通混凝土、紧密堆积混凝土 (9)2.1普通混凝土配合比设计 (9)2.1.1普通水泥混凝土(ordinary cement concrete) (9)2.1.2普通水泥混凝土的组成设计 (9)2.2紧密堆积混凝土配合比设计 (14)第三章试验研究 (17)3.1试验设计思想 (17)3.2试验方法 (17)3.3试验仪器及设备 (18)3.4试验原材料选择 (18)3.4.1水泥 (18)3.4.2粗集料 (19)3.4.3细集料 (19)3.4.4水 (20)3.4.5原材料试验 (20)3.5初步紧密堆积混凝土试验 (25)3.5.1初步试验设计 (25)3.5.2初步试验结果及分析 (26)3.6对比试验 (28)3.6.1对比试验设计 (27)3.6.2对比试验结果及分析 (28)3.7 综合对比分析 (28)第四章经济技术分析 (29)4.1经济效益分析 (29)4.2环境效益分析 (30)第五章结论与建议 (31)5.1结论 (31)5.2建议 (32)参考文献 (33)致谢： (34)第一章绪论1.1引言建筑工程的质量问题是关系到国家人民生命财产安危的千年大计。
基于骨料最紧密堆积的混凝土配合比设计
基于骨料最紧密堆积的混凝土配合比设计李玉龙;孟凡杰【摘要】传统的混凝土配合比设计使用质量法,计算过于粗略,且没有考虑骨料的具体状况,有必要进行改进.提出并建立了骨料混合模型,并根据这一模型推导出两骨料最紧密堆积时的质量比例,并用相关试验验证了可行性.以此为基础提出了两种基于骨料最紧密堆积的混凝土配合比设计方法:浆体法和体积法,试验效果良好.研究成果符合现代的混凝土设计思路和要求,一定程度上可以提高混凝土的性能,应用起来更加方便.【期刊名称】《国防交通工程与技术》【年(卷),期】2015(013)006【总页数】5页(P17-21)【关键词】骨料;最紧密堆积;混凝土配合比设计;浆体法;体积法【作者】李玉龙;孟凡杰【作者单位】中铁建设集团有限公司,北京100040;中铁十六局集团有限公司路桥工程有限公司,北京101500【正文语种】中文【中图分类】TU528混凝土是现代建筑工程中用途最广、用量最大的建筑材料之一。
目前全世界每年生产的混凝土材料超过100亿t。
广义上来讲，混凝土是以胶凝材料、散粒状材料以及必要的外掺组分，按照一定比例配制，凝结硬化而成的人工石材。
而在混凝土中用量最大的是骨料，在混凝土中所占的体积约为70%～80%。
由于骨料不参与水泥复杂的水化反应，因此，过去通常将其视为一种惰性填充材料，起骨架作用。
随着混凝土技术的不断深入研究和发展，混凝土材料与工程界越来越意识到骨料对混凝土的许多重要性能如和易性、强度、体积稳定性及耐久性等都会产生很大的影响[1]。
骨料在混凝土中有以下作用：①在经济上，节约降低成本。
②在性能上，使混凝土的体积稳定性明显的增强，耐久性也有所提高；力学性能有所改善，弹性模量提高；可以使用特殊骨料配制用特殊性能的混凝土。
所以骨料的状态和性能对混凝土的各方面性能有着重大的影响。
在混凝土中胶凝材料浆体的需求量是集料间需要填充的空隙和集料包裹的面积决定的，所以希望选择空隙率低、比表面积相对较小的集料。
密实骨架堆积法混凝土配合比设计mtm
密实骨架堆积法混凝土配合比设计1、密实骨架堆积法设计法原理采用密实骨架设计配合比，是通过寻求混凝土中的粗细集料的最大容重来寻找最小空隙率，通过曲线拟合可以得出骨料间的最佳比例，使得制备出的混凝土有较好的工作性、较高的强度、优良的耐久性和经济性。
粉煤灰的密度和细度均比砂小，从材料堆积理论上讲，密度小的材料填充密度大的材料，其曲线会表现为具有峰值的抛物线形式图。
按四分法取料，进行最密容重测定，将实验数据通过曲线拟合得出致密堆积系数α、β，获得最大堆积密度Uw 。
首先将不同比例的粉煤灰与砂进行充填单位重试验，获得最大单位重，再以粉煤灰与砂为细集料与石子进行充填单位重试验，从而获得三者最大单位重。
密实堆积设计是通过矿物掺和料填充细集料空隙、矿物掺和料和细集料的混合物填充粗集料之间的空隙来实现最小空隙率Vv ，再利用Vv 控制混凝土中的水泥浆体用量Vp ，从而达到减少混凝土中水泥用量和单位用水量。
浆量Vp 与空隙Vv 、集料表面积s （含粉煤灰）和浆量厚度t 之间的关系为：Vp=Vv+s*t=N*Vv ，依据强度和耐久性要求设定水胶比，借鉴普通混凝土的水胶比取值，C30混凝土的水胶比可在0.36～0.40之间选取，C40混凝土的水胶比在0.32~0.36之间选取，C50混凝土的水胶比在0.28~0.32之间选取；最后再求出拌和水量。
2、密实骨架堆积法设计法算例以某桥C30大体积拱座混凝土、某桥塔座C40实心段混凝土、塔实心段C50混凝土为例。
该工程的相关原材料物理性能参数如下：水泥：重庆腾辉P.O42.5水泥，表观密度3100kg/m 3；粉煤灰：重庆华珞Ⅰ级粉煤灰，表观密度为2250 kg/m 3，Ⅱ级粉煤灰，表观密度2200 kg/m 3； 砂：合江当地的河砂，表观密度为2760 kg/m 3； 卵石：合江当地的卵石碎石，表观密度为2700kg/m 3。
以下为采用密实骨架堆积法进行的混凝土配合比设计演算过程： 第一步：密实骨架堆积法相关参数推导，具体计算步骤如下：1)确定粉煤灰填充砂的比例，/()f f s w w w α=+；2)以α比例的细集料(含粉煤灰与砂)填充粗集料得最大堆积因子()/()f s f s a w w w w w β=+++；3)由此得出最大单位质量为w U ；注：其中f w 、s w 、a w 分别表示粉煤灰、砂、粗集料的单位重量。
论混凝土配合比设计方法研究进展
论混凝土配合比设计方法研究进展摘要：评述了近年来对混凝土配合比设计方法的研究和开发的成果。
传统的基于经验的配合比设计方法不能完全适应现代混凝土工程的需要，在配制高性能和特殊性能混凝土时遇到不少困难。
研究人员一直在着力于研究新的设计方法，包括全计算法、计算机化的设计方法、配合比优化设计、基于专家系统、人工神经网络和神经专家系统的方法等，其中智能化的优化设计方法正日益引起人们的关注。
所有这些方法都在一定程度上促进了混凝土科学技术的发展。
关键词：配合比设计；优化设计；存在问题一、前言混凝土配合比设计是指以适当比例的水泥、骨料、水和外加剂配合以获得合乎规范的混凝土，配合比设计的一个目的就是要得到符合性能的混凝土，另一个目的是在尽可能低的成本下获得满足性能要求的混凝土。
合理的混凝土配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成份的用量，获得最经济和适用的混凝土。
因此配合比设计的过程是一个能使各种相抵触的作用相互的得到平衡的技术。
本文就国内外混凝土配合比设计方法研究进展进行介绍，并提出目前存在的一些问题。
二、目前混凝土配合比设计方法存在的问题（一）传统的普通混凝土配合比设计方法是一种基于经验的方法，不能在设计的周期和设计的变量上充分满足现代工程的需要。
随着矿物粉料和外加剂的掺入，基于经验的配合比设计方法难以配制出组分复杂、具有特殊性能的混凝土。
且假定容重法对当前混凝土的配制已不再具有普适性。
但是如今普遍使用较大掺量的矿物掺合料，例如粉煤灰表观密度为1.90~2.40g/cm3，磨细矿渣表观密度约为 2.60g/cm3，与水泥表观密度的 3.0g/cm3左右相比相差就大了，按原来经验假定的表观密度计算，则体积都会大于 1m3，掺合料越多，大得越多[25]。
但是这并不代表假定容重法已经一概失去意义，有些文献[26]仍然采用假定容重法进行配合比设计。
（二）各种性能混凝土的配合比设计，一直没有一种大家公认的设计方法，只有一个指导性原则。
密实骨架堆积法清水混凝土配合比设计及应用
密实骨架堆积法清水混凝土配合比设计及应用摘要：我国，随着混凝土工程的逐渐发展。
对混凝土外立面质量要求越来越高，传统的普通混凝土配合比设计已经不能满足对混凝土外观的要求［5］。
随着环保建筑的建设需要，大家环保意识的逐渐提高，自然的混凝土外观质量渐入人心，一种新的配合比设计和先进的施工工艺随着时代发展孕育而生［2］，通过使用骨架密实堆积的曲线计算出粉煤灰和细集料的最大堆积单位重量，并可以计算出空隙率，由堆积系数α、β分别计算出粉煤灰、粗细集料用量，最后计算出配合比各种材料用量，该配合比所带来的不仅仅是外观质量，通过该方法设计的配合比在同样的胶凝材料用量下，强度比普通混凝土配合比设计的要提高约5～15MPa ［3］，该配合比设计以汶马高速项目为依托为，同时为同类型项目提供了技术参考。
关键词：高性能；清水混凝土；密实骨架堆积法配合比设计与应用［1］中图分类号：TV331 文献标志码：B0前言采用密实骨架堆积法高性能桥梁防撞护栏清水混凝土设计、利用消泡剂使混凝土在具有良好工作性的情况下控制含气量达到混凝土密实、无蜂窝麻面再结合先进的施工工艺最终达到清水混凝土的外观质量要求。
1工程概况汶马高速公路C4标段克枯特大桥右幅全桥通长布置，桥长2447m，全桥共10联，孔垮布置为：30+17×40+3×30+8×40+5×30+5×40+5×30+13×40+5×30+3×40+1×30,。
大桥起点与C3标汶川1号隧道出口相连，止点直接与桑坪隧道进口连接。
最小平曲线半径556.12m，最大设计纵坡2.28%。
右幅桥上部采用30m、40m钢管混凝土桁架桥，钢-混凝土组合桥面板；采用桥面连续形式，铺5cm厚改性沥青桥面铺装。
下部使用钢管混凝土墩柱，墩柱和桥台合理布置，桩基础。
左幅桥全桥通长布置，桥长2419m，全桥共10联，孔垮布置为：30+17×40+3×30+8×40+7×30+5×40+3×30+13×40+5×30+3×40+1×30,。
浅谈混凝土配合比的合理设计方法
浅谈混凝土配合比的合理设计方法摘要：在社会经济的不断发展中，我国建筑行业取得了突破性的进展，人们生活生产水平质量的提升，对建筑工程的建设质量给予了高度的重视。
众所周知，在建筑工程中混凝土是不可缺少的重要组成材料，在实际的施工过程中对混凝土配合比进行合理的设计，就能够保证混凝土的强度，满足建筑施工的需要，也能够不断的提升建筑的安全性和稳定性。
由此可见，对混凝土配合比进行合理设计是至关重要的，也是不可忽视的重要工作组成，也是促进建筑行业可持续发展的前提条件。
关键词：混凝土配合比；合理设计；方法随着建筑行业的不断发展，混凝土在各个基础建筑领域中都得到了大范围的使用，再加之人们对建筑质量的重要性有了明确的认知，但是在当前的建筑施工中，不少施工单位不能够对混凝土配合比的设计方法有所掌握，使得在实际的施工中有空隙等问题的出现，对建筑的整体质量和强度造成了威胁。
所以，就要结合时代的发展，对混凝土配合比的设计方法有所理解和掌握，就能够确保建筑质量。
一、混凝土配合比设计的原则分析在混凝土中主要是以水泥作为主要的材料，在其中添加一些粉状掺合料以及外加剂配置的胶结浆体，把砂、石进行充分的搅拌，在梁、板、柱等模型中进行浇筑，从而形成了建筑施工所需的建筑材料。
在进行混凝土配制生产中，不仅需要将水泥基胶结浆体搅拌均匀，还需要在搅拌中将其中的砂、石颗粒进行分离处理，经过振捣等工艺就能够促进砂、石的紧密堆积，在胶结材料的作用下仅仅的粘固在一起。
泵送大流动性混凝土同自密实混凝土需要胶结浆体的填充，这样才能够更加具有紧密性和流动性，在施工的过程中将砂石悬浮在胶结材料中。
在混凝土生产搅拌工作中，不可避免的是砂石会带入少量的空气，因为对耐久性有一定的要求，就要利用引气剂将其中的气体排解出去。
因为混凝土是一种具有原材料，其中含有固、液、气三相的多元多相水泥基复合材料，所以在实际的配置设计过程中要循序以下几点原则：第一，混凝土一般是由胶结材浆体体积、砂体积、石体积以及空气体积组成，在是的配合比设计过程中要结合这四部分体积来进行；第二，水泥基胶结材浆体直接决定了混凝土的强度以及施工的工作性能和耐久性，所以在进行配合比的设计中要结合施工工艺以及强度方面的需求，对水泥的种类、水灰比、减水剂种类、掺合料种类以及用量等等进行严格的控制；第三，砂、石以及粉状的固体颗粒要进行严密的堆积；第四，搅拌的混凝土要结合施工工艺的实际需求来讲施工性能展现出来；第五，混凝土浇筑完成之后要进行振捣和养护等方面的工作，这个过程中要结合建筑的结构设计和性能的要求来进行。
混凝土配合比的方法与探讨
混凝土配合比的方法与探讨发表时间：2019-04-08T15:10:34.183Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：刘影妮[导读] 混合比的定量科学计算是能够允许的，应缩短混合比的分配时间。
混合设计的发展趋势是由经验走向科学，由半定量走向定量。
陕西路桥集团有限公司陕西西安 710065文摘:混凝土配合比设计是混凝土材料科学中最基本、最重要的问题。
混凝土是一个高度异质和复杂的系统。
因为原材料的变化和要求混凝土性能的提升，混凝土变得越来越复杂。
目前的简单方式已不再可用，需要进一步的科学研究。
在此基础上，探讨了混凝土配合比的确定方法。
关键词:混凝土配合比;方法;讨论1、前言混凝土配合比的设计方法很多。
在选取或计算各种因素时，有些利用经验方法直接假设，有的采用定量计算，有的通过实验得到最优值。
任何初始混合料在投入生产前必须在实验室进行测试和分配。
因此，混合比的定量科学计算是能够允许的，应缩短混合比的分配时间。
混合设计的发展趋势是由经验走向科学，由半定量走向定量。
2、混合设计过程2.1骨塑比例的选择在新拌混凝土中，水泥浆一般起润滑的效果，使混凝土具有更好的和易性。
如果使用更少的浆料，用更少的浆料覆盖砾石表面，混凝土的流动性就会更小。
但浆体过多不利于混凝土的耐久性。
因此，浆体选择原则是:在满足混凝土性能的前提下，尽可能选择最小浆体骨量比。
美国的Mehta教授和Aitcin教授对HPC加以大量分析。
他们认为，为了达到最佳施工效果，混凝土、水泥浆体和骨料的舒适性和强度性能应具有最佳体积比，即V (e): V (a) = 35:65。
但是一般情况下普通混凝土，没有必要设置这么大的浆体体积。
选择浆骨比的参照GB/T50746—2008《混凝土结构耐久性规范》，见表1。
表 1 不同等级混凝土最大浆体体积式中：f——细度，m——需水量，n——烧失量。
引入胶凝系数概念后，计算过程中容易发现，粉煤灰掺量越大，计算出的水胶比越低，这与粉煤灰在工程中的实际应用是一致的。
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摘要水泥混凝土广泛应用于基础建设各个领域，随着经济发展、科技进步，人们对其使用品质要求越来越高。
现行混凝土配合比设计方法设计的混凝土以悬浮密实型结构为主，易在集料与水泥石粘结处发生破坏，且尚未充分发挥粗集料的作用。
为此，本研究在体积法的基础上，提出了粗集料紧密堆积结构与紧密堆积型水泥混凝土概念，并对其工作性、强度特性及其设计方法开展了系统研究，以期节约成本，提高混凝土性能，具有重要工程实用价值。
粗集料紧密堆积结构是指骨架颗粒与填充颗粒之间充分嵌锁、紧密排列、不干涉或少干涉，使其达到合理密实状态时形成一个多级空间骨架结构；在此基础上，利用砂填充粗集料振实剩余空隙，粉煤灰作为填充砂振实剩余空隙，再用水泥净浆润滑和填充混合料的剩余空隙，形成紧密堆积型水泥混凝土。
综合研究成果，提出了紧密堆积型混凝土配合比设计方法，并与现行设计方法对比表明，同等强度、工作性要求下，紧密堆积型水泥混凝土比现行设计方法确定的混凝土的经济性更好，且设计方法可操作性强，简便实用，可以直接应用于工程实际。
关键词：水泥混凝土，工作性，强度特性，配合比设计方法ABSTRACTConcrete widely used in infrastructure construction in various fields,along with economic development,scientific and technological progress,people use their increasingly high-quality.The existing design of concrete mix designed to suspension-compacting concrete structure-oriented and easy to damage in bonding of aggregate and cement,and has yet to give full play to the role of coarse aggregate.For this reason,basing on the Volume and Interference theory,the study put forward a coarse aggregate embedded lock skeleton structure and embedded lock dense concrete concept,and research systematically on its working,strength and design,with a view save costs and improve the properties of concrete,important works have practical value.The coarse aggregate embedded lock skeleton structure is that skeleton particles embed fully,work closely,non-interference or less with peanuts,and to reach a state of reasonable density to form a multi-level space frame structure;on this basis,use sand to fill coarse aggregate remaining gap,use cement paste to lubricate and fill the remaining gap of coarse aggregate and sand mixture,forming dense embedded lock-cement concrete.Comprehensive research results,put forward the embedded lock-dense concrete mix design method,and compared the existing design methods show that the same intensity, working,embedded lock density cement concrete cement concrete mix design are better than the existing concrete on economy better,can be highly workable,simple and practical, can be directly applied to engineering practice.Key words:cement concrete,working,strength,mix design methods目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究背景 (1)1.3国内外混凝土配合比设计方法研究概况 (3)1.4主要研究内容与技术路线 (7)1.4.1主要研究内容 (7)1.4.2技术路线 (7)第二章普通混凝土、紧密堆积混凝土 (9)2.1普通混凝土配合比设计 (9)2.1.1普通水泥混凝土(ordinary cement concrete) (9)2.1.2普通水泥混凝土的组成设计 (9)2.2紧密堆积混凝土配合比设计 (14)第三章试验研究 (17)3.1试验设计思想 (17)3.2试验方法 (17)3.3试验仪器及设备 (18)3.4试验原材料选择 (18)3.4.1水泥 (18)3.4.2粗集料 (19)3.4.3细集料 (19)3.4.4水 (20)3.4.5原材料试验 (20)3.5初步紧密堆积混凝土试验 (25)3.5.1初步试验设计 (25)3.5.2初步试验结果及分析 (26)3.6对比试验 (28)3.6.1对比试验设计 (27)3.6.2对比试验结果及分析 (28)3.7综合对比分析 (28)第四章经济技术分析 (29)4.1经济效益分析 (29)4.2环境效益分析 (30)第五章结论与建议 (31)5.1结论 (31)5.2建议 (32)参考文献 (33)致谢： (34)第一章绪论1.1引言建筑工程的质量问题是关系到国家人民生命财产安危的千年大计。
混凝土是道路与桥梁以及房屋工程建设中,应用最广泛、用量最大的建筑材料之一。
混凝土质量的控制也就成为确保工程质量的重要环节。
水泥混凝土属于多相复合材料，是以水泥为凝胶材料，碎石为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的人工石料。
水泥混凝土以其原材料丰富，适应性强，耐久性好，能源消耗与成本较低，同时又能消化大量的工业废渣等特点，己经成为人类社会生活的基础。
水泥混凝土广泛应用于社会基础建设各个领域中，且用量不断增加，使用品质要求不断提高，对工程质量和成本的影响也越来越大。
而在水泥混凝土影响工程质量和成本的诸多因素中，水泥混凝土配合比设计乃是成败的关键；水泥混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式、施工条件等，确定满足工作性、强度及耐久性和其它要求的同时，考虑经济合理的水泥、集料、水及外加剂等各组分的配合比例。
1.2研究背景混凝土配合比设计是混凝土材料科学中最基本且最重要的一个问题。
在过去一个多世纪里，混凝土配合比设计方法几经发展，形成了多种以宏观组成设计参数和力学强度为指标的设计体系。
传统的配合比设计方法是计算—试配法，其计算依据是在普通混凝土组成与性能一般规律的基础上，计算得到粗略配合比，再经试配调整得到以强度为主要指标的配合比，我国几十年来一直沿用这种方法[1]。
推荐图表法，其由地区主管部门积累大量数据，经试验、整理，将配合比的主要参数（用水量、水灰比、砂率及混凝土表观密度等）汇总列表，供技术人员选择使用，有时也列成配合比直接供人取用，一般使用前还需要再经适当试拌和调整。
数据积累法，即设计的混凝土配合比在施工后得到平均强度和施工标准差等指标，经过记录、统计，然后将实际结果（强度、标准差）与设计值（配制强度、预计标准差）比较分析，总结经验，以便下次设计修正、提高，这样经过不断实践，使配合比更加切合实际。
普通混凝土配合比设计方法通常通过合理确定水灰比、单位用水量和砂率三个基本参数，进而得出水泥、水、细集料和粗集料这四种主要组成材料的实际用量。
上述三个基本参数与混凝土的各项性能之间有着密切的关系。
水灰比对混凝土的强度和耐久性起着关键作用，在水灰比一定的条件下，单位用水量则反映了水泥浆与骨料之间的比例关系，单位用水量是控制拌合物流动性的主要因素；而砂率对混凝土拌合物的和易性，特别是其中的黏聚性和保水性有很大影响。
配合比设计时，不同规程、标准和工程要求，对粗集料的最大公称粒径、岩性、针片状含量等原材料性质提出了明确要求，但是，对粗集料的级配及其结构组成的要求相对较弱。
在常见的三种级配结构中，水泥混凝土设计主要利用最大密度曲线理论计算确定连续密实级配。
最大密度曲线理论主要描述了连续级配的颗粒分布，即级配中某一矿质混合料在标准筛孔配成的套筛中进行筛析时，所得的级配曲线平顺圆滑，具有连续的（不间断的）性质，相邻粒径的粒料之间有一定的比例关系（按质量计），这种级配由大到小，逐级粒径均匀，并按比例互相搭配组成矿质混合料，特点是各级骨料均被次级的粒料撑开，充分密实[2]。
连续密实级配混凝土在极限荷载作用下，最易产生三种混凝土强度理论的其中一种破坏，即认为水泥石与骨料间的粘结因沿斜截面的剪应力而被破坏。
另外两种破坏理论为：（1）正应力分布与水泥石和骨料模量之间的比例相对应，即认为应力集中在弹性模量较高的材料上，而在较弱的材料上卸荷，引起水泥石被拉断；（2）受压时的横向膨胀导致骨料本身被拉断引起混凝土的破坏[3]。
一般认为，水泥石的强度、水泥石与骨料间的粘结力、骨料的强度构成了水泥混凝土的强度，现有水泥混凝土配合比设计方法中对前两者重视程度相对较高。
Kaplan[4]于1961年把断裂力学用于混凝土破坏分析时指出，除了水灰比、水泥标号外，粗骨料强度和级配结构对混凝土强度也有重要影响，良好的级配结构能够阻断裂缝的开展。
良好的粗集料结构不仅可以提高混凝土的强度，在荷载作用时，还可以充分发挥粗集料自身的强度；同时，在配制强度一定时，可以节约水泥的用量，减低工程成本。
综上所述，水泥混凝土配合比设计时，若忽视粗骨料的级配所形成的结构对混凝土性能的影响，将影响着工程建设成本和工程质量。