现代混凝土配合比全计算法设计软件使用说明

混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用的基础。现代混凝土应包括高性能混凝土、高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实自流平混凝土和商品混凝土等。以强度(水灰比定则)为基础的传统配合比设计方法不能满足现代混凝土的要求。作者提出的"全计算法"是以强度、工作性和耐久性为基础建立了体积相关数学模型，通过严格的推导得到用水量和砂率的计算公式。并且将其二式与水胶比定则相结合计算出混凝土各组分的配比和用量。因此称谓全计算法。全计算法的研究、应用和推广工作己近十年，广泛用于各种大型混凝土工程和近100个混凝土预拌站，取得了良好的技术经济效益。为了便于广泛应用现制作成计算机软件。国家版权局计算机软件著作权登记号2005SR00529

1.现代混凝土配合比全计算法设计模板(1) .

2.HPC混凝土配合比设计模板(2)

3..固定用水量法混凝土配合比设计模板(3)

4.卵石流态混凝土配合比设计模板(4)

一. 模板使用说明

1..模板适用范围：

现代混凝土配合比全计算法设计模版(表1)适用于高性能混凝土(HPC)、高强混凝土(HSC)、流态混凝土(FLC)、泵送混凝土、引气混凝土和商品混凝土、自密实自流平混凝土，防渗抗裂混凝土、细砂混凝土、以及其他现代混凝土。

2.有关参数的变化范围：

模板(1)中红色的数值是使用者根据混凝土施工工程的设计要求和混凝土原材料的性能指标应输入的设计参数(共12项)。相关参数输入后，模板中自动生成混凝土系列配合比。

(1)..混凝土配制强度

fcu.p≥fcu.0+1.645σ

或 fco.p=fcu.0+10 (Mpa)

(2)水泥强度等级(Mpa)

配制HPC、HSC时：42.5、52.5;

配制FLC、商品混凝土时：42.5、32,5。

(3)浆体体积Ve

Ve=Vw+Vc+Vf+Va

式中：Vw、Vc、Vf、 Va－分别表示水、水泥、矿物细掺料、空气的体积用量(l/m3)。

配制HPC时：Ve=350 l/m3

配制FLC或其它混凝土时：Ve=305～335(l/m3)。

(4)干砂浆体积Ves

Ves=Vc+Vf+Va+Vs

式中：Vc、Vf、Va、Vs－分别表示水泥、细掺料、空气、砂子的体积(l/m3)。

Ves的大小取决于石子最大粒径(见6)。

(5)引气量和空气体积Va

非引气混凝土引气量为1.5%,Va=15 (l/m3);

引气混凝土引气量为3%～5%, Va=30～50(l/m3)。

(6)FA掺量(%)

矿物细掺料粉煤灰(FA)和矿渣(BSF)掺量10%～35%，超过35%需慎重考虑。

配制强度fcu.p＞100Mpa时掺硅粉5%～10%。

(7).UEA掺量(%)

在配制防渗抗裂混凝土和自密实混凝土时，膨胀剂掺量8%～12%。但同时非限制强度下降10%～15%，因此在设计配合比时配制强度应提高3个级次(15Mpa)。

(8)混凝土容重

2360～2440kg/m3。

(9)配制强度差值

HPC: 10Mpa;FLC:5Mpa.

(10)初始坍落度(SLo)

泵送混凝土：16～18cm;

HPC、FLC： 18～22cm;

自密实自流平混凝土：22～24cm。

(11)基准用水量Wo

Wo－坍落度7～9cm的不掺外加剂的混凝土用水量，与石子最大粒径有关：

碎石最大粒径(mm) 20 25 31.5 40

Wo(kg/m3) 215 210 205 195

(12)砂子细度模数

采用中砂(Mx=2.60～2.80时可直接计算，若Mx变化较大应输入测定的Mx值。如用特细砂配制流态混凝土。砂率与细度模数的关系：SP=7.5×Mx+22.1 (%)

(13)石子最大粒径

石子最大粒径决定基准混凝土用水量(Wo)和干砂浆体积(Ves)：

碎石最大粒径(mm) 20 25 31.5 40

Wo (kg/m3) 215 210 205 195

Ves (l/m3) 450 430 420 405

(14)CSP的减水率η(%)

η=(Wo－W)/Wo+0.005×SLo－0.04 (×100%)

三.现代混凝土配合比全计算法设计步骤

1.配制强度

fcu.p≥fcu.0+1.645σ

或 fco.p=fcu.0+10 (Mpa)

2.水胶比

W/B=1/(fcu.p/Afce+B)

3.用水量

W=(Ve－Va)/(1+0.335/WB) (kg/m3)

4.胶凝材料用量

C+F=W/W/B=Q

C=(1－α)Q

F=ΑQ

式中：C、F、Q－分别为水泥、细掺料、胶凝材料的用量(kg/m3);

α－细掺料的掺量(%)。

5.砂率及集料用量

SP=(Ves－Ve＋W)/(1000－Ve)×100% (中砂Mx=2.60～2.80)

或SP=[(Ves－Ve＋W)/(1000－Ve)＋7.5×(Mx－2.80)]×100% (粗砂或特细砂)

S=(D－W－C－F)×SP (kg/m3)

G=D－W－C－F－S (kg/m3)

式中：SP－砂率(%); Mx－砂子细度模数

D－混凝土容重(kg/m3)

S、G－砂、石用量(kg/m3)

6.CSP掺量(%)

μ=((Wo－W)/Wo+0.005×SLo－0.04)×9.17% (浓度40%)

式中Slo－初始坍落度(cm)

7.混凝土配合比调整


四.其它混凝土配合比设计模板

HPC混凝土配合比设计模板(2)、固定用水量法混凝土配合比设计模板(3)和卵石流态混凝土配合比设计模板(4)是由模板(1)演变而成。主要是为了便于操作。固定用水量法适用于强度等级变化范围不大的混凝土配合比设计。其优点是CSP掺量不变，便于计量和使用。