配合比优化方案

配合比优化方案

一.目的：满足和易性和耐久性前提下，降低成本，减少材料用量。

二.配合比优化原则：

1.满足施工和易性要求。

2.满足耐久性要求。

3.满足经济性要求。

三.试验材料：

（1）水泥：安徽省巢东水泥股份有限公司P.O42.5水泥

（2）外加剂：江苏苏博特PCA-I型聚羧酸高性能减水剂

（3）砂：江西赣江II区中砂细度模数2.3-3.0

（4）碎石：彭泽县坤泰矿业有限公司10-20mm、5-10mm二级碎石。（5）粉煤灰：国电安徽力源电力发展有限公司I级粉煤灰。

四.配合比参数优化：

1.混凝土用水量优化

1.1试验方法

保持水胶比不变，改变用水量进行配合比设计及试验；通过改变高效外加剂的掺量，使混凝土塌落度满足设计要求；对不同等级混凝土分别进行试验选择合理的用水量。

1.2试验配合比

以强度等级C30、塌落度要求160-200mm为例，保持水胶比为0.41，粉煤灰掺量为20%不变，用水量选159-184㎏/m³，试验配合比如表1所示：

表1用水量优化试验配合比

1.3试验结果

对表1混凝土配合比进行试验，试验结果如表2所示：

表2用水量优化试验结果

从试验结果来看，混凝土抗压强度并没有随着水泥的用量增加而明显提高，而是遵循着水胶比与强度的线性关系。试验编号W-1由于用水量少混凝土黏度相对偏大；而试验编号W-5、W-6的试验结果虽然符合设计要求，但是经济性差。综上结果：强度等级C30混凝土、坍落度为160-200mm的混凝土，用水量164-169㎏/m³为宜。

2.粉煤灰掺量优化

2.1试验方法

保持混凝土水胶比、砂率、外加剂掺量、胶凝材料总量比变，选用不同掺量的粉煤灰等量代替水泥进同等级对比试验。

2.2试验配合比

粉煤灰优化试验配合比：以强度等级C30、塌落度要求160-200为例，配合比参数：胶凝材料总量400kg、水胶比0.41、砂率为42%、外加剂掺量为1%，改变粉煤灰掺量的试验配合比如表3所示：

表3粉煤灰掺量优化试验配合比

2.3试验结果

对表3配合比混凝土性能进行试验，试验结果如表4：

表4粉煤灰掺量优化试验结果

从试验结果可以看出：粉煤灰对改善新办混凝土和易性起到了较大作用，并随着掺量的增加效果更明显。从试件的抗压强度结果看出：粉煤灰对混凝土的早期强度影响较大，并且随着粉煤灰掺量的增加强度下降的更明显。当粉煤灰掺量从35%增加到40%时，混凝土7天强度下降了4.1 Mpa,同时看出，随着粉煤灰掺量的增加混凝土7天强度和28天强度增长有所加大，6组试验结果除试验编号F-6的28天强度没有达到设计要求外其余均能达到设计要求。综上结果：以强度等级C30、塌落度要求160-200mm的混凝土，粉煤灰掺量为20-25时效果较好。

3.砂率优化

从混凝土理论可知：要使混凝土达到良好的和易性，必须有足够的砂浆填充碎石的空隙并保持富余量，同时要有足够的浆体填充砂

子的空隙，使其起到一定的润滑作用。影响混凝土砂率的因素较多，如：碎石的级配及空隙率，含泥量及针片状含量；砂的级配和细度模数；混凝土浆体含量及用水量等等。

混凝土中骨料分为：粗骨料和细骨料俩种，粗细骨料的用量一般用砂率或单位体积粗骨料用量表示。细骨料过多或过少都会影响混凝土拌合物的流动性好人粘聚性，而碎石的粒形、级配对混凝土的和易性和用水量有较大的影响。因此对砂率及碎石的级配作进一步的优化。

3.1碎石的级配优化

通过改变5-10mm和10-20mm两种规格碎石的掺配比例，进行碎石的紧装堆积密度试验，当5-10mm和10-20mm两种规格碎石按某一比例掺配时，其堆积密度最大、空隙率最小，此时的粒形和级配也最好。

3.2砂率优化

选用基准配合比，改变砂率进行对比试验，通过对拌合物的和易性与混凝土强度的综合评定，选出合适的砂率或最合适的碎石用量。

3.3试验结果

试验结果如表5所示：

表5不同等级混凝土适合的碎石用量

4.水胶比确定

按照JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》要求，混凝土的水胶比，通过计算求得；水胶比的高低与选用的水泥实际强度和设计要混凝土配制强度有关；水胶比与强度成反比例关系，在一定范围内其关系近似于线性。由于高性能混凝土采用高效减水剂和掺入大量的掺和料，因此，其水胶比不能单靠规范设计计算，还需要大量的试验数据进行统计分析确定。我们以上述试验结果为基准，按每增加或减少0.04水胶比对各个强度等级的混凝土配合比进行试验配合比设计。综合考虑各方面因素最终确定的各等级混凝土的水胶比如表6所示：

表6不同等级混凝土水胶比

五.基于管理水平优化后的混凝土配合比：