紧密堆积混凝土配合比模型的建立
续表3.6
组数 总重(kg) 筒重(kg) 紧密堆积密度(kg/m3) 粉煤灰和砂的掺量（%） 6 ① ② 20.05 19.90 1.3kg 1.3kg 1868 30%
2100 2050 2000 粉煤灰掺砂填石的紧密堆积堆积密度 kg/m3 1950190018501800 1750
图3.3 粉煤灰掺砂填石的紧密堆积曲线图
010203040506070粉煤灰/砂的掺量 %
由以上实验数据并通过作图可以看出：当已级配的粉煤灰与砂的混合物掺入已级配的粗集料的掺量为50%左右时，可达到最紧密堆积.
由以上试验数据，初步确定本次紧密堆积混凝土所采用的集料为：5～20mm粗骨料掺入20～31.5mm粗骨料掺量为25%左右，粉煤灰掺砂量为15%，粉煤灰与砂掺石量为50%。
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安徽建筑工业学院本科生毕业论文
3.5初步紧密堆积混凝土试验
3.5.1初步试验设计
经查阅文献[16]，根据致密堆积系数 α、β及紧密堆积混凝土配合比计算方法[17]
得到本次试验中各材料的用量。见表3.7
表3.7混凝土配合料的用量
编号 浆体富裕系数(n) 水胶比(W/B) 水灰比(W/C) 用水量(kg) 水泥(kg) 粉煤灰(kg) 砂(kg) 石(kg) 减水剂（kg） F取代量 1 1.3 0.33 0.45 133 271 149 842 991 6.7 35% 2 1.3 0.37 0.51 141 247 149 842 991 6.4 38% 3 1.3 0.41 0.58 147 226 149 842 991 6.0 40%
表3.8改变粉煤灰掺量后的混凝土配合料的用量
组号 水灰比 1 2 3 C 271 247 226 F 100 100 100 W 133 141 147 S 842 842 842 G 991 991 991 外加剂 6.7 6.4 6.0 F取代量 27% 29% 31% 0.33 0.37 0.41 3.5.2初步试验结果及分析
从表3.8可以看出：
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紧密堆积混凝土配合比模型的建立
（1）混凝土的强度随龄期的增长而逐渐增加，且高的胶凝材料有较大强度； （2）粉煤灰取代量分别达到了35%、38%和40%，远大于普通混凝土的15%的掺入量， 而混凝土28天强度并未受到影响，其中W/B为0.33的混凝土在水泥用量仅为271kg的情况下达到了49.7MPa。
（3）随着粉煤灰的掺入混凝土，混凝土的和易性非常好，坍落度基本都在180mm左右，并且粘聚性、保水性良好。
表3.9混凝土坍落度、抗压强度试验结果
编号 浆体富裕系数(n) 水胶比(W/B) 水灰比(W/C) 坍落度 抗压强度（MPa） 3d 7d 28d 1 1.3 0.33 0.45 190 17.7 34.5 49.7 2530 2 1.3 0.37 0.51 210 14.4 26.6 41.6 2520 3 1.3 0.41 0.58 175 11.6 20.0 34.1 2530 表观密度（kg/m3）
表3.10改变粉煤灰掺量后的混凝土坍落度、抗压强度试验结果
编号 浆体富裕系数(n) 水胶比(W/B) 水灰比(W/C) 坍落度 抗压强度（MPa） 3d 7d 28d 1 1.3 0.37 0.45 160 16.7 30.5 42.5 2520 27
2 1.3 0.42 0.51 185 12.4 22.6 36.8 2520 3 1.3 0.47 0.58 155 10.0 19.8 32.1 2530 表观密度（kg/m3） 安徽建筑工业学院本科生毕业论文
从表3.10和表3.9对比可以看出：
（1）紧密堆积混凝土配合比成型的混凝土，其粉煤灰掺量显著增加，而随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的早起强度不如只用水泥的早期强度，但后期28天强度不会相差太大，甚至超过只用水泥的强度。
（2）紧密堆积混凝土配合比设计的新拌混凝土的和易性比普通混凝土有很大改善。
（3）紧密堆积混凝土配合比设计的混凝土，其表观密度均达到2500kg/m3以上，符合高密实混凝土的设计要求。
（4）采用紧密堆积混凝土配合比设计方法设计的混凝土具有明显降低水泥用量和拌合水用量的特点，而超量取代的混凝土配合比有更好的经济型和强度。
3.6对比试验
3.6.1对比试验设计
在初步试验的基础上，做几组与上述试验水灰比和强度度基本相同的普通混凝土。具体如下：
做一组混凝土强度等级为C40普通道路混凝土，设计塌落度为30～50mm。根据设计规程设计混凝土水灰比（W/C）为0.42,取水灰比分别为0.37、0.42、0.47，砂率（Sp）为40%、粉煤灰掺量（F%）为15%、聚羧酸掺量为1.5%、具体配合比如下表:
表3.9 普通混凝土配合料用量
组号 水灰比 1 2 3 0.37 0.42 0.47 C 413 364 326 F 73 64 57 W 148 148 148 S 694 717 735 G 1040 1075 1102 外加剂 7.3 6.4 5.7 28
紧密堆积混凝土配合比模型的建立
3.6.2对比试验结果及分析
从表3.10可以看出，所设计的混凝土基本达到要求，混凝土的粘聚性、保水性良好。
表3.10普通混凝土坍落度、抗压强度试验结果
组号 抗压强度（MPa） 3d 7d 28d 表观密度（kg/m3）
1 22.6 37.4 47.4 2380 2 18.5 34.5 43.2 2390 3 15.0 28.7 34.7 2385 3.7综合对比分析
通过以上实验及实验数据，可以看出
(1)经过紧密堆积混凝土配合比设计的混凝土的表观密度明显比普通混凝土配合比设计的混凝土表观密度大。
(2)紧密堆积混凝土配合比设计方法设计的混凝土结构致密，孔隙率低，大量粉煤灰的掺入使混凝土内部的孔隙进一步下降，结构进一步密实，从而提高了混凝土强度 (3) 混凝土较低的水泥用量和用水量，使水泥浆体主要起到界面粘结作用，不过多的填充骨料空隙。同时因骨料致密堆积，使得混凝土内部浆体厚度层降低，改善了混凝土界面过渡区结构，使混凝土强度效应得到提高。
(4)低水胶比充分保证了混凝土的28d强度，使水泥的强度效益得到提高。
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