HPC砼配合比设计技术参数探讨

唐素良

摘要：通过本人多年的工作实践积累的经验，结合当前砼的发展及有关规范的规定从以下几个方面论述.C10—C60HYCHPC砼配合比设计程序及其主要试验技术参数计算方法.

关键词：配合比程序试验技术参数计算方法

1砼最新定义

根据美国砼协会（ACI）第一届国际砼研讨会（1987年）；第二届国际砼研讨会（1990年）的172篇论文，与会各国专家（中国出席专家吴中伟），根据砼问世以来的138年的理论实践，分析砼自从1852年诞生以来的技术发展路线，技术管理水平和质量控制方法以及理论配合比的设计等方面综合提出砼最新定义：“砼是多项可变因素矛盾对立统一体；通过简单工艺制成的复杂体系。”当然过去的从材料组成方面的定义仍然有效，即：砼由下列材料组成：水泥基胶结材料（水泥、粉煤灰、矿粉、沸石粉、硅灰等）、各类外加剂（普通减水剂）、细骨料（砂）、粗骨料（石子）及拌合水等材料按一定的重量比组成的砼；还有砼不同性质的胶结材料制成不同性能的各类砼，如有机类的树脂砼、沥青砼、耐酸砼等等；无机类多为水泥基胶结材料制成的砼：如普通砼、高强与高性能砼、自密实砼、防r射线砼等等。

2C10～C60砼配合比设计程序

2.1接受试验委托，明确试验要求的项目；

2.2了解施工所用的原材料及施工队伍素质水平（sn）①什么强度等级：C30、C60②用什么水泥：（PI、P.0、32.5、42.5）③是否加外加剂（萘系、脂肪族、聚羧酸、β值）④砼的稠度（h），现场搅拌非泵（泵送），为计算用水量的技术参数的选择。

特别是，必须要与施工方技术负责人研究Sn=4.5，因为计算配制强度：

fcuo=fcuk+1.645Sn，当Sn=4.0MPa，如C30砼时的fcuo为：

fcuo=30+1.645×4=30+6.6=36.6MPa；

而当Sn=5.0时，fcuo为：

fcuo=30+1.645×5=30+8.225=38.2MPa

其强度保证率是不同的，就是必须了解施工队伍的技术水平，当施工队伍操作技术水平很低，Sn（标准差）应取高值5.0Mpu以提高强度保证率大于95%。

2.3原材料性能检验：①检查接样（或取样）是否与委托原材料一致②水泥检验，至少得fce3或fce28=1.05-1.13fcH③砂石检验MS＞2.4εn、εk针片状合格，含泥量＜3%④外加剂检验（密度、净浆流动度、减水率、PH）⑤矿物掺合料（F、Sk、Mk、Si）与C0相容性。

2.4砼配合比设计程序及主要技术参数计算方法

2.4.1根据施工方要求的稠度（H）及强度等级（CX）确定砼种类(HYC或HPC砼)，强度等级C30、C50……；

2.4.2掺外加剂，同时掺矿物掺合料，或只掺外加剂而不掺矿物掺合料；

2.4.3依据⑴、⑵选择相应参数计算最佳用水量，WO、Mwo及Mwa(详见表01)，WO=180[Dmw=31.5]

2.4.4计算试配强度：（fcuo）按下式：

根据施工队伍技术水平确定砼强度标准差Sn=4MPa（HYC），当大流动度砼时，由于掺QR、及Mfs，塌落度损失大，Sn=5.0Mpu（HPC）。

2.4.5计算W/C按下式：

fce=Kc·fch，Kc:水泥强度富余系数，

fce=1.05～1.13fch，式中fch为水泥的公称强度等级：

fch=42.5Mpafch=32.5Mpa

2.4.6计算砂、石重量

①一般砼湿容重：rp=2350～2450kg/m3，随强度等级增加而规律增大，暂设定rp=2400

②Qsk=rp-Wo-Co-F-Sk……A(掺F、Sk)Qsk=rp-Wo-Co……B(不掺F、Sk)

③确定砂率

一般普通砼砂量εs=32-38%（HYC）

大流动性砼（泵送）εs=34-45%（HPC）

故：根据HYC或HPC砼：

暂确定选择：Aεs=36%（HYC砼）

Bεs=40%（HPC砼）

Qs=Qsk×0.36（纯砂重要）

而Qs=Qsk-（Qsk×0.36）（石子重要）

如果：属HPC砼，应要明确双掺（外加剂与矿物掺合料）或叁掺（外加剂、粉煤灰、矿粉）以便确定最佳技术参数。

如是:确定普通砼（HYC）双掺（QR及F）条件，则必须通过检测获得Rβ（外加剂的减水率，可以产品说明书中数据计算试拌验证）及F的活性指数（粉煤灰的活性指数αF值）一般αF=0.4左右，此αF应事先经过检测以28d活性指数为准。这些必要的前提技术条件都是非常重要的，对砼的强度、稠度和耐久性起重要作用，不可忽略。

关于对《用于水泥和砼中的粉煤灰》GB/T1596-2005和《粉煤灰砼应用技术规范》GBJ146-90。对这两个标准、规范的认识，这两个标准、规范是一致的，并不矛盾。时间上相差15年。从技术进步角度看，GB/T1596-2005应比GBJ146-90技术含量高些。因为：

①90规范是用粉煤灰质量指标和超量系数控制活性，如表2.1.1和表4.1.4，所谓粉煤灰活性，就是化学成分中的活性二氧化硅（αsio2）和活性三氧化铝（αAl2Q3）及部分活性氧化钙（α-Cao）。粉煤灰中只有：αsio2、αAl2Q3和α-Cao才能与水泥水化后游离出的氢氧化钙Ca(OH2）起化学反映，生成C-S-H凝胶体构成结构砼强度。

②粉煤灰活性指数不是只为配制水泥掺合料才用的技术指标，更是配制砼时（配合比设计计算时的重要参数）这在90规范中是以等量取代法、超量取代法和外掺法三种形式界定的。即当粉煤灰砼配合比设计采用超量取代法时，其超量系数按表4.1.4选用；当砼超强较大或配制大体积砼时，可采用等量取代法；当主要为改善砼和易性时，可采用外加法，全部粉煤灰取代部分砂。分析表4.1.4可知：Ⅰ级粉煤灰超量系数为1.1～1.4；Ⅱ级粉煤灰超量取代系数为1.3～1.7；Ⅲ级粉煤灰超量系数为1.5～2.0。

由于当时技术水平还没有对原状灰进行深加工（风选、电选、粉灰加工等新工艺）现在技术发展较快，特别对原状粉煤灰深加工技术水平提高，再进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灰分等已很不现实。就直接以粉煤灰的活性指数进行计算。故：2005标准中，明确在生产水泥用的粉煤灰中增加了强度活性指数的项目。这一强度活性指数的参数也完全适用于砼配合比设计中。只是因为测量方法是用比强度试验法需7天或28天或60天，试期较长会影响试验工作。经过多次大量实验，对柳州电厂所谓Ⅱ级灰（因出厂一律标识为Ⅱ级灰，细作分析不一定达到Ⅱ级灰标准）我们检测结果，柳州电厂“Ⅱ”灰的活性指数一般在0.4～0.68范围。我们超量取代时，Ks=1.47～2.5，故αF=0.4～0.68，仅供参考。

大家知道，砼至今已有157年的发展史，特别19世纪以来随着材料科学的发展，对砼方面新技术新机理的配合比设计方法不断出现。迫切要求我们试验工作者必须努力学习新的技术才能适应材料试验，工程检测工作的需要。我们要深入了解以水泥砼为代表的建材发展历史，从宏观、亚微观到微观科技领域里努力追求，积极探索新技术，更新思维，转变技术观念，不断提高自身技术水平，把HPC砼提高到新阶段，为建设小康社会作贡献，由于时间仓促水平有限难免有误，请建筑同行予以批评指正。