铁路高性能混凝土配合比设计探讨.doc

铁路高性能混凝土配合比设计探讨.doc铁路高性能混凝土配合比设计探讨
摘要:采用全计算法对铁路高性能混凝土进行了配合比设计，并在此基础上研究了粉煤灰掺 量对混凝土力学性能及耐久性能的影响，试验结果表明，全计算法是一种更科学、更合理、 更准确的配合比设计方法，为提高混凝土的耐久性，应该在保证混凝土早期强度的前提下尽 可能多掺加矿物掺合料。
关键词：高性能混凝土配合比设计耐久性能
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，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。它的高性能主要体现在良好的耐久性上，是以耐久性为主要设计指 标的。使用优质的原材料如水泥和集料，再掺加足够数量的矿物活性细掺料和高性能外加剂， 从而获得混凝土的高性能。在铁路工程上使用高性能混凝土，能够大幅度减少后期维护费用, 符合当前世界可持续发展的战略方针。
1全计算法设计原理
全计算法配合比设计的思路是首先建立普遍适用的混凝土体积模型，经科学推导得出H P C的单方用水量和砂率的计算公式，再结合传统的水灰(胶)比定则，即可全面定量地确 定混凝土中各原材料的用量。建立普遍适用的混凝土体积模型是基于以下观点：
混凝土各组成材料(包括固、液、气三相)具有体积加和性；
石子的空隙有干砂浆来填充；
干砂浆的空隙有水来填充；
干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气隙所组成。
模型的建立如图1所示。
V=1000L
注：Ve为水泥浆体积，Ves为干砂浆体积，Vw为用水量，Vc、Vf、Va和Vs分别为 水泥、掺合料、空气、砂子和石子的体积用量。
由上图可知：浆体体积:Ve=Vw+Vc+Vf+Va；集料休积:Vs+Vg=1000-Ve； T砂浆体积:Ves= Vc+Vf+Va+Vso
若砂子和石子的表观密度分别为P s, Pg,则可得到砂率的计算公式：Sp=( (Ves-Ve +Vw) P s/[( Ves-Ve+Vw) P s+(1000-Ves-Vw) P g X 100%其中,V e 的确定是根据美国 Mehta 和
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Aitcin教授的观点，要使HPC同时达到最佳的施工和易性和强度性能,其水泥浆与骨 料体积比应为35:65,对HPC,可取Ve=350L„
Ves的确定可根据图1模型，石子的空隙由干砂浆来填充，贝U：
Ves=1000P=1000(1- P , c/ P c).
其中，P , C和P c分别为石子的堆积密度和表观密度。
根据以上推导公式,再结合强度-水灰比规则，即可全面定量地计算出混凝土中各原材 料用量。
2计算实例
1设计要求
C50预制混凝土箱梁配合比，坍落度要求150mm-180mm, 56d电通量小于lOOOCo

水泥：某集团生产的P • 042. 5普通硅酸盐水泥，水泥28d抗压强度实测值fce= 45. 4 MPa,密度为3000kg/m3细骨料:某县河砂，其细度模数Mx=2. 9;堆积密度为1540kg/m3,表观密 度为 2620kg/m 3。
粗骨料:湖南衡山县砂泉产花岗岩碎石，由5mm — Omm和10mm — Omm按3B7组成5m m— Omm连续级配，堆