第二百三十七章 高性能混凝土设计
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谢自力突然问道：“李总，现在咱们沪海市混凝土技术研发中心，正在搞的高性能混凝土倒是进展比较快。特别是自密实高性能混凝土是在低水胶比下具有很高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣靠自重流平并充满模型和包裹钢筋的新型高技术混凝土，采用这种技术能生产出均匀质量的优良混凝土。自密实高性能混凝土最主要的性能是在自重作用下无需振捣，自行填充模板空间，可用于难以浇筑甚至无法浇筑的结构。自密实形成的混凝土结构具有良好的力学性能和耐久性能。只是这个计算方法，还没有一个系统的呢，您看咱们要搞的话，可行吗？”
李若禹点头道：“配合比计算是确定自密实高性能混凝土配合比的第一个环节。自密实混凝土配合比与普通混凝土配合比有很大差别，没有统一的设计计算方法。在任何情况下都能通用的混凝土配合比是不存在的，但针对自密实高性能混凝土特点和规律的配合比计算方法应该是能够找到的。”
想起来了，自密实混凝土的配合比设计方面1993年，最早提出自密实高性能混凝土的日本东京大学冈村甫教授，自密实高性能混凝土的配合比设计方法，他的主要观点，首先对浆体和砂浆进行试验以检测超塑化剂、水泥、细骨料和火山灰质掺合料之间的相容性，然后进行自密实高性能混凝土的配合比试验。这种方法的优点是避免了重复进行同样的混凝土质量控制试验，节省了时间和劳动力。
这种方法的缺点是在自密实高性能混凝土配合比设计之前，要对砂浆和浆体进行质量控制，而许多混凝土预拌厂商并没有做这些试验所需的设备。
配合比设计方法和过程对于实际应用过于复杂。冈村甫教授还提出了简单的自密实高性能混凝土配合比例，粗骨料的用量固定为固体体积的50％。细骨料的用量固定为砂浆体积的40%。体积水灰比取决于水泥的性质，假定为0.9到1.0。超塑化剂的用量和最终的水灰比根据确保混凝土自密实能力的需要来决定。
这些可作为自密实高性能混凝土配合比的校核原则。另外，JRMCA提出了冈村甫方法的简化版本，自密实高性能混凝土标准化配比设计方法，该方法可用于大掺量细粉掺和料和水胶比小于0.30的场合。
日本预拌混凝土联合会提出固定砂石体积含量的方法计算高流动自填充混凝土配合比。法国路桥实验中心开发了基于BTRHEO软件的自密实高性能混凝土配合比设计方法。但不购买软件，该方法很难为他人使用。
瑞典水泥和混凝土研究院基于堵塞体积率和钢筋净距与粒径粒度比率之间的关系提出了自密实高性能混凝土的配合比设计方法，因为仅采用粗骨料和浆体拌合的混凝土很容易导致严重的离析，使用该方法怎样进行评价性试验还不是很清楚。
这些都是以后的事了。现在谢自力他们当然是不会知道的。李若禹知道这些，但是到底选择哪一种，还真是有些犯难。
李若禹想了想道：“咱们可以做一些试验，配合比计算方法，就尽可能的简便一些。比如粗骨料的用量固定为固体体积的50％。细骨料的用量固定为砂浆体积的40%。体积水灰比取决于水泥的性质，假定为0.9到1.0。超塑化剂的用量和最终的水灰比根据确保混凝土自密实能力的需要来决定。这样的话，你们在试验中再慢慢摸索，相信能够建立一个数学模型。”
秦海娟似乎对这个很感兴趣，她连忙追问道：“李总，您再说详细一点呗，让我们也要学习学习当今最先进的混凝土配合比计算方法。”
李若禹苦笑道：“我也只是一种理论上的假设。好吧，固定砂石体积含量计算法是根据高流动自密实混凝土流动性及抗离析性和配合比因素之间的平衡关系，在试验研究的基础上得到的一种能较好适应高流动自密实混凝土的特点和要求的配合比计算方法。固定砂石体积含量计算法的计算步骤，第一步设定每立方米混凝土中石子的松堆体积为0.5-0.55立方米。得到石子用量和砂浆含量。第二步设定砂浆中砂体积含量为0.42-0.44，得到砂用量和浆体含量。第三步根据水胶比和胶凝材料中的掺合料比例计算得到用水量和胶凝材料总量。最后由胶凝材料总量计算出水泥和掺合料各自的用量。明白了吗？”
秦海娟点头道：“嗯，通过计算出来的配合比，咱们似乎还应该对自密实高性能混凝土配合比优化，由于自密实混凝土的胶结料用量较多、砂率较大等特点，若处理不妥其受力和变形性能方面可能存在一些不足。为了确保白密实混凝土结构的安全性和经济适用性，应该进一步优化其配合比！可是，我们应该采用哪些方法呢。”
李若禹想了想道：“在实现混凝土靠自重均匀成型的情况下，降低胶结料用量、降低砂率以提高混凝土体积稳定性，同时提高自密实混凝土造价的合理性。自密实混凝土配合比的优化应注意的是。一是优选原材料，优化集料级配，降低胶结料用量，在保证白密实混凝土工作性的同时。尽量降低砂率。”
看了看谢自力等三人，就连李良枫也在聚精会神地听。
李若禹接着道：“二是在混凝土拌合物中加入矿物细掺料，特别是掺入粉煤灰可以发挥其形态效应，增加混凝土的和易性，同时可以节约造价。三是根据所使用水泥品种的不同，精心选择合适的外加剂并进行适当的复合。得到符合具体工程要求的高效复合外加剂。四是自密实混凝土的工作性应采用坍落度、扩展度和带钢筋网片的L型流动仪联合测定，混凝土顺利穿过L型流动仪中的钢筋网并最终流平是测定自密实混凝土工作性的重要条件。”(未完待续。)
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谢自力突然问道：“李总，现在咱们沪海市混凝土技术研发中心，正在搞的高性能混凝土倒是进展比较快。特别是自密实高性能混凝土是在低水胶比下具有很高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣靠自重流平并充满模型和包裹钢筋的新型高技术混凝土，采用这种技术能生产出均匀质量的优良混凝土。自密实高性能混凝土最主要的性能是在自重作用下无需振捣，自行填充模板空间，可用于难以浇筑甚至无法浇筑的结构。自密实形成的混凝土结构具有良好的力学性能和耐久性能。只是这个计算方法，还没有一个系统的呢，您看咱们要搞的话，可行吗？”
李若禹点头道：“配合比计算是确定自密实高性能混凝土配合比的第一个环节。自密实混凝土配合比与普通混凝土配合比有很大差别，没有统一的设计计算方法。在任何情况下都能通用的混凝土配合比是不存在的，但针对自密实高性能混凝土特点和规律的配合比计算方法应该是能够找到的。”
想起来了，自密实混凝土的配合比设计方面1993年，最早提出自密实高性能混凝土的日本东京大学冈村甫教授，自密实高性能混凝土的配合比设计方法，他的主要观点，首先对浆体和砂浆进行试验以检测超塑化剂、水泥、细骨料和火山灰质掺合料之间的相容性，然后进行自密实高性能混凝土的配合比试验。这种方法的优点是避免了重复进行同样的混凝土质量控制试验，节省了时间和劳动力。
这种方法的缺点是在自密实高性能混凝土配合比设计之前，要对砂浆和浆体进行质量控制，而许多混凝土预拌厂商并没有做这些试验所需的设备。
配合比设计方法和过程对于实际应用过于复杂。冈村甫教授还提出了简单的自密实高性能混凝土配合比例，粗骨料的用量固定为固体体积的50％。细骨料的用量固定为砂浆体积的40%。体积水灰比取决于水泥的性质，假定为0.9到1.0。超塑化剂的用量和最终的水灰比根据确保混凝土自密实能力的需要来决定。
这些可作为自密实高性能混凝土配合比的校核原则。另外，JRMCA提出了冈村甫方法的简化版本，自密实高性能混凝土标准化配比设计方法，该方法可用于大掺量细粉掺和料和水胶比小于0.30的场合。
日本预拌混凝土联合会提出固定砂石体积含量的方法计算高流动自填充混凝土配合比。法国路桥实验中心开发了基于BTRHEO软件的自密实高性能混凝土配合比设计方法。但不购买软件，该方法很难为他人使用。
瑞典水泥和混凝土研究院基于堵塞体积率和钢筋净距与粒径粒度比率之间的关系提出了自密实高性能混凝土的配合比设计方法，因为仅采用粗骨料和浆体拌合的混凝土很容易导致严重的离析，使用该方法怎样进行评价性试验还不是很清楚。
这些都是以后的事了。现在谢自力他们当然是不会知道的。李若禹知道这些，但是到底选择哪一种，还真是有些犯难。
李若禹想了想道：“咱们可以做一些试验，配合比计算方法，就尽可能的简便一些。比如粗骨料的用量固定为固体体积的50％。细骨料的用量固定为砂浆体积的40%。体积水灰比取决于水泥的性质，假定为0.9到1.0。超塑化剂的用量和最终的水灰比根据确保混凝土自密实能力的需要来决定。这样的话，你们在试验中再慢慢摸索，相信能够建立一个数学模型。”
秦海娟似乎对这个很感兴趣，她连忙追问道：“李总，您再说详细一点呗，让我们也要学习学习当今最先进的混凝土配合比计算方法。”
李若禹苦笑道：“我也只是一种理论上的假设。好吧，固定砂石体积含量计算法是根据高流动自密实混凝土流动性及抗离析性和配合比因素之间的平衡关系，在试验研究的基础上得到的一种能较好适应高流动自密实混凝土的特点和要求的配合比计算方法。固定砂石体积含量计算法的计算步骤，第一步设定每立方米混凝土中石子的松堆体积为0.5-0.55立方米。得到石子用量和砂浆含量。第二步设定砂浆中砂体积含量为0.42-0.44，得到砂用量和浆体含量。第三步根据水胶比和胶凝材料中的掺合料比例计算得到用水量和胶凝材料总量。最后由胶凝材料总量计算出水泥和掺合料各自的用量。明白了吗？”
秦海娟点头道：“嗯，通过计算出来的配合比，咱们似乎还应该对自密实高性能混凝土配合比优化，由于自密实混凝土的胶结料用量较多、砂率较大等特点，若处理不妥其受力和变形性能方面可能存在一些不足。为了确保白密实混凝土结构的安全性和经济适用性，应该进一步优化其配合比！可是，我们应该采用哪些方法呢。”
李若禹想了想道：“在实现混凝土靠自重均匀成型的情况下，降低胶结料用量、降低砂率以提高混凝土体积稳定性，同时提高自密实混凝土造价的合理性。自密实混凝土配合比的优化应注意的是。一是优选原材料，优化集料级配，降低胶结料用量，在保证白密实混凝土工作性的同时。尽量降低砂率。”
看了看谢自力等三人，就连李良枫也在聚精会神地听。
李若禹接着道：“二是在混凝土拌合物中加入矿物细掺料，特别是掺入粉煤灰可以发挥其形态效应，增加混凝土的和易性，同时可以节约造价。三是根据所使用水泥品种的不同，精心选择合适的外加剂并进行适当的复合。得到符合具体工程要求的高效复合外加剂。四是自密实混凝土的工作性应采用坍落度、扩展度和带钢筋网片的L型流动仪联合测定，混凝土顺利穿过L型流动仪中的钢筋网并最终流平是测定自密实混凝土工作性的重要条件。”(未完待续。)