混凝土配合比设计

混凝土配合比设计（精选12篇）

混凝土配合比设计 第1篇

(1)掌握设计图纸对水泥混凝土结构的要求，重点是各种强度和耐久性要求、构件截面的尺寸、钢筋布置的疏密等，以便合理采用水泥品种及石子的粒径;

(2)了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度等，便于选用外加剂及其掺量;

(3)了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力，以便确定备用配合比。

2 原材料的选取

2.1 集料

2.1.1 粗集料

优先选择强度高、密度大、针片状少、含泥量小、级配良好的粗集料。级配是集料的一项重要的技术指标, 对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。掺配时要在符合级配要求的范围内, 尽可能在二种或三种掺配方案中, 选取其中体积密度较大者使用。

2.1.2 细集料

砂对混凝土的拌和物、和易性的影响比粗集料要大，要优先选取级配良好的河砂。中砂的级配比较合理(宜控制在2.5～2.8之间);细砂的表面积大，在同等强度下使用的水泥多，开裂的几率高，不但增加了成本, 而且影响混凝土的技术性能;粗砂容易引起离析且保水性能差, 从而影响混凝土的内在质量及外观质量。

2.2 水泥

应根据工程特点或所处环境条件选取水泥。优先选取质量稳定, 强度波动小的水泥，对未用过的水泥品种或水泥厂家要进行认真调研。

2.3 外加剂

外加剂是在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土性能的物质。掺量一般不大于水泥质量的5%。使用混凝土外加剂能提高改善混凝土质量;改善施工条件，利于机械化施工;减少养护时间，加速模板周转，加快施工进度;减少水泥用量，节约资源。在选用外加剂品种时，应通过混凝土技术性能、施工工艺条件、施工的季节、使用的目的、技术经济来比较确定，不能盲目使用。在使用前首先鉴定外加剂对水泥的适应性，避免产生速凝现象，造成质量事故。

3 配合比的设计

3.1 配合比的计算

3.1.1 试配强度的确定

混凝土的配置强度fcu.o按下式计算：fcu.o=fcu.k+1.645σ

fcu.k混凝土的立方体抗压强度标准值(MPa);

σ混凝土强度标准差(MPa);

如无近期同一品种混凝土的统计资料取σ=6.0MPa

3.1.2 水灰比w/c的确定

混凝土的水灰比按下式计算：

(w/c)= (ɑafce) / (fcu, 0+ɑaɑbfce)

ɑa、ɑb回归系数 (对于碎石分别为0.46和0.07) ;

fce水泥28d抗压强度实测值(MPa);

以上的计算是以鲍罗米公式为依据的，即认为混凝土的强度与水灰比成线性关系，水灰比越小，强度越高。

3.1.3 用水量的确定

混凝土的用水量按下式计算：mc0=mw0/(w/c)

mc0每立方米混凝土的水泥用量(kg);

mw0每立方米混凝土的用水量(kg);

单位用水量：主要根据坍落度要求和粗骨料品种、最大粒径确定。原则为：在满足施工和易性的基础上，尽量选用较小的单位用水量，以节约水泥。

3.1.4 砂率βs

根据《普通混凝土配合比设计规程》的范围选取。当粗骨料粒径较大、级配较好、表面较光滑时，由于粗骨料的孔隙率较小，滑动阻力也较小，可采用较小的砂率;砂的细度模数较小时，由于砂中细颗粒较多，拌合物的粘聚性和保水性易得到保证，故可采用较小的砂率;水灰比较小，水泥浆稠度较大，易采用较小的砂率;当施工要求流动性较大时，因拌合物易出现离析现象，为保证拌合物的粘聚性，应采用较大的砂率。

3.1.5 粗骨料和细骨料用量的确定

当采用重量法时，按下式计算：

mg0每立方米混凝土的粗骨料用量(kg);

ms0每立方米混凝土的细骨料用量(kg);

mcp每立方米混凝土拌合物的假定重量(kg)，其值可取2 350～2 450 kg。

3.2 混凝土配合比的试配与调整。

按计算的混凝土配合比试拌，检查拌合物的坍落度和工作性。混凝土配合比试验应至少采用三个不同配合比，一为基准配合比，另外，两个配合比的水灰比为基准配合比的水灰比的±0.05，其用水量与基准配合比相同，砂率分别增加或减少1%。如保水性不好、凝结时间过长，可适当减少外加剂的用量及适当提高砂率;如拌合物的稠度过大、坍损较大，可适当增加外加剂的用量或适当降低砂率。如通过以上调整, 混凝土拌和物仍不能满足坍落度和工作性要求时, 则要考虑重新选择水泥或外加剂, 或联系厂家调整减水剂与水泥的适应性。试配的试块组数，应尽量满足数理统计和强度检验评定的要求。

3.3 混凝土配合比的确定

当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时, 可不调整;大于2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ，即为确定的配合比。

4 结语

混凝土配合比设计，首先，应保证原材料的质量，采用级配良好的集料，掌握设计图纸对混凝土结构的要求，根据这些资料合理地选用适当的设计参数，进行配合比设计;其次，要保证试验仪器的精度，提高试验人员的技能，严格按照试验规程操作，将试验误差减小到最小程度。

摘要：从试验检测的角度, 分析了混凝土在原材料的选择及配合比确定时需要注意的事项。

关键词：原材料,水泥混凝土,配合比设计

参考文献

[1]普通混凝土配合比设计规程[S].JGJ 55-2000.北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[2]严家伋.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社, 1996.

[3]王建华, 孙胜江.桥涵工程试验检测技术[M].北京:人民交通出版社, 2004.

混凝土配合比设计 第2篇

1) 确定实验室配合比所用的砂石都是干燥的。

2) 施工配合比。

例题：在现场施工时，混凝土的配合比要根据( )来调整后而成为施工配合比。

a、水灰比 b、砂子的含水率

c、石子的含水率 d、每m3混凝土的水泥用量

e、水泥的含水率

答案：b、c

(6)混凝土运输的主要要求和泵送混凝土

1)混凝土运输的要求：

2)泵送混凝土：

例题：使用输送泵来浇筑混凝土时，为了减少混凝土与输送管道之间的摩阻力可采用( )的措施。

a、粗骨料优先选用卵石 b、限制粗骨料最大粒径d与输送管内径d之比值

c、控制细骨料的级配 d、掺入适量的外掺剂

e、减小砂、石的含泥量

答案：a、b、c、d

(7)混凝土基础、墙、柱、梁、板的浇筑要求和养护方法

1)混凝土浇筑要求：

①溜槽或串筒

②为了使混凝土能够振捣密实，浇筑时应分层浇筑、振捣，并在下层混凝土初凝之前，将上层混凝土浇筑并振捣完毕。

③竖向结构(墙、柱等)浇筑混凝土前，底部应先填50～loomm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。浇筑墙体洞口时，要使洞口两侧混凝土高度大体一致。振捣时，振动棒应距洞边300mm以上，并从两侧同时振捣，以防止洞口变形。大洞口下部模板应开口并补充振捣。浇筑时不得发生离析现象。当浇筑高度超过3m时，应采用串筒、溜槽或振动串筒下落。

④在一般情况下，梁和板的混凝土应同时浇筑。较大尺寸的梁(梁的高度大于lm)、拱和类似的结构，可单独浇筑。在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇1～1.5h，使其获得初步沉实后，再继续浇筑梁和板。

⑤施工缝的位置

例题：在浇筑( )构件混凝土时，在构件底部先填50-100mm厚的与混凝土成分相同的水泥砂浆。

a、墙 b、柱 c、板 d、梁 e、基础底板

答案：a、b

2)养护方法。

①自然养护

②蒸汽养护

③对大面积结构可采用蓄水养护和塑料薄膜养护。

例题：关于混凝土的自然养护，下面说法中( )是正确的。

a.在混凝土浇筑完毕后，应在12h以内加以覆盖和浇水

b.混凝土的浇水养护日期：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d

c.混凝土的浇水养护日期：矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于14d

d.浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态

e.养护用水应与拌制混凝土用水相同

简述路面水泥混凝土的配合比设计 第3篇

关键词：路面；水泥混凝土；配合比

混凝土实质上是水泥、水、细集料与粗集料的“复合的复合”材料。在新拌混凝土中，水泥浆起润滑作用从而产生一定程度的工作性和内聚性；在捣实的硬化混凝土中水泥浆充满集料的空隙，将集料裹复并牢固地粘在一起。因此混凝土的强度基本上是由水泥砂浆硬化后的水泥石所决定。

在配合比设计中表明水的数量的项目称之为“水灰比”，这里指的水的数量，不仅仅是外加的拌和水，也应包括集料的游离水。水灰比是混凝土组成中一个十分重要的特征，因为与水泥含量或与水的含量的绝对值相比，水灰比与混凝土的强度及耐久具有更好的相关性。

一、水泥混凝土配合比的表示方法

1.单位用量表示法

以每lm，水泥混凝土中各种材料的用量表示，并按“水泥：水：细集料：粗集料”的顺序表示。

2.相对用量表示法

以水泥的质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料：水灰比”的顺序表示。

二、水泥混凝土配合比设计的基本要求

1.设计抗弯拉强度

为了保证结构物的可靠性，在配制水泥混凝土时必须考虑到结构物的重要性、施工单位的施工水平等因素，确定一个比设计强度高的“配制强度”以满足设计强度的要求。

2.施工和易性

根据路面断面尺寸、配筋部位、配筋疏密程度和施工方法，逐步调整各组成材料的用量，使所配制的水泥混凝土拌合物的坍落度符合设计要求，以保证混合料的浇筑质量。

3.耐久性（包括耐磨性）

根据结构物所处环境条件，为了保证结构物的耐久性和耐磨性，在设计时必须做到：控制“最大水灰比”，保证“最小水泥用量”，并适当降低“砂率”。

4.经济合理

在满足上述要求的前提卜，尽量降低高价材料（水泥）的用量，并考虑就地取材和应用工业废料，以配制成性能优越、价格便宜的水泥混凝土。

三、水泥混凝土配合比设计的三个参数

1.水灰比（W/C）

水灰比是水的用量与水泥用量的质量比厂当水泥浆用量为一固定值时，水灰比决定着水泥浆的稠度，并直接影响着水泥混凝土的强度、和易性和耐久性，而且这三方面的性质在要求上往往是相互矛盾、相互制约的，即当水灰比增大时，水泥浆比较稀，虽可改善和易性，但却降低了强度和耐久性；相反，当水灰比较小时，虽可改善强度和耐久性，但又会因混合料的流动性太小而不能保证密实成型。因此，在设计时确定一个适宜的水灰比非常重要。

2.砂率（ ）

砂率是水泥混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂率的大小直接影响着拌合物的和易性，即当砂率增大时，集料的总比表面积亦随着增大，在水泥浆用量一定的条件卜，混合料就显得较干稠；相反，当砂率减小时，混合料又会因含砂量不足而产生分崩离析或溃散；但是有一点需要注意的是，适当降低砂率在一定程度上可以提高路面水泥混凝土的耐磨性。因此，为满足和易性，同时还要满足耐磨性的要求，就必须确定一个最佳砂率。

3.用水量（W）

用水量是每立方米水泥混凝土拌合物中水的用量（kg而3）。在水灰比和砂率固定不变的情况卜，用水量既定，水泥用量和集浆比亦随之确定。当用水量增大时，水泥的用量也

随着增加，水泥浆的数量比较多，拌合物的和易性就比较好，但值得注意的是水泥的用量并不是越多越好，否则不但造价高而且水泥混凝土的强度和耐磨性还会降低。

由此可见上述三个参数是相互制约、对立统一的，其值

既不是愈大愈好，也不是愈小愈好，而是在满足水泥混凝土

综合性能的基础上，有一个确定的最佳值。

四、水泥混凝土配合比设计的程序

水泥混凝土的配合比设计包括四个主要阶段：初步配合比设计阶段、基准配合比设计阶段、实验室配合比设计阶段和施工配合比设计阶段。

1初步配合比设计

初步配合比是根据原始资料，按经验的方法初步计算出每lm3水泥混凝土中水泥、砂、石、水等四种基本材料的用量比例。例如试配强度（fcfo）是用经验公式法计算确定的，砂率（ ）是用经验的方法查表确定的，而水灰比（W/C）、单位用水量（W）同样是用经验公式法计算确定，但是针对碎石或砾（卵）石混凝土有不同的计算公式。而砂、石用量可用质量法或体积法求得。但是，初步配合比能否满足水泥混凝土的设计要求，还必须在实验室内通过试拌检测才能最终确定。

2.检侧和易性提出基准配合比

①试拌：首先根据初步配合比试拌30L水泥混凝土，检测其坍落度，并观察粘聚性和保水性。

②调整：根据实测的坍落度情况，在水灰比保持不变的J清况卜，如流动性不符合要求，应增加水泥浆的数量；如粘聚性和保水性不符合要求，应调整砂率，逐渐逼近，直至符合要求，从而得到基准配合比。

3.检侧强度提出实验室配合比

①制作抗弯拉强度试件，检验强度

为校核水泥混凝土的强度，至少拟定三个不同的水灰比，其中一个是上述基准配合比中的水灰比（如0.45），另外两个水灰比较基准配合比分别增加及减少0.03，在相同用水量（基准配合比的用水量的条件卜，用上述三个不同的水灰比分别计算出三个相应的配合比，并且每个配合比至少制作一组试件.

例如：A组 W/C=0.42； fcf，=5.79MPa；

B组 W/C=0.45； fcf，=5.36MPa；

C组 W/C=0.48； fcf，=5.08MPa.

3组试件在标准养护28d条件卜按标准方法测定抗弯拉强度，根据实测结果绘制"抗弯拉强度一灰水比"关系图，从中找出满足试配抗弯拉强度所需的水灰比，由此计算得出路面水泥混凝土的实验室配合比，如上例中根据最终实验结果，选择了B组配合比。

②检测“湿表觀密度”，修正实验室配合比根据实验室配合比计算出水泥混凝土的“计算湿表观密度”，将水泥混凝土的“实测湿表观密度”除以“计算湿表观密度”得出校正系数 ，然后用校正系数 分别乘以各组成材料的用量即可得到最终确定的实验室配合比.

4.计算施工配合比

实验室配合比中的砂、石材料用量都是按干燥的砂、石材料计算的，而施工现场的砂、石材料都是露天堆放的，均含有一定的水分。因此，应根据施工现场砂、石的实际含水率变化情况，计算出砂、石中所含的水分，从单位用水量中除去，最终将实验室配合比换算为施工配合比。

至此，一个完整的路面水泥混凝土配合比设计才告结束。

五、结束语

谈混凝土配合比设计方法 第4篇

混凝土配合比基本参数的确定。

混凝土配合比设计过程中, 水胶比、砂率、单位用水量这三个参数的确定显得尤为重要, 为了保证混凝土满足设计要求, 应该合理地确定这三个参数。

1.1 水胶比确定[3]

水胶比的大小直接影响到混凝土的工作性能。在一定范围内, 水胶比越小, 混凝土强度越大, 耐久性越好。所以应尽量选用较小的水胶比, 前提是保证混凝土的工作性能, 如果水灰比太小, 就意味着要增加水泥的用量, 增加了成本, 同时水泥的水化热导致混凝土热胀冷缩, 混凝土构件容易出现裂缝。确定水胶比我们主要通过两种方式, 一是根据试配强度通过经验公式求得水胶比, 以便满足强度要求;二是为了满足混凝土耐久性要求, 最大水灰比符合GB 50010混凝土结构设计规范规定。除了配制C15及以下强度的混凝土外, 最小胶凝材料用量应符合表1之规定。

1.2 单位用水量[4]

单位用水量直接影响着混凝土的流动性。水灰比为定值时, 单位用水量越多, 混凝土流动性越大;但过大一方面会增加水泥的用量, 提高成本, 同时混凝土粘聚性和保水性也会变差。所以, 在保证流动性的前提下单位用水量取值应尽量小。

1.3 砂率[5]

砂率的大小不仅影响新拌混凝土的流动性, 而且影响其粘聚性和保水性。因此, 砂率的确定应在保证混凝土粘聚性和保水性前提下, 尽量选用较小砂率, 以便减少水泥用量降低成本。确定砂率的方法是根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求, 参考既有的历史资料确定;或者针对不同的坍落度要求确定砂率, 具体参见表2。

2 实验室试配

2.1 试配应采用工程中实际使用的原材料

1) 取样的代表性。适配的混凝土适用于阜新市西山九郡4号楼工程中的主体小型构件工程, 在现场监理以及甲方等监督之下在料堆上取样, 设计强度等级C20, 水泥强度等级32.5, 水泥为内蒙古东蒙水泥有限公司生产;用自来水制样;砂泥块含量0.4, 砂表观密度2 610 kg/m3, 堆积密度1 400 kg/m3 (河砂) , 石子为碎石, 最大粒径40 mm, 表观密度2 590 kg/m3、堆积密度1 280 kg/m3, 压碎指标9。

mm

2) 制样。制样必须注意两点, 一是样品能真正代表原材料, 二是样品必须具有高度均匀性。常用的制样方法为四分法。制成规格为150 mm×150 mm×150 mm的立方体混凝土试块。

3) 资料收集。所有原材料都必须严格根据国家标准检验后, 才能根据检验结果计算配合比, 进行试配。水胶比定为0.5, 坍落度规定40 mm。

2.2 试配时的拌和方法

实践表明, 混凝土搅拌方法对混凝土的性能具有一定的影响, 特别对混凝土坍落度和坍落度损失影响较大。

2.3 混凝土性能及强度试验

按计算的混凝土配合比首先进行试拌, 检查拌和物的坍落度和工作性。当坍落度和工作性不能满足要求时, 在保证水灰比不变的条件下, 相应调整用水量、水泥用量和砂率, 直到符合要求为止, 可以确定此时配合比为强度试验基准配合比。

2.4 混凝土配合比试配后调整

一次性试配的结果不一定能达到预期的效果, 在满足强度要求的情况下, 还要满足混凝土性能要求, 这就要求我们在试配结果的基础上进行调整, 并最终确定配合比。试配结果见图1。

3 结语

实验得出的混凝土配合比满足西山九郡工程的设计和施工要求, 明确了混凝土配合比设计的一般思路以及重要的影响因素。

摘要：对混凝土配合比设计过程中水胶比、砂率、单位用水量三个参数的确定方法作了分析, 阐述了实验室试配过程中原材料的选用、拌和方法、混凝土配合比试配后的调整方法等, 以确保混凝土满足设计要求。

关键词：混凝土,配合比,设计,试配

参考文献

[1]JGJ 55-2000, 普通混凝土配合比设计规程[S].

[2]徐定华, 徐敏.混凝土材料学概论[M].北京:中国标准出版社, 2002.

[3]王伟荣.浅谈混凝土配合比设计中值得注意的问题[J].广东水利水电, 2006 (1) :86.

[4]王建芳, 喻荣胜, 单晓青.普通混凝土的配合比设计方法[J].科技信息 (科学教研) , 2007 (11) :26.

[5]赵军, 张海军, 田向阳.基于耐久性的混凝土配合比设计方法[J].平顶山工学院学报, 2003 (1) :59.

混凝土配合比设计 第5篇

《JGJ 55-2011》 基本规定

3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。

3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。

3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。

表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量

最大水胶比

最小胶凝材料用量(kg/m3)

素混凝土

钢筋混凝土

预应力混凝土 0.60

250

280

300 0.55

280

300

300 0.50

320 ≤0.4

5330 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类

水胶比

最大掺量（%）

硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥 粉煤灰

≤0.40

≤45

≤35

＞0.40

≤40

≤30

粒化高炉矿渣粉

≤0.40

≤65

≤55

＞0.40

≤55

≤45 钢渣粉

－

≤30

≤20 磷渣粉

－

≤30

≤20 硅灰

－

≤10

≤10

复合掺合料

≤0.40

≤60

≤50

＞0.40

≤50

≤40

注：① 采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和；

② 对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％；

③ 复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。

表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类

水胶比

最大掺量（%）

硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥 粉煤灰

≤0.40

≤3

5≤30

＞0.40

≤25

≤20

粒化高炉矿渣粉

≤0.40

≤55

≤45

＞0.40

≤45

≤35 钢渣粉

－

≤20

≤10 磷渣粉

－

≤20

≤10 硅灰

－

≤10

≤10

复合掺合料

≤0.40

≤50

≤40

＞0.40

≤40

≤30

注：①粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级F类粉煤灰；

②在复合掺合料中，各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量。

3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定。

表3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量

环境条件

水溶性氯离子最大含量（%，水泥用量的质量百分比）

钢筋混凝土

预应力混凝土

素混凝土 干燥环境

0.3

0.06

1.0 潮湿但不含氯离子的环境

0.2

潮湿而含有氯离子的环境、盐渍土环境

0.1

除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境

0.06

3.0.7 长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境、以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定；掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表3.0.7的规定，最大不宜超过7.0%。

表 3.0.7 掺用引气剂的混凝土最小含气量

粗骨料最大公称粒径（mm）

混凝土最小含气量（％）

潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境

盐冻环境 40.0

4.5

5.0 25.0

5.0

5.5 20.0

5.5

6.0

注：含气量为气体占混凝土体积的百分比。

3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。混凝土配制强度的确定

4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定：

1．当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：

（4.0.1-1）式中，fcu,o——混凝土配制强度（MPa）；

fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值（MPa）；

σ——混凝土强度标准差（MPa）。

2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：

（4.0.1-2）4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定：

1．当具有近1个月～3个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，其混凝土强度标准

差σ应按下式计算：

（4.0.2）

式中，fcu,i——第i组的试件强度（MPa）；

mfcu——n组试件的强度平均值（MPa）；

n——试件组数，n值应大于或者等于30。

对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa时，σ应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa时，σ应取4.0MPa。

2．当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。表4.0.2 标准差σ值（MPa）

混凝土强度标准值

≤C20

C25~C45

C50~ C55 σ

4.0

5.0

6.0 混凝土配合比计算 5.1 水胶比

5.1.1 混凝土强度等级不大于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：

（5.1.1-1）

式中 a、b——回归系数，取值应符合本规程5.1.2的规定；

fb——胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂强度（MPa），试验方法应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB/T 17671执行；当无实测值时，可按下列规定确定：

1．根据3d胶砂强度或快测强度推定28d胶砂强度关系式推定fb值；

2．当矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时，可按下式推算fb值：

（5.1.1-2）

式中 f、s ——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.1选用；

fce,g——水泥强度等级值（MPa）。

表5.1.1粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数s

掺量（%）

种类

粉煤灰影响系数f

粒化高炉矿渣粉影响系数s 0

1.00

1.00 10

0.90～0.95

1.00 20

0.80～0.85

0.95～1.00 30

0.70～0.75

0.90～1.00 40

0.60～0.65

0.80～0.90 50

0.70～0.85

海工高性能混凝土配合比设计 第6篇

摘要：海洋工程处于恶劣的海洋环境，具有气温高、湿度大、海水含鹽度高的特点，受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响，工程主体的钢筋混凝土构件容易因氯离子侵蚀、化学介质侵蚀破坏等产生锈蚀，导致结构性能退化，危及结构的安全使用。为保证结构耐久性，使工程达到120年设计使用年限的要求，海工高性能混凝土使用常规材料、常规工艺，以较低水胶比、适当掺量活性掺合料和较严格的质量控制措施制作的具有高的抗氯离子渗透性、满足结构要求的较高强度、良好的工作性以及较高体积稳定性。

关键词：跨海大桥；高性能混凝土；配合比

1 高性能混凝土基本要求

1.1 耐久性

处于氯盐腐蚀环境的混凝土必须具有高的抗氯离子渗透性，高性能混凝土的重要特点是具有高抗氯离子渗透性和高抗渗性。

1.2 高工作性能

高性能混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于钢筋密集的高大结构中能自留成型，从而保证该结构的密实性。

1.3 低热低收缩、抗裂性

混凝土构件尺寸越大，发生温度应力裂缝的可能性也越大。减少混凝土的水泥用量和降低混凝土的初始温度及使用低热水泥、减少混凝土温差等措施，很大程度可避免或减少混凝土的开裂，大大提高了混凝土的耐久性能。

1.4 强度

混凝土（抗压）强度是混凝土力学性能的考核指标和工程验收标准。

2 高性能混凝土对原材料的选择

高性能混凝土原材料主要采用常规的原材料，因此不能对配制高性能混凝土用原材料提出太多的苛刻的要求，而应根据实际情况，对原材料提出关键性的技术要求，才具有实际意义。

2.1 水泥

水泥；配制高性能海工耐久混凝土不得使用立窑水泥，应避免使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥；水泥中C3A含量宜控制在8%以内，水泥细度不宜超过380m2 /kg，游离氧化钙不宜超过1.5%。

海洋工程宜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，水泥质量应符合国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定，不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。

水泥的氯离子含量应低于0.03%，碱含量应不大于0.60%。

水泥运到工地后应尽快使用，但温度高于50℃的水泥不宜直接拌和混凝土，宜冷却至50℃以下使用。水泥由于受潮或其它原因而发生质量变化时，应从场内运走，不得使用。

2.2 水

（1）一般要求

拌合用水易采用饮用水，当采用其它水源时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求，不得采用海水。

（2）水的化学方面要求

①水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。②不得采用污水、pH值小于5的酸性水；硫酸盐含量（按SO42-计）超过500mg/L的水和氯化物含量大于500mg/L水不得使用于本工程混凝土中。③混凝土结构不得用海水拌制混凝土。

2.3 骨料

骨料在混凝土中约占70%，是混凝土的主要组成部分。集料与掺合料 集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度。

粗集料宜采用反击破工艺生产的坚硬碎石。需要采用粗石、细石混合使用的混合级配其紧密堆积空隙率不宜大于40%。

粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/4、钢筋最小净距的3/4和保护层厚度的2/3；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2；泵送混凝土的粗集料最大粒径不应超过输送管内径的1/3；水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4。海工混凝土粗集料采用碎石，最大粒径不应超过25mm。

粗集料进场时控制级配、针片状颗粒含量、吸水率和密度，包括堆积密度和表观密度、含泥量、坚固性、压碎值指标、碱集料反应，有害物质含量等。

细集料应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然河砂，不得使用海砂、山砂、人工砂或风化严重的多孔砂。

泵送混凝土用砂宜选用细度模数为3.0～2.6的中粗砂，2.36mm筛孔的累计筛余宜不大于15%，0.3mm筛孔的累计筛余量宜在85～93%。

粗集料进场时控制细度模数、颗粒级配、含泥量、泥块含量、坚固性、氯离子含量、有害杂质含量和碱活性等。

2.4 外加剂

所采用的化学外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证的产品，其质量应符合《混凝土外加剂》（GB/T 8076-1997）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）以及《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）的规定，使用前应复验其效果，使用时应符合产品说明、及本规范关于混凝土配合比、拌制、浇筑等各项规定。

2.5 矿物质掺合料

粉煤灰质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）和《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T 18736-2002）的I级粉煤灰规定。同时海工混凝土应控制粉煤灰的氯离子含量不宜大于0.02%

磨细高炉粒化矿渣粉（矿粉）进场检验，应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2008）中的S95以上规定。大体积海工混凝土宜采用比表面积控制在400～440 m2/kg范围S95级矿粉，氯离子含量不宜大于0.02%，烧失量不大于1%。

3 海工高性能混凝土配合比

3.1 配合比设计基本规定

3.1.1 在满足混凝土单位体积胶凝材料最低用量要求的前提下，尽可能降低硅酸盐水泥用量，使用大掺量优质粉煤灰、磨细矿粉等矿物掺合料，以降低混凝土水化热温升和提高混凝土抗氯离子渗透性。

3.1.2 配制海工高性能混凝土，宜采用混掺矿物掺合料的胶凝材料体系，混掺矿物掺合料的总量不宜低于胶凝材料总量的45%，不宜超过胶凝材料总量的70%。混掺矿物掺合料的胶凝材料体系掺合料的适宜掺量如下表1所示。

表1 混掺矿物掺合料体系掺合料的适宜掺量

矿物掺合料种类磨细粒化高炉矿渣粉煤灰硅灰

占胶凝材料质量百分比/%≤45≤30≤5

3.1.3 在满足混凝土强度、工作性、耐久性要求的前提下，最大限度地减少胶凝材料用量及浆体率，提高混凝土体积稳定性。

3.1.4 对于大体积混凝土宜选用具有缓凝效果的高效减水剂，以推迟和削减水化热温峰。

3.1.5 通过使用级配、粒形良好的集料来降低混凝土中浆体比率、提高混凝土的体积稳定性，通过掺入大量矿物掺合料来降低混凝土水化热温升、提高混凝土的抗渗性能，通过掺入与胶凝材料匹配的优质高效减水剂来降低混凝土升温速率及混凝土中的拌合用水量，通过适量的引气来提高混凝土的体积稳定性、降低混凝土的粘性，提高混凝土的施工性。

3.1.6 混凝土抗氯离子渗透性采用非稳态氯离子快速迁移法（NT Build492）来评定。分别检测28d、56d及混凝土抗氯离子渗透性，掌握抗氯离子渗透性的发展规律，便于现场施工控制使用，其中以28d抗氯离子渗透性指标作为质量控制标准，以56d抗氯离子渗透性指标作为质量评定依据，预制混凝土构件宜以56d抗氯离子渗透性指标作为评定依据。

3.2 海工高性能混凝土常用标号及主要设计指标表2

表2 海工高性能混凝土常用标号及主要设计指标

序号混凝土标号最大

水胶比施 工 和 易 性（mm）Cl-扩散系数m2/s抗渗等级试配强度

塌落度扩展度28d56d

1C350.42200±20500±507.0×10-125.0×10-12/43.2

2C400.40200±20500±507.0×10-124.5×10-12/48.2

3C450.38200±20/6.5×10-124.5×10-12P1254.0

4C500.36180±20/6.5×10-124.5×10-12/60.0

5C550.36180±20/6.0×10-124.0×10-12/69.9

66C600.36180±20/6.0×10-124.0×10-12/69.9

3.3 海工高性能施工配合比試验研究

3.3.1 原材料选择简述

（1）水泥：华润水泥华润水泥（平南）有限公司生产P·Ⅱ 42.5水泥，比表面积360m2/kg，28d抗压强度49.6MPa，CaO含量62.41%，MgO含量2.2 %，三氧化硫SO3含量2.4 %。

（2）粉煤灰：江苏镇江谏壁电厂生产的苏源牌Ⅰ级粉煤灰，细度 8.0%，烧失量 1.5%，需水量比94%，三氧化硫（SO3）含量 0.6%。

（3）矿粉：唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司生产S95级矿渣粉，比表面积430m2/kg，流动度比104，烧失量0.11%，三氧化硫含量0.03%，28d活性指数104%。

（4）碎石：新会白水带石场，5～10mm，10～20mm（或10～25mm）碎石两种粒径进行掺配，配制成5～20mm（或5～25mm）的连续级配，表观密度2.69g/cm3，压碎指标4%，含泥量0.2%，针片状颗粒含量2%，坚固性2%，硫化物及硫酸盐含量0.2%，无潜在碱-硅酸反应危害，C35桩基配合比可采用5～25mm连续级配碎石，承台、墩、箱梁、沉管可采用5～20mm连续级配碎石。

（5）砂：产地西江，2区中砂，细度模数3.0，表观密度2.61 g/cm3，堆积密度1.57 g/cm3，含泥量0.8%，2.36mm筛孔的累计筛余15%，0.3mm筛孔的累计筛余93%。

（6）外加剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-I聚羧酸高性能减水剂（缓凝型），减水率31%，28d抗压强度134%。

（7）水：饮用自来水。

3.3.2各强度等级混凝土配合比设计见表3

表3 混凝土配合比设计

试验

编号水胶比砂率试 配 混 凝 土 材 料 用 量（kg/m3）坍落度（mm）拌合料工作性能描述

水水泥粉煤灰矿渣粉胶材碎石砂外加剂

T350.35441452071248341410007864.14210保水性、粘聚性良好，流动性适中

T400.35451502101328842010208054.40220保水性、粘聚性良好，流动性适中

T450.344314318910512642010247804.20180保水性、粘聚性良好，流动性适中

T500.324114122011011044010657714.40185保水性、粘聚性良好，流动性适中

T550.30411412827011847010767484.70220保水性、粘聚性良好，流动性适中

T600.3040146326887348710637095.36220保水性、粘聚性良好，流动性适中

3.3.3混凝土各项性能试验结果汇总见表4

表4 配合比性能试验结果

试验编号水胶比7d抗压强度（MPa）28d抗压强度（MPa）抗渗等级塌落度 （mm）扩展度（mm）含气量（%）28dCl-扩散系数（m2/s）56dCl-扩散系数（m2/s）粘聚性保水性

T350.3536.045.4>P122105052.75.9×10-123.2×10-12良好良好

T400.3536.051.9>P122205002.86.0×10-123.0×10-12良好良好

T450.3444.554.2>P121804902.94.1×10-122.9×10-12良好良好

T500.3244.660.7>P121854902.83.4×10-122.2×10-12良好良好

T550.3056.965.3>P122205052.82.6×10-121.9×10-12良好良好

T600.3060.972.6>P122205103.04.9×10-122.9×10-12良好良好

4 海工混凝土配合比在工程施工上的應用

各配合比在港珠澳大桥主体工程桥梁工程CB05标和岛隧工程桩基、沉管、箱梁、桥面板等部分构件施工使用。在混凝土施工过程中，混凝土的和易性好，施工快捷，而且混凝土的凝聚性和流动性特别好。在控制好混凝土的入模温度，严格按照施工技术规范要求进行施工，做好夏季施工温控措施，混凝土养护及时到位，降低了大体积混凝土开裂的几率，使混凝土外观美观平整，色泽均匀一致。

在海工混凝土各工程实体浇筑过程中，按规定现场取样、成型和养护，并按规范要求，完成了海工混凝土抗压强度和氯离子渗透性试验，以质量评定标准的要求，进行海工混凝土质量评定，海工混凝土的强度和氯离子渗透指标均高标准地满足了港珠澳大桥混凝土耐久性质量技术规程及验收标准的要求。其技术指标统计见表5

表5 混凝土技术指标汇总表

指标

使用部位设计强度等级28d抗压强度/MPa56dCl-扩散系数（m2/s）抗渗等级评定

试验

组数平均值标准差试验

组数平均值设计值试验

组数平均值

桩基C351245.12.683.1×10-125.0×10-12//良好

桩基C401052.83.152.6×10-124.5×10-12//良好

沉管C451056.92.9102.8×10-124.5×10-123>P12良好

墩C501263.52.682.6×10-124.5×10-12//良好

箱梁C551067.12.582.0×10-124.0×10-12//良好

桥面板C602471.92.3132.5×10-124.0×10-12//良好

5 结束语

5.1 对相同的混凝土配合比，不同的原材料及其参量对混凝土的强度、工作性能等有较大的影响，外加剂的影响尤为突出。

5.2 高性能混凝土的设计应遵循选用高效减水剂、掺入活性掺和料、优化配合比参数等基本原则。通过降低水胶比、强化水泥石与集料的界面、改善水泥水化产物、降低孔隙比、提高密实度来实现高耐久、高强度、高性能。

5.3 高性能混凝土的配合比设计，应根据不同的应用环境和工艺来设计并优化得到。

参考文献：

[1]丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用{M}.北京：机械工业出版社，2007

[2]冯乃谦.高性能混凝土结构{M}.北京：北京：机械工业出版社，2004.7

[3]黄可信，吴兴祖等编译.钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护.中国建筑工业出版社，2004

公路水泥混凝土路面配合比设计 第7篇

关键词：水泥,混凝土,路面,配合比,设计参数

公路路面水泥混凝土混合料的配合比设计是工程质量保障的重要关键技术, 影响着水泥混凝土路面的工程质量。我国《公路水泥混凝土路面施工规范》 (JTG F30) 中明确规定;混凝土路面混合料的配合比设计在兼顾经济性的同时, 应满足的强度、工作性、耐久性三项技术要求。与常规水泥混凝土相比, 路面水泥混凝土是承受冲击、振动、疲劳、磨损的动载结构, 其控制技术指标是弯拉强度、耐疲劳性、耐久性、工作性等。

不同的混凝土路面 (如普通混凝土路面、钢钎混凝土路面、碾压混凝土路面等) 采用不同的施工工艺 (滑膜摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴摊铺机及小型机) 施工时对混合料配合比设计均有不同的要求。本文根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范》 (JTG F30) 中路面水泥混凝土的配合比设计技术要求为准, 以普通混凝土混合料配合比设计为重点, 介绍了设计过程和关键问题, 同时兼顾其他不同类型的混凝土路面。

1 混凝土配合比的技术要求

普通混凝土路面的配合比设计在兼顾经济性的同时, 应满足强度、工作性、耐久性三 项技术要求。

1.1 混凝土的弯拉强度

不同交通等级的混凝土路面应具有不同的弯拉强度要求。我国《公路水泥混凝土路面设计规范》 (JTG D40) 明确规定混凝土的弯拉强度标准为强制性条文, 在设计设计混凝土路面时, 必须严格执行。规范规定各个交通等级的混凝土及钢钎混凝土弯拉强度标准值如表1所示。

混凝土强度标准以28 d弯拉强度标准值fr 为准, 其28 d弯拉强度的均值按式 (1) 计算。

式中fc :配置28 d弯拉强度的均值 (MPa) ;fr :设计弯拉强度标准值;s:弯拉强度试验样本的标准差;t:保证系数 (表2) ;Cv:弯拉强度变异系数 (表3) 。

弯拉强度变异系数是由施工试验数据记录统计得到的, 在无统计数据时, 弯拉强度变异系数应按设计取值。如果施工配制的弯拉强度超出设计给定的弯拉强度变异系数上限, 则必须改进机械装备和提高施工控制水平。有弯拉强度统计Cv 值, 且小于表3 中规定的最大允许变异系数时, 可按施工方统计强度变异系数取值, 但所取最小变异系数高速公路、一级公路不得小于0.05, 二、三、四级公路不得小于0.10。

1.2 混凝土的工作性能

混凝土的工作性能是指混凝土混合料在特定施工工艺装备条件下在规定时间内能否达到规定要求的密实程度和均匀性的一项技术指标, 通常用坍落度或者震动粘度系数来表征。混凝土混合料的工作性和施工工艺和施工装备有直接关系, 采用滑膜摊铺机铺筑混凝土路面, 混凝土的工作性能指标应满足表4的要求, 采用其他摊铺机具施工的那天路面, 混凝土的施工性能指标应满足表5的要求。

注: 1.滑膜摊铺机适宜的摊铺速度在0.5 m/min～2.0 m/min之间;2.该表适用于设置超铺角的滑模摊铺机。对于不设超铺角的滑模摊铺机, 适宜振动粘度系数为250Ns/m 2～600Ns/m 2, 最佳坍落度, 卵石为10mm～40mm;碎石为10mm～30mm。3.滑模摊铺时的最大单位用水量卵石混凝土不宜大于155kg, 碎石不宜大于160kg。

注: 1.表中的最大单位用水量系采用中砂、粗细集料为风干状态的取值, 采用细砂时, 应使用减水率较大的 (高效) 减水剂;2.掺用外加剂或掺合料时, 实际用水量应相应调整, 但不得大于最大单位用水量;3.碎石最大粒径Dm = 31.5 mm, 卵石Dm = 19.0 mm, 使用碎卵石 (Dm = 26.5 mm) 用水量可取碎石卵石中值。

1.3 混凝土的耐久性

混凝土的耐久性只要受冻融和腐蚀环境的影响, 因此在冰冻地区以及海风、酸雨、除冰盐或硫酸盐影响环境内的混凝土路面, 在使用硅酸盐水泥时, 应添加一定的添加剂以增强耐久性。

在当地混凝土路面需要提高抗冻性或抗盐冻性要求时, 或虽无抗冻性要求但希望提高耐久性时, 可参考表6, 对不同集料粒径采用不同的混凝土含气量。

在海风、酸雨、除冰盐或硫酸盐等腐蚀环境影响范围内的混凝土路面和桥面, 在使用硅酸盐水泥时, 应掺加粉煤灰、磨细矿渣或硅灰掺合料, 不宜单独使用硅酸盐水泥, 可使用矿渣水泥或普通水泥。各交通等级路面混凝土满足耐久性最大水灰 (胶) 比和最小单位用水量应符合施工要求。

2 配合比设计参数的确定

2.1 水灰 (胶) 比的确定

水泥混凝土路面的设计都是采用弯拉强度作为设计指标, 在《公路水泥混凝土路面施工技术规范》中, 抗弯拉强度是根据式 (1-3) 和式 (1-4) 计算的[18]。

碎石或碎卵石混凝土:

undefined (1)

卵石混凝土:

undefined (2)

式中: W/C水灰比;

fc拟配制的混凝土28 d弯拉强度强度平均值 (MPa) ;

fs水泥28 d实测抗折强度 (MPa) 。

2.2 砂率的确定

砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类, 按表7取值, 该表使用时, 水灰比在0.35～ 0.48之间, 卵石最大粒径19.0 mm, 碎石最大粒径31.5 mm, 级配良好;碎卵石可在碎石和卵石混凝土之间内插取值。

2.3 按工作性要求确定的单位用水量

混凝土的单位用水量直接影响工作性能指标。由上述水灰比W/C、砂率SP 和表4、5 不同摊铺方式适宜的坍落度SL , 按下列公式计算单位用水量Wo。

碎石及砾石混凝土:

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卵石混凝土:

undefined

式中: SL 为坍落度 (mm) ;

SP 为砂率 (%) ;

C/W 为灰水比, 水灰比之倒数, 掺外加剂应计入外加剂减水作用。

掺外加剂的混凝土单位用水量可按式 (5) 计算:

undefined

式中: Wow 为掺外加剂混凝土的单位用水量 (kg/m3) ;

β为所用外加剂剂量的实测减水率 (%) 。

按上式计算的单位用水量与表5或表7所规定的最大三位用水量做比较后取最小值。

2.4 单位水泥用量的确定

单位水泥用量应由式 (8) 计算, 并取计算值与表7 规定值两者中的大值:

undefined

式中: Co 为单位水泥用量 (kg/m3) 。

2.5 混合料中砂石料用量确定

混合料中砂石料用量可按密度法或者体积法计算确定。按密度法计算时, 混凝土单位质量可按2 400 kg/m3～2 450 kg/m3取值;按体积法计算时, 应计入设计含气量。采用超量取代法渗用粉煤灰时, 超量部分应代替砂。经计算得到的配合比, 应验算单项粗集料填充体积率, 且不应小于70%。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

沥青混凝土配合比设计的研究 第8篇

组成沥青混凝土的原材料主要有:沥青、粗集料、细集料、填料。选择原材料应根据设计文件对路面结构和使用品质的要求, 按照《规范》的相关规定, 结合材料的供应情况, 按照原材料的不同试验规程的要求进行检验, 然后择优选材, 使原材料的各项技术指标都符合规定的技术要求, 尽可能就地取材。

沥青:沥青是决定沥青混凝土质量的主要因素, 沥青路面采用的沥青标号, 宜按照公路等级、气候条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等, 结合当地的使用经验, 经技术论证后确定。还在注意沥青标号对当地环境、气候、气温的适应性, 既要兼顾冬季的抗裂性, 又要兼顾夏季的抗塑变能力。近几年应用较为广泛是A级70号沥青。技术指标有:针入度、软化点、15℃延度、蜡含量、闪点、溶解度、密度、薄膜加热后老化试验。

粗集料:粗集料的选用应表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强, 还要考虑石料与沥青的粘结力以及耐磨性和对混合料的稳定性, 按照粗集料的技术要求选择, 即压碎值、磨光值、吸水率、视密度、粘附性、含泥量、针片状颗粒含量等均符合要求。

细集料:沥青路面的细集料包括天然砂、人工砂、石屑。它在沥青混合料中可以增加颗粒间嵌锁作用, 减少粗集料间的孔隙, 从而增加混合料的稳定性。选择细集料时, 除应满足规范规定的技术指标外还应考虑级配情况, 与沥青的粘结性、耐磨性以及对混凝土的稳定作用。

填料:矿粉在沥青混合料中起到重要作用, 用量要适当, 矿粉少了不足以吸附沥青;但用量过多又会使胶泥成团, 致使路面水稳性、耐久性下降。

特别值得注意的是, 在沥青混合料拌和中小于0.075mm颗粒的来源不只是矿粉, 还可来源于细集料。这部分粉尘起到和矿粉类似的作用, 因此在考虑矿粉用量时, 这部分颗粒也应包括在内。

2 矿料级配

1) 集料的料径规格以方孔筛为主。集料级配的变化直接导致沥青混合料级配的变化。要减小沥青混合料的级配变异性, 必须控制集料的级配变异性。2) 矿料级配的目的是选配一个具有足够密实度, 并且有较高内摩擦阻力的矿质混合料, 矿料级配应该具有良好的嵌挤能力。合成级配曲线宜尽量接近设计级配中值, 尤其应使0.075mm、2.36m m、4.75m m筛孔的通过量接近设计级配范围的中值。3) 对高速公路, 一级公路, 城市快速路, 主干路等交通量大, 轴载重的道路, 宜偏向级配范围的下 (粗) 限。对一般道路, 中小交通量, 或人行道等宜偏向级配范围的上 (细) 限。4) 合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配, 不得有过多的犬牙交错。

3 沥青混凝土马歇尔试验配合比方法

1) 参照《规范》推荐, 根据以往经验, 固定一个最佳沥青含量, 以预估的沥青含量为中值, 按0.5%间隔变化, 取5个不同的沥青用量, 用小型拌和机与矿料拌和, 击实成型马歇尔试件。分别测定试件的毛体积相对密度。确定沥青混凝土的最大理论相对密度。分别计算沥青混凝土试件的空隙率、矿料间隙率、有效沥青的饱和度等体积指标, 进行体积组成分析。然后进行马歇尔试验, 测定马歇尔稳定度、流值, 计算马歇尔模数。然后进行马歇尔试验结果分析:绘制沥青用量与物理力学指标关系图。以沥青用量为横坐标, 以毛体积密度, 空隙率, 矿料间隙率, 有效沥青饱和度, 稳定度和流值为纵坐标, 将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。2) 对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段, 预计有可能较大车辙时, 宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.1%~0.5%作为设计沥青用量。3) 对寒区公路、旅游公路、交通量很少的公路, 最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.1%~0.3%, 以适当减小设计空隙率, 但不得降低压实度要求。4) 在沥青混凝土配合比设计中, 温度指标控制是很重要的, 应采取适宜的拌和温度、击实温度。过高的拌和、击实温度将使最佳沥青用量偏少, 降低路面耐久性, 过低的温度使沥青偏大, 降低抗车辙性能, 且易出现泛油。

4 沥青混凝土配合比的三个阶段

4.1 目标配合比设计阶段

选择相应的合格材料, 先进行矿料级配比计算, 优选矿料级配, 找出最佳状态的配合比。进行沥青混凝土马歇尔试验配合比设计, 确定出最佳沥青用量OAC。然后再按最佳沥青用量OAC制件, 做水稳定性检验和高温稳定性检验。根据验证结果, 若达不到相关规定则另选材料、调整级配或采取其他措施重做试验, 直到符合要求, 确定出较理想的目标配合比。

4.2 生产配合比设计阶段

目标配合比确定后, 要用实际施工中所采用的沥青混合料拌和设备进行生产配合设计。试验时, 矿料按目标配合比设计的比例由冷料仓取样进行各项指标试验, 使其合成级配在要求范围内并大致接近中值, 按此配比进行拌和, 用热拌合料进行马歇尔试验, 此试验的油石比采用目标配合比确定的油石比±0.5%进行试验。按照与目标配合比相同的试验方法确定最佳用油量, 所得结果为生产配合比。

4.3 生产配合比验证阶段

生产配合比的验证是通过实际施工对预期结果的验证。试拌过程中取样进行马歇尔试验, 同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小, 由此确定生产用的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中, 至少应包括0.075m m、2.36m m、4.75m m及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值, 并避免在0.3~0.6mm处出现“驼峰”。对确定的标准配合比, 宜再次进行车辙试验和水稳定性检验。

沥青混合料的配合比设计必须充分考虑施工性能, 确保沥青混合料在施工中不易离析, 便于摊铺和压实。

5 结语

沥青混凝土的配合比设计是一个复杂的过程, 各个环节息息相关, 从原材料的控制入手, 调整好矿料的级配组成, 通过马歇尔试验确定出目标配合比, 再经过生产配合比的确定和生产配合比的施工验证, 才能完成一整套的沥青混凝土配合比的设计。设计中, 不能只重视目标配合比, 而忽视生产配合比和验证配合比, 只有使室内试验与施工生产相互结合, 反复验证, 做到真正意义上的理论联系实际, 才是成功的沥青混凝土配合比设计, 才能为施工生产发挥积极的、较大的指导意义, 对提高公路工程的路面质量起着至关重要的作用。

参考文献

[1]李斌.浅析混凝土结构及其外观质量控制[J].企业科技与发展, 2008.

普通混凝土配合比设计问题探究 第9篇

关键词：普通混凝土,配合比,基本原则,试配设计

混凝土是由胶结材料、粒状材料及其他外加材料按适当比例配制再经硬化的人工石材。水泥为胶凝材料,砂子、石子、为粒状材料,由于它具有原材料丰富、性能可以调整、有良好的可塑性、可用钢筋增强、良好的耐久性、与环境保护有利等特点。所以一直是建筑工程中广泛应用的建筑材料。由于混凝土是一种由多种成分组成的非匀质性材料,其生产工艺又包括配制、搅拌、振捣和养护等过程,加上水泥是一种活性材料。因此,原材料的质量因素和生产工艺中的某些环节都对其性能和质量有很大的、不可忽视的影响。混凝土配合比设计的目的就是要考虑到上述种种因素,提出施工中应用的最佳混凝土配合比。

1 混凝土配合比设计的基本原则

1.1 混凝土的强度

混凝土的强度指标目前是以抗压强度指标为主要依据的。影响混凝土抗压强度的因素很多,主要有水泥强度等级及水灰比、骨料种类及级配、施工条件等。

1.1.1 水泥强度等级

水泥强度等级大致代表了水泥的活性,即在相同配合比的情况下,水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。在混凝土配合比设计中,主要从经济合理的角度来选择水泥强度等级,如果对水泥强度等级和品种没有选择的余地,那只能靠在配合比设计中调整比例,掺加外加剂等综合性措施加以解决。

1.1.2 水灰比

混凝土单位体积中所用水的重量和水泥的重量比被称为水灰比。水灰比越大,混凝土的强度越低,为此,在满足和易性的前提下,混凝土用水量越少越好,这是混凝土配合比设计中的一条基本原则。

1.1.3 级配

砂子、石子在混凝土中起骨架作用,因此统称骨料。砂石由石材的品种、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质等指标来表示它的质量。砂石质量越好,配制的混凝土质量越好。当骨料级配良好,砂率适中时,由于组成了密实骨架,可使混凝土获得较高的强度。

1.1.4 施工条件

如果施工条件较好,并有一定的管理措施时,可适当降低混凝土的坍落度;反之,如现场施工条件较差时,应适当提高混凝土的坍落度。

1.2 工作性

混凝土的工作性又叫和易性是指水泥浆和骨料拌合成的混凝土拌合物,在一定施工条件下,便于各种施工工序的操作,以保证获得均匀密实的混凝土的性能。常用坍落度和维勃稠度来表示。工作性是一项综合的技术性质,它包括流动性、粘聚性及保水性等三方面的含义。

1.3 耐久性

混凝土除具有设计的强度,以保证建筑物能安全承受荷载外,还应具有所处环境及使用条件下经久耐用的性能,例如抗渗性、抗冻行、抗侵蚀性及抗碳化性等,都称为混凝土的耐久性。

2 混凝土配合比设计的步骤探究

2.1 配合比设计的基本资料

2.1.1 混凝土强度设计要求

混凝土强度等级

2.1.2 混凝土耐久性设计要求

混凝土所处的环境条件或抗渗标号及抗冻标号

2.1.3 原材料品种及其物理力学性质

2.1.3.1 水泥:

品种、标号(或实际强度)及密度。

2.1.3.2 砂子:

品种、表观密度、松堆积密度、吸水率、含水率、颗粒级配及细度模数。

2.1.3.3 石子:

品种、表观密度、松堆积密度、吸水率、含水率、颗粒级配及最大粒径。

2.1.3.4 拌合水:

水质及来源。

2.1.3.5 外加剂:

品种、名称、特性。

2.1.4 施工条件

结构截面最小尺寸、钢筋间最小净距、浇注时要求的坍落度及混凝土强度标准差。

2.2 配合比的计算初步确定配合比

初步配合比是按原材料性能及混凝土的技术要求,利用公式及表格初步计算出混凝土各种原材料用量。

2.2.1 初步确定水灰比值(W/c)

根据配制强度及耐久性要求,按混凝土强度公式初步确定水灰比。

2.2.2 选取单位用水量(W0)

根据施工要求的混凝土坍落度及所选骨料的种类和规格,选定单位用水量。

2.2.3 计算单位水泥用量(C0)

根据已选定的单位用水量及初步确定的水灰比值,可计算出单位水泥用量。C0=W0/(W/c)

计算出的水泥用量要满足规定最小水泥用量的要求,如算的水泥用量少于规定的最小水泥用量,应取规定的最小水泥用量,以保证混凝土的耐久性。

2.2.4 选取合理砂率值Sp

如无使用经验,可以根据混凝土水灰比及骨料的种类和规格,选用砂率。

2.2.5 计算砂及石子用量(S0)及计算砂石用量(G0)可用绝对体积法或假定表观密度法。

2.2.5.1 绝对体积法

该法的原理是假定混凝土拌合物的体积,等于各组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气的体积之总和。再根据已知的沙率,可列出以下两个关系式:

式中C0、W0、S0、G0分别表示每1ma混凝土的水泥、水、砂及石子的用量(kg/m3)

ρc、ρs、ρw、ρg分别表示水泥及水的密度,砂及石子的表观密度(g/cma)

a混凝土含气率(%),在不使用含气型外加剂时,a可取1。

Sp砂率(%)。

解上列两式,可求得砂(S0)及石(G0)用量

2.2.5.2 假定表观密度法,该法的原理是假定混凝土拌合物在密实状态下的表观密度,(ρo)为一个固定值,同样根据已知砂率,可列出以下两个关系式;

当选定表观密度值ρn,并已知砂率时,即可计算出砂(So)及石9(Go)的用量。本法使用于原材料情况比较稳定的条件。

2.3 配合比的调整确定试验配合比

初步配合比是根据经验公式、数据及图表估算而得,因此不一定符合实际情况,必须通过试验进行调整。调整目的:一是使混凝土拌合物的工作满足施工需求;二是使水灰比符合混凝土强度耐久性的要求。

2.3.1 工作性调整

按初步配合比计算出12升所需的材料用量,配成混凝土拌合物,首先通过试验测定坍落度,验证是否符合要求,同时观察粘聚性和保水性。如不符合要求,应进行调整,调整原则如下;当坍落度过小时,应保持在水灰比不变的情况下,增加用水量及相应的水泥用量。当坍落度过大时,应在保持砂率不变的情况下,增加砂、石用量。当混凝土拌合物显得砂浆不足,粘聚性及保水性不良时,应单独加入一些砂子,即适当增大砂率。当混凝土拌合物显得砂浆过多时,可单独加入一些石子,即适当降低砂率。

每次加入少量材料对用水量及砂率进行调整后,重复测试及观察工作性,直至符合要求为止。然后测出混凝土拌合物的表观密度(ρoh),并按下式重新计算1 m3混凝土的各项材料用量。

式中C拌、W拌、S拌、G拌试拌调整后,水泥、水、砂及石子的实际拌合用量(kg);

C、W、S、G试拌调整后,每1 m3混凝土水泥、水、砂子和石子的用量(kg)。

2.3.2 强度复核

对混凝土工作性进行试验调整后,还应对强度进行复核。采用调整后的配合比制成三组不同水灰比的混凝土试件,一组采用初步计算出的水灰比,另两组的水灰比则分别增加及减少0.05三组试件经标准养护28天后,进行抗压强度试验,即可用作图法求出配制强度fcu相对的水灰比。如对混凝土还有抗渗、抗冻等技术要求,应增添相应的试验项目进行检验。

对初步配合比的工作性及强度进行调整检验后,所得到的配合比就称为实验室配合比。

2.4 配合比的应用

实验室配合比是以干燥(或饱和面干)材料为基准得出的。现场施工所用的骨料,一般都含有一些水分。因此,在现场配料前,必须测定砂石的含水率(或表面含水率),在用水量中将这部分水分扣除,而在称量粗,细骨料时,则应相应地加大称量。

根据现场砂、石实际含水率对试验室配合比进行教育,可得到现场搅拌混凝土的实际材料用量,这个配合比称为施工配合比。设砂的含水率为a%,石子含水率为b%,则将上述实验室配合比换算为施工配合比,其材料量应为:

水泥C/=C(kg)

沙子S/=S(1+a%)(kg)

石G/G(1+b%)(kg)

水W/=W-S*a%-Gb%(kg)

3 混凝土配合比设计中应注意的问题

3.1 计算混凝土容重时不考虑外加剂的质量。

3.2 当混凝土实测容重与假定容重之差不超过假定容重值的2%时可不进行容重修正。

参考文献

C50混凝土配合比设计 第10篇

关键词：原材料,选择,配合比,设计

在桥梁的上部结构中如梁、板等混凝土的设计强度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以对C50以上混凝土的原材料的选择、配合比的设计、混凝土的施工是至关重要的。下面就C50以上混凝土的原材料选择、配合比的设计、试拌中需注意的事项,结合本人多年来的生产经验,对桥梁预应力C50混凝土配合比的设计及原材料的选择注意要点作如下介绍。

1原材料

1.1集料

集料的性能对混凝土的强度、工作性等将起着极其重要的作用。混凝土中集料体积大约占混凝土体积的3/4由于所占的体积相当大,所以集料的质量对混凝土的技术性能和生产成本均产生一定的影响,在配制C50混凝土时对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等必须认真检验严格选材,这样才能配制出既满足技术性能要求,又能降低混凝土的生产成本的C50混凝土。

1.1.1细集料

砂的好坏对C50以上混凝土的拌和物和易性的影响比粗集料要大。应优先选取级配良好的河砂,因为河砂比较干净,含泥量少,砂中石英颗粒含量较多,级配一般都能符合要求。而山砂一般不能使用,山砂中含泥量较大,且含有较多的风化软弱颗粒。

砂的细度模数宜控制在2.6以上,细度模数小于2.5时拌制的混凝土拌和物显得太粘稠,施工中难以振捣且由于砂细在满足相同和易性要求时增大水泥用量。这样不但增加了混凝土的成本而且影响混凝土的技术性能如混凝土的耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗,否则容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差,从而影响混凝土的内在质量及外观质量。C50泵送混凝土细度模数控制在2.6~2.8之间最佳。另外还要注意砂中杂质的含量比如云母、泥的含量过高,不但影响混凝土拌和物的和易性而且影响混凝土的强度、耐久性引起混凝土的收缩裂缝等其他性能。

1.1.2粗集料

粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对C50混凝土的强度有着重要的影响。配制C50以上混凝土对粗集料的强度的选取是十分重要的。高强度的集料才能配制出高强度的混凝土。应选取质地坚硬、洁净的碎石。其强度可用岩石立方体强度或碎石的压碎指标值来测定,粗集料强度一般宜为混凝土强度的1.5~2倍,或压碎指标不宜低于规定值。粗集料的颗粒形状、表面特征对C50以上混凝土的粘结性能有着较大的影响,应选取近似立方体的碎石,其表面粗糙且多棱角,针片状总含量小。影响C50以上混凝土的强度重要因素有集料的强度、水泥石、水泥石与集料之间的粘结强度而混凝土中最薄弱的环节是水泥石和集料界面的粘结。由于粗集料的表面粗糙、粒径适中,提高了混凝土的粘结性,从而提高了混凝土的抗压强度。

集料的级配是指各粒径集料相互搭配所占的比例,其检验的方法是筛分。级配是集料的一项重要的技术指标,对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。配制C50混凝土最大粒径不超过31.5mm,因为C50混凝土一般水泥用量在440~5OOKg/m3之间,水泥浆较富余由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小,其与砂浆的粘结面积相应要小,其粘结力要低,且混凝土的均质性差,所以大粒径集料不可能配制出高强度混凝土。集料的级配要符合要求,且集料的空隙要小,通常采用两种规格的石子进行掺配,即使用连续级配碎石,减小空隙率。集料中的泥土、石粉的含量要严格控制,其含量大不但影响混凝土拌和物的和易性而且降低混凝土的强度,影响混凝土的耐久性引起混凝土的收缩裂缝等。

1.2水泥

水泥优先选取强度等级42.5或52.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,且质量稳定,水泥的质量越稳定强度波动越小。

1.3外加剂

因C50混凝土的水泥用量较大,水胶比小,强度要求高,混凝土拌和物较粘稠,这样给混凝土的施工提出了更高的要求。为了满足混凝土的性能及施工要求,改善混凝土的和易性及提高性能,同时降低水泥用量,减少工程成本,外加剂的选择尤为重要。选用外加剂应着重从以下几个方面考虑:延缓混凝土的初凝时间、提高混凝土的早期强度、增加后期强度、减少混凝土坍落度的损失、水泥的相容性、外加剂的稳定性。通常选用高效减水剂、高效缓凝减水剂、高效早强减水剂等。

配制C50混凝土关键之一是选择与水泥相溶性好的外加剂。外加剂与水泥的适应性较好时表现为:新拌混凝土工作性能得到明显的改善、坍落度损失小、混凝土密实性好、混凝土各耐久性指标有较大提高等。普通减水剂在正常掺量下减水率约8%~10%,用量过大则又会导致过度缓凝或离析等不良现象。

1.4掺和料

配制C50混凝土中掺入一定量的矿粉和粉煤灰,可降低混凝土的粘度,改善混凝土的和易性和可泵性,可调整粉料的级配,提高混凝土的密实性,还能控制混凝土的升温,降低水化热。所以选用韶钢S95级矿粉,Ⅱ级粉煤灰。

2配合比的设计

2.1配合比的计算

2.1.1试配强度的确定

通常C50混凝土施工配制强度要求≥60MPa,其计算式如下:

式中:

fcu0———混凝土的施工配制强度MPa;

fcuk———混凝土的设计配制强度MPa;

σ———施工单位的混凝土强度标准差,如无近期同一品种混凝土的统计资料取6MPa。

2.1.2水灰比的确定

混凝土的水胶比〔水/(水泥+矿物微细粉)〕一般不大于0.4,这是配合比设计的特点之一。低水胶比能降低混凝土的孔隙率并减小孔隙尺寸,通过混凝土的低渗透性来保证其耐久性。严格控制水胶比是保证高性能混凝土质量的关键之一。C50混凝土宜采用以下0.3、0.32、0.34、0.36、0.38五个水灰比进行试拌来确定最佳水灰比,通常采用0.34作为基准水灰比。

2.1.3浆集比

水泥浆与骨料(亦称集料)的比例为浆集比。采用适宜的集料时,固定浆集比为35:65可以很好地解决强度、工作性和体积稳定性之间的矛盾,配制出理想的混凝土。

2.1.4用水量的确定

在混凝土的配合比设计中,确定单位用水量是必须的。C50混凝土中由于掺入高效减水剂,坍落度的大小在很大程度上可通过高效减水剂的性能和掺量来控制,因此,不能用确定普通混凝土用水量的方法来确定单位用水量。根据石料的粒径、高效减水剂的减水率及掺量来确定。一般坍落度为75~90mm时,用水量宜控制在145~160Kg/m3;坍落度在170~200mm时用水量宜控制在160~170Kg/m3。

2.1.5砂率

砂率主要影响混凝土的工作性。当水胶比不同时,混凝土中的最优砂率也有所变化。C50混凝土的砂率可根据胶凝材料总量、粗细骨料的颗粒级配等因素,由经验确定砂率,一般坍落度在75~90mm时宜取0.28%~0.33%,坍落度在170~200mm时宜取0.37%~0.40%。

2.1.6砂、石用量

按绝对体积法计算。根据配合比全计算法的基本观点:石子的空隙由干砂浆来填充;干砂浆的空隙由水来填充。则可根据确定的水灰比、用水量、砂率及砂的表观密度确定砂子的用量;1000L混凝土中除去干砂浆和水的体积则为石子的体积。

2.2试拌调整

使用搅拌机前,应用与试配时混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比进行涮膛,以免正式试拌时水泥砂浆粘附桶壁。试拌量应不小于搅拌机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及加料宜与生产时使用的方法相同,特别是外加剂的掺法是同时掺还是后掺。试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性、保水性不好时,应保证水灰比不变的条件下,相应的调整用水量和外加剂的掺量或砂率。用水量调整的幅度不能过大,因C5O混凝土的水灰比低,增加用水量相应水泥用量的增大幅度较大。如通过以上调整混凝土拌和物仍不能满足混凝土运输、泵送等施工工艺的要求或混凝土的性能要求,则要考虑重新选择水泥或外加剂或联系减水剂生产厂家调整好减水剂与水泥的适应性。混凝土拌和物坍落度的检验应测定0min、30min、60min、90min的坍落度。因拌出的混凝土要经过运输才入模,如果混凝土的坍落度损失过大,将导致运至现场的混凝土无法入模浇注。因此配合比设计时要认真考虑混凝土在运输、泵送等施工工艺过程中的坍落度的损失确保混凝土入模时的坍落度。

2.3配合比的确定

当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时,可不调整;大于2%时,按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011规定进行相应的调整。C50混凝土配合比确定后应对配合比进行6~8次的重复试验进行验证,其平均值不应低于配制的强度值确保其稳定性,因有些因素对普通混凝土C40以下影响不大但对C5O及以上混凝土的影响往往比较显著。

3结语

配制C50混凝土应选用优质原材料,水泥要求42.5级以上,粗集料要求最大粒径为31.5mm、堆积密度大、含泥量少、针片状少,细集料要求细度模数2.6以上、含泥量低,外加剂应根据季节要求优选高效减水剂或缓凝高效减水剂以满足施工需要和强度要求。通过合理选择原材料,正确计算材料,才能试配出满足设计、施工要求的C50混凝土。

高性能混凝土是未来的一个趋势,它不但具有良好的耐久性、用水量较低、流动性好、抗离析性高,从而具有较优异的填充性,有较好的自密实性,在施工过程中能更加方便满足施工要求,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。

参考文献

[1]JGJ55-2011,普通混凝土配合比设计规程[S].

混凝土配合比设计应注意的几个问题 第11篇

普通水泥混凝土主要技术性质包括新拌混泥土拌合物的工作性，硬化混凝土的强度、变形和耐久性。选择普通（水泥）混凝土的配合比，应首先因地制宜选好粗、细骨料，了解拌合水和环境对混凝土的影响。并根据混凝土强度等级、施工条件和使用环境，选好水泥品种及标号（水泥强度等级）、水灰比，辅以减水剂和掺合料。

1、 选择适宜的原材料

原材料主要包括水泥、混合材、外加剂和砂石集料等。现在，各地的碎石生产厂家比较多，材质却品目繁多，选择材料时既要考虑就地取材，又要考虑质地优良，适应工程要求。尽量选择含泥量低、针片状少、吸水率低、压碎值小的碎石和细度模数在2.6-2.8含泥量小于2%的中砂。优质的砂石料可以在要求同等强度下可以降低水泥用量，减少混凝土的裂缝，提高混凝土的耐久性，提高经济效益和社会效益。

2、 选择适宜的混凝土配合比

要正确处理保证工程质量与节约水泥的关系，使混凝土具有适宜的工作性、强度和耐久性等性能，充分满足工程设计和施工提出的要求，同时还要通过试验优化设计，达到较优的经济效果。

3、 新拌混凝土的工作性

工作性包括：流动性、可塑性、稳定性和易密性这四个方面的含义。优质的新拌混凝土应该具有：满足运送和浇捣要求的流动性；不为外力作用离析的凝聚性；不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣致密的密实性。

影响新拌混凝土工作性的因素。

影响新拌混凝土工作性的因素主要有：组成材料的质量及其用量；环境条件及时间等两个方面。现在主要谈谈组成材料的影响。

① 水泥特性的影响。水泥的品种、细度、矿物组成以及混合材料的掺量等会影响需水量。通常普通水泥的混凝土拌合物比矿渣和火山灰水泥的工作性好。适当提高水泥的细度可改善混凝土拌和物粘聚性和保水性，减少泌水、离析现象。

② 集料特性的影响。集料的最大粒径增大，可使集料的总表面积减少，拌和物的工作性也随之改善。此外，具有良好级配的混凝土拌和物具有较好的工作性。

③ 集浆比的影响。集浆比就是单位混凝土拌和物中集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。水泥浆在混凝土拌合物中，除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面，以减少集料颗粒间的摩擦力，使混凝土拌合物具有一定的流动性。在单位体积的混凝土拌合物中，如水灰比保持不变，水泥浆越多，拌合物的流动性愈大。但水泥浆数量过多，集料含量相对减少，达到一定限度时，将会出现流浆现象，对混凝土的强度和耐久性也会产生一定的影响。反之，如果水泥浆数量过少，不足以填满集料的空隙和包裹集料表面，则混凝土拌合物的凝聚性变差，甚至产生崩塌现象。因此，混凝土拌合物中水泥浆数量应根据具体情况决定，在满足工作性要求的前提下，同时要考虑强度和耐久性要求，尽量采用较大的集浆比，以节约水泥用量。

④ 水灰比的影响。水灰比较小则水泥浆较稠，混凝土拌合物的流动性亦变小；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌合物虽然较大，但凝聚性和保水性却随之变差。在实际工作中，为增加拌合物的流动性而增加用水量时，必需保证水灰比不变，同时增加水泥用量。

⑤ 砂率的影響。当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌合物就显得干稠，流动性小。当砂率过小时，虽然集料的表面积减少，但由于砂浆量不足，不能在粗集料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使混凝土拌合物的流动性降低。因此，在不同的砂率中应有一个合理的砂率值。在水泥用量和用水量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性和保水性能良好的砂率。

⑥ 外加剂的影响。在拌制混凝土拌合物时，加入少量外加剂，可在不增加水泥用量的情况下，改善拌合物的工作性，同时还能提高混凝土的强度和耐久性。

4、 混凝土的耐久性

减小混凝土的收缩是今后我们重点研究的课题，影响混凝土收缩的因素大致可分为组成材料的品种、质量、级配等内因与温度、湿度、约束钢筋等外因。减少收缩的措施：

4.1 正确设计密级配集料，并提高集浆比，使集料在混凝土中形成密实骨架；

4.2 采用弹性模量较高的岩石所轧制的集料；

4.3 在混凝土配合比中除了采用较低的单位用水量和低水灰比外重视水泥品种的选用；

4.4 正确选择外加剂，不掺加氯盐早强剂

5、 配合比设计的方法

5.1 混凝土配合设计的基本要求

5.1.1 要满足混凝土结构设计（及施工要求）的强度等级fcu·k和混凝土配制强度feu·o；

5.1.2 要使混凝土拌合物具有足够的坍落度、良好的和易性（可塑性、不易产生离析）；

5.1.3 要满足工程使用环境及气候条件所要求的（抗渗、抗冻、耐腐蚀等）耐久性；

5.1.4 在保证工程质量的前提下，能尽量节约水泥，合理使用材料，降低工程成本。

5.2 配合比的设计方法

5.2.1 混凝土配合比设计，应遵照“普通混凝土配合比设计规程”JGJ/T 55-2000中的有关条文设计。

5.2.2 配合比中最大水灰比、最小水泥用量对混凝土的强度性质和耐久性起了决定作用，铁路工程必须遵照“铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范”TB10210-97的规定控制，其他工程应遵照相应的规范来选用。

5.3 设计混凝土的计算方法有多种，铁路部门多采用重量法计算。计算主要要确定下述各参数：

5.3.1 根据混凝土设计强度等级fcu·k 确定混凝土配制强度fcu·o。

5.3.2 确定水灰比（w/c）—须从混凝土的设计强度等级、耐久性、水泥强度等级等方面同时考虑。

论混凝土配合比设计发展思路 第12篇

确定原材料的用量和品种就是混凝土的配合比设计。在早期混凝土结构对材料的性能要求不是太高, 其配制原材料的种类也没有很多, 所以传统的配合比设计方法就可以满足当时混凝土工程的需要。这一百多年, 伴随着社会的发展, 对建筑工程质量的要求越来越高, 混凝土科学技术正在经历巨大的突破和变革。

1传统与现代配合比设计方法的比较

现代配合比技术相对于传统的进步, 主要体现在七个方面:一是混凝土的种类变得越来越多, 出现了轻骨料等高性能的混凝土;二是大型、高层和长跨结构物的出现;三是混凝土要满足的工程性能指标逐渐提高;四是混凝土的成份越来越丰富, 各种外加剂、纤维和矿物粉料被使用;五是对结构物寿命要求的延长;六是条件和施工工艺的多样化;七是混凝土施工速度的加快。

传统设计方法是基于经验的, 所以在实施过程中有很多的方面不能够达到现代混凝土的需要:一是其设计变量太少, 主要是粗细骨料的用量、水和水泥。二是设计周期比较长。三是缺乏对耐久性等要求的设计手段, 性能也没有多样化, 所以它满足的只是工作性和强度。最终导致采用传统的方法设计结构的耐久性很低。四是优化配合比设计非常困难。五是对混凝土生产的计算机控制非常不利。 (图1)

2混凝土配合比设计的影响因素

2.1耐久性

首先满足的就是耐久性的要求。其要求包括抗冻性、抗渗性、碱-集料反应、体积稳定性和抗碳化性以及抗化学侵蚀性等。有害介质通过水的侵入是大多数造成混凝土劣化发生的主要原因, 所以混凝土抗渗性会影响到混凝土的耐久性。

2.2强度

在混凝土配合比设计中, 最基本的特征就是其强度。跨度很大的桥梁还有高层建筑等都对混凝土强度有着很高的要求。矿物细掺料的用量和水胶比是影响强度的主要因素。

2.3工作性

混凝土拌合物的工作性非常重要, 在某些地方甚至超过了混凝土的强度, 工作性也是混凝土浇筑的关键部分。混凝土拌合物应具有不泌水、不离析、体积稳定等特性。加剂品种及用量、集料级配、水泥砂浆用量等是影响混凝土拌合物的主要因素。

3混凝土配合比设计发展思路

3.1从经验向解析的计算方法发展

根据前文的描述, 查表选值确定参数来进行混凝土配合比设计, 就是根据经验测定的半定量设计方法。随着先进的测试技术在混凝土工程中应用和电子计算机、化学物理等新方法, 混凝土技术脱离了经验、定性, 走上了定量、理论的道路。

3.2施工质量控制和配合比选择的计算机程序

计算机的出现带动了全世界各个行业的发展, 它的计算能力非常的强大, 还具有管理事务、处理图像文字和控制生产等功能。全世界包括我国都加强了对超级计算机的研发, 使科学工程与混凝土工程联系密切起来, 为处理复杂信息和工程计算提供了工具。各行各业的各个领域都已经被它渗透, 它们促使着各行各业发生巨大的进化和变革。计算机与行业结合, 也就预示着其会更快的发展进步。

3.3混凝土配合比设计关于最优化方法的应用

基础设施建设和建筑工程在当今社会中迅猛的发展, 如果对配合比设计进行优化的话, 不仅可以提高经济效益、降低成本, 还可减少环境的污染, 节约混凝土生产中所消耗的大量能源和资源。所以, 国内外研究者早已经把配合比优化设计列入了课题。为了设计更加经济和可靠的配合比, 我们的专家学者和工程师们不停的探索, 深入的研究, 提出了均匀、正交设计和混料设计等。当代学者认为, 现在使用的设计方法没有把混凝土稳定性和组成成分的关系考虑其中, 新拌混凝土粘聚性和体积稳定的要求也更加的满足不了。此外, 水泥浆数量、塌落度、骨料级配和用水量等与混凝土密实度有关的因素, 影响着混凝土的性能, 也未能加以考虑现行的设计方法。于是他提出单一目标非线性规划模型, 以各种原材料的用量为设计变量、混凝土价格为目标函数, 在混凝土的性能满足用户需求的前提下, 通过对数学模型的优化计算, 使成本达到最低。还有学者根据工程中的数据建立了数据库, 写出了各个变量之间的关系式, 使其建立了联系。此关系式不光能方便工程操作, 还能预测变量指标之间的关系, 隐含了施工水平。最后, 将表达值和各项数据表达为目标函数, 并求出相应的技术指标和各种材料的最优用量, 来对混凝土配合比进行实时的控制。抗渗标号、抗冻标号、抗压强度, 混凝土总费用和抗拉强度等是主要性能指标的目标值。通过这些, 混凝土配合比设计更加的简便快捷, 减少了人力、物力以及财力的消耗, 还节省了时间, 加快了工程完成时间也保证了工程质量。

3.4专家系统的实践应用

人工智能方法自从出现就一直被当做新兴学科被广大学者们探索研究。专家系统是人工智能系统中的一项分枝, 是在固定的工程中, 遇到困难, 发现分析问题, 并计算解决问题的计算机程序系统。它的主要用途是处理工程中数据和样本所表示的符号信息, 是一种能够模拟人类思维最做出复杂的逻辑处理的信息处理系统。在20世纪60年代后期, 科研人员在许多专门的领域建立咨询系统, 把人工智能的理论付诸于实践, 最终取得许多的成果。“数据+算法=传统”是传统的计算机程序的基本程式, 它不拥有直觉性的推理功能只能按算法步骤运行, 是一种过程化程序。但专家系统属于没有过程化的程序, 它的系统里面没有相对合适的算法, 只能依靠所有的数据按照逻辑来得到答案。它拥有分设的推理机和知识库, 能够形式化地表达专家解决问题的经验方法以及其领域的知识, 被人们描述为“知识+推理=专家系统”, 它也可以自行去解决用户遇到的问题。

4结束语

随着社会经济的迅猛提升, 各个行业随之蓬勃发展, 水泥混凝土等相关行业也逐渐成熟, 在当今社会的发展中混凝土工程能够起到非常重要的作用。好多年前人们还不了解甚至没有听说过这个行业, 人们通常认为混凝土是由水泥、砂子、拌合水、石子为基本成分构成的混合物, 但是在实际生产中, 相关人员和专家要经过复杂的计算和实践才能做好混凝土配合比设计的每一道工序。混凝土施工技术在最近的几年发展非常快, 我们要利用现有技术, 不断的去优化混凝土配合比设计方法, 在原来的基础上不断的创新, 使技术不断成熟, 为行业的发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]文恒武.Q系列回弹仪检测混凝土抗压强度试验研究[A].第十一届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C].2012:206-210.