一种混凝土配合比优化计算方法与流程

1.本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种混凝土配合比优化计算方法。


背景技术：

2.混凝土配合比中随着胶凝材料用量的增加，混凝土粘度相应增大，影响混凝土的施工性能，现有技术有在混凝土中掺加降粘剂的方法来降低混凝土粘度，如掺加磷酸酯等，但混凝土施工、难度会相应增加，混凝土搅拌、施工过程中产生的废水对环境产生污染，降解慢。还有可能对混凝土耐久性、强度等产生不利影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对于现有混凝土配合比计算存在的问题，提供了一种混凝土配合比优化计算方法。本发明利用理论计算解决混凝土粘度过高、粘度过低的问题。
4.一种混凝土配合比优化计算方法，包括如下步骤：
5.步骤一、原材料实验：试验测定原材料水泥、矿物掺和料、粗骨料、细骨料的松散密度、表观密度、细度模数，检测复合减水剂中的减水剂固含量ja，复合减水剂中的减水剂减水率jb，复合减水剂中的引气剂固含量ka，复合减水剂中的引气剂引气率kb：
6.1-1、水泥：细度模数、表观密度；
7.1-2、矿物掺合料：细度模数、表观密度；
8.1-3、粗骨料：细度模数、松散密度、表观密度；
9.1-4、细骨料：细度模数、松散密度、表观密度；
10.1-5、试验a％+b％＝100％，由a％水泥+b％矿物掺和料的胶砂强度试验；
11.1-5-1、石英砂细度模数；
12.1-5-2、测定a％水泥+b％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值fm,o；
13.1-5-3、计算a％水泥+b％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值f
′
ce：
14.公式1：
15.f
′
ce：a％水泥+b％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值mpa；
16.fm,o：a％水泥+b％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值mpa；
17.w
÷
cc：水胶比；
18.μs：骨料综合细度模数；
19.1-6、测定减水剂性能指标：复合减水剂中的减水剂减水率jb和复合减水剂中的减水剂固含量ja、复合减水剂中的引气剂引气率kb和复合减水剂中的引气剂固含量ka；
20.步骤二、先按一种普通混凝土配合比方法计算：
21.1、计算混合骨料比例、表观密度：
22.1-1、计算混凝土骨料比例：
23.由公式2：
24.g1a％＝r1/(r1+r2+r3+r4)
25.g2a％＝r2/(r1+r2+r3+r4)
26.s1a％＝r3/(r1+r2+r3+r4)
27.s2a％＝r4/(r1+r2+r3+r4)
28.r1：粗骨料1松散密度kg/m3；
29.r2：粗骨料2松散密度kg/m3；
30.r3：细骨料1松散密度kg/m3；
31.r4：细骨料2松散密度kg/m3；
32.g1a％：粗骨料1占骨料总重百分比；
33.g2a％：粗骨料2占骨料总重百分比；
34.s1a％：细骨料1占骨料总重百分比；
35.s2a％：细骨料2占骨料总重百分比；
36.1-2、计算骨料混合后的表观密度：
37.根据：四种物质密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，质量混合比为a％、b％、c％、d％，混合后的质量为m，则v1＝mxa％/ρ1，v2＝mxb％/ρ2，v3＝mxc％/ρ3，v4＝mxd％/ρ4，
38.则：混合密度：ρ＝m/(v1+v2+v3+v4)
39.＝ρ1ρ2ρ3ρ4/(a％ρ2ρ3ρ4+ρ1b％ρ3ρ4+ρ1ρ2c％ρ4+ρ1ρ2ρ3d％)
40.即公式3：d3＝ρ
g1
ρ
g2
ρ
s1
ρ
s2
/(g1a％ρ
g2
ρ
s1
ρ
s2
+ρ
g1
g2a％ρ
s1
ρ
s2
+ρ
g1
ρ
g2
s1a％ρ
s2
+ρ
g1
ρ
g2
ρ
s1
s2a％)
41.d3：骨料混合后的表观密度kg/m3；
42.ρ
g1
：粗骨料1表观密度kg/m3；
43.ρ
g2
：粗骨料2表观密度kg/m3；
44.ρ
s1
：细骨料1表观密度kg/m3；
45.ρ
s2
：细骨料2表观密度kg/m3；
46.2、选定胶凝材料总量，选定其中水泥所占的重量kg/m3、矿物掺和料所占的重量kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率,计算d1：水泥、矿物掺和料混合后的表观密度kg/m347.2-1、计算胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率a3％、胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率b3％：
48.由公式4：a3％＝c/(c+f)
49.b3％＝f/(c+f)
50.a3％：胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率；
51.b3％：胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率；
52.c：每立方米混凝土中的水泥用量kg/m3；
53.f：每立方米混凝土中的矿物掺和料用量kg/m3；
54.2-2、计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：kg/m355.由公式5：d1＝ρcρf/(ρfa3％+ρcb3％)
56.d1：胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度kg/m3；
57.ρc：水泥的表观密度kg/m3；
58.ρf：矿物掺和料的表观密度kg/m3；
59.3、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：
60.3-1、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％：
61.由公式6：x％＝(c+f)/(c+f+w)
62.x％：胶凝材料占素胶凝浆体重量比率；
63.w：每立方米混凝土的用水量kg/m3；
64.3-2、计算素胶凝浆体的密度d：
65.由公式7：x％/d1+(1-x％)/d2＝1/d
66.d：素胶凝浆体密度kg/m3；
67.d2：水的表观密度kg/m3；
68.4、计算素胶凝浆体与粗骨料、细骨料的混合的混凝土密度d：
69.由公式7-1：y％/d+(1-y％)/d3＝1/d
70.其中：y％＝(c+f+w)/d
71.y％：素胶凝浆体重量占混凝土重量的比率；
72.d：混凝土密度kg/m3；
73.5、计算每立方米混凝土中的各骨料用量
74.5-1、计算每立方米混凝土中的骨料总用量e：
75.由公式8：e＝d-c-f-w
76.e：每立方米混凝土中的骨料总用量kg/m3；
77.5-2计算各骨料用量
78.g1＝g1a％
×e79.g2＝g2a％
×e80.s1＝s1a％
×e81.s2＝s2a％
×e82.g1：粗骨料1重量kg/m3；
83.g2：粗骨料2重量kg/m3；
84.s1：细骨料1重量kg/m3；
85.s2：细骨料2重量kg/m3；
86.6、得到各组分材料量比例：kg/m387.88.7、计算减水剂用量q：
89.7-1、计算骨料综合细度模数μ：
90.由公式9：μ＝μc
×
c％+μf
×
f％+μg1
×
g1％+μg2
×
g2％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
91.μ：骨料综合细度模数；
92.μc：水泥细度模数；
93.μf：矿物掺合料细度模数；
94.μg1：粗骨料1细度模数；
95.μg2：粗骨料2细度模数；
96.μs1：细骨料1细度模数；
97.μs2：细骨料2细度模数；
98.c％：水泥占骨料+胶凝材料总重百分比；
99.f％：矿物掺合料占骨料+胶凝材料总重百分比；
100.g1％：粗骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
101.g2％：粗骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
102.s1％：细骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
103.s2％：细骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
104.7-2、计算细骨料综合细度模数μ1：
105.由公式9-1：μ1＝μc
×
c％+μf
×
f％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
106.μ1：细骨料综合细度模数；
107.7-3、计算单位重量复合减水剂减水率j：
108.由公式10：j＝ja
×
jb
109.j：单位重量复合减水剂减水率；
110.jb：复合减水剂中的减水剂减水率；
111.ja：复合减水剂中的减水剂固含量；
112.7-4、计算单位重量复合减水剂引气率k：
113.由公式11：k＝ka
×
kb
114.k：单位重量复合减水剂引气率；
115.ka：复合减水剂中的引气剂固含量；
116.kb：复合减水剂中的引气剂引气率；
117.7-5、确定坍落度t，计算每立方米混凝土减水剂用量q：
118.7-5-1、计算黏度比β(一般取1.0)：
119.公式12：β＝非标准混凝土配合比中1.18mm筛孔以下颗粒kg/m3÷
标准混凝土配合比中1.18mm筛孔以下颗粒kg/m3120.7-5-2、计算每立方米混凝土减水剂用量q：
121.由公式13：
122.t：坍落度mm；
123.q：每立方米混凝土减水剂用量kg/m3；
124.8、计算因含气量调整后各材料用量：
125.8-1、计算混凝土含气量ea：
126.公式14：ea＝q
×
k-a
127.ea：混凝土含气量；
128.a：混凝土含气量损失，(因混凝土搅拌、运输、浇筑含气量损失)，一般取(0～4.0)；
129.8-2、计算因含气量调整后各材料用量：
130.由公式15：ca＝c
×
(1-ea÷
100)
131.fa＝f
×
(1-ea÷
100)
132.ga1＝g1
×
(1-ea÷
100)
133.ga2＝g2
×
(1-ea÷
100)
134.sa1＝s1
×
(1-ea÷
100)
135.sa2＝s2
×
(1-ea÷
100)
136.w
′
＝w
×
(1-ea÷
100)
137.ca：因含气量调整后每立方米混凝土中的水泥用量kg/m3；
138.fa：因含气量调整后每立方米混凝土中的矿物掺和料用量kg/m3；
139.ga1：因含气量调整后粗骨料1重量kg/m3；
140.ga2：因含气量调整后粗骨料2重量kg/m3；
141.sa1：因含气量调整后细骨料1重量kg/m3；
142.sa2：因含气量调整后细骨料2重量kg/m3；
143.w
′
：因含气量调整后混凝土用水总量kg/m3；
144.8-3、计算因含气量调整后表观用水量wa：
145.由公式16：w(w
′
)＝wa+q
×
(1-qg)
146.计算表观用水量：wa＝w-q
×
(1-qg)
147.w(w
′
)：因含气量调整后混凝土用水总量kg/m3；
148.wa：因含气量调整后表观用水量kg/m3；
149.9、实验结果如下：kg/m3[0150][0151][0152]
9-1计算因含气量调整后骨料综合细度模数μ’：
[0153]
由公式9：μ’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
ga1％+μg2
×
ga2％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0154]
9-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1’：
[0155]
由公式9-1：μ1’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0156]
9-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：
[0157]
由公式17：
[0158]
fcu,o：混凝土28天抗压强度代表值mpa；
[0159]
w'
÷
cc'：因含气量调整后的水胶比；
[0160]
cc
′
：因含气量调整后胶凝材料总和(ca+fa)
[0161]
9-4、计算混凝土出罐坍落度t：
[0162]
由公式18：
[0163]
10、强度确定：
[0164]
10-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0165][0166]
10-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定：
[0167]
由公式19：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0168]
得：δ＝(fcu,o-fcu,k)
÷
1.645
[0169]
fcu,k：混凝土立方体抗压标准值mpa；
[0170]
δ：抗压强度标准差，δ＝1～6；
[0171]
10-3、依据国家规范规定确定水灰比：
[0172]w’÷
cc’＝
[0173]
结论：该配合比符合c
‑‑
等级混凝土；
[0174]
步骤三、将胶凝材料不同的配合比列表：
[0175]
1、将胶凝材料不同的配合比列表：
[0176]
2、选择施工性好的原始配合比：
[0177]
3、选择好的配合比各组分原始材料量；
[0178]
4、计算原始配合比中混凝土材料中颗粒1.18mm以下数量做为计算标准，称为标准混凝土配合比：
[0179]
由公式20：m＝c+f+s1
×
bs1％+s2
×
bs2％
[0180]
m：每立方米标准混凝土配合比材料中颗粒(胶凝材料+细骨料)1.18mm筛孔以下的重量kg/m3；
[0181]
bs1％：细骨料1颗粒1.18mm筛孔以下数量占细骨料1重量百分比；
[0182]
bs2％：细骨料2颗粒1.18mm筛孔以下数量占细骨料2重量百分比；
[0183]
步骤四、配合比优化
[0184]
1、计算要优化的配合比各组分原始材料量列表；
[0185]
2、以选定标准混凝土配合比材料中颗粒1.18mm筛孔以下数量做为计算标准，计算
[0215][0216]
8、计算优化后减水剂用量q：
[0217]
8-1、计算优化后骨料综合细度模数μa：
[0218]
由公式9：μa＝μc
×c′
％+μf
×f′
％+μg1
×g′
1％+μg2
×g′
2％+μs1
×s′
1％+μs2
×s′
2％
[0219]
μa：优化后骨料综合细度模数；
[0220]c′
％：优化后水泥占骨料+胶凝材料总重的百分比；
[0221]f′
％：优化后矿物掺合料占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0222]g′
1％：优化后粗骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0223]g′
2％：优化后粗骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0224]s′
1％：优化后细骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0225]s′
2％：优化后细骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0226]
8-2、计算优化后细骨料综合细度模数μa1：
[0227]
由公式9-1：μa1＝μc
×c′
％+μf
×f′
％+μs1
×s′
1％+μs2
×s′
2％
[0228]
μa1：优化后细骨料综合细度模数；
[0229]
8-3、确定混凝土出罐坍落度，计算优化后每立方米混凝土减水剂用量qa：
[0230]
由公式13：
[0231]
9、优化后的配合比因含气量调整
[0232]
9-1、各骨料用量因含气量调整，因混凝土搅拌、运输、浇筑损含气量损失，计算优化后的混凝土含气量e
a’：
[0233]
由公式14：e
a’＝qa
×
k-a
[0234]
9-2、计算优化并因含气量调整后各骨料用量
[0235]
由公式15：ca’＝c
×
(1-ea’÷
100)
[0236]
fa’＝f
×
(1-ea’÷
100)
[0237]
ga1’＝g
′1×
(1-ea’÷
100)
[0238]
ga2’＝g
′2×
(1-ea’÷
100)
[0239]
sa1’＝s
′1×
(1-ea’÷
100)
[0240]
sa2’＝s
′2×
(1-ea’÷
100)
[0241]
wb
′
＝w
×
(1-ea’÷
100)
[0242]
ca’：优化并因含气量调整后每立方米混凝土中的水泥用量kg/m3；
[0243]
fa’：优化并因含气量调整后每立方米混凝土中的矿物掺和料用量kg/m3；
[0244]
ga1’：优化并因含气量调整后粗骨料1重量kg/m3；
[0245]
ga2’：优化并因含气量调整后粗骨料2重量kg/m3；
[0246]
sa1’：优化并因含气量调整后细骨料1重量kg/m3；
[0247]
sa2’：优化并因含气量调整后细骨料2重量kg/m3；
[0248]
wb
′
：优化并因含气量调整后混凝土用水总量kg/m3；
[0249]
9-3、计算优化并因含气量调整后表观用水量wa’：
[0250]
由公式16：wb(wb
′
)＝wa’+qa
×
(1-qg)
[0251]
计算表观用水量：wa’＝wb(wb
′
)-qa
×
(1-qg)
[0252]
10、实验结果如下：kg/m3[0253][0254]
10-1、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa’：
[0255]
由公式9：μa’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μg1
×
ga1’％+μg2
×
ga2’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0256]
μa’：因含气量调整并优化后骨料综合细度模数；
[0257]
ca’％：因含气量调整并优化后水泥占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0258]
fa’％：因含气量调整并优化后矿物掺合料占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0259]
ga1’％：因含气量调整并优化后粗骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0260]
ga2’％：因含气量调整并优化后粗骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0261]
sa1’％：因含气量调整并优化后细骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0262]
sa2’％：因含气量调整并优化后细骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；
[0263]
10-2、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa1’：
[0264]
由公式9-1：μa1’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0265]
μa1’：因含气量调整并优化后细骨料综合细度模数；
[0266]
10-3、计算因含气量调整并优化后的混凝土28天抗压强度代表值fcu,o：
[0267]
由公式17：
[0268]
fcu,o’：因含气量调整并优化后的混凝土28天抗压强度代表值mpa；
[0269]
wb'
÷
ccb'：因含气量调整并优化后的水胶比；
[0270]
wb
′
：凝胶材料胶砂强度实验用水量；
[0271]
ccb
′
：凝胶材料胶砂强度实验凝胶材料用量；
[0272]
10-4、计算因含气量调整并优化后的混凝土出罐坍落度计算ta’：
[0273]
由公式18：
[0274]
ta’：因含气量调整并优化后的混凝土出罐坍落度mm；
[0275]
11、优化后强度确定：
[0276]
11-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o
′
＝fcu,k+1.645
×
δ
[0277][0278]
可确定混凝土等级c；
[0279]
11-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定抗压强度标准差：
[0280]
由公式19：fcu,o
′
＝fcu,k+1.645
×
δ
[0281]
11-3、依据国家规范规定确定水灰比：
[0282]
wb'
÷
ccb'
[0283]
结论：该配合比混凝土等级。
[0284]
与现有技术相比，本发明的优势在于：
[0285]
1、本发明利用理论计算解决混凝土粘度过高、粘度过低的问题。
[0286]
2、现阶段混凝土有降低或提高混凝土粘度的外加剂，本发明不需用粘度调节剂，该方法具有计算简单、合理，实用性强，准确率高。
[0287]
3、与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用此方法配置出来的混凝土感官好，施工性好，耐久性好，混凝土强度高。
具体实施方式
[0288]
实施例
[0289]
水泥+微粉+碎石1+碎石2+人工砂+细河砂
[0290]
所用材料为po42.5水泥，产地：钢都水泥厂。粒化高炉矿碴粉(微粉)，产地：冀东水泥厂。碎石1产地：鞍山：粒径10mm～20mm。碎石2产地：鞍山：粒径5mm～16mm。人工砂1产地：鞍山。细河砂2产地为：辽阳。聚羧酸减水剂母液产地：大连科诺。复合减水剂固含量18.33％，复合减水剂中的减水剂(聚羧酸)固含量ja：16％，复合减水剂中的减水剂减水率jb：45％(实验值)，葡糖酸钠掺2％，复合减水剂中的引气剂(十二烷基苯磺酸钠)固含量ka：0.33％，复合减水剂中的引气剂引气率kb：3.294
×
102(实验值)。
[0291]
步骤一、原材料实验：
[0292]
1、原材料试验：试验测定原材料水泥、矿物掺和料、碎石1、碎石2、人工砂1、人工砂2的松散密度、表观密度、细度模数，检测减水剂性能指标：复合减水剂中的减水剂固含量ja，复合减水剂中的减水剂减水率jb，复合减水剂中的引气剂固含量ka，复合减水剂中的引气剂引气率kb。
[0293]
1-1水泥：
[0294]
细度模数：两次称取烘干水泥试样25克倒入0.045mm负压筛内，负压60，运行120秒后称取筛内存留物平均值为1.5955克；
[0295]
水泥细度模数μc＝1.5955
÷
25
×
100≈6.382；
[0296]
表观密度：两次称取烘干试样60克水泥，分别倒入标有无水煤油的李氏瓶，排开无水煤油的体积平均值为19.405cm3。
[0297]
水泥表观密度为ρc＝水泥质量
÷
排开无水煤油的体积＝60
÷
19.405≈3.092g/cm3≈3092kg/m3；
[0298]
1-2微粉：
[0299]
细度模数：两次称取烘干微粉试样25克倒入0.080mm负压筛内，负压60，运行120秒后称取筛内存留物平均值为0.14985克；
[0300]
微粉细度模数：μf＝0.14985
÷
25
×
100≈0.5994；
[0301]
表观密度：两次称取烘干试样60克微粉，分别倒入标有无水煤油的李氏瓶，排开无水煤油的体积平均平均值为20.42cm3。
[0302]
微粉密度为ρ＝微粉质量
÷
排开无水煤油的体积＝60
÷
20.42≈2.938g/cm3≈2938kg/m3；
[0303]
1-3、碎石1：规格10-20mm 3000克
[0304]
筛孔尺寸26.5mm19.0mm16.0mm9.5mm4.75mm底筛余量0201.8640961176.820.4分计筛余010.09％32.0％48.05％8.84％1.02％累计筛余010.09％42.09％90.14％98.98％100％
[0305]
μg1＝(a2+a3+a4+a5+a6-5a1)
÷
(100-a1)
[0306]
ꢀꢀꢀ
＝(10.09+42.09+90.14+98.98-5
×
0)
÷
(100-0)
[0307]
ꢀꢀꢀ
≈2.413
[0308]
松散密度：将碎石1两次称取烘干试样分别倒入标有10升容器，标准振捣后刮平，两次称取平均值为14.33kg。
[0309]
松散密度：r1＝1.472
÷
10≈1.472g/cm3≈1472kg/m3；
[0310]
表观密度：两次称取烘干试样1062.1克碎石，分别倒入标有591.60克水，排开水的体积平均值为398.4cm3。
[0311]
碎石表观密度ρg1＝1062.1
÷
398.4≈2.666g/cm3≈2666kg/m3；
[0312]
1-4、碎石2：规格5-16mm 2000克
[0313][0314][0315]
μg2＝(a2+a3+a4+a5+a6-5a1)
÷
(100-a1)
[0316]
ꢀꢀꢀꢀ
＝(46.06％+98.54％-5
×
0)
÷
(100-0)
[0317]
ꢀꢀꢀꢀ
≈1.446
[0318]
松散密度：将碎石2两次称取烘干试样分别倒入标有10升容器，标准振捣后刮平，两次称取平均为13.90kg。
[0319]
碎石2松散密度：r2＝13.90
÷
10≈1.390g/cm3≈1390kg/m3；
[0320]
表观密度：两次称取烘干试样966.8克碎石，分别倒入标有600克水，排开水的体积平均为349.8cm3。
[0321]
碎石2表观密度：ρ
g2
＝966.8
÷
349.8≈2.764g/cm3≈2764kg/m3；
[0322]
1-5、人工砂：500克
[0323]
筛孔尺寸4.75mm2.35mm1.18mm0.6mm0.3mm0.15mm底筛余量83.05118.373.3065.2047.7524.2588.15分计筛余16.61％23.66％14.66％13.04％9.55％4.85％17.63％累计筛余16.61％40.27％54.93％67.97％77.52％82.37％100％
[0324]
μs1＝(a2+a3+a4+a5+a6-5a1)
÷
(100-a1)
[0325]
ꢀꢀꢀ
＝(40.27+54.93+67.97+77.52+82.37-5
×
16.61)
÷
(100-16.61)
[0326]
ꢀꢀꢀ
≈2.878
[0327]
松散密度：将人工砂两次称取烘干试样分别倒入标有5升容器，标准振捣后刮平，两次称取平均值为8.090kg。
[0328]
人工砂松散密度：r3＝8090
÷
5000≈1.618g/cm3≈1618kg/m3。
[0329]
表观密度：两次称取烘干试样887.8克碎石，分别倒入标有600克水，排开水的体积平均值为329.8cm3。
[0330]
人工砂表观密度：ρ
s1
＝887.8
÷
329.8≈2.692g/cm3≈2692kg/m3；
[0331]
1-6、细河砂：500克
[0332][0333][0334]
μs2＝(a2+a3+a4+a5+a6-5a1)
÷
(100-a1)
[0335]
ꢀꢀꢀ
＝(0.22+0.88+1.61+14.33+70.65-5
×
0.07)
÷
(100-0.07)
[0336]
ꢀꢀꢀ
≈0.8740
[0337]
松散密度：将细河砂两次称取烘干试样分别倒入标有5升容器，标准振捣后刮平，两次称取平均值为6400g。
[0338]
细河砂松散密度：r4＝6400
÷
5000≈1.280g/cm3≈1280kg/m3；
[0339]
表观密度：两次称取烘干试样923.7克碎石，分别倒入标有590克水，排开水的体积平均值为350cm3。
[0340]
细河砂表观密度：ρ
s2
＝923.7
÷
350≈2.639g/cm3≈2639kg/m3；
[0341]
1-7、水泥胶砂实验：
[0342]
1-7-1、石英砂细度模数500克
[0343]
筛孔尺寸4.75mm2.35mm1.18mm0.6mm0.3mm0.15mm底筛余量00.07111.65206.3529.8049.55102.6分计筛余00.014％22.33％41.27％5.96％9.91％20.52％累计筛余00.014％22.34％63.61％69.57％79.48％100％
[0344]
μ＝(a2+a3+a4+a5+a6-5a1)
÷
(100-a1)
[0345]
＝(0.014+22.34+63.61+69.57+79.48)
÷
(100-0)
[0346]
≈2.350
[0347]
1-7-2、70％水泥+30％微粉胶砂强度试验，测定水泥胶砂28天抗压强度代表值mpa。
[0348]
序号水泥微粉石英砂水fm,o：28天强度代表值mpa1315135135022545.23
[0349]
1-7-3、取序号1，70％水泥+30％微粉胶砂试验28天抗压强度代表值48.35mpa,计算f
′
ce：70％水泥+30％微粉胶砂试验28天抗压强度计算值mpa
[0350]
由公式1：
[0351][0352]
1-8、测定减水剂性能指标：
[0353]
1)、复合减水剂中的减水剂减水率jb：45％；复合减水剂中的减水剂固含量ja：16％；
[0354]
2)、复合减水剂中的引气剂引气率kb：3.294
×
102；复合减水剂中的引气剂固含量ka：0.33％
[0355]
步骤二、先按一种普通混凝土配合比计算方法
[0356]
实施例1：
[0357]
1、计算混合骨料比例、表观密度：
[0358]
1-1、求各骨料占骨料总重百分比
[0359]
由公式2：
[0360]
g1a％＝r1/(r1+r2+r3+r4)＝1472/(1472+1390+1618+1280)≈25.56％
[0361]
g2a％＝r2/(r1+r2+r3+r4)＝1390/(1472+1390+1618+1280)≈24.13％
[0362]
s1a％＝r3/(r1+r2+r3+r4)＝1618/(1472+1390+1618+1280)≈28.09％
[0363]
s2a％＝r4/(r1+r2+r3+r4)＝1280/(1472+1390+1618+1280)≈22.22％
[0364]
1-2、计算骨料混合后的表观密度：
[0365]
根据四种物质密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，质量混合比为a％、b％、c％、d％，混合后的质量为m，则v1＝m
×
a％/ρ1，v2＝m
×
b％/ρ2，v3＝m
×
c％/ρ3，v4＝m
×
d％/ρ4，则：混合后表观密度kg/m3：ρ＝m/(v1+v2+v3+v4)＝ρ1ρ2ρ3ρ4/(a％ρ2ρ3ρ4+ρ1b％ρ3ρ4+ρ1ρ2c％ρ4+ρ1ρ2ρ3d％)
[0366]
即公式3：：d3＝ρ
g1
ρ
g2
ρ
s1
ρ
s2
/(g1a％ρ
g2
ρ
s1
ρ
s2
+ρ1g2a％ρ3ρ4+ρ1ρ2s1a％ρ4+ρ1ρ2ρ3s2a％)
[0367]
＝2.666
×
2.764
×
2.692
×
2.639
÷
(25.56％
×
2.764
×
2.692
×
2.639+2.666
×
[0401]
s2＝s2a％
×
e＝22.22％
×
1966≈436.8kg/m3[0402]
6、得到各组分材料量 2366.4kg/m3[0403][0404][0405]
7、计算减水剂用量q：
[0406]
7-1、计算骨料综合细度模数μ：
[0407]
由公式9：μ＝μc
×
c％+μf
×
f％+μg1
×
g1％+μg2
×
g2％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
[0408]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.413
×
23.25％+1.446
×
21.95％+2.878
×
25.55％+0.8740
×
20.21％
[0409]
≈2.210
[0410]
7-2、根据公式1-1：计算μ1：细骨料综合细度模数
[0411]
由公式9-1：μ1＝μc
×
c％+μf
×
f％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
[0412]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.878
×
25.55％+0.8740
×
20.21％
[0413]
≈1.332
[0414]
7-3、计算单位重量复合减水剂减水率j：
[0415]
由公式10：j＝ja
×
jb
[0416]
＝16
×
45％
[0417]
＝0.072
[0418]
7-4、计算单位重量复合减水剂引气率k：
[0419]
由公式11：k＝ka
×
kb
[0420]
＝0.33％
×
3.294
×
102[0421]
≈1.087
[0422]
7-5、确定混凝土出罐坍落度t＝235mm，计算每立方米混凝土减水剂用量q。
[0423]
7-5-1、计算β：黏度比，一般取1.0
[0424]
7-5-2、计算每立方米混凝土减水剂用量q：
[0425]
由公式13：
[0426][0427]
8、配合比因含气量损失、运输、浇筑损失调整：
[0428]
8-1、各骨料用量因含气量调整，因混凝土搅拌、运输、浇筑含气量损失a取4(一般取0～4)，计算混凝土含气量ea：
[0429]
由公式14：ea＝q
×
k-a＝3.80
×
1.087-4≈0.1306
[0430]
8-2、计算因含气量调整后各骨料用量
[0431]
由公式15：
[0432]
ca＝c
×
(1-ea÷
100)＝136.5
×
(1-0.1306
÷
100)≈136.3kg/m3[0433]
fa＝f
×
(1-ea÷
100)＝58.5
×
(1-0.1306
÷
100)≈58.4kg/m3[0434]
ga1＝g1
×
(1-ea÷
100)＝502.5
×
(1-0.1306
÷
100)≈501.8kg/m3[0435]
ga2＝g2
×
(1-ea÷
100)＝474.4
×
(1-0.1306
÷
100)≈473.8kg/m3[0436]
sa1＝s1
×
(1-ea÷
100)＝552.2
×
(10.1306
÷
100)≈551.5kg/m3[0437]
sa2＝s2
×
(1-ea÷
100)＝436.8
×
(1-0.1306
÷
100)≈436.2kg/m3[0438]w′
＝w
×
(1-ea÷
100)＝205
×
(1-0.1306
÷
100]≈204.7kg/m3[0439]
8-3、计算表观用水量kg/m3[0440]
由公式16：w(w
′
)＝wa+q
×
(1-qg)
[0441]
计算表观用水量：wa＝w-q
×
(1-qg)
[0442]
＝204.7-3.80
×
(1-0.1833)≈201.6kg/m3[0443]
9、实施例1实验结果如下：2363.9kg/m3[0444][0445]
9-1、计算因含气量调整后骨料综合细度模数μ’：
[0446]
由公式9：μ’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
ga1％+μg2
×
ga2％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0447]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.413
×
23.25％+1.446
×
21.96％+2.878
×
25.56％+0.8740
×
20.21％
[0448]
≈2.210
[0449]
9-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1’：
[0450]
由公式9-1：μ1’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0451]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.878
×
25.56％+0.8740
×
20.21％
[0452]
≈1.332
[0453]
9-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：
[0454]
由公式17：
[0455][0456]
9-4、计算混凝土出罐坍落度t：
[0457]
由公式18：
[0458][0459]
10、强度确定：
[0460]
10-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0461][0462]
可确定c10以上。
[0463]
10-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定。
[0464]
由公式19：fcu，o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0465]
注：fcu,o为实测28天抗压强度代表值15.38mpa
[0466]
得：δ＝(fcu,o-fcu,k)
÷
1.645＝(15.38-10)
÷
1.645≈3.271
[0467]
10-3、依据国家规范规定确定水灰比。
[0468]w’÷
cc’＝204.7
÷
(136.3+58.4)≈1.051
[0469]
结论：该配合比符合c10等级混凝土。
[0470]
实施例2：
[0471]
1、计算混合骨料比例、表观密度：
[0472]
1-1、计算混凝土骨料比例
[0473]
同实施例1。
[0474]
1-2、计算混合骨料的表观密度d3：
[0475]
同实施例1。
[0476]
2、选定胶凝材料总量305kg/m3，选定其中水泥所占的重量213.5kg/m3、矿物掺和料所占的重量91.5kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率，计算水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0477]
2-1、计算水泥所占胶凝材料总量的比率a3％：
[0478]
由公式4：a3％＝c/(c+f)＝213.5
÷
(213.5+91.5)＝70％
[0479]
计算矿物掺和料所占胶凝材料总量的比率b3％：
[0480]
b3％＝f/(c+f)＝91.5
÷
(213.5+91.5)＝30％
[0481]
2-2、计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0482]
由公式5：d1＝ρcρf/(ρfa3％+ρcb3％)
[0483]
＝3.092
×
2.938
÷
(2.938
×
70％+3.092
×
30％)
[0484]
≈3.044g/cm3≈3044kg/m3[0485]
3、确定每立方米混凝土用水量205kg/m3，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：
[0486]
3-1：由公式6：x％＝(c+f)/(c+f+w)＝(213.5+91.5)/(213.5+91.5+205)≈59.80％
[0487]
3-2、计算素胶凝浆体密度d：
[0488]
由公式7：x％/d1+(1-x％)/d2＝1/d
[0489]
59.80％
÷
3.044+(1-59.80％)
÷
1.000＝1
÷d[0490]
d≈1.671g/cm3≈1671kg/m3[0491]
4、计算素胶凝浆体与碎石、人工砂、细河砂的混合的密度d：
[0492]
由公式7-1：y％/d+(1-y％)/d3＝1/d
[0493]
其中：y％＝(c+f+w)/d
[0494]
{(c+f+w)
÷
d}
÷
d+(1-y％)
÷
d3＝1
÷d[0495]
{(213.5+91.5+205)
÷
d}
÷
1671+{1-(213.5+91.5+205)
÷
d}
÷
2690＝1
÷d[0496]
d≈2379kg/m3[0497]
5、计算每立方米混凝土中的骨料用量
[0498]
5-1、计算每立方米混凝土中的骨料总用量e：
[0499]
由公式8：e＝d-c-f-w
[0500]
＝2379-(213.5+91.5+205)≈1869kg/m3[0501]
5-2、计算各骨料用量
[0502]
g1＝g1a％
×
e＝25.56％
×
1869≈477.7kg/m3[0503]
g2＝g2a％
×
e＝24.13％
×
1869≈451.0kg/m3[0504]
s1＝s1a％
×
e＝28.09％
×
1869≈525.0kg/m3[0505]
s2＝s2a％
×
e＝22.22％
×
1869≈415.3kg/m3[0506]
6、得到各组分材料量进行试验 2379kg/m3[0507][0508]
7、计算q：减水剂用量kg/m3[0509]
7-1、计算骨料综合细度模数μ：
[0510]
由公式9：μ＝μc
×
c％+μf
×
f％+μg1
×
g1％+μg2
×
g2％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
[0543][0544]
9-1、计算因含气量调整后骨料综合细度模数μ’：
[0545]
由公式9：μ’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
ga1％+μg2
×
ga2％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0546]
＝6.382
×
9.82％+0.5994
×
4.21％+2.413
×
21.97％+1.446
×
20.74％+2.878
×
24.15％+0.8740
×
19.10％
[0547]
≈2.344
[0548]
9-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1’：
[0549]
由公式9-1：μ1’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0550]
＝6.382
×
9.82％+0.5994
×
4.21％+2.878
×
24.15％+0.8740
×
19.10％
[0551]
≈1.514
[0552]
9-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：
[0553]
由公式17：
[0554][0555]
9-4、计算t：混凝土出罐坍落度mm
[0556]
由公式18：
[0557][0558]
10、强度确定：
[0559]
10-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0560][0561]
可确定c20以上。
[0562]
10-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材
料检测的及时准确度施工现场养护情况确定。
[0563]
由公式19：fcu，o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0564]
注：fcu,o为实测28天抗压强度代表值27.52mpa
[0565]
得：δ＝(fcu,o-fcu,k)
÷
1.645＝(27.52-20)
÷
1.645≈4.571
[0566]
10-3、依据国家规范规定确定水灰比。
[0567]w’÷
cc’＝201.7
÷
(210+90)≈0.6723
[0568]
结论：该配合比符合c20等级混凝土。
[0569]
实施例3：
[0570]
1、计算混合骨料比例、表观密度：
[0571]
1-1、计算混凝土骨料比例：
[0572]
同实施例1。
[0573]
1-2、计算骨料混合后的表观密度d3：
[0574]
同实施例1。
[0575]
2、选定胶凝材料总量360kg/m3，选定其中水泥所占的重量252kg/m3、矿物掺和料所占的重量108kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率，计算水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0576]
2-1、计算水泥所占胶凝材料总量的比率a3％：
[0577]
由公式4：a3％＝c/(c+f)＝252
÷
(252+108)＝70％
[0578]
计算矿物掺和料所占胶凝材料总量的比率b3％：
[0579]
b3％＝f/(c+f)＝108
÷
(252+108)＝30％
[0580]
2-2、计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0581]
由公式5：d1＝ρcρf/(ρfa3％+ρcb3％)
[0582]
＝3.092
×
2.938
÷
(2.938
×
70％+3.092
×
30％)
[0583]
≈3.044g/cm3≈3044kg/m3[0584]
3、确定每立方米混凝土用水量205kg/m3，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：
[0585]
3-1、确定每立方米混凝土用水量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％：
[0586]
由公式6：x％＝(c+f)/(c+f+w)＝(252+108)/(252+108+205)≈63.72％
[0587]
3-2、素胶凝浆体密度公式，计算素胶凝浆体的密度d：
[0588]
由公式7：x％/d1+(1-x％)/d2＝1/d
[0589]
63.72％
÷
3.044+(1-63.72％)
÷
1.000＝1
÷d[0590]
d≈1.748g/cm3≈1748kg/m3[0591]
4、计算素胶凝浆体与碎石、人工砂、细河砂的混合的密度d：
[0592]
由公式7-1：y％/d+(1-y％)/d3＝1/d
[0593]
其中：y％＝(c+f+w)/d
[0594]
{(c+f+w)
÷
d}
÷
d+(1-y％)
÷
d3＝1
÷d[0595]
{(252+108+205)
÷
d}
÷
1748+{1-(252+108+205)
÷
d}
÷
2690＝1
÷d[0596]
d≈2386kg/m3[0597]
5、计算每立方米混凝土中的各骨料用量：5-1、计算每立方米混凝土中的骨料总用
量e：
[0598]
由公式8：e＝d-c-f-w
[0599]
＝2386-(252+108+205)≈1821kg/m3[0600]
5-2、计算：各骨料用量
[0601]
g1＝g1a％
×
e＝25.56％
×
1821≈465.4kg/m3[0602]
g2＝g2a％
×
e＝24.13％
×
1821≈439.4kg/m3[0603]
s1＝s1a％
×
e＝28.09％
×
1821≈511.5kg/m3[0604]
s2＝s2a％
×
e＝22.22％
×
1821≈404.6kg/m3[0605]
6、得到各组分材料量进行试验2385.5kg/m3[0606][0607]
7、计算减水剂用量q：7-1、计算骨料综合细度模数μ：
[0608]
由公式9：μ＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
g1％+μg2
×
g2％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
[0609]
＝6.382
×
11.55％+0.5994
×
4.95％+2.413
×
21.34％+1.446
×
20.15％+
[0610]
2.878
×
23.45％+0.8740
×
18.55％
[0611]
≈2.410
[0612]
7-2、计算细骨料综合细度模数μ1：
[0613]
由公式9-1：μ1＝μc
×
c％+μf
×
f％+μs1
×
s1％+μs2
×
s2％
[0614]
＝6.382
×
11.55％+0.5994
×
4.95％+2.878
×
23.45％+0.8740
×
18.55％
[0615]
≈1.604
[0616]
7-3、计算单位重量复合减水剂减水率j：
[0617]
同实施例1。
[0618]
7-4、计算单位重量复合减水剂引气率k：
[0619]
同实施例1。
[0620]
7-5、确定混凝土出罐坍落度t＝235mm，计算每立方米混凝土减水剂用量q：
[0621]
7-5-1、计算β：黏度比；取1.0
[0622]
7-5-2、计算每立方米混凝土减水剂用量q：
[0623]
由公式13：
[0624]
[0625]
8、配合比因含气量损失调整：
[0626]
8-1、各骨料用量因含气量调整，混凝土搅拌、运输、浇筑过程中含气量损失a取4。计算混凝土含气量ea：
[0627]
由公式14：ea＝q
×
k-a
[0628]
＝5.81
×
1.087-4
[0629]
≈2.315
[0630]
8-2、计算各骨料用量
[0631]
由公式15：ca＝c
×
(1-ea÷
100)＝252.0
×
(1-2.315
÷
100)≈246.2kg/m3[0632]
fa＝f
×
(1-ea÷
100)＝108.0
×
(1-2.315
÷
100)≈105.5kg/m3[0633]
ga1＝g1
×
(1-ea÷
100)＝465.4
×
(1-2.315
÷
100)≈454.6kg/m3[0634]
ga2＝g2
×
(1-ea÷
100)＝439.4
×
(1-2.315
÷
100)≈429.2kg/m3[0635]
sa1＝s1
×
(1-ea÷
100)＝511.5
×
(1-2.315
÷
100)≈499.7kg/m3[0636]
sa2＝s2
×
(1-ea÷
100)＝404.6
×
(1-2.315
÷
100)≈395.2kg/m3[0637]w′
＝w
×
(1-ea÷
100)＝205
×
(1-2.315
÷
100)≈200.3kg/m3[0638]
8-3、计算表观用水量wa：
[0639]
由公式16：w(w
′
)＝wa+q
×
(1-qg)
[0640]
计算表观用水量：wa＝w-q
×
(1-qg)
[0641]
＝200.3-5.81
×
(1-0.1833)≈195.6kg/m3[0642]
9、实施例3实验结果如下：2321.6kg/m3[0643][0644][0645]
9-1计算因含气量调整后骨料综合细度模数μ’：
[0646]
由公式9：μ’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
ga1％+μg2
×
ga2％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0647]
＝6.382
×
11.56％+0.5994
×
4.95％+2.413
×
21.34％+1.446
×
20.15％+2.878
×
23.46％+0.8740
[0648]
×
18.55％
[0649]
≈2.411
[0650]
9-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1’：
[0651]
由公式9-1：μ1’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0652]
＝6.382
×
11.56％+0.5994
×
4.95％+2.878
×
23.46％+0.8740
×
18.55％
[0653]
≈1.605
[0654]
9-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：
[0655]
由公式17：
[0656][0657]
9-4、计算混凝土出罐坍落度
[0658]
由公式18：
[0659][0660]
10、强度确定：
[0661]
10-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0662][0663]
可确定c25以上。
[0664]
10-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定。
[0665]
由公式19：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0666]
注：fcu，o为实测28天抗压强度代表值33.42mpa
[0667]
得：δ＝(fcu,o-fcu,k)
÷
1.645＝(33.42-25)
÷
1.645≈4.985
[0668]
10-3、依据国家规范规定确定水灰比。
[0669]w’÷
cc’＝200.3
÷
(246.2+105.5)≈0.5695
[0670]
结论：该配合比符合c25等级混凝土。
[0671]
实施例4：
[0672]
1、计算混合骨料比例、表观密度：
[0673]
1-1、计算混凝土骨料比例
[0674]
同实施例1。
[0675]
1-2、计算混合骨料的表观密度d3：
[0676]
同实施例1。
[0677]
2、选定胶凝材料总量450kg/m3，选定其中水泥所占的重量315kg/m3、矿物掺和料所占的重量135kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率，计算水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0678]
2-1、计算水泥所占胶凝材料总量的比率a3％：
[0679]
由公式4：a3％＝c/(c+f)＝315
÷
(315+135)＝70％
[0680]
计算矿物掺和料所占胶凝材料总量的比率b3％：
[0681]
b3％＝f/(c+f)＝135
÷
(315+135)＝30％
[0682]
2-2计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：
[0683]
由公式5：d1＝ρcρf/(ρfa3％+ρcb3％)
[0684]
＝3.092
×
2.938
÷
(2.938
×
70％+3.092
×
30％)
[0685]
≈3.044g/cm3≈3044kg/m3[0686]
3、确定每立方米混凝土用水量205kg/m3，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：
[0687]
3-1、计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％：
[0688]
由公式6：x％＝(c+f)/(c+f+w)＝(315+135)/(315+135+205)≈68.70％
[0689]
3-2、计算素胶凝浆体密度d：
[0690]
由公式7：x％/d1+(1-x％)/d2＝1/d
[0691]
68.70％
÷
3.044+(1-68.70％)
÷
1.000＝1
÷d[0692]
d≈1.856g/cm3≈1856kg/m3[0693]
4、计算素胶凝浆体与碎石、人工砂、细河砂的混合的密度d：
[0694]
由公式7-1：y％/d+(1-y％)/d3＝1/d
[0695]
其中：y％＝(c+f+w)/d
[0696]
{(315+135+205)
÷
d}
÷
1856+{1-(315+135+205)
÷
d}
÷
2690＝1
÷d[0697]
d≈2396kg/m3[0698]
5、计算每立方米混凝土中的各骨料用量：
[0699]
5-1、计算每立方米混凝土中的骨料总用量e：
[0700]
由公式8：e＝d-c-f-w＝2396-(315+135+205)≈1741kg/m3[0701]
5-2、计算各骨料用量
[0702]
g1＝g1a％
×
e＝25.56％
×
1741＝445.0kg/m3[0703]
g2＝g2a％
×
e＝24.13％
×
1741＝420.1kg/m3[0704]
s1＝s1a％
×
e＝28.09％
×
1741＝489.0kg/m3[0705]
s2＝s2a％
×
e＝22.22％
×
1741＝386.9kg/m3[0706]
6、得到各组分材料量进行试验 2396.0kg/m3[0707]
[0742]
9、实施例4计算结果如下：2316.5kg/m3[0743][0744]
9-1、计算骨料综合细度模数μ：
[0745]
由公式9：μ’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μg1
×
ga1％+μg2
×
ga2％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0746]
＝6.382
×
14.38％+0.5994
×
6.16％+2.413
×
20.31％+1.446
×
19.17％+2.878
×
22.32％+0.8740
×
17.66％
[0747]
≈2.519
[0748]
9-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1’：
[0749]
由公式9-1：μ1’＝μc
×
ca％+μf
×
fa％+μs1
×
sa1％+μs2
×
sa2％
[0750]
＝6.382
×
14.38％+0.5994
×
6.16％+2.878
×
22.32％+0.8740
×
17.66％
[0751]
≈1.751
[0752]
9-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：
[0753]
由公式17：
[0754][0755]
9-4、计算混凝土出罐坍落度t：
[0756]
由公式18：
[0757][0758]
10、强度确定：
[0759]
10-1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
[0760][0761]
可确定c35以上。
[0762]
10-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材
[0837]
fa＝f
×
(1-ea÷
100)＝58.5
×
(1-1.815
÷
100)≈57.4kg/m3[0838]
ga1＝g1
×
(1-ea÷
100)＝416.3
×
(1-1.815
÷
100)≈408.7kg/m3[0839]
ga2＝g2
×
(1-ea÷
100)＝393.1
×
(1-1.815
÷
100)≈386.0kg/m3[0840]
sa1＝s1
×
(1-ea÷
100)＝645.0
×
(1-1.815
÷
100)≈633.3kg/m3[0841]
sa2＝s2
×
(1-ea÷
100)＝510.2
×
(1-1.815
÷
100)≈500.9kg/m3[0842]w′
＝wa
×
(1-ea÷
100)＝205
×
(1-1.815
÷
100)≈201.3kg/m3[0843]
9-3、计算表观用水量wa：
[0844]
由公式16：wb(wb
′
)＝wa’+qa
×
(1-qg)
[0845]
计算表观用水量：wa’＝wb(wb
′
)-qa
×
(1-qg)
[0846]
＝201.3-5.35
×
(1-0.1833)≈196.9kg/m3[0847]
10、实施例1计算结果如下：2322.6kg/m3[0848][0849][0850]
10-1、计算因含气量调整后骨料综合细度模数μa’：
[0851]
由公式9：μa’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μg1
×
ga1’％+μg2
×
ga2’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0852]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.413
×
19.28％+1.446
×
18.20％+2.878
×
29.87％+0.8740
×
23.62％
[0853]
≈2.214
[0854]
10-2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μa1’：
[0855]
由公式9-1：μa1’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0856]
＝6.382
×
6.32％+0.5994
×
2.71％+2.878
×
29.87％+0.8740
×
23.62％≈1.486
[0857]
10-3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o’：
[0858]
由公式17：
[0859][0860]
10-4、计算混凝土出罐坍落度ta’：
[0861]
由公式18：
[0887]s′
2＝415.3
×
1.059≈439.8kg/m3[0888]
3、计算混凝土粗骨料比例
[0889]
由公式2：g1b％＝r1/(r1+r2)＝1472/(1472+1390)≈51.43％
[0890]
g2b％＝r2/(r1+r2)＝1390/(1472+1390)≈48.57％
[0891]
4、计算混凝土粗骨料密度ρg
[0892]
由公式3：：ρ＝ρ1ρ2/(a％ρ2+ρ1b％)
[0893]
即：ρg＝ρ
g1
ρ
g2
/(g1b％ρ
g2
+ρ
g1
g2b％)
[0894]
＝2.666
×
2.764
÷
(2.666
×
51.43％+48.57％
×
2.764)
[0895]
≈2.716g/cm3≈2716kg/m3[0896]
5、计算粗骨料体积vg：
[0897]
由公式22：vg＝1-c
÷
ρc-f
÷
ρf-s
′1÷
ρs
1-s
′2÷
ρs
2-w
÷
ρ
水
[0898]
粗骨料体积：vg＝1-213.5
÷
3092-91.5
÷
2938-556.0
÷
2692-439.8
÷
2639-205
÷
1000≈0.3216m3[0899]
6、计算优化后粗骨料用量
[0900]
经验公式22-1：g
′
1＝vg
×
ρg
×
g1b％
[0901]g′
2＝vg
×
ρg
×
g2b％
[0902]g′
1＝0.3216
×
2716
×
51.43％≈449.2kg/m3[0903]g′
2＝0.3216
×
2716
×
48.57％≈424.2kg/m3[0904]
7、将上述g
′
1、g
′
2、s
′
1、s
′
2列入表格计算各组分材料用量
[0905]
2379.2kg/m3[0906][0907]
8、计算优化后减水剂用量qa：
[0908]
8-1、计算优化后骨料综合细度模数μa：
[0909]
由公式9：μa＝μc
×c′
％+μf
×f′
％+μg1
×g′
1％+μg2
×g′
2％+μs1
×s′
1％+μs2
×s′
2％
[0910]
＝6.382
×
9.81％+0.5994
×
4.21％+2.413
×
20.66％+1.446
×
19.51％+2.878
×
25.57％+0.8740
×
20.23％
[0911]
≈2.345
[0912]
8-2、计算细骨料综合细度模数μ1：
[0913]
由公式9-1：μa1＝μc
×c′
％+μf
×f′
％+μs1
×s′
1％+μs2
×s′
2％
[0914]
＝6.382
×
9.81％+0.5994
×
4.21％+2.878
×
25.57％+0.8740
×
20.23％
[0915]
≈1.564
[0916]
8-3、确定混凝土出罐坍落度t＝235mm，计算优化后每立方米混凝土减水剂用量qa：
[0917]
8-3-1、计算黏度比β：
[0918]
由公式12：β＝{213.5+91.5+556.0
×
(1-0.5493)+439.8
×
(1-0.0088)}
÷
991.6≈1.000
[0919]
8-3-2、计算每立方米混凝土减水剂用量qa：
[0920]
由公式13：
[0921][0922]
9、计算配合比因含气量调整
[0923]
9-1、各骨料用量因含气量调整，因混凝土搅拌、运输、浇筑损含气量损失a取4，计算优化后的混凝土含气量e
a’：
[0924]
由公式14：e
a’＝qa
×
k-a＝5.66
×
1.087-4≈2.152
[0925]
9-2、计算优化并因含气量调整后各骨料用量
[0926]
由公式15：ca’＝c
×
(1-ea’÷
100)＝213.5
×
(1-2.152
÷
100)≈208.9kg/m3[0927]
fa’＝f
×
(1-ea’÷
100)＝91.5
×
(1-2152
÷
100)≈89.5kg/m3[0928]
ga1’＝g
′1×
(1-ea’÷
100)＝449.2
×
(1-2.152
÷
100)≈439.5kg/m3[0929]
ga2’＝g
′2×
(1-ea’÷
100)＝424.2
×
(1-2.152
÷
100)≈415.1kg/m3[0930]
sa1’＝s
′1×
(1-ea’÷
100)＝556.0
×
(1-2.152
÷
100)≈544.0kg/m3[0931]
sa2’＝s
′2×
(1-ea’÷
100)＝439.8
×
(1-2.152
÷
100)≈430.3kg/m3[0932]
wb
′
＝w
×
(1-ea’÷
100)＝205
×
(1-2.152
÷
100)≈200.6kg/m3[0933]
9-3计算优化并因含气量调整后表观用水量wa’：
[0934]
由公式16：wb(wb
′
)＝wa’+qa
×
(1-qg)
[0935]
计算表观用水量：wa’＝wb(wb
′
)-qa
×
(1-qg)
[0936]
＝200.6-5.66
×
(1-0.1833)≈196.0kg/m3[0937]
10、实施例3实验结果如下：2320.8kg/m3[0938][0939]
[0940]
10-1、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa’：
[0941]
由公式9：μa’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μg1
×
ga1’％+μg2
×
ga2’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0942]
＝6.382
×
9.82％+0.5994
×
4.21％+2.413
×
20.66％+1.446
×
19.51％+2.878
×
25.57％+0.8740
×
20.23％
[0943]
≈2.345
[0944]
10-2、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa1’：
[0945]
由公式9-1：μa1’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[0946]
＝6.382
×
9.82％+0.5994
×
4.21％+2.878
×
25.57％+0.8740
×
20.23％
[0947]
≈1.565
[0948]
10-3、计算因含气量调整并优化后的混凝土28天抗压强度代表值fcu,o’：
[0949]
由公式17：
[0950][0951]
10-4、计算因含气量调整并优化后的混凝土出罐坍落度计算ta’：
[0952]
由公式18：
[0953][0954]
11、优化后强度确定：
[0955]
11-1、普通混凝土28天强度范围：fcu,o’＝fcu,k+1.645
×
δ δ＝1～6
[0956][0957]
可确定c20以上。
[0958]
11-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定：
[0959]
由公式19：fcu,o’＝fcu,k+1.645
×
δ
[0960]
注：fcu,o’为优化后实测28天抗压强度代表值27.88mpa
[0961]
得：δ＝(fcu,o
’‑
fcu,k)
÷
1.645＝(27.88-20)
÷
1.645≈4.790
[0962]
11-3、依据国家规范规定确定水灰比：
[0963]
wb'
÷
ccb'＝200.6
÷
(208.9+89.5)≈0.6723
[0964]
结论：该配合比符合c20等级混凝土。
[0965]
实施例4配合比优化：
[0966]
1、选择待优化的配合比各组分原始材料量
[1022]
sa2’＝s
′2×
(1-ea’÷
100)＝347.0
×
(1-2.533
÷
100)≈338.2kg/m3[1023]
wb
′
＝w
×
(1-ea’÷
100)＝205
×
(1-2.533
÷
100)≈199.8kg/m3[1024]
9-3计算优化并因含气量调整后表观用水量wa’：
[1025]
由公式16：wb(wb
′
)＝wa’+qa
×
(1-qg)
[1026]
计算表观用水量：wa’＝wb(wb
′
)-qa
×
(1-qg)
[1027]
＝199.8-6.01
×
(1-0.1833)≈194.9kg/m3[1028]
10、实施例4实验结果如下：2339.1kg/m3[1029][1030][1031]
10-1、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa’：
[1032]
由公式9：μa’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μg1
×
ga1’％+μg2
×
ga2’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[1033]
＝6.382
×
14.36％+0.5994
×
6.15％+2.413
×
22.46％+1.446
×
21.21％+2.878
×
19.99％+0.8740
×
15.82％
[1034]
≈2.516
[1035]
10-2、计算因含气量调整并优化后骨料综合细度模数μa1’：
[1036]
由公式9-1：μa1’＝μc
×
ca’％+μf
×
fa’％+μs1
×
sa1’％+μs2
×
sa2’％
[1037]
＝6.382
×
14.36％+0.5994
×
6.15％+2.878
×
19.99％+0.8740
×
15.82％
[1038]
≈1.667
[1039]
10-3、计算因含气量调整并优化后的混凝土28天抗压强度代表值fcu,o’：
[1040]
由公式17：
[1041][1042]
10-4、计算因含气量调整并优化后的混凝土出罐坍落度计算ta’：
[1043]
由公式18：
[1044]
[1045]
11、强度确定：
[1046]
11-1、普通混凝土28天强度范围：fcu,o’＝fcu,k+1.645
×
δ
[1047][1048]
确定c35以上。
[1049]
11-2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定。
[1050]
由公式19：fcu,o’＝fcu,k+1.645
×
δ
[1051]
注：fcuo’为实测优化后28天抗压强度代表值43.90mpa
[1052]
得：δ＝(fcu,o
’‑
fcu,k)
÷
1.645＝(43.90-35)
÷
1.645≈5.410
[1053]
11-3、依据国家规范规定确定水灰比。
[1054]
wb'
÷
ccb'＝199.8
÷
(307.0+131.6)≈0.4555
[1055]
结论：该配合比符合c35等级混凝土。
[1056]
步骤五、优化配合比列表：
[1057]
5、配合比优化前后强度对比列表：1～4为优化前，1a～4a为优化后
[1058]
[1059]
结论：标准混凝土配合比中1.18mm筛孔以下颗粒取991.6kg/m3，是本发明的核心。本发明解决了混凝土粘度过高、粘度过低的问题，该方法具有计算简单、合理，实用性强，准确率高，采用此方法配置出来的混凝土感官好，施工性好，耐久性好，混凝土强度高。