高性能混凝土配合比设计作业指导书.docx
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高性能混凝土配合比设计作业指导书
高性能混凝土配合比设计作业指导书
一、前言
高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为主要指标。
针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：
耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。
为此，高性能混凝土在配料上的特点是：
低水胶比、选用优质原料，并除水泥、水、集料外，还必须掺加足够数量的矿物细粉掺合料和高效减水剂。
混凝土配合比设计原则：
无论低、中、高不同等级的混凝土，均按现代高性能混凝土技术配制，以低水胶比、低用水量，混凝土密实度高为前提，以耐久性作为主要控制指标，保证配制的混凝土达到百年使用寿命。
满足用户要求的和易性，适应工程条件施工。
二、高性能混凝土配合比设计三大法则及三大技术关键
高性能混凝土配合比设计仍按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000的计算程序进行，并应遵守以下规定：
1．配合比设计三大法则
1）水灰比（或灰水比）法则
水灰比法则是指混凝土强度与水泥强度成正比，与水灰比成反比，具体可用强度公式表示如
根据这一法则确定水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性，对高性能混凝土，由于将矿物细掺料当作胶结材的一部分因此计算的应该是水胶比（或胶水比）。
2）最大密实度法则
该法则的基本思路是各项材料互相填充空隙，以达到混凝土密实度最大，换言之就是各项材料的密实体积总和等于1M3绝对密实的混凝土，即：
V水泥+V掺合料+V砂+V石+V水+V气=1m3的混凝土
根据这一法则可确定配合比中的浆集比与砂率，以确保混凝土的强度、耐久性与经济性。
3）最小单位用水量法则
根据这一法则，可在水胶比一定及原材料一定的情况下，确定能满足混凝土工作性的最小用水量，这和普通混凝土中的恒用水量法则相似。
对高性能混凝土，由于骨料最大粒径和坍落度的波动范围很小，而且坍落度还可通过调整高效减水剂来控制，因此普通混凝土的恒用水量法则对高性能混凝土就不太适用，而改用最小单位用水量法则，但出发点两者是相同的。
根据上述三大法则，可以初步确定混凝土配合比中的水胶比、浆集比、砂率与最小单位用水量这四个最基本的参数，再通过一定的方法，根据经验和试配确定外加剂和掺合料的用量。
2．配合比设计三大技术关键
1）合理使用各种外加剂的技术，包括外加剂的选用，各种外加剂间的复合，外加剂的最佳掺量，如何达到与水泥间的相容性良好，混凝土坍落度经时损失小的要求，可先确定不同的组合，通过与水泥的相容性对比试验，进行优选，因此相容性对比试验很关键。
2）合理使用掺合料的技术，包括掺合料的选用，各种掺合料间的复合，掺合料的掺量，可选确定不同的方案，通过流动性，抗裂性，强度与耐久性对比试验，进行优选，其中流动性与抗裂性对比试验最关键。
3）卓有成效地控制混凝土开裂和防裂的技术，包括原材料选用，水化热控制，配合比参数（水胶比，用水量）的控制，施工中温度的控制，养护措施的保证等，也是先确定几种方案，通过抗裂性对比试验进行优选。
3．配制高性能混凝土时粉煤灰参入量规定
1）为了提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土中应适量掺加优质粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺合料。
不同矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。
一般情况下，矿物掺合料的掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。
当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不宜大于0.45。
预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土的粉煤灰的掺量不宜大于30%。
2）C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400㎏/m3，C35～C40混凝土不宜高于450㎏/m3，C50及以上混凝土不宜高于500㎏/m3。
3）不同环境条件下钢筋混凝土及预应力混凝土结构的混凝土的水胶比、胶凝材料用量应足表2的规定。
4）不同环境条件下素混凝土结构的混凝土的水胶比、胶凝材料用量应足表3的规定。
5）当化学侵蚀介质为硫酸盐时，除了配合比参数应满足表3、表3的规定外，混凝土的胶凝材料还应满足表4的规定，且胶凝材料的抗蚀系数K应小于0.80。
三、高性能混凝土配合比选定试验的检验项目
混凝土配合比选定试验的检验项目表表1
序号
检验项目
试验方法
备注
1
坍落度
《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50080）
混凝土强度试验
混凝土强度检验评定应符合《铁路混凝土强度检验评定标准》（TB10425）的有关规定，但预应力混凝土、蒸养混凝土、喷射混凝土试件的试验龄期为28d，其它混凝土试件的试验龄期为56d。
2
泌水率
3
含气量
凝结时间
4
抗裂性
铁路标准附录C
5
抗压强度
《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50081）
6
弹性模量
《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50081）
7
电通量
铁路标准附录H
混凝土的耐久性试验
混凝土耐久性的检验评定应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）的规定，混凝土试件的试验龄期为56d。
8
抗冻性
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82）
9
耐磨性
《水泥胶砂耐磨性试验方法》（JC/T421）
10
抗渗性
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82）
四、不同使用部位和等级的高性能混凝土最大水胶比和最小水泥用量限值
钢筋混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）表2
环境类别
环境作
用等级
设计使用年限级别
一（100年）
二（60年）
三（30年）
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
碳化环境
T1
0.55
280
0.60
260
0.65
260
T2
0.50
300
0.55
280
0.60
260
T3
0.45
320
0.50
300
0.50
300
氯盐环境
L1
0.45
320
0.50
300
0.50
300
L2
0.40
340
0.45
320
0.45
320
L3
0.36
360
0.40
340
0.40
340
化学侵蚀环境
H1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
H2
0.45
320
0.50
300
0.50
300
H3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
H4
0.36
360
0.40
340
0.40
340
冻融破坏环境
D1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
D2
0.45
320
0.50
300
0.50
300
D3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
D4
0.36
360
0.40
340
0.40
340
磨蚀环境
M1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
M2
0.45
320
0.45
300
0.50
300
M3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
素混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）表3
环境类别
环境作
用等级
设计使用年限级别
一（100年）
二（60年）
三（30年）
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
最大水胶比
最小胶凝
材料用量
碳化环境
T1，T2，T3
0.60
280
0.65
260
0.65
260
氯盐环境
L1，L2，L3
0.60
280
0.65
260
0.65
260
化学侵蚀环境
H1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
H2
*
*
0.50
300
0.50
300
H3
*
*
*
*
*
*
H4
*
*
*
*
*
*
冻融破坏环境
D1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
D2
*
*
0.50
300
0.50
300
D3
*
*
*
*
*
*
D4
*
*
*
*
*
*
磨蚀环境
M1
0.55
280
0.60
260
0.65
260
M2
0.50
300
0.55
280
0.60
260
M3
*
*
0.50
300
0.50
300
注：
“*”表示不宜采用素混凝土结构。
硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求表4
环境作
用等级
水泥品种
水泥熟料
中的C3A
含量，%
粉煤灰或
磨细矿渣
粉的掺量，%
最小胶凝
材料用量，
kg/m3
H1
普通硅酸盐水泥
≤8
≥20
300
中抗硫酸盐硅酸盐水泥
≤5
—
300
H2
普通硅酸盐水泥
≤8
≥25
330
中抗硫酸盐硅酸盐水泥
≤5
≥20
300
高抗硫酸盐硅酸盐水泥
≤3
—
300
H3、H4
普通硅酸盐水泥
≤6
≥30
360
中抗硫酸盐硅酸盐水泥
≤5
≥25
360
高抗硫酸盐硅酸盐水泥
≤3
≥20
360
五、高性能混凝土配合比设计步骤
1．试配强度的确定
高性能混凝土试配强度必须超过设计要求的强度标准值以满足强度保证率的需要，其超出的数值应根据混凝土强度标准差而定。
混凝土配制强度按下式计算：
≥
式中：
-----混凝土试配强度（MPa）
-----混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）
-----混凝土强度标准差（MPa）。
≥C50级取6，其余取5。
2．水胶比（或水灰比）
低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一，它关系到能够保证混凝土的密实度，防止含腐蚀性气体渗入，从而达到耐久性。
混凝土强度仍与水胶比及使用的水泥强度成线性关系，仍然符合保罗米公式理论，只是因掺加的磨细掺合料改善了胶凝材料的级配，混凝土内密实，胶结强度提高。
根据混凝土所处的环境条件，将计算得出的结果与表2、表3或表4中比较，计算值如小于表中值时，取计算值，如大于表中值则取表中值进行下步计算。
=
或=
式中：
-----计算得的基准水灰比
、
-----分别为系数。
A取0.46，B取0.07
----水泥强度等级值（Mpa）
------水泥强度等级值的富余系数，按实际统计资料确定
-----水泥28d抗压强度实测值（Mpa）
=
.
3．单位用水量
（1）在和易性允许的条件下，混凝土的单位用水量应尽可能小。
混凝土的单位用水量取决于骨料最大粒径和混凝土的坍落度。
但高性能混凝土由于骨料最大粒径和坍落度波动范围不大，而且坍落度可通过调整高效减水剂用量来控制。
最主要的还是考虑高效减水剂的质量和用量以及掺合料的关系。
混凝土坍落度按混凝土不同等级及灌筑的部位取值：
①灌注桩混凝土坍落度取180～220mm（水下灌注）。
②承台、墩身灌筑混凝土坍落度取120～160mm（泵送灌筑）。
③梁部预应力混凝土坍落度取100～140mm。
混凝土单位用水量mw可用下表式计算：
骨料采用碎石、中砂
骨料最大粒径（mm）
16
20
31.5
立方米混凝土用水量（kg）
230+Wn
215+Wn
205+Wn
Wn=
H-----混凝土坍落度（mm）
（2）掺减水剂混凝土单位用水量
4．单位胶凝材料用量：
（kg）
①水泥用量：
（kg）
②粉煤灰用量：
（kg）
式中：
-------计算的基准水泥用量（kg）
-------粉煤灰掺量（%）
-------粉煤灰超量系数
-------立方米混凝土中水泥用量（kg）
-------立方米混凝土中粉煤灰用量（kg）
5．求出掺粉煤灰后，水泥和粉煤灰总量超出计算基准胶材量C0的体积
式中：
、
------分别为水泥和粉煤灰的密度。
6．初步砂率
，按《普通混凝土配合比设计规程》中表4.0.2混凝土的砂率（%）查得，
7．掺粉煤灰后混凝土的砂率
：
8．胶浆量：
即水泥与掺合料加水和含气量的体积。
式中符号意义同上。
9．骨料用量
式中：
------胶浆体积
、
------分别为砂、石表观密度。
10．配合比：
（水泥+粉煤灰）：
砂：
石：
水=
11．每个级别的混凝土应作三个不同水胶比和不同粉煤灰用量试配试验，择优选用。
12．配合比试配经试拌校正后，测定混凝土拌合物的坍落度、含气量、泌水率、凝结时间、容重，并制作试件。
试件处于室内养生1d，拆模后处于标养室养生至龄期试验。
13．制作试件组数，抗压试件：
1d、3d、28d、56d龄期标养试件；其余根据需要分别制作28d、56d龄期标养试件。
14．根据混凝土的实际容重重新计算混凝土中各组分的用料量。
15．填写《混凝土配合比选定记录》
（一）
（二）
16．计算立方米混凝土总碱含量评估
17．填写《混凝土配合比选定报告》
六、附表
混凝土配合比选定记录
（一）试表：
033
委托单位：
工程名称：
委托编号：
（一）技术条件
使用部位拌合方法捣实方法要求坍落度mm要求维勃度S
强度等级标准差Mpa配制强度Mpa水泥限值kg/m3外加剂掺量%
抗渗标号其它：
（二）使用材料情况
水泥产地品种等级报告单号掺合料名称、产地
砂子产地砂子种类表观密度细度模数报告单号
石子产地石子种类表观密度最大粒径mm报告单号
外加剂名称、产地：
水源种类、PH值：
（三）初步配合比计算记录
基准水灰比砂率%假定密度kg/m3
立方米混凝土用料量（kg）
配比序号
水灰比
砂率（%）
用水量
水泥用量
细骨料
粗骨料
掺合料
外加剂
-1
-2
-3
初步配合比
配合比序号
（水泥+掺合料）=1
砂
石
水
外加剂
-1
（+）
-2
（+）
-3
（+）
（四）试拌校正所需材料（kg）
细骨料含水率%；粗骨料含水率%；外加剂浓度%
配比序号
用料情况
水泥
掺合料
砂
石
水
外加剂
-1
试拌称料
校正加料
实际用料
-2
试拌称料
校正加料
实际用料
-3
试拌称料
校正加料
实际用料
计算者：
复核者：
试拌者：
混凝土配合比选定记录
（二）试表：
034
试验编号：
试验日期：
报告日期：
（五）拌合物性能试验记录
配比编号
密度
（kg/m3）
含气量
（%）
坍落度
（mm）
维勃稠度
（s）
泌水率
（%）
凝结时间（h：
min）
初凝
终凝
-1
-2
-3
（六）配合比选定抗压强度试验记录
试件编号
-1
-2
-3
（1）
（2）
（1）
（2）
（1）
（2）
制件日期
试压日期
龄期（d）
试件尺寸（mm）
破坏荷载（kN）
抗压强度
单块值
代表值
（七）确定理论配合比计算记录
确定理论配合比立方米混凝土用料量（kg）
理论配合比
（C+F）：
S：
G：
水胶比
水泥
掺合料
砂
石
水
外加剂
（+）：
：
：
（八）仪器设备及环境条件
（九）混凝土强度曲线
名称
型号
编号
示值范围
分辩力
室内
温度
养护室
（Mpa）
W/C
温度
湿度
采用标准和说明：
试验者：
复核者：
技术负责人：
单位（章）
Thenhowcanwetranslatepoems?
AccordingtoWang’sunderstanding,thetranslationofpoemsisrelatedtothreeaspects:
Apoem’smeaning,poeticartandlanguage.
（1）Apoem’smeaning
“Socio-culturaldifferencesareformidableenough,butthematterismademuchmorecomplexwhenonerealizesthatmeaningdoesnotconsistinthemeaningofwordsonly,butalsoinsyntacticalstructures,speechrhythms,levelsofstyle.”（Wang,1991:
93）.
（2）Poeticart
AccordingtoWang,“Bly’spointaboutthe‘marveloustranslation’beingmadepossibleintheUnitedStatesonlyafterWhitman,PoundandWilliamsCarlosWilliamscomposedpoetryinspeechrhythmsshowswhatmaybegainedwhenthereisagenuinerevolutioninpoeticart.”（Wang,1991:
93）.
（3）Language
“Sometimeslanguagestaysstaticandsometimeslanguagestaysactive.Whenlanguageisactive,itisbeneficialtotranslation”“Thiswouldrequirethiskindofintimateunderstanding,onthepartofthetranslator,ofitsgenius,itsidiosyncrasies,itspastandpresent,whatitcandoandwhatitchoosenottodo.”（Wang,1991:
94）.
Wangexpressesthedifficultiesofversetranslation.Frost’scommentissufficienttoprovethedifficultyatranslatorhastograpplewith.Maybeamongliterarytranslations,thetranslationofpoemsisthemostdifficultthing.Poemsarethecrystallizationofwisdom.Thedifficultiesofpoeticcomprehensionlienotonlyinlines,butalsoinstructure,suchascadence,rhyme,metre,rhythm,alltheseconveyinginformation.Onepointmeritsourattention.Wangnotonlytalksaboutthetimes’poeticart,butalsotheimpactlanguage’sactivityhasproducedontranslation.Intimeswhenthelanguageisactive,translationisprospering.Thereformofpoeticarthasimprovedthetranslationqualityofpoems.Forexample,aroundMayFourthMovement,Baihuareplacedclassicalstyleofwriting,sothetranslationachievedearth-shakingsuccess.Therelationbetweenthestateoflanguageandtranslationisso
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