补偿收缩混凝土配合比设计

一、什么是补偿收缩混凝土？如何实现补偿收缩？

补偿收缩混凝土（英文名称：Shrinkage compensating concrete）是一种膨胀混凝土，它是由水泥水化产生体积膨胀，通过膨胀对限制力做功，产生的限制膨胀抵消混凝土的干燥、降温以及载荷作用引起的限制收缩，一般在使用配筋条件下能使混凝土内部建立0.2~1.0MPa的压应力,主要是对干燥收缩进行补偿。

机理：加入膨胀剂与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石——水化硫铝酸钙(简称AFt)，使混凝土产生膨胀的外加剂。按膨胀源可分成：硫铝酸钙类、硫铝酸钙一氧化钙类、氧化钙类三大类膨胀剂。膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应，在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩。膨胀相是铁矾石，在液相Cao饱和时，通过固相反应或者液相反应形成钙矾石使得体积膨胀。在膨胀原动力方面一种是晶体生长压力，一种是吸水膨胀。

二、相关的技术标准、规范、规程。

GB175-2007通用硅酸盐水泥

GB/T14684-2011建筑用沙

GB/T14685-2011建筑用卵石碎石

JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准

GBT 17431.1-2010 轻集料及其试验方法第一部分轻集料

JGJ63-2006混凝土用水标准

GB50119-2003 混凝土外加剂应用技术规范

GB 23439-2009混凝土膨胀

JGJ/T178-2009补偿收缩混凝土应用技术规范

JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规范

GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范

1、限制膨胀率

2、补偿收缩混凝土设计强度不宜低于C25；用于填充的补偿收缩混凝土设计强度不宜低于C30。

3、水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175或《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB200的规定。水泥的矿物组成和细度等对补偿收缩混凝土的膨胀率和膨胀速度有一定的影响，也会影响混凝土的工作性。研究表明，水泥中的含铅相、含硫相会对膨胀性能产生影响，水泥的强度发展规律也会影响膨胀，一般粉磨细、早期强度高的水泥膨胀较小，使用时应该予以注意。

4、膨胀剂的品种和性能应符合现行行业标准《混凝土膨胀剂》JC476的规定。膨胀剂应单独存放，并不得受潮。当膨胀剂在存放过程中发生结块、胀袋现象时，应进行品质复验。用于补偿收缩的用量30~50Kg/m3,用于浇带、膨胀加强带和工程接缝填充40~60Kg/m3。

5、骨料应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》

JGJ52的规定。轻骨料应符合现行国家标准《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》GB/T17431.1的规定。

6、拌合水应符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ63的规定

7、外加剂和矿物掺合料的选择应符合下列规定： 1 减水剂、缓凝剂、泵送剂、防冻剂等混凝土外加剂应分别符合国家现行标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土泵送剂》JC473、《混凝土防冻剂》JC475等的规定。 2 粉煤灰应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的规定，不得使用高钙粉煤灰。使用的矿渣粉应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定

8、补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量不宜小于300kg/m3，用于膨胀加强带和工程接缝填充部位的补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量不宜小于350kg/m3.

9、补偿收缩混凝土的水胶比不宜大于0.50

10、研究表明、钙矾石长期在80度的环境中会分解，所以规定膨胀源是钙矾石的补偿收缩混凝土不能再环境温度大于80度的情况下使用。因此根据使用条件事先对膨胀剂类型进行选择。

11、一般来说C25~C40补偿收缩混凝土的单位胶凝材料的用量为

300~450Kg/m3时，可获得结构致密及最佳的补偿收缩效果。胶凝材料中混合材过多会降低膨胀性能，因此在配合比设计实验过程中，需要根据水泥的品种、膨胀剂品种及混凝土强度等级等具体情况，适当调剂胶凝材料中各组分的比例。三、设计补偿收缩混凝土的要求。

设计强度要求为C40，用于补偿收缩的混凝土，用于澄清池的建造，混凝土坍落度要求55~70mm，抗渗要求W8，抗冻要求F100。混凝土强度标准差取

4MPa。

四、原材料的选择及检测指标、

1、原材料的选择

水泥：采用P·O42.5，密度3.1Kg/m3，水泥强度等级富裕指数为1.12

砂：河沙细度模数2.7 连续级配，级配良好。二区中砂，密度2.65Kg/m3 含泥量1%各项指标满足GB/T 14584-2011

石子：碎石，连续粒级，级配良好.最大粒径40mm，密度2.7Kg/m3，含泥量0.1%，针片状颗粒含量3%。各项指标满足GB/T14685-2011

膨胀剂：UEA，密度2.85Kg/m3，膨胀剂掺量为胶凝材料的9%。

水：自来水

五、配合比计算

（1）确定混凝土配制强度

fcu,o=fcu,k+1.645σ σ=4.0 MPa

fcu,o=40+1.645*4=46.58 MPa

（2）确定水胶比

W/B=αa*fb/( fcu,o+αa*αb*fb) 碎石回归级数αa=0.46 αb=0.07

W/B=(0.46*42.5*1.12)/46.58+0.46*0.07*42.5*1.12≈0.45

（3）根据碎石最大粒径40mm，及混凝土设计坍落度55~70mm，则混凝土用水量取185Kg/m3

（4）计算胶凝材料的用量、水泥的用量、膨胀剂的用量。

mco =mwa/（W/B）=185/0.45=411Kg

膨胀剂用量411*0.09=37kg