水灰比0.5水泥用量计算 水灰比计算

水灰比的计算(水灰比为0.5时水泥用量的计算)
鉴于目前混凝土成分和原材料的变化,传统的“混凝土配合比设计方法”已不再适用,但我的看法是,不必制定混凝土配合比的规范,重要的是掌握混凝土配合比的原则 。至于具体步骤 , 要相信技术人员的专业知识和经验能够满足具体项目所需的配合比,不同的人做出不同的结果也是正常的 。西方国家提出的“基于性能的规范”概念符合混凝土材料的特点 。
1混凝土组成材料、配合比要素与混凝土性能的关系
目前混凝土的特点是普遍添加矿物掺合料和高效减水剂 。混凝土的四种原材料:再生水、水泥、砂、石中加入了矿物掺合料 。于是,传统的配合比三要素——水灰比、水泥骨比、砂石比变成了水胶比、水泥骨比、砂石比、矿物掺合料用量四要素 。混合比中需要求解的未知数由传统的4变为5 。最后,根据在满足施工要求的前提下所有材料紧密堆放的原则,采用绝对体积法计算每种材料的用量 。不考虑外加剂所占混凝土的体积,各组分材料的关系和性质 , 其作用和影响可如图1所示 。
从图1可以看出,混凝土配合比的四个要素都影响着混合料和硬化混凝土的性能 。当决定混凝土强度和密实度的水胶比确定后,所有因素都会影响混合料的施工性能 。施工是保证混凝土质量的最后也是最关键的环节 , 所以考虑浆体浓度的因素,根据混合料的施工性能选择混合料的砂石比和浆骨比是混凝土配合比选择的主要因素 。水泥石比是保证混凝土硬化前后性能的关键因素 。无论是改变水胶比还是矿物掺合料的掺量,调整配合比时都应采用等浆体积法,保持浆骨比不变 。
我国混凝土年产量可占世界一半,但质量相对落后 。例如,世界上只有中国采用“假定体积密度法”计算混凝土配合比,只有中国采用绝对干燥的砂石生产混凝土,这使得中国的混凝土质量难以控制 。
2目前我国混凝土配合比计算存在的问题及建议
2.1存在的问题
2.1.1假定体积密度法
“假定密度法”最初是在绝对体积法的基础上产生的 。混凝土配合比的原理是原材料按1m3混凝土拌合物紧密堆积,即1m3混凝土的体积等于原材料的绝对密实体积之和(即不包括原材料内部孔隙) 。以前水泥、砂石的表观密度变化不大,配制的混凝土也是如此 。因此 , 为了简化试拌,水灰比在0.5左右的混凝土表观密度假定为2400kg/m3 , 高强混凝土表观密度假定为2450kg/m3,试拌后实测差异不大 。但现在普遍使用大掺量的矿物掺合料,如粉煤灰的表观密度为1.90 ~ 2.40 g/cm3,磨细矿渣的表观密度约为2.60g/cm3 。与水泥的表观密度约3.0g/cm3相比 , 差别很大 。根据假设的表观密度 , 体积会大于1m3,外加剂越多,体积越大 。所以根本上还是要用绝对体积法 。当然,正如任何方法都有一定的假设一样,绝对体积法的假设是忽略水泥水化减少的水的体积 。然而,当混凝土处于新拌状态时,相对于混凝土的总体积 , 这种水的转移是非常小的 。为了弥补对水体积的忽略,建议不采用绝对体积法计算搅拌夹带的孔隙体积 。
2.1.2等水胶比法
掺矿物掺合料的水胶比与不掺矿物掺合料的水胶比相同,即简单等效替代 。由于矿物掺合料密度低,浆体体积变大,即浆骨比增大 。例如,假设普通水泥的密度为3.0g/cm3,粉煤灰的密度为2.2g/cm3,当30%的水泥简单地用粉煤灰代替时,浆体体积将增加37L 。水泥用水硬化后的体积收缩是混凝土的特性之一 。混凝土中加入骨料后,骨料的温度变形系数不到硬化水泥浆体的一半,可以稳定混凝土的体积 。水泥与骨的比例越小,硬化混凝土的收缩越小 。混凝土的体积稳定性必然会受到水泥与骨之比增加的影响 。另外 , 由于粉煤灰的反应速率和反应速度低,早期混凝土浆体的水灰比增大 。例如,假设有一种混凝土的原始水灰比为0.57 。如果单纯用粉煤灰代替30%的水泥,水灰比仍为0.57 。如果忽略粉煤灰表面的吸附水,早期水灰比会增大到0.81,混凝土强度肯定会下降 。为了保持混凝土强度不变,水灰比降为0.5,早期水灰比仍为0.71 。
这么大的水灰比,前期会造成很大的孔隙率 。因此,掺粉煤灰时,不能采用恒定的水胶比,而必须降低水胶比才能发挥粉煤灰的作用 。
2.1.3粉煤灰超量替代法
由于对矿物掺合料的忽视 , 混凝土的设计和工程质量管理人员限制了矿物掺合料的掺量,于是在相关配合比规范中提出了粉煤灰的“超量替代法”,即在掺合料可接受的范围内替代水泥,再加入一部分替代砂 。这只是一个计算 。在数量上“代砂”,实际上是因为细计量等级的差异,粉煤灰在功能上不是砂,不可能“代砂”,但它仍然是胶凝材料,只是因为“过量”,变相增加了浆体含量,降低了水胶比 。但在形式上,并没有公开实际的粉煤灰含量和实际的水胶比,客观上起到了掩人耳目的作用 。水胶比是混凝土配合比的三要素之一 。当原材料相同时,影响混凝土强度的主要因素是有效拌合水与包括水泥在内的所有细粉料的比值 , 即水胶比 。即使加入传统惰性材料如磨细石英砂等石粉,超量取代法也无法使用的原因在于水胶比定义的混乱 。比如有的搅拌站不把超量取代部分计入胶凝材料,声称掺粉煤灰前后水灰比不变 。一些实例表明,当项目出现问题时,这种方法无法从报告的匹配率中分析原因 。有人认为掺入粉煤灰的混凝土抗裂性能没有明显提高,水泥-骨比的增加是原因之一 。建议以后不要使用这种实际上增加了髓骨比的计算方法 。

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