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轻骨料混凝土的配合比设计

轻骨料混凝土的配合比设计轻骨料混凝土的配合比设计用轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)和水泥配制而成的混凝土,其干表观密度不大于1950kg/m3,称为轻骨料混凝土。

当粗细骨料均为轻骨料时,称为全轻混凝土;当细骨料为普通砂时,称砂轻混凝土。

凡是骨料粒径为5mm以上,堆积密度小于1000kg/m3的轻质骨料,称为轻粗骨料。

粒径小于5mm,堆积密度小于1200kg/m3的轻质骨料,称为轻细骨料。

选择轻骨料混凝土配合比时,必须根据结构种类(保温的,结构保温的或结构的)及使用条件,使混凝土的配合比满足强度和和易性,耐久性以及经济性等方面的要求。

轻骨料混凝土与普通混凝土配合比设计中的不同之处主要有三点,一是用水量为净用水量与附加用水量两者之和;二是砂率为砂的体积占砂石总体积之比值;三是配合比设计对混凝土干表观密度应满足要求。

在设计轻骨料混凝土配合比之前应具备设计上规定的最大干表观密度和设计强度等资料,应了解配筋情况,施工条件及构件混凝土所处的环境条件。

一、水泥标号和用量用于拌制轻骨料混凝土水泥标号应随混凝土强度的增高相应提高,用低标号水泥配制高强度混凝土,不仅技术上困难,而且水泥用量多。

用高标号水泥配制低强度混凝土也不经济。

水泥标号的选用可按照1-1资料确定。

不同强度等级轻骨料混凝土的水泥等级和用量1-1序号轻骨料混凝土强度等级水泥用量(Kg/m3)水泥标号1 ﹤LC 5.0 200 32.52 LC7.5 200-2503 LC10 200-3204 LC15 250-3505 LC20 280-3806 LC25 330-4007 LC30 340-4508 LC40 420-500 42.59 LC50 410-53010 LC60 430-550注:1、表中:下限值适用于圆球型(如粉煤灰陶粒、粘土陶粒等)和普通型(如页岩陶粒、膨胀珍珠岩等)的粗骨料。

上限适用于碎石型(浮石、膨胀矿渣等)粗骨料和全轻混凝土。

2、轻骨料混凝土的最高水泥用量不宜超过550Kg/m3。

增加水泥用量,可以提高混凝土强度,当水泥用量平均增加20%,轻骨料混凝土的强度约增高10%,但是随着水泥用量的提高,水泥用量每增加50 Kg/m3,容重增加约30 Kg/m3。

水泥用量过高时,不但容重大、水化热高、收缩大,而且在经济上也不适宜。

我国对高标号轻骨料混凝土的最大用量规定不宜超过550 Kg/m3。

另一方面,为了保证轻骨料混凝土的耐久性最小水泥用量不宜低于200 Kg/m3。

二、用水量和水灰比每立方米混凝土的总用水量减去干轻骨料一小时吸水量为净用水量。

净用水量根据混凝土施工条件和稠度要求按表1-2选用。

再根据表1-3选择附加水量。

若缺乏轻砂吸水率的数据时,可增加10Kg左右的水,作为轻砂吸水率的附加水。

而在试拌时,可根据工作性的要求再进行适当调整。

每立方米混凝土中净用水量与水泥用量之比为水灰比。

水灰比应根据轻骨料混凝土的设计要求和混凝土所处的环境条件所规定的最大水灰比选用,表1-4。

配制全轻混凝土时,可采用总水灰比,但需加以说明。

mwt =mwn+wamamwt---------------总用水量mwn--------------净用水量wa ----------------粗骨料一小时吸水率ma-----------------粗骨料用量轻骨料混凝土的净用水量表1-2轻骨料混凝土用途稠度净用水量(Kg/m3)维勃稠度(s)塌落度(mm)预制构件及制品:(1)振动加压成型(2)振动台成型(3)振捣棒或平板振动器振实10~20 ------- 45~1405~10 0~10 140~180-------- 30~80 165~215现浇混凝土:(1)机械振捣(2)人工振捣或钢筋密集------- 50~100 180~225-------- ≥80 200~230附加用水量的计算表1-3项目附加水量粗骨料预湿,细骨料为普砂mwa=0粗骨料不预湿,细骨料为普砂mwa=ma•wa粗骨料预湿,细骨料为轻砂mwa= ms•ws粗骨料不预湿,细骨料为轻砂mwa= ma•wa+ ms•ws注:1、wa、ws分别为粗、细骨料的恍吸水率。

2、当轻骨料含水时,必须在附加水量中扣除自然含水量。

轻骨料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表1-4混凝土所处的环境条件最大水灰比最小水泥用量(Kg/m3)配筋混凝土素混凝土不受风雪影响混凝土不作定270 250受受风雪影响混凝土;位于水中及水位升降范围内的混凝土和潮湿环境中的混凝土050 325 300寒冷地区位于升降范围内的混凝土和受水压或除冰盐作用的混凝土0.45 375 350严寒和寒冷地区位于水位升降范围内和受硫酸盐、除冰盐等腐蚀的混凝土0.40 400 375 注:1、严寒地区指最寒冷月份的月平均温度低于-15℃,寒冷地区指最寒冷月份的月平均温度处于-5℃-15℃。

2、水泥用量不包括掺合料。

3、寒冷和严寒地区用的轻混凝土应掺入引气剂,其含气量宜为5%~8%。

三、轻骨料混凝土的砂率砂率大小对施工和易性影响较大,而且在一定程度上影响混凝土的弹性模量、容重和强度。

砂率主要根据粗骨料的粒型和砂的品种来决定。

不同用途的轻骨料混凝土砂率也有所不同。

砂率按表1-5选用。

轻骨料混凝土的砂率1-5轻骨料混凝土用途细骨料品种砂率(%)预制构件轻砂35-50普通砂30-40现浇混凝土轻砂------普通砂35-45注:1、当混合使用普通砂和轻砂作细骨料时,砂率宜取中间值,宜按普通砂和轻砂的混合比例进行插入计算。

2、当采用圆球型轻骨料时,砂率宜取表中值下限;采用碎石型时,宜取上限。

当采用松散体积法设计配合比时,粗细骨料松散状态的总体积可按表1-6选用。

粗细骨料总体积表1-6轻粗骨料粒型细骨料品种粗细骨料总体积(m3)圆球型轻砂1.25~1.50普通砂1.10~1.40普通型轻砂1.30~1.60普通砂1.10~1.50碎石型轻砂1.35~1.65普通砂1.10~1.60松散体积法是假定一立方米轻骨料混凝土中所用的粗细骨料的松散体积之和为粗细骨料的总体积。

砂率为体积比。

三、轻骨料混凝土的干表观密度根据设计算出的材料用量估算混凝土的干表观密度。

按下式计算混凝土的干表观密度,并与设计要求的干表观密度进行对比,如其误差大于2%,则应按下式重新调整和计算配合比。

ρcd=1.15mc+ma+msρcd:轻骨料混凝土的干表观密度四、混合料的试配和配合比的调整:1、根据试配所用试模尺寸大小和试件组数计算出试模总体积。

考虑损失,试配用料体积为试模总体乘以1.05。

2、以计算的配合比为基础,再选取与之相差±10%相邻两个水泥用量,用水量不变,砂率相应调整,分别按三个配合比拌制拌和物,测定塌落度,调整用水量,以达到要求的塌落度为止。

3、按校正后的三个混凝土配合比进行试配,检验混凝土拌和物的塌落度和振实湿表观密度,制作试块,每种配合比制作7天、28天两个龄期的试件。

4、标养28天后,测定混凝土抗压强度和表观密度。

5、对选定配合比进行质量校正,其计算方法是轻混凝土的计算湿表观密度与拌和物的实测振实表观密度相比得出校正系数。

6、选定配合比中各项材料用量均乘以校正系数即为最终的配合比设计值‘五、计算实例某工程现浇素混凝土楼面,轻骨料混凝土设计强度等级为LC10,施工要求混凝土塌落度50~100mm,施工单位无历史统计资料。

原材料情况如下:水泥:32.5级普通硅酸盐水泥轻粗骨料:页岩陶粒,其堆积密度为620 Kg/m3,一小时吸水率为4.0%。

砂:普通中砂,堆积密度为1450 Kg/m3。

试配强度为LC10,干表观密度≤1400 Kg/m3的轻骨料混凝土,现场采用机械振捣,使用部位为楼面,不受风雪影响。

步骤如下:根据轻粗细骨料品种确定混凝土为砂轻混凝土,可以用松散体积法试配.1. 计算混凝土的试配强度:10+1.645×4.0=16.6(Mpa)2. 根据表1-1、1-4和1-5分别选择水泥用量为250 Kg和砂率为35%,3. 根据表1-6选择粗细骨料总体积为1.20 m3,4. 计算细骨料用量:Vs=1.20×35%=0.42 m3ms=0.42×1450=609Kg5. 计算粗骨料用量:Va=1.20-0.42=0.78 m3Ma=0.78×620=484 Kg6. 根据塌落度要求和混凝土用途选择净用水量为185Kg,再根据粗骨料的预湿处理方法和细骨料的品种选择附加水。

如果砂为轻砂时,缺乏轻砂吸水率的数据时,在选择净用水量时应增加10 Kg水,作为考虑轻砂吸水率的附加水。

如果缺乏粗骨料一小时吸水率时,建议轻粗骨料进行预湿处理。

预湿时间可按外界气温和来料的自然含水状态确定,应于施工提前半天或一天对轻粗骨料进行淋水或泡水预湿,然后过滤水分进行投料。

总用水量为185+508×0.04=205 Kg7. 核算混凝土干表观密度:ρcd=1.15mc+ma+ms=1.15×250+484+609=1380 Kg/m≤1400 Kg/m3。

符合设计要求的干密度要求。

8.计算试模容积和试配用料量:试模体积:0.15×0.15×0.15×2×3=0.02025 m3试配用料体积:0.02025×1.05=0.0213 m3试配材料重量:水泥:250×0.0213=5.32 Kg陶粒:484×0.0213=10.31 Kg砂:609×0.0213=12.97 Kg水量:205×0.0213=4.37 Kg试拌用水量符合和易性要求,测得湿表观密度为1578 Kg/m3,一般湿表观密度比干表观密度多150~200 Kg/m3,这样干表观密度大约为1378~1428 Kg/m3,符合要求。

9.试配的三组配合比,其中水泥用量为250 Kg/m3的28天抗压强度和干表观密度符合设计要求。

水泥用量为225 Kg/m3和275 Kg/m3的抗压强度和干表观密度与设计要求相差较大。

调整配合比:校正系数为:1578/250+484+609+205=1.02水泥:250×1.02=255 Kg陶粒:484×1.02=494 Kg砂:609×1.02=621 Kg水量:205×1.02=209 Kg泵送轻骨料混凝土的研究文章摘要:摘要:针对配制轻骨料混凝土难以满足泵送施工要求的问题,采用了台理的混凝土配合比设计,掺用粉煤灰、磷渣、轻骨料混凝土专用外加剂,从而实现了使用大吸水率陶粒配制轻骨料混凝土达到泵送的要求。

关键词:轻骨料;陶粒轻骨料混凝土;泵送轻骨料混凝土(LWC)是用多孔轻质骨料配制的一种轻质混凝土,容重低于1950kg/m3,比普通混凝土轻20%以上。

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