轻骨料混凝土配合比计算

3.3.2配合比试验中用到的数据参数如下表1所示：表1配合比参数列表由体积法的可知，配合比计算公式为3.1：mG/ρs+mw/ρw+mc/ρc+mA/ρA+p=1m³(3.1)也可以写成：mG/ρs+VJ+p=1m³(3.2)其中VJ=mw/ρw+mc/ρc+mA/ρAρs----粗骨料视密度（kg/m³）mG---1m³透水混凝土中的粗骨料用量（kg/m³）ρw--水的密度（kg/m³）ρc--水泥的视密度（kg/m³）ρA--减水剂的密度（kg/m³）VJ--1m³透水混凝土中的胶凝浆体体积（kg/m³）mA--1m³透水混凝土中的减水剂的用量mw--1m³透水混凝土水的用量（kg/m³）参数符号表示水灰比Wc设计目标孔隙率P原材料的各项密度ρ粗集料的孔隙率V已知水胶比Wc为0.28，粉煤灰的掺入量的占胶凝材料的质量为10%，设计的目标孔隙率为15%，掺入的减水剂的量占胶凝材料的1%。用石子作为粗骨料，粒径的范围在5-10mm.它的视密度为ρs=2700Kg/m³,堆积密度为ρG=1499Kg/m³,水泥是P.O32.5的普通硅酸盐水泥。水泥的视密度ρc为3100Kg/m³,掺入的粉煤灰视密度ρSF为2100Kg/m³.求配合比。1.粗骨料堆积孔隙率V为：V=（1-ρG/ρS）×100%(3.3)式中：ρG--粗骨料堆积密度（kg/m³）ρS--粗骨料视密度（kg/m³）得：V=（1-1499/2700）×100%=44.48%2.1m³透水混凝土中的粗骨料用量计算：mG=α·ρG(3.4)式中：ρG--粗集料的堆积密度（kg/m³）α--修正的系数mG--1m³透水混凝土中的粗骨料用量（kg/m³）因此，1m³透水混凝土中的粗骨料用量由(3.4)：mG=α·ρG=1499×0.98=1468（kg/m³）3.1m³透水混凝土中的胶凝浆体的体积：由公式(3.2)得VJ=（1-mG/ρs）-PV=1-α·ρG/ρs-P(3.5)将公式(3.3)代入到(3.5)得：VJ=1000-1000α（1-V）-1000P(3.6)式中：VJ--1m³的透水混凝土中的胶凝浆体的体积（kg/m³）P--设计的目标孔隙率（%）V--粗集料堆积孔隙率（%）因此，1m³的透水混凝土中的胶凝装体的体积为VJ=1000-1000α（1-V）-1000P=1000-1000*0.98*（1-44.48%）-1000*0.15=306.8（L/m³）4.1m³的透水混凝土中的水和水泥的用量：因为减水剂的体积很小，所以不计入胶凝体的总体积，由VJ=mw/ρw+mc/ρc+mA/ρA得：VJ=mc·Wc/ρw+mc/ρcmc=VJ/（Wc+1000/ρc）(3.7)mw==mc·Wc(3.8)式中：mc--1m³的透水混凝土中的水泥的用量（kg/m³）Wc--水灰比mw--1m³的透水混凝土中的水的用量（kg/m³）ρc--水泥视密度（kg/m³）粉煤灰掺入量为10%得：mc=9mSFVJ=（mc+mSF）·Wc+1000（mc/ρc+mSF/ρSF）得：1m³的透水混凝土中的水泥的用量mc=VJ/（10Wc/9+1000/ρc+1000/9ρSF）=306.8/（2.8/9+1000/3100+1000/9*2100）=450（kg/m³）由mc=9mSF得：1m³的透水混凝土中的粉煤灰的量为mSF=50（kg/m³）1m³的透水混凝土中的水的量为mw=（mc+mSF）·Wc=（450+50）*0.28=140（kg/m³）1m³的透水混凝土中的减水剂的量为mf=（mc+mSF）*0.01=5（kg/m³）表2透水混凝土的配合比以上计算的材料的配合比，因为实际试验的粗骨料之间孔隙及材料拌合而成试块的实际体积的差距。在计算的时候粗骨料的密度选的是堆积密度，粗骨料堆积状态下构成混凝土的大致的结构，由水泥浆将骨料的孔隙填满，减少了理论和实践之间的差距[8]。3.4本章的小结1.先介绍配合比的各个参数及参数对配合比的计算的影响。2.介绍了混凝土的配合比计算三种方法，经过研究分析后选取体积法进行试验计算，说明了本试验配合比的计算步骤。在配合比的计算中，数据很多，我们仔细的计算好每一个数据，配合比数值对试验起到很重要的作用，进行了仔细的检查。水泥的用量（kg/m³）粉煤灰用量（kg/m³）粗集料用量（kg/m³）水的用量（kg/m³）减水剂用量（kg/m³）450.050.01469.0140.05.04.试验的结果和分析4.1基本情况本实验中，我选取了两种的粗集料，分别为石子和陶粒。这两种粗集料可统计为三组的实验。第一组是粗集料只是陶粒试验；第二组是粗集料只是石子试验；第三组是粗集料包括石子和陶粒的试验。第一组和第三组的试验中，采用正交设计法。正交设计是现在大家在试验的时候最常用到的设计原理。它是由日本著名统计学家田口玄最先提出使用的。它是选取的表格形式来对试验数值的统计计算。具体的做法是：第一定下这个试验的水平、因素，实验的因素是试验中对试验结果有影响的参数的；试验的水平是每个因素在试验中所对应选取数值。以本次实验的例子说明，本实验所选用三因素和三水平，三水平就是每个因素选取得到的三个不同的数值，例如陶粒粒径选取三个不同的粒径的组合。三因素是陶粒的粒径、孔隙率、水胶比。选用的正交分析法就是在所有试验数据里，选择拥有代表性的组合进行试验，本实验从27个组合选出9个具有代表性的组合试验，通过对试验数据的计算，进行分析。得出试验结论。从而完成正交试验。通过这些介绍，知道正交试验对于所有试验，进行次数大大减少了，不会影响试验的结果分析。4.2试验配合比对于上述所说前两组试验，分别以石子、陶粒为粗集料的试验，第一组试验数据见表3、4，第二组见表5所示。表3正交试验1因素和水平序号123因素名称骨料粒径水灰比孔隙率水平14.75-9.5mm0.2820%水平29.5-13.2mm0.3120%水平313.2-16mm0.3420%表4第一组试验配合比陶粒粒径（mm）水灰比Wc粗集料用量mG（kg/m³）水泥用量mc（kg/m³）粉煤灰用量mSF（kg/m³）用水量mw（kg/m³）孔隙率P(%)减水剂用量mf（kg/m³）A14.75-9.50.2840542546.513220%4.75A29.5-13.20.283853504011020%3.9A313.2-160.2836527931.58620%3.11A44.75-9.50.3140533437.511520%3.75A59.5-13.20.3138526429.39120%2.95A613.2-160.3136540544.813820%4.45A74.75-9.50.3440525528.59520%2.82A89.5-13.20.3438538542.514520%4.25A913.2-160.3436532035.512220%3.56表5第二组试验配合比石子水灰比Wc粗集料用量mG（kg/m³）水泥用量mc（kg/m³）粉煤灰用量mSF（kg/m³）用水量mw（kg/m³）孔隙率P(%)减水剂用量mf（kg/m³）B10.28146844549.413720%5.1B20.28146837441.311520%4.2B30.28146830033.29520%3.36B40.31146842447.314720%4.75B50.31146835438.212320%3.93B60.31146829332.510120%3.25B70.34146840545.215420%4.53B80.34146834237.512520%3.74B90.34146827530.610420%3.05第三组试验，选择固定的陶粒粒径，9.5-13.2mm，陶粒和石子作为粗集料的试验，详细数据见下表：表6正交试验3因素和水平序号123因素名称水灰比孔隙率石子和陶粒比例水平10.2820%1:1水平20.3120%1:2水平30.3420%2:1表7第三组试验的配合比石子和陶粒水灰比Wc石子和陶粒的比例石子（kg/m³）陶粒（kg/m³）水泥（kg/m³）粉煤灰（kg/m³）用水量（kg/m³）孔隙率P(%)减水剂（kg/m³）C10.281:173219543148.5135.520%4.85C20.281:248526136541.3113.420%4.04C30.282:197013429232.29020%3.22C40.311:248526141746.2143.120%4.57C50.312:197013434638.5118.320%3.92C60.311:173219527530.696.320%3.12C70.342:197013439444.515220%4.42C80.341:173219533236.4125.320%3.72C90.341:2485261264.229.598.720%2.95