轻骨料混凝土配合比计算.docx
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轻骨料混凝土配合比计算
3.3.2配合比
试验中用到的数据参数如下表1所示：
表1配合比参数列表
参数
符号表示
水灰比
Wc
设计目标隙率
P
原材料的各项密度
ρ
粗集料的隙率
V
由体积法的可知，配合比计算公式为3.1：
mG/ρs+mw/ρw+mc/ρc+mA/ρA+p=1m³（3.1）
也可以写成：
mG/ρs+VJ+p=1m³（3.2）
其中VJ=mw/ρw+mc/ρc+mA/ρA
ρs----粗骨料视密度（kg/m³）
mG---1m³透水混凝土中的粗骨料用量（kg/m³）
ρw--水的密度（kg/m³）
ρc--水泥的视密度（kg/m³）
ρA--减水剂的密度（kg/m³）
VJ--1m³透水混凝土中的胶凝浆体体积（kg/m³）
mA--1m³透水混凝土中的减水剂的用量
mw--1m³透水混凝土水的用量（kg/m³）
已知水胶比Wc为0.28，粉煤灰的掺入量的占胶凝材料的质量为10%，设计的目标隙率为15%，掺入的减水剂的量占胶凝材料的1%。
用子作为粗骨料，粒径的围在5-10mm.它的视密度为ρs=2700Kg/m³,堆积密度为ρG=1499Kg/m³,水泥是P.O32.5的普通硅酸盐水泥。
水泥的视密度ρc为3100Kg/m³,掺入的粉煤灰视密度ρSF为2100Kg/m³.求配合比。
1.粗骨料堆积隙率V为：
V=（1-ρG/ρS）×100%（3.3）
式中：
ρG--粗骨料堆积密度（kg/m³）
ρS--粗骨料视密度（kg/m³）
得：
V=（1-1499/2700）×100%=44.48%
2.1m³透水混凝土中的粗骨料用量计算：
mG=α·ρG（3.4）
式中：
ρG--粗集料的堆积密度（kg/m³）
α--修正的系数
mG--1m³透水混凝土中的粗骨料用量（kg/m³）
因此，1m³透水混凝土中的粗骨料用量由（3.4）：
mG=α·ρG=1499×0.98=1468（kg/m³）
3.1m³透水混凝土中的胶凝浆体的体积：
由公式（3.2）得VJ=（1-mG/ρs）-P
V=1-α·ρG/ρs-P（3.5）
将公式（3.3）代入到（3.5）得：
VJ=1000-1000α（1-V）-1000P（3.6）
式中：
VJ--1m³的透水混凝土中的胶凝浆体的体积（kg/m³）
P--设计的目标隙率（%）
V--粗集料堆积隙率（%）
因此，1m³的透水混凝土中的胶凝装体的体积为
VJ=1000-1000α（1-V）-1000P=1000-1000*0.98*（1-44.48%）-1000*0.15=306.8（L/m³）
4.1m³的透水混凝土中的水和水泥的用量：
因为减水剂的体积很小，所以不计入胶凝体的总体积，由
VJ=mw/ρw+mc/ρc+mA/ρA得：
VJ=mc·Wc/ρw+mc/ρc
mc=VJ/（Wc+1000/ρc）（3.7）
mw==mc·Wc（3.8）
式中：
mc--1m³的透水混凝土中的水泥的用量（kg/m³）
Wc--水灰比
mw--1m³的透水混凝土中的水的用量（kg/m³）
ρc--水泥视密度（kg/m³）
粉煤灰掺入量为10%得：
mc=9mSF
VJ=（mc+mSF）·Wc+1000（mc/ρc+mSF/ρSF）
得：
1m³的透水混凝土中的水泥的用量
mc=VJ/（10Wc/9+1000/ρc+1000/9ρSF）=306.8/（2.8/9+1000/3100+1000/9*2100）=450（kg/m³）
由mc=9mSF得：
1m³的透水混凝土中的粉煤灰的量为mSF=50（kg/m³）
1m³的透水混凝土中的水的量为mw=（mc+mSF）·Wc=（450+50）*0.28=140（kg/m³）
1m³的透水混凝土中的减水剂的量为mf=（mc+mSF）*0.01=5（kg/m³）
表2透水混凝土的配合比
水泥的用量
（kg/m³）
粉煤灰用量
（kg/m³）
粗集料用量
（kg/m³）
水的用量
（kg/m³）
减水剂用量
（kg/m³）
450.0
50.0
1469.0
140.0
5.0
以上计算的材料的配合比，因为实际试验的粗骨料之间隙及材料拌合而成试块的实际体积的差距。
在计算的时候粗骨料的密度选的是堆积密度，粗骨料堆积状态下构成混凝土的大致的结构，由水泥浆将骨料的隙填满，减少了理论和实践之间的差距[8]。
3.4本章的小结
1.先介绍配合比的各个参数及参数对配合比的计算的影响。
2.介绍了混凝土的配合比计算三种法，经过研究分析后选取体积法进行试验计算，说明了本试验配合比的计算步骤。
在配合比的计算中，数据很多，我们仔细的计算好每一个数据，配合比数值对试验起到很重要的作用，进行了仔细的检查。
4.试验的结果和分析
4.1基本情况
本实验中，我选取了两种的粗集料，分别为子和粒。
这两种粗集料可统计为三组的实验。
第一组是粗集料只是粒试验；第二组是粗集料只是子试验；第三组是粗集料包括子和粒的试验。
第一组和第三组的试验中，采用正交设计法。
正交设计是现在大家在试验的时候最常用到的设计原理。
它是由日本著名统计学家田口玄最先提出使用的。
它是选取的表格形式来对试验数值的统计计算。
具体的做法是：
第一定下这个试验的水平、因素，实验的因素是试验中对试验结果有影响的参数的；试验的水平是每个因素在试验中所对应选取数值。
以本次实验的例子说明，本实验所选用三因素和三水平，三水平就是每个因素选取得到的三个不同的数值，例如粒粒径选取三个不同的粒径的组合。
三因素是粒的粒径、隙率、水胶比。
选用的正交分析法就是在所有试验数据里，选择拥有代表性的组合进行试验，本实验从27个组合选出9个具有代表性的组合试验，通过对试验数据的计算，进行分析。
得出试验结论。
从而完成正交试验。
通过这些介绍，知道正交试验对于所有试验，进行次数大大减少了，不会影响试验的结果分析。
4.2试验配合比
对于上述所说前两组试验，分别以子、粒为粗集料的试验，第一组试验数据见表3、4，第二组见表5所示。
表3正交试验1因素和水平
序号
1
2
3
因素名称
骨料粒径
水灰比
隙率
水平1
4.75-9.5mm
0.28
20%
水平2
9.5-13.2mm
0.31
20%
水平3
13.2-16mm
0.34
20%
表4第一组试验配合比
粒
粒径
（mm）
水灰比
Wc
粗集料用量mG（kg/m³）
水泥用量
mc（kg/m³）
粉煤灰用量
mSF（kg/m³）
用水量
mw
（kg/m³）
隙率
P（%）
减水剂用量mf（kg/m³）
A1
4.75-9.5
0.28
405
425
46.5
132
20%
4.75
A2
9.5-13.2
0.28
385
350
40
110
20%
3.9
A3
13.2-16
0.28
365
279
31.5
86
20%
3.11
A4
4.75-9.5
0.31
405
334
37.5
115
20%
3.75
A5
9.5-13.2
0.31
385
264
29.3
91
20%
2.95
A6
13.2-16
0.31
365
405
44.8
20%
4.45
A7
4.75-9.5
0.34
405
255
28.5
95
20%
2.82
A8
9.5-13.2
0.34
385
385
42.5
145
20%
4.25
A9
13.2-16
0.34
365
320
35.5
122
20%
3.56
表5第二组试验配合比
子
水灰比
Wc
粗集料用量mG（kg/m³）
水泥用量
mc（kg/m³）
粉煤灰用量
mSF（kg/m³）
用水量
mw
（kg/m³）
隙率
P（%）
减水剂用量mf（kg/m³）
B1
0.28
1468
445
49.4
137
20%
5.1
B2
0.28
1468
374
41.3
115
20%
4.2
B3
0.28
1468
300
33.2
95
20%
3.36
B4
0.31
1468
424
47.3
147
20%
4.75
B5
0.31
1468
354
38.2
123
20%
3.93
B6
0.31
1468
293
32.5
101
20%
3.25
B7
0.34
1468
405
45.2
154
20%
4.53
B8
0.34
1468
342
37.5
125
20%
3.74
B9
0.34
1468
275
30.6
104
20%
3.05
第三组试验，选择固定的粒粒径，9.5-13.2mm，粒和子作为粗集料的试验，详细数据见下表：
表6正交试验3因素和水平
序号
1
2
3
因素名称
水灰比
隙率
子和粒比例
水平1
0.28
20%
1:
1
水平2
0.31
20%
1:
2
水平3
0.34
20%
2:
1
表7第三组试验的配合比
子和粒
水灰比
Wc
子和粒的比例
子
（kg/m³）
粒
（kg/m³）
水泥
（kg/m³）
粉煤灰
（kg/m³）
用水量
（kg/m³）
隙率
P（%）
减水剂
（kg/m³）
C1
0.28
1:
1
732
195
431
48.5
.5
20%
4.85
C2
0.28
1:
2
485
261
365
41.3
113.4
20%
4.04
C3
0.28
2:
1
970
134
292
32.2
90
20%
3.22
C4
0.31
1:
2
485
261
417
46.2
143.1
20%
4.57
C5
0.31
2:
1
970
134
346
38.5
118.3
20%
3.92
C6
0.31
1:
1
732
195
275
30.6
96.3
20%
3.12
C7
0.34
2:
1
970
134
394
44.5
20%
4.42
C8
0.34
1:
1
732
195
332
36.4
125.3
20%
3.72
C9
0.34
1:
2
485
261
264.2
29.5
98.7
20%
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