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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、合用性、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 (或者灰水比)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 f A f (c /w B)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 28 c 凝土， 由于将矿物细掺料当做胶结材的一部份因此计算的应该是水胶比 (或者胶水比。) 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 1M 3 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合用，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照试验， 进行优选，因此相容性对照试验很关键。 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， 强度与耐久性对照试验， 进行优选， 其中流动性与 抗裂性对照试验最关键。 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， 通过抗裂性对照试验进行优选。 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、磨细矿渣粉或者硅灰等矿物掺合料。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。 普通情况下，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。 设计使用年限级别三、高性能混凝土配合比选定试 设计使用年限级别 混凝土配合比选定试验的检验项目表 表 1 试 试验方法 《普通混凝土拌和物性能试验方法 标准》 ( GB/T50080 ) 铁路标准附录 C 《普通混凝土拌和物性能试验方法 标准》 ( GB/T50081 ) 《普通混凝土拌和物性能