泡沫混凝土应用技术规程 JGJ/T341-2014
4.2 配合比设计
Ⅰ 一般规定
4.2.1 泡沫混凝土的配合比设计应满足抗压强度、密度、和易性以及保温性能的要求,并应以合理使用材料和节约水泥为原则。
4.2.2 泡沫混凝土的配合比应通过计算和试配确定。配合比设计应采用同厂家、同产地、同品种、同规格的原材料。
4.2.3 泡沫混凝土配合比设计指标应包括干密度、新拌泡沫混凝土的流动度及抗压强度,并应符合下列规定:
1 干密度应符合本规程第3.1.1条的规定;
2 新拌泡沫混凝土的流动度不应小于400mm,新拌泡沫混凝土的流动度试验方法应符合本规程附录B的规定;
3 试配抗压强度应大于设计抗压强度的1.05倍;当有实际统计资料时,可按实际统计资料确定。
2 新拌泡沫混凝土的流动度不应小于400mm,新拌泡沫混凝土的流动度试验方法应符合本规程附录B的规定;
3 试配抗压强度应大于设计抗压强度的1.05倍;当有实际统计资料时,可按实际统计资料确定。
Ⅱ 配合比计算与调整
4.2.4 泡沫混凝土的配合比宜按设计所需干密度配制,并应按干密度计算材料用量。
4.2.5 泡沫混凝土设计干密度和泡沫混凝土用水量可按下列公式计算:
式中:
ρd——泡沫混凝土设计干密度(kg/m³);
Sa——泡沫混凝土养护28d后,各基本组成材料的干物料总量与成品中非蒸发物总量所确定的质量系数,普通硅酸盐水泥取1.2;
mc——1m³泡沫混凝土的水泥用量(kg);
mm——1m³泡沫混凝土的掺合料用量(kg);
mw——1m³泡沫混凝土的用水量(kg);
B——水胶比,用水量与胶凝材料质量之比,未掺外加剂时,水胶比可按0.5~0.6选取;掺入外加剂时,水胶比应通过试验确定。
4.2.6 1m³泡沫混凝土中,由水泥、掺合料、骨料和水组成料浆总体积和泡沫添加量可按下列公式计算:
ρd——泡沫混凝土设计干密度(kg/m³);
Sa——泡沫混凝土养护28d后,各基本组成材料的干物料总量与成品中非蒸发物总量所确定的质量系数,普通硅酸盐水泥取1.2;
mc——1m³泡沫混凝土的水泥用量(kg);
mm——1m³泡沫混凝土的掺合料用量(kg);
mw——1m³泡沫混凝土的用水量(kg);
B——水胶比,用水量与胶凝材料质量之比,未掺外加剂时,水胶比可按0.5~0.6选取;掺入外加剂时,水胶比应通过试验确定。
4.2.6 1m³泡沫混凝土中,由水泥、掺合料、骨料和水组成料浆总体积和泡沫添加量可按下列公式计算:
式中:
V1——由水泥、掺合料、骨料和水组成料浆总体积(m³);
ρc——水泥密度(kg/m³),取3100kg/m³;
ρm——掺合料的密度(kg/m³),粉煤灰密度取2600kg/m³;矿渣粉密度取2800kg/m³;
ms——1m³泡沫混凝土的骨料用量(kg);
ρs——骨料表观密度(kg/m³);
ρw——水的密度(kg/m³),取1000kg/m³;
V2——泡沫添加量(m³);
K——富余系数:视泡沫剂质量、制泡时间及泡沫加入到料浆中再混合时的损失等而定,对于稳定性好的泡沫剂,取1.1~1.3。
4.2.7 物理发泡泡沫剂的用量可按下列公式计算:
V1——由水泥、掺合料、骨料和水组成料浆总体积(m³);
ρc——水泥密度(kg/m³),取3100kg/m³;
ρm——掺合料的密度(kg/m³),粉煤灰密度取2600kg/m³;矿渣粉密度取2800kg/m³;
ms——1m³泡沫混凝土的骨料用量(kg);
ρs——骨料表观密度(kg/m³);
ρw——水的密度(kg/m³),取1000kg/m³;
V2——泡沫添加量(m³);
K——富余系数:视泡沫剂质量、制泡时间及泡沫加入到料浆中再混合时的损失等而定,对于稳定性好的泡沫剂,取1.1~1.3。
4.2.7 物理发泡泡沫剂的用量可按下列公式计算:
式中:
mf——1m³泡沫混凝土的泡沫剂用量(kg);
my——形成的泡沫液质量(kg);
β——泡沫剂稀释倍数;
ρf——实测泡沫剂密度(kg/m³),测试方法应符合现行国家标准《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T 8077的规定。
4.2.8 在泡沫混凝土配合比中加入的发泡剂、化学外加剂或矿物掺合料的品种、掺量以及对水泥的适应性,应通过试验确定。
mf——1m³泡沫混凝土的泡沫剂用量(kg);
my——形成的泡沫液质量(kg);
β——泡沫剂稀释倍数;
ρf——实测泡沫剂密度(kg/m³),测试方法应符合现行国家标准《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T 8077的规定。
4.2.8 在泡沫混凝土配合比中加入的发泡剂、化学外加剂或矿物掺合料的品种、掺量以及对水泥的适应性,应通过试验确定。
4.2.9 计算出的泡沫混凝土配合比应通过试配予以调整。
4.2.10 泡沫混凝土配合比的调整应按下列步骤进行:
1 以计算的泡沫混凝土配合比为基础,再选取与之相差±10%的相邻两个水泥用量,用水量不变,掺合料相应适当增减,分别按三个配合比拌制泡沫混凝土拌合物;测定拌合物的流动度,调整用水量,以达到要求的流动度为止;
2 按校正后的三个泡沫混凝土配合比进行试配,检验泡沫混凝土拌合物的流动度和湿密度,制作100mm×100mm×100mm立方体试块,每种配合比至少制作一组3块;
3 试块标准养护28d后,测定泡沫混凝土抗压强度和干密度;以泡沫混凝土配制强度和干密度满足设计要求,且具有最小水泥用量的配合比作为选定的配合比。
4 应对选定的配合比进行质量校正,校正系数应按下列公式计算:
2 按校正后的三个泡沫混凝土配合比进行试配,检验泡沫混凝土拌合物的流动度和湿密度,制作100mm×100mm×100mm立方体试块,每种配合比至少制作一组3块;
3 试块标准养护28d后,测定泡沫混凝土抗压强度和干密度;以泡沫混凝土配制强度和干密度满足设计要求,且具有最小水泥用量的配合比作为选定的配合比。
4 应对选定的配合比进行质量校正,校正系数应按下列公式计算:
式中:
η——校正系数;
ρco——按配合比各组成材料计算的湿密度(kg/m³);
ρcc——泡沫混凝土拌合物的实测湿密度(kg/m³);
mf——配合比计算所得的1m³泡沫混凝土的泡沫剂用量(kg)。
5 选定配合比中的各项材料用量均应乘以校正系数作为最终的配合比设计值。
4.2.11 泡沫混凝土使用过程中,应根据材料的变化或泡沫混凝土质量动态信息及时进行调整配合比。
η——校正系数;
ρco——按配合比各组成材料计算的湿密度(kg/m³);
ρcc——泡沫混凝土拌合物的实测湿密度(kg/m³);
mf——配合比计算所得的1m³泡沫混凝土的泡沫剂用量(kg)。
5 选定配合比中的各项材料用量均应乘以校正系数作为最终的配合比设计值。
4.2.11 泡沫混凝土使用过程中,应根据材料的变化或泡沫混凝土质量动态信息及时进行调整配合比。
条文说明
I 一般规定
4.2.2 考虑到配合比对泡沫混凝土性能的重要性,本规程给出了配合比计算和调整的详细步骤。为了使配合比设计服务于实际工程施工,配合比设计与实际工程施工的配合比一致,要求采用同厂家、同产地、同品种、同规格的原材料进行试配。
4.2.3 对于新拌泡沫混凝土的日标配合比土要检验干密度、流动度、抗压强度是否满足要求。流动度是衡量泡沫混凝土流动性的指标,复杂结构及填充工程对此指标要求较高。
由于现场配制的抗压强度值具有一定的波动性,为了保证施工时的抗压强度满足设计要求,施工配合比的实测抗压强度值应在抗压强度设计值的基础上予以适当提高。一般情况下,室内实测抗压强度应大于设计抗压强度的1.05倍。
II 配合比计算与调整
4.2.4~4.2.9 泡沫混凝土配合比设计可依据固定原材料重量法和固体混合料体积法进行。通过检测泡沫混凝土湿密度,进而控制泡沫混凝土干密度和均匀性,达到控制泡沫混凝土抗压强度及导热系数的目的。本规程采用固定原材料重量法进行泡沫混凝土配合比设计。制取泡沫用的水和泡沫剂的数量在生产用的泡沫混凝土搅拌机中,用试验方法来测定。配制好泡沫剂后,根据泡沫测定仪测定,如果经1h后,泡沫的下陷度不大于10mm,排出的液体不大于80cm³,泡沫的倍数不小于20,则此种泡沫符合要求。
根据泡沫特性所得出的良好指标以及最小的泡沫剂用量而得出的配合比,被认为是制造泡沫混凝土用的最适宜的配合比。
仅当制造新泡沫剂时,才需要确定所有各项泡沫特性,而在日常实际生产时,只确定泡沫的下陷度就可以了。如长时间存放泡沫剂时,使用前应做性能检测。
确定水泥砂子的比率和水胶比。在选择泡沐混凝土的配比时,水泥砂浆的水胶比乃是一项基本因素,该水胶比应保证在砂浆与泡沫混合之后获得一种结构优良强度最大的泡沫混凝土。水泥砂浆最适宜的水胶比,对这些材料来说,主要取决于水泥的活性,水泥与砂子的比率和泡沫混凝土的密度。配制泡沫混凝土的水泥砂浆的水胶比是这样一个比率,即是在灰浆内水的质量与胶凝材料总质量之比,因为泡沫混凝土在成型过程中,除水泥以外的其他活性材料也参与化学反应。
为了确定泡沫混凝土最适宜的水胶比,应采用不同的水胶比进行试拌。在实验室条件下,拌合后的泡沫混凝土养护时间应不小于6h,然后测量下陷度,确定最佳水胶比。
若得到的泡沫混凝土的抗压强度比设计的高出20%,应适当减少该配合比中水泥用量。在泡沫混凝土搅拌机中每拌合一次所需要的材料数量,取决于搅拌机每一次的产量,而此产量系根据泡沫混凝土预定密度的变化。
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