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高性能混凝土配合比设计方法研究综述贺东青 任志刚(武汉理工大学)摘 要: 综述了高性能混凝土配合比设计的基本原则,对国内外典型的高性能混凝土配合比设计方法作了介绍和评述,并提出今后的研究方向。
关键词: 高性能混凝土; 配合比设计; 研究方向 高性能混凝土(High-per for mance Concrete,简写为HPC)是一种体积稳定性好、具有高耐久性、高强度与高工作性能的混凝土。
HPC一般具有的特点:(1)在新拌阶段具有高工作性,即高流动度、可泵性,或自密实、免振捣的性能。
上海金茂大厦、东方明珠电视塔工程施工实现一次泵送C60混凝土达到380m高度。
(2)在水化、硬化早期和服役过程中具有高体积稳定性,即具有高弹模、低收缩、低徐变和低温度应变的特性。
(3)在硬化后具有足够的强度和低渗透性满足工程所需的力学性能和耐久性。
多数学者认为HPC必须是高强的,1998年美国西雅图双联广场应用混凝土强度达到C135;也有学者认为, HPC应根据具体的工程要求,允许向中等强度的混凝土(30～40MPa)适当延伸。
日本利用乙醇醚剂氨基醇衍生物,己配出了耐久性达500年的混凝土。
显然,高工作性、高体积稳定性、低渗透性和良好的力学性能是HPC从浇注、硬化到正常服役等不同阶段的具体表现,而高耐久性是HPC的最终目标。
从1990年前后HPC产生至今,纵观近十几年来的研究成果,制备HPC的技术途径基本上是采用在普通混凝土4种基本组分(水、水泥、砂、石)基础上复合超塑化剂(高效减水剂)和活性掺合料的方法。
传统的普通混凝土的配合比,多利用保罗米(Bolom y)混凝土强度公式f cu,p=A f ce(C/W-B)式中,f cu,p为混凝土配制强度(M Pa);f ce为水泥的实际抗压强度(M Pa);A、B为经验系数;C/W为灰水比。
计算出灰水比后,再确定用水量、砂率得出配合比。
普通混凝土的配合比,以满足强度和工作性能为主,配合比设计相对简单,也比较成熟。
超高性能混凝土的配合比设计及性能研究一、引言超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete, UHPC）是一种新型的高性能混凝土，具有高强度、高耐久、高抗裂、高密实性等特点，在建筑、桥梁、隧道等领域得到了广泛应用。
本文将就UHPC 的配合比设计及性能研究进行详细探讨。
二、UHPC的组成及性能1. UHPC的组成UHPC的组成主要由水泥、石英粉、硅灰、钢纤维等微细颗粒材料和特殊的高性能外加剂组成。
2. UHPC的性能UHPC的性能主要包括以下几个方面：（1）高强度：UHPC的抗压强度可达到150MPa以上，是传统混凝土的4-5倍。
（2）高耐久：UHPC的耐久性能优异，可抵御恶劣环境下的腐蚀和磨损。
（3）高抗裂：UHPC中添加了大量的钢纤维，使得混凝土具有很好的抗裂性能。
（4）高密实性：UHPC的密实性能非常好，能够有效地防止水分和气体的渗透。
三、UHPC的配合比设计1. UHPC配合比的基本要求UHPC的配合比设计需要满足以下基本要求：（1）水泥的掺量应该控制在200-600kg/m3之间。
（2）石英粉的掺量应该控制在500-1000kg/m3之间。
（3）硅灰的掺量应该控制在100-200kg/m3之间。
（4）钢纤维的掺量应该控制在4%-8%之间。
（5）外加剂的掺量应该控制在2%-8%之间。
2. UHPC配合比的设计方法UHPC的配合比设计需要根据实际工程情况进行综合考虑，一般通过试验来确定最佳的配合比。
具体的设计方法如下：（1）确定混凝土的强度等级。
（2）根据强度等级和工程要求确定水泥的掺量。
（3）根据水泥的掺量确定石英粉的掺量。
（4）根据石英粉的掺量确定硅灰的掺量。
（5）根据硅灰的掺量确定钢纤维的掺量。
（6）根据钢纤维的掺量确定外加剂的掺量。
（7）进行试验，确定最佳的配合比，并进行调整和优化。
四、UHPC的性能研究1. UHPC的强度性能研究UHPC的强度性能是其最为重要的性能之一，需要进行深入的研究。
超高性能混凝土的配合比设计与性能研究一、引言超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete, UHPC）是一种新型的高性能混凝土，具有强度高、耐久性好、抗冲击性强等优点，广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等重要工程领域。
本文将从配合比设计和性能研究两个方面进行探讨，旨在为UHPC的应用提供参考。
二、配合比设计UHPC的配合比设计一般包括水泥、细骨料、粗骨料、矿物掺合料、高性能粉煤灰、外加剂等组成部分。
其中，水泥采用高强度水泥，细骨料一般为石英粉，粗骨料采用直径小于2mm的细颗粒石英砂和石英石。
矿物掺合料可采用硅灰、矿渣粉等，高性能粉煤灰可提高混凝土的耐久性。
外加剂则是改善混凝土性能的关键因素，如减水剂、缓凝剂、增稠剂等。
UHPC的配合比设计需要考虑多个因素，包括强度、耐久性、流动性等。
一般采用最小配合比设计的方法，即在满足强度和耐久性要求的前提下，尽可能降低水灰比，提高混凝土的密实性和抗渗性。
此外，还需要进行试验验证，确定最佳配合比。
三、性能研究1.强度性能UHPC的强度高于传统混凝土，一般在150MPa以上，甚至可达200MPa。
强度主要受水灰比、细骨料含量、粗骨料含量、矿物掺合料、外加剂等因素的影响。
其中，水灰比是影响强度的关键因素，一般应控制在0.2以下。
细骨料含量的增加可以提高混凝土的密实性，粗骨料含量的增加可以提高混凝土的韧性。
矿物掺合料和外加剂的添加能够提高混凝土的强度和耐久性。
2.耐久性能UHPC的耐久性能优异，主要表现在抗冻融、抗碳化、抗氯离子侵蚀等方面。
其中，抗碳化能力是衡量UHPC耐久性的重要指标之一。
矿物掺合料和高性能粉煤灰的添加能够提高混凝土的耐久性。
3.抗震性能UHPC的高强度和高韧性使其具备良好的抗震性能。
研究表明，UHPC 的抗震性能优于传统混凝土，具有更好的抗震性能。
4.应用研究UHPC的应用范围广泛，主要应用于桥梁、隧道、高层建筑等重要工程领域。
高强高性能混凝土配合比优化设计
郑山锁;赵鹏;商效瑀
【期刊名称】《中国科技论文》
【年(卷),期】2013(008)005
【摘要】为了得到适合于型钢混凝土组合结构的高强高性能混凝土的最优配合比,在满足耐久性、强度、工作性能及体积稳定性的基础上,对高强高性能混凝土配合比进行了优化设计.在保证高强高性能混凝土主要性能要求的前提下,基于试验分析确定其最小配合比范围.以最低工程造价为优化目标,提出高强高性能混凝土配合比优化设计的数学模型,通过Matlab软件编程求解有约束条件的线性优化问题,并验证了其可行性.结果表明:提出的数学模型是合理的,采用基于Matlab的优化方法降低了高强高性能混凝土的经济造价,具有一定的工程实用价值.
【总页数】4页(P413-416)
【作者】郑山锁;赵鹏;商效瑀
【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.31
【相关文献】
1.应用保罗米曲线优化设计高强高性能混凝土配合比的尝试 [J], 陈爱新;郑刚;胡晓军;金珍坛;刘文舟;王士超
2.高强高性能混凝土配合比优化设计 [J], 郑山锁;赵鹏;商效瑀;
3.桥梁钢管拱肋高强高性能混凝土配合比设计 [J], 朱保华
4.高强高性能混凝土的配合比设计方法 [J], 徐建; 张帅
5.高强高性能混凝土配合比设计的试验检测 [J], 张进
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高强高性能混凝土配合比优化设计研究一、高强高性能混凝土主要性能（一）力学性能混凝土抗压强度是其标准试件在压力作用下，直到破坏掉，这个单位面积所能承受的最大压力。
混凝土抗压强度主要由水灰比、水化程度和密实度三个基本要素决定，即通过降低水灰比，提高水化程度和密实度，从而提高混凝土抗压强度。
参数和水化程度可直接进行量化，但参数密实度与相同混凝土完全振捣密实后的表现密度相关，而密实度（c）是通过含气量来影响强度的，因气孔会降低水泥浆基体的强度。
（二）工作性工作性是新拌混凝土性能，即新搅拌混凝土在一定施工条件下，便于搅拌、运输和浇灌等工作，且质量均匀、密实程度较高的一种性能。
工作性在搅拌时体现为各种组合材料都能均匀搅拌，运输中表现为新拌混凝土的稀稠程度不会发生变化，而在浇筑过程则表现为新拌混凝土易于振实，并能流满模板。
在硬化方面，表现为可保证水泥充分水化且水泥石和骨料能进行有效粘结。
对新拌混凝土的工作性测试和评价方法主要有坍落度试验，VEBE稠度测验以及密实度系数。
虽然在测试高强高性能混凝土有多重方法，但坍落度测试是应用最广泛的一项。
（三）耐久性混凝土耐久性指混凝土在使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，能使混凝土长期保持一个轻度和外观完整性。
对混凝土来说常见的侵蚀现象有硫酸盐侵蚀、二氧化碳侵蚀和冻融破坏等几方面，多数表现为化学侵蚀作用。
为避免以上侵蚀作用给混凝土带来破坏，就需采取降低水灰比及使用引气剂措施来提高混凝土性能和抗冻耐久性。
二、高强高性能混凝土配合比优化设计高强高性能混凝土首要保证的重点性能为：强度、耐久性、工作性、适用性及体积稳定性，其次才考虑经济性。
因此本文将以上性能指标作为高强高性能混凝土配合比的数学模型约束条件并以工程造价为目标函数来建立优化模型。
（一）材料约束1、水泥高性能混凝土采用水泥一般用硅酸盐水泥，并要求硅酸盐水泥各项指标都能满足通用硅酸盐水泥的标准要求（GB175 -2007）。
高强混凝土配合比设计探讨摘要：高强混凝土已成功运用于铁路、隧道、水工大坝、地下结构领域。
混凝土主要成分包含水泥、水、粗骨料、细骨料、矿物掺合料、外加剂等，要配制出高强度的混凝土，首先要明确影响强度和工作性能的主要因素，需要从原材料的选择，配合比、运输、浇筑、成型养护等各个环节做好相应的质量控制工作，使混凝土性能达到标准要求。
关键词：高强混凝土；配合比；设计策略引言随着中国经济的发展和科技的进步，高强度混凝土由于具有良好的耐久性和稳定性等优点，被广泛应用于道路工程建设领域，更能满足中国现代建设需求。
其质量的优劣直接关系到工程结构的安全性。
为提高混凝土施工质量，高强度混凝土组成比优化研究十分重要。
1高强混凝土分析混凝土主要由几种原料制成，其强度和性能与组成它的材料成正比。
由于施工技术在施工项目中广泛应用，混凝土原料质量也更高，施工开始时采用高性能混凝土材料，主要由混凝土、沙、石、水、硅灰、聚碳酸酯和煤质水合物组成。
优质碳水化合物改善混凝土组合性能，提高混凝土强度，有机硅生产过程中产生的灰渣，在配置高性能混凝土中最早、最广泛的应用，以及提供耐高温、高强度和高环境友好性的最成熟技术。
高性能混凝土与普通混凝土相比的应用克服了传统混凝土的缺点，提高了与普通混凝土相比的耐久性和材料质量，在提高施工质量、降低施工成本方面发挥了重要作用。
但高性能混凝土的组成复杂，受环境影响，影响性能。
因此，应优化高性能混凝土的拟合剖面，以提高高性能混凝土的施工质量。
2高性能混凝土配合比优化设计策略2.1确定材料参数指定高性能混凝土时，应首先确定不同材质类型的最佳参数，例如混凝土:对于混凝土强度等级，平均≤混凝土强度等级为52.5、C80及更高，混凝土强度等级应保持在500kg以下。
为了最大限度地减少水泥用量，水泥和矿物之间的缝隙总和应保持在最低限度。
成分主要包括硅质、高质量灰质，可显着提高混凝土强度和密度，白垩系干扰部分应低于复合材料的20%，保持5%至10%的控制，灰质主要落在灰质的1级，灰质部分低于复合材料的30%，控制部分在20%至30%之间。
超高性能混凝土的配合比设计与性能研究一、引言超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete, UHPC）是一种具有极高强度、高耐久性、高密度和高抗冲击性的新型混凝土材料。
近年来，UHPC已经成为了世界上混凝土技术研究的热点之一。
本文旨在介绍UHPC的配合比设计方法以及其性能研究进展。
二、UHPC的组成UHPC的组成包括水泥、细集料、粗集料、钢纤维、化学掺合剂以及高性能化学品。
其中，水泥的种类可以是普通硅酸盐水泥、高性能硅酸盐水泥或其他类型的水泥。
细集料可以是石英粉或石英砂，粗集料可以是硅酸盐或火山岩。
钢纤维是UHPC的重要组成部分，可以提高UHPC的抗拉强度和韧性。
化学掺合剂可以是高性能减水剂、膨胀剂、缓凝剂等。
高性能化学品主要包括微细氧化硅粉末、二氧化硅微粉等。
三、UHPC的配合比设计UHPC的配合比设计是UHPC制备的关键之一。
通常，UHPC的配合比设计包括以下几个步骤：1. 确定水泥的种类和用量。
水泥是UHPC的主要胶凝材料，不同种类和用量的水泥会对UHPC的性能产生很大的影响。
2. 确定细集料的种类和用量。
细集料是UHPC中的重要组成部分，它可以填充水泥胶凝体中的孔隙，提高UHPC的密实度和强度。
3. 确定粗集料的种类和用量。
粗集料是UHPC中的另一个重要组成部分，它可以提高UHPC的抗压和抗拉强度。
4. 确定钢纤维的种类和用量。
钢纤维可以提高UHPC的韧性和抗拉强度。
5. 确定化学掺合剂的种类和用量。
化学掺合剂可以改善UHPC的流动性和凝结性能。
6. 确定高性能化学品的种类和用量。
高性能化学品可以提高UHPC的抗裂性能和耐久性。
7. 根据配合比设计计算UHPC的混合比例。
混合比例是UHPC的重要参数之一，它直接影响UHPC的性能。
四、UHPC的性能研究UHPC具有很多优异的性能，其中包括极高的强度、高的耐久性和抗冲击性、优异的抗裂性能等。
下面将对UHPC的性能进行详细介绍。
超高性能混凝土配合比优化研究一、研究背景超高性能混凝土（Ultra-high-performance concrete，UHPC）是一种具有极高强度、高耐久性和优异的力学性能的新型建筑材料。
UHPC 的性能取决于其配合比，因此配合比的优化研究对于提高UHPC的性能至关重要。
二、UHPC配合比的组成UHPC的配合比由水泥、细粉料、骨料、矿物掺合料、化学掺合剂和水组成。
其中，水泥的种类和品牌、骨料的种类和粒径、细粉料的种类和比例、矿物掺合料的类型和掺量、化学掺合剂的种类和用量以及水的用量都对UHPC的性能有着重要的影响。
三、UHPC配合比优化的方法1.试验研究法：通过对每个组成部分的单因素试验和多因素试验，确定每个组成部分的最佳用量及其相互之间的最佳比例。
2.数学模型法：通过建立UHPC性能与配合比之间的数学模型，采用优化算法求解得到最佳配合比。
3.遗传算法法：通过模拟自然界的进化过程，采用遗传算法优化配合比，得到最佳配合比。
四、UHPC配合比优化的影响因素1.水灰比的大小对UHPC的性能有着重要的影响，适当的水灰比可以提高UHPC的流动性和可加工性，但过高的水灰比会导致UHPC的强度下降。
2.骨料的种类和粒径对UHPC的性能有着重要的影响，优质的骨料可以提高UHPC的强度和耐久性。
3.细粉料的种类和比例对UHPC的性能有着重要的影响，适量的细粉料可以提高UHPC的强度和耐久性。
4.矿物掺合料的类型和掺量对UHPC的性能有着重要的影响，适当的矿物掺合料可以提高UHPC的强度和耐久性。
5.化学掺合剂的种类和用量对UHPC的性能有着重要的影响，适当的化学掺合剂可以提高UHPC的强度和耐久性。
五、UHPC配合比优化的应用UHPC的配合比优化研究为UHPC的应用提供了重要的理论和技术支持。
在建筑结构中，UHPC可以用于制作高强度的梁、柱、板等构件，提高建筑结构的安全性和抗震性。
在桥梁工程中，UHPC可以用于制作高强度的桥梁墩、桥面、护栏等构件，提高桥梁的承载能力和耐久性。
