高性能混凝土全计算配合比设计方法

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1、高性能混凝土及其全计算配合比设计 王栋民 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院混凝土与环境材料研究所一、前言二、对高性能混凝土的再认识三、全计算配合比设计 普遍适应的混凝土体积模型 公式的推导及物理意义的表述 全计算配合比设计的步骤与讨论 例证四、结语高性能混凝土(现代混凝土)及其全计算配合比设计一、前言n高性能混凝土（现代混凝土）n配合比设计n全计算配合比设计n高性能混凝土流行的观点（1）美国学者（2）日本学者（3）中国学者： 冯乃谦 教授 吴中伟 院士二、对高性能混凝土的再认识满足工作性的情况下，用水量要小满足强度的情况下，水泥用量少，细掺量多掺材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能

2、要求掺加新型高效减水剂，改善与提高混凝土的多种性能HPC配合比设计的基本原则（作者认识）：二、对高性能混凝土的再认识PLCFLCHSC混凝土配合比组成图二、对高性能混凝土的再认识混凝土配合比设计的重要性n混凝土配合比设计是混凝土科研,生产及应用的一个基本问题也是一个非常重要的问题.n配合比设计决定了混凝土的性能: 强度 工作性 耐久性经济性 二、对高性能混凝土的再认识混凝土配合比设计方法n两个基本方法: 绝对体积法; 假定容重法n共同点:强度与水胶比的关系都遵从波罗米公式 fcu,p=Afcu,km(c)/m(w) Bn不同点: 前者以1m3混凝土绝对体积为基础; 后者以假定混凝土容重为一定值

3、(正常2400m3)为基础. 二、对高性能混凝土的再认识比较著名的高性能混凝土配合比设计方法n美国Metha和Aitcin教授推荐的方法n法国路桥试验中心(LCPC)建议的方法n日本阿部道彦方法n基于最大密实度理论的方法 Domone.P.L.J的方法 Carbouari.B.T的方法 清华大学陈肇元,王怀德的方法 -颗粒堆积密度计算线形模型的修正二、对高性能混凝土的再认识高性能混凝土配合比设计的计算机化n法国路桥中心 LCPC软件nDunstan.M.R.H方法nDay.K.W的Couad配合比设计系统n陈肇元-王怀德设计系统二、对高性能混凝土的再认识对国内外多种设计方法的评述n经验性,半定

4、量设计方法n通常体系较庞杂,包括CAD设计n核心参数用水量和砂率仍多为经验取值n根源: 未掌握和揭示混凝土材料内在组分关系n其中以美国Mehta和Atitcin教授的方法有较多的可取性. 二、对高性能混凝土的再认识本文对水泥混凝土领域的重大贡献n从理论上推导确定了用水量VW和砂率SP的计算公式:用水量通式:砂率通式:该两式加上著名的波罗米公式:就使混凝土全计算配合比设计成为可能.三、全计算配合比设计本工作的特点:n建立了普遍适用的混凝土体积模型。n数学推导确定了用水量和砂率的计算公式。n建立了混凝土全计算配合比设计新方法。三、全计算配合比设计四、普遍适用的混凝土体积模型作者的基本观点是：（1）

5、混凝土各组成材料（包括固、液、气三相）具有体积加和性。（2）石子的空隙由干砂浆来填充。（3）干砂浆的体积由水来填充。（4）干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气隙所组成。其中干砂浆、干砂浆体积的概念以及基本观点（2）（3）（4）均为本文作者在国内外首次提出。四、普遍适应的混凝土体积模型以此模型为基础，即可很容易地用数学方法推导出用水量和砂率计算公式，特点是很严密砂率通式：S= g 则对HPC，Ve=350L，Ves=430L则五、公式的推导及物理意义的表述用水量通式：令 C= 3.15kg/L， f = 2.51kg/L Ve = 350L， Va = 20L则或 碎石混凝土 A=0.48 B=0.5