透水混凝土配比公式.docx

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透水混凝土配比公式

透水混凝土配合比设计方法

3材料[]

3.1原材料

3.1.1水泥应采用强度等级不低于42.5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。

3.1.2外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的规定。

3.1.3透水混凝土采用的增强料按表1.1选用。

表3.1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

3.1.4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3.1.4规定。

表3.2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

20～31.5

＜1.0

＜15.0

＜15.0

＞2500

＞1350

陶粒

10～31.5

＜1.0

＜15.0

＞800

路面

碎石/卵石

5～10

＜1.0

＜15.0

＜15.0

＞2500

＞1350

路基

碎石/卵石

10～31.5

＜1.0

＜15.0

＜15.0

＞2500

＞1350

3.1.5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

1.2%

砂

2650

-

1450

-

钢纤维

7854

－

－

聚丙烯纤维

PVA纤维

水

1000

-

-

-

减水剂

1100

-

-

-

3.2透水混凝土

3.2.1植生透水混凝土性能符合发下表

3.2.2路面透水混凝土符合表3.2.2规定

表3.2.2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

≥0.5

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

≥20.0

≥30.0

弯拉强度（28d），MPa

≥2.5

≥3.5

3.3透水水泥混凝土配合比

3.3.1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？

3.3.2透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表3.2.1中的性能要求。

3.3.3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：

3.3.3-1

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0.98。

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：

3.3.3-2

3.3.3-3

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：

3.3.3-4

3.3.3-5

3.3.3-6

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0.25~0.35（0.33）。

4单位体积水泥用量应按下式确定：

3.3.3-7

3.3.3-8

3.3.3-9

3.3.3-10

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，0.25~0.35（0.33）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）

0.25

100

0

0.25

90

10

0.25

80

20

0.25

70

30

0.25

90

10

0.25

80

20

0.25

70

30

0.25

85

10

5

0.25

75

20

5

0.25

65

30

5

0.25

80

10

10

0.25

70

20

10

0.25

60

30

10

0.27

100

0

0.27

90

10

0.27

80

20

0.27

70

30

0.27

90

10

0.27

80

20

0.27

70

30

0.27

85

10

5

0.27

75

20

5

0.27

65

30

5

0.27

80

10

10

0.27

70

20

10

0.27

60

30

10

0.30

100

0

0.30

90

10

0.30

80

20

0.30

70

30

0.30

90

10

0.30

80

20

0.30

70

30

0.30

85

10

5

0.30

75

20

5

0.30

65

30

5

0.30

80

10

10

0.30

70

20

10

0.30

60

30

10

0.33

100

0

0.33

90

10

0.33

80

20

0.33

70

30

0.33

90

10

0.33

80

20

0.33

70

30

0.33

85

10

5

0.33

75

20

5

0.33

65

30

5

0.33

80

10

10

0.33

70

20

10

0.33

60

30

10

5单位体积用水量按下式确定：

3.3.3-11

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：

3.3.3-12

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[]

4.1.1单位体积法按下式计算

4.1-1

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0.25~0.35（0.33）内选定。

1m3水泥、砂、石等原材料按式（3.3.3-1）至式（3.3.3-10）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：

42.5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：

5～31.5mm，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（3.3.3－1）可得：

＝0.98×1500=1470kg

2胶结料体积，由公式（3.3.3－2）及式（3.3.3－3）

＝1－0.98×（1-νg）-1×20%=0.26m3

=（1-1500/2700）×100%=44.4%

3为提高强度，水胶比选0.25

4单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（3.3.3－7）、式（3.3.3－8）、式（3.3.3－9）、式（3.3.3－10）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：

＝374×0.25＝94kg

5外加剂用量，暂定为胶凝材料的0.2%，则式（3.3.3－10）可得：

＝374×0.2%＝0.75kg

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：

0.75

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=0.25；粉煤灰掺量20%，则由式（4.1）：

由式（3.3.3-1）可得1m3透水混凝土石质量：

＝0.98×1500=1470kg

石的体积为：

m3

设定水胶比W/B=mw/mb=0.25，由式（3.3.3-10）可得用水量：

＝（mc+mf）×0.25

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（4.1）：

由于粉煤灰掺量20%，由式（3.3.3-8）：

由上式得到：

，代入式（4.1），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）×0.25=107kg

粗骨料质量1470kg

外加剂质量

＝（mc+mf）×0.2%＝（86+343）×0.2%=0.86kg

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：

0.86

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：

42.5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：

5～31.5mm，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（3.3.3－1）可得：

＝0.98×1500=1470kg

2有砂时，胶结料体积

由砂率βs=10%，粗骨料质量mg=1470kg，由式（3.3.3－6）可求得砂质量ms：

ms=163kg

砂表观密度2650kg/m3，由式（3.3.3－5）可求得砂体积：

＝163/2650=0.062m3

由式（3.3.3－4），胶结料体积：

=1－0.98×1500/2700－1×20%－0.062

＝0.194m3

4单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（3.3.3－7）、式（3.3.3－8）、式（3.3.3－9）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：

＝276×0.25＝69kg

5外加剂用量，暂定为胶凝材料的0.2%，则式（3.3.3－10）可得：

＝276×0.2%＝0.55kg

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：

0.55

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=0.25；粉煤灰掺量20%，则由式（4.1）：

1m3体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（3.3.3－1）可得：

＝0.98×1500=1470kg

石体积

m3

由式（3.3.3-6）：

，

，得砂质量：

ms=163kg

砂的体积：

由于粉煤灰掺量20%，由式（3.3.3-8）：

由上式得到：

，代入式（4.1），可得：

粉煤灰质量mf=65kg，

水泥质量mc=4mf=65×4=262kg

水质量

=（mc+mf）×0.25=82kg

外加剂质量

＝（mc+mf）×0.2%＝（65+262）×0.2%=0.65kg

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：

0.65

参考文献

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