透水水泥混凝土配合比设计方法.docx
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透水水泥混凝土配合比设计方法
透水混凝土配合比设计方法
3材料[]
原材料
水泥应采用强度等级不低于级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求。
不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。
外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的规定。
透水混凝土采用的增强料按表选用。
表增强材料的主要技术指标（待测定）
类别
成份
掺量范围（%）
强度增长率（%）
主要技术指标
掺量
强度增长
有机类
聚合物乳液
无机盐类
Na2CO3,Na2SO4，CaCl2
矿物材料
硅藻土
工业副产物
硅灰
超细矿渣粉
超细粉煤灰
透水混凝土粗骨料
透水水泥混凝土采用的集料，必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石、卵石及陶粒，碎石的性能指标应符合一行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的要求，并符合表规定。
表粗骨料的性能指标
混凝土用途
粗骨料种类
料径（mm）
含泥量（按质量计）（%）
针片状颗粒含量（按质量计）（%）
压碎值（%）
表观密度（kg/m3）
堆积密度（kg/m3）
植生
碎石/卵石
20～
＜
＜
＜
＞2500
＞1350
陶粒
10～
＜
＜
＞800
路面
碎石/卵石
5～10
＜
＜
＜
＞2500
＞1350
路基
碎石/卵石
10～
＜
＜
＜
＞2500
＞1350
细骨料
常用建筑材料参考性能
材料
密度（kg/m3）
表观密度（kg/m3）
堆积密度（kg/m3）
孔隙率（%）
水泥
2900－3100
1350
－
粉煤灰
2200
1300
矿渣粉
2900
1100
微硅灰
碎石
2670
1500
%
砂
2650
-
1450
-
钢纤维
7854
－
－
聚丙烯纤维
PVA纤维
水
1000
-
-
-
减水剂
1100
-
-
-
透水混凝土
植生透水混凝土性能符合发下表
路面透水混凝土符合表规定
表路用透水混凝土的性能
项目
要求
耐磨性（磨坑长度）,mm
≤30
透水系数,mm／s
≥
抗冻性,%
25次冻融循环后抗压强度损失率
≤20
25次冻融循环后质量损失率
≤5
连续孔隙率，%
≥10
强度等级
C20
C30
抗压强度（28d），MPa
≥
≥
弯拉强度（28d），MPa
≥
≥
透水水泥混凝土配合比
透水水泥混凝土的配制强度，宜符合现行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定。
强度怎么计算？
透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表中的性能要求。
透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定：
1单位体积粗骨料用量应按下式计算确定：
式中mg—1m3透水水泥混凝土中粗骨料质量，kg，取值1300kg～1500kg；
—粗骨料紧密堆积密度，kg/m3；
α—粗骨料用量修正系数，取。
2胶结料浆体体积
①当无砂时，胶结浆体体积按下式计算确定：
式中Vp—1m3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积），m3；
νg—粗骨料紧密堆积空隙率，%；
ρg—粗骨料表观密度，kg/m3；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%、15%、20%、25%、30%。
②当有砂时，胶结料体积按下式计算确定：
式中Vs—1m3透水水泥混凝土中砂的体积，m3；
ρs—砂的表观密度，kg/m3；
ms—砂的质量，kg；
βs—砂率，在8%~15%范围内选定；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%~20%（路用透水砼）、20%~30%（植生透水砼）。
3水胶比RW/B应经试验确定，水胶比选择控制范围为~（）。
4单位体积水泥用量应按下式确定：
式中mb—1m3透水水泥混凝土中胶凝材料（水泥+掺合料）质量，kg/m3，植生混凝土约150~250kg，路基或路面透水混凝土约300kg~450kg；
mc—1m3透水水泥混凝土中水泥质量，kg；
mf—1m3透水水泥混凝土中掺合料质量，kg；
mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量，kg；
βf—矿物掺合料的取代率，%，取胶凝材料质量的10%~30%选定；
RW/B—水胶比，~（）范围内选定；
ρP—透水水泥混凝土中胶结料浆体密度（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体密度），需试验测定，kg/m3；
表2不同原材料组成时浆体密度参考值（kg/m3）
材料比例
水胶比
水泥
粉煤灰
矿渣粉
硅灰
密度（kg/m3）
减水剂掺量（%）
跳桌流动度（mm）
100
0
90
10
80
20
70
30
90
10
80
20
70
30
85
10
5
75
20
5
65
30
5
80
10
10
70
20
10
60
30
10
100
0
90
10
80
20
70
30
90
10
80
20
70
30
85
10
5
75
20
5
65
30
5
80
10
10
70
20
10
60
30
10
100
0
90
10
80
20
70
30
90
10
80
20
70
30
85
10
5
75
20
5
65
30
5
80
10
10
70
20
10
60
30
10
100
0
90
10
80
20
70
30
90
10
80
20
70
30
85
10
5
75
20
5
65
30
5
80
10
10
70
20
10
60
30
10
5单位体积用水量按下式确定：
式中mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量，kg。
6外加剂用量应按下式确定：
式中ma—每立方米透水水泥混凝土中外加剂用量，kg；
Ra—外加剂的掺量，%。
4理论体积法计算透水混凝土配比[]
单位体积法按下式计算
式中mc、mf、mw、ms、mg—1m3透水水泥混凝土中水泥、掺合料、水、砂、石的质量，kg；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%~20%（路用透水砼）、20%~30%（植生透水砼）。
ρc、ρf、ρw、ρP、ρs—水泥、掺合料、水、砂的表观密度，kg/m3；
ρg、ρg`—石的表观密度、堆积密度，kg/m3；
Vg—1m3透水水泥混凝土中石的体积，m3；
采用无砂透水混凝土时，
为零；当采用有砂透水混凝土时，砂率一般在8%～15%范围内选定，水胶比一般在~（）内选定。
1m3水泥、砂、石等原材料按式（）至式（）计算得到，具体参照例题
例题1设计无砂植生透水混凝土配比，设计孔隙率20%，粉煤灰掺量20%，原材料种类及性能如下：
级普通硅酸盐水泥，表观密度为3000kg/m3；Ⅰ级粉煤灰，表观密度为2250kg/m3；石灰岩碎石：
5～，级配合格，表观密度2700kg/m3，堆积密度1500kg/m3；外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为25%。
试求：
填充法计算：
解：
1单位体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（）可得：
＝×1500=1470kg
2胶结料体积，由公式（）及式（）
＝1－×（1-νg）-1×20%=m3
=（1-1500/2700）×100%=%
3为提高强度，水胶比选
4单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（）、式（）、式（）、式（）确定：
胶凝材料质量：
粉煤灰质量：
mf=mb×20%=374×20%=75kg
水泥质量：
=374-75=299kg
用水量：
＝374×＝94kg
5外加剂用量，暂定为胶凝材料的%，则式（）可得：
＝374×%＝
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：
粉煤灰：
石：
水：
外加剂＝299：
75：
1470：
94：
单位体积法计算：
由于无砂，故
=0；设计孔隙率Pvoid=20%；取水胶比W/B=mw/mb=；粉煤灰掺量20%，则由式（）：
由式（）可得1m3透水混凝土石质量：
＝×1500=1470kg
石的体积为：
m3
设定水胶比W/B=mw/mb=，由式（）可得用水量：
＝（mc+mf）×
由上，并取水泥、粉煤灰、水的表观密度分别为3000kg/m3、2250kg/m3、1000kg/m3，代入式（）：
由于粉煤灰掺量20%，由式（）：
由上式得到：
，代入式（），可得：
得到粉煤灰质理mf＝86kg；
水泥质量mc=4mf=86×4=343kg
水质量
=（mc+mf）×=107kg
粗骨料质量1470kg
外加剂质量
＝（mc+mf）×%＝（86+343）×%=
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：
粉煤灰：
石：
水：
外加剂＝343：
86：
1470：
107：
例题2设计有砂植生透水混凝土配比，设计孔隙率20%，粉煤灰掺量20%，取砂率βs=10%，材料种类及性能如下：
级普通硅酸盐水泥，表观密度为3000kg/m3；Ⅰ级粉煤灰，表观密度为2250kg/m3；中砂，级配合格，表观密度2650kg/m3；石灰岩碎石：
5～，级配合格，表观密度2700kg/m3，堆积密度1500kg/m3；外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为25%。
试求：
填充法计算：
解：
1单位体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（）可得：
＝×1500=1470kg
2有砂时，胶结料体积
由砂率βs=10%，粗骨料质量mg=1470kg，由式（）可求得砂质量ms：
ms=163kg
砂表观密度2650kg/m3，由式（）可求得砂体积：
＝163/2650=
由式（），胶结料体积：
=1－×1500/2700－1×20%－
＝
4单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（）、式（）、式（）确定：
胶凝材料质量：
粉煤灰质量：
mf=mb×20%=276×20%=55kg
水泥质量：
=276-55=221kg
用水量：
＝276×＝69kg
5外加剂用量，暂定为胶凝材料的%，则式（）可得：
＝276×%＝
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：
粉煤灰：
砂：
石：
水：
外加剂＝221：
55：
163：
1470：
69：
单位体积法计算：
设计孔隙率Pvoid=20%；取砂率βs=10%；取水胶比W/B=mw/mb=；粉煤灰掺量20%，则由式（）：
1m3体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（）可得：
＝×1500=1470kg
石体积
m3
由式（）：
，
，得砂质量：
ms=163kg
砂的体积：
由于粉煤灰掺量20%，由式（）：
由上式得到：
，代入式（），可得：
粉煤灰质量mf=65kg，
水泥质量mc=4mf=65×4=262kg
水质量
=（mc+mf）×=82kg
外加剂质量
＝（mc+mf）×%＝（65+262）×%=
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：
粉煤灰：
砂：
石：
水：
外加剂＝262：
65：
163：
1470：
82：
参考文献
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