开发了混凝土泵送剂配方设计计算软件以及混凝土配合比设计计算软件，并系统研究两种软件在商品混凝土中的应用。以一元复配为例，得到了减水剂减水率与掺量的线性关系式，以及泵送剂其余组分的计算公式；混凝土配合比计算软件以“体积法”为基础，对软件设计过程进行详细阐述，软件涵盖了混凝土配合比设计相关的国家标准和大量的生产实践经验，具有较高的科学性与实用性。

引言

混凝土是全世界应用最广泛的建筑材料，一般由水泥、掺合料（矿渣粉、粉煤灰、硅粉等）、砂、石、水、外加剂组成。混凝土质量取决于配合比，泵送剂，砂率等。以上因素按照传统方法是根据相关国家及地方标准，结合技术人员的经验，经人工调整计算得出具体结果，复杂且易出错。将传统混凝土材料生产工艺与计算机信息化技术结合，通过大数据库数据挖掘和数据信息优化，实现混凝土材料生产环节中原材料数据的科学利用、科学管理，提高企业的生产效率{1-4}。文章采用了Delphi，在混凝土配合比设计方面进行了计算软件的开发，运用到混凝土泵送剂掺量和混凝土配合比项点的计算方面上，操作比较简易、精确。

泵送剂一元复配方法及计算公式推导

01

1.1原材料技术参数

  水泥的标准稠度用水量W0、C3A和SO3，水泥浆作为外加剂检测的基础；减水剂：复配混凝土泵送剂的减水剂主要考虑减水率和掺量，其中临界掺量和饱和掺量及其对应的减水率是必检项目。采用一元复配时，通过临界掺量和饱和掺量来控制减水率。由此看出，这3个部分是其减水剂最主要的考虑因素；缓凝剂：缓凝剂主要考虑等效缓凝和凝结时间差，当环境温度变化时，为保证混凝土拌合物初凝时间为6h-8h，终凝时间为7h-9h，以掺0.001％的葡萄糖酸钠正比例与温度（℃）进行掺量控制，温度与掺量之间实现等效上的缓凝，最常见的缓凝成分有，葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、蔗糖等，重点检测有效成分含量。

1. 2一元复配方法与公式

  一元复配是利用一种减水剂与缓凝剂，加上泵送剂，适当的可以增减适量引气剂，在临体;">）；

fcu,k—立方体抗压强度值（MPa）；

σ—混凝土强度标准差（MPa）。

（2）混凝土水胶比采用公式（2）：

图片                           （2）

式中：

W/B—混凝土水胶比

αa和αb—回归系数，取值应符合规定；

fb—胶砂强度（MPa）：

（3）确定每 m3混凝土的用水量(mco)。

参照施工要求坍落度和碎石头粒径（Rmax），通过查询表格mwo。

（4）单位m3内的胶材料确定用量（mbo）应按式（3）计算：

图片                              （3）

式中：

mbo—计算配合比单位m3内的胶材料所用量（kg/m3）；

mwo—计算配合比单位m3混凝土的所用水量（kg/m3）；

W/B—混凝土水胶比。

（5）砂率（βs）通常参照现有资料，结合骨料技术指标、拌合物的性能以及施工方面的要求。

（6）粗、细骨料用量

当采用体积法来演算混凝土配比时，通常应按公式（4）计算粗、细骨料用量，按公式（5）计算砂率。

图片               （4）

图片                        （5）

式中：

ρc—水泥密度（kg/m3），可取2900 kg/m3～3100kg/m3；

ρf—矿物掺合料密度（kg/m3）；

ρg—粗骨料的表观密度（kg/m3）；

ρs—细骨料的表观密度（kg/m3）；

ρw—水的密度（kg/m3），可取1000 kg/m3；

α—含气量（%），若无引气剂的时候，α选取1计算。

mg0—每m3混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；

ms0—每m3混凝土的细骨料用量（kg/m3）；

mw0—每m3混凝土的用水量（kg/m3）；

βs—砂率（％）；

2.1.2设计思路

  配合比计算设计很繁冗，通常可以把它分成许多单独简单的部分，最后再合在一起。把我们的语言编转化为计算机的语言，通常称之为编程，选择Delphi开发设计计算的软件，都比较准确、清晰，容易接受，可以使研究方面的工作做到最优。基于配合比的特征，通过编程，细化为各个简单计算，对每个计算编制程序，达到将复杂计算过程简单化计算，从而分批次编程。

2.1.3设计框架

  参照混凝土配合比计算式，为了简化计算的过程，对熟知的数据和查询的数值进行分类，未知数值则分开归入类别，由此大大缩短了计算的时间，并且降低了手动输入的错误几率，这样软件也更加人性化。采用Delphi，通过菜单-新建-窗体，建立新的窗体( Form)，可以增加文本框、复合框以及计算的按钮(可以命名为所需按钮)。

2.1.4编写计算程序

（1）由公式(1)结合混凝土配制强度通过“按钮1”(Button1)计算获得，所以需要增加双击按钮，从而在Delphi 中输入主要的程序段落：

Label20.caption:=formatfloat(′0.0′,StrToFloat(Edit2.Text)+StrToFloat(ComboBox2.Text)*1.645);

  其中函数所用的函数介绍如下：

  FormatFloat-表示浮点数，字符串可以通过StrToFloat转成前者。

  选择公式编译成程序，采用函数StrToFloat把现有的字符串转换为浮点数，便于计算，接着编写好计算公式，选择函数FormatFloat，把精确度定制在0.0。

（2）参照公式(2)和水灰比，按下“按钮2”(Button2)，可以在Delphi中增加主要程序段落：Label21.caption:=formatfloat(′0.00′,StrToFloat(ComboBox1.Text)*StrToFloat(Edit3. Text)/(StrToFloat(Label20.caption)+StrToFloat(ComboBox1.text)*StrToFloat(ComboBox3.Tex t)*StrToFloat(Edit3.Tex t))); 所用函数同上，精确度为0.00。

（3）结合公式(3)和水泥用量，按下“按钮3”(Button3)，可以在Delphi 中加入主要程序段落：Label22.caption:=formatfloat(′0′,StrToFloat(Edit4.Text) /StrToFloat(Label21.caption));所用函数同上，精确度为0。

（4）结合公式(4)，(5)和砂、石用量，选择Button-体积法来计算，所以需添加双击按钮在 Delphi中增加以下的程序：体积法计算所加入关键程序为：Label23.caption:=formatfloat(′0′,(1-StrToFloat(Edit1.Text)*0.01-StrToFloat(Label22.captio n) /StrToFloat(Edit6.Text)-StrToFloat(Edit4.Text)/StrToFloat(Edit7.Text))/(1/StrToFloat(Edit9.Text)+StrToFloat(Edit5.Text)/(1-StrToFloat(Edit5.Text))/StrToFloat(Edit10.Text)))

Label24.caption:=formatfloat(′0′,StrToFloat(Edit5.Text)/(1-StrToFloat(Edit5.Text))*StrToFloat(Label23.caption)); 所用函数同上，精确度为0。

（5）按下“按钮6”(Button6)，可以把理论配合比列出，所以需添加双击按钮在Delphi中加入主要程序段落：

Label26.caption:=Label22.caption+′:′+Edit4.text+′:′+Label23.caption+′:′+Label24.caption。

2.2原材料技术参数录入

2.2.1水泥

    点击软件界面上的“水泥参数”，即可进入水泥参数填写，填写相关数据，如图4。

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图4  水泥参数录入界面

2.2.2矿渣粉、硅灰

  录入的指标参数包括：活性级别、系数、对比强度、比表面积、水泥替代量、水量、表观密度、碱含量、流动度比、氯离子、矿粉无、筛余量、厂家、出厂日期、规格（矿粉、硅灰无）等，数据第二项到第七项是参与计算项，填写数据后保存。

2.2.3外加剂

  录入的指标参数包括：减水率、碱含量、浓度、密度、流动扩展度等，填写数据后保存。

2.2.4石子

  录入的指标参数包括：堆积密度、表观密度、空隙率、吸水率、厂家、规格、品种、压碎指标、碱含量、含水率、级配等，数据的前四项是参与计算项，填写数据后保存。

2.2.5砂子

  录入的指标参数包括：堆积密度、含石率、吸水率、含水率、厂家、细度模数、表观密度、碱含量、空隙率、品种等，其中，第一项至第四项为参与计算项。录入完成后点击保存按钮即可

2.3配合比计算

  点击左上角“配合比设计”按钮，出现配合比设计参数录入界面，需录入用户提出的8项技术参数，填写数据后，点击计算按钮，可以看到如下的最终的结果，如图5。

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图5  配合比结果输出

  对于目前工程中混凝土配合比计算，选择此款软件，能够方便计算，尤其在需要改变配合比数据的情况下，软件显得相对很实用。通常来说，泵送混凝土在混凝土和易性方面要求比较严格，要满足次要求，可以选择制定混凝土的浆体占有量和干砂浆占有量来达到所需要的目的。

  当浆体占有量在310L/m3-350L/m3范围内、干砂浆体积在400L/m3-440L/m3范围内时，混凝土的和易性比较适中，这样从而更好地泵送{1}。所以可以通过泵送混凝土配合比计算，采用软件，对计算结果进行多次核算，如浆体等相关数据，并且对结果中的需水用量、胶凝材料、外加剂等方面的用量等数据进行合理化调整，确保满足实用性。

2.3混凝土强度的推定计算

  点击左上角“强度推定”按钮，出现强度推定参数录入界面，需录入用户提出的12项技术参数，填写数据后，即可计算，最后得出结果，如图6所示。

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图6  强度推算结果

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结论

03

 （1）通过计算机对泵送剂以及混凝土配合比方面的计算，达到准确、合理化的目的。并且，只有依据大量实践经验开发的软件才具有实用性。

  （2）开发了一套泵送剂复配计算软件。以一元复配为例，得到了减水剂减水率与掺量的线性关系式，以及泵送剂其余组分的计算公式。通过实际验证，泵送剂各种配比的用量，都能在软件的辅助计算下得出，有实用价值。

  （3）开发了混凝土配合比计算软件。确定原材料种类，输入强度等级、坍落度等限制因素，便可准确计算相应强度等级下混凝土中各原材料的配比。该软件可以实现配合比优化，降低材料消耗，最终达到工程应用的最优化。

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参考文献

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