混凝土配合比设计规程范文
时间：2023-03-31 23:55:13
导语：如何才能写好一篇混凝土配合比设计规程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
28d抗压强度fcu，0、胶凝材料28d胶砂抗压强度fb之间的函数关系，本文从鲍罗米公式的变化入手对《普通混凝土配合比设计规程》进行研究，指出新规程（JGJ55-2011）较旧规程（JGJ55-2000）的改进之处，并指出新规程可能存在的问题。
关键词：混凝土 强度 水胶比
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011（以下简称“新规程”）从2011年12月1日开始实施，JGJ 55-2000（以下简称“旧规程”）同时废止。比对新规程和旧规程，发现鲍罗米公式（新规程中的公式5.1.1，旧规程中的公式5.0.3-1）发生了以下变化：
①旧规程公式中的fce（水泥28d抗压强度实测值）被新规程公式中的fb（胶凝材料28d胶砂抗压强度，可实测）代替。②回归系数αa、αb的取值作了重要调整。
鲍罗米公式的上述变化意义何在？本文就该问题发表一些看法。
1 关于用胶凝材料28d胶砂抗压强度fb代替水泥28d抗压强度fce的意义
旧规程在7.1抗渗混凝土、7.3高强混凝土、7.4泵送混凝土、7.5大体积混凝土等章节均提到混凝土中掺加矿物掺合料问题，但旧规程鲍罗米公式采用水泥28d抗压强度实测值fce参与计算，未提及混凝土中掺加矿物掺合料时如何计算问题，使得依据旧规程进行混凝土配合比设计时若掺加矿物掺合料便无法计算，不得不引用其他标准（规程）进行计算。混凝土拌合物中掺加矿物掺合料可显著改变混凝土拌合物的性能，降低混凝土的成本，是目前的普遍做法，旧规程存在的上述缺陷使得旧规程无法满足目前的实际需要。
新规程中鲍罗米公式采用胶凝材料28d胶砂抗压强度fb参与计算，并在新规程“术语与符号”中明确了胶凝材料是“混凝土中水泥和活性矿物掺合料的总称”，胶凝材料用量是“每立方米混凝土中水泥和活性矿物掺合料用量之和”，胶凝材料28d胶砂抗压强度fb=γfγsfce(公式5.1.3)，fce=γc*fce.g(公式5.1.4)，这样，使得水泥的强度等级fce.g、水泥的强度富余系数γc、粉煤灰对水泥强度的影响系数γf、粒化高炉矿渣粉对水泥强度的影响系数γs等参数均可直接带入鲍罗米公式参与计算，解决了旧规程无法解决的问题，使得按新规程进行混凝土配合比设计思路清晰，计算准确。
新规程5.1.1条明确了胶凝材料28d胶砂抗压强度fb的实测方法，使得胶凝材料28d胶砂抗压强度fb不仅可以根据经验数据进行计算，而且还可通过检测手段实测，进一步提高了混凝土配合比设计的准确性。
2 调整回归系数取值的意义
新规程调整鲍罗米公式回归系数的取值后，与旧规程相比会产生什么差异？对混凝土配合比设计会产生什么影响？要搞清楚该问题，需借助函数图象：
2.1 对鲍罗米公式进行运算，可得到下列公式：
fcu，0=■（1-ab） 公式1（将fb改为fce后适用于旧规程）
2.2 根据公式1利用Excel计算出各种骨料（碎石、卵石）、各强度等级水泥各水胶比对应的混凝土抗压强度fcu.0备用。计算用表格式见附表1。
①计算水胶比范围为0.30～0.68。②按新规程、旧规程分别计算。按新规程计算时为各水胶比对应的混凝土抗压强度fcu.0；按旧规程计算时为各水灰比对应的混凝土抗压强度fcu.0。③为了便于比对，假定水泥的强度富余系数γc=1，水泥中不掺加矿物掺合料（即令新规程鲍罗米公式中的fb=旧规程鲍罗米公式中的fce=水泥强度等级fce.g，这样计算的数据才有可比性）。
2.3 利用word2007“图表/带平滑线和数据标记的散点图”功能，使用用表1计算出的数据绘制函数图象（右键点击生成的散点图/编辑数据，将用表1计算的数据粘贴到自动弹出的Excel表格中，然后设置坐标轴格式，函数图象自动生成）。该函数图象是各种骨料（碎石、卵石）、各强度等级胶凝材料（或水泥）各水胶比（各水灰比）对应的混凝土强度的关系曲线（简称“W/B-fcu.0关系图”），附图1是按旧规程及回归系数绘制的函数图象，附图2是按新规程及回归系数绘制的函数图象；图中纵轴为fcu.0，单位为MPa；横轴为W/B值。
比对附图1、附图2，区别一目了然：①fcu，0随W/B值的增大而降低，附图1、附图2一致。②fcu，0随fb（旧规程中的fce）的增大而增大，附图1、附图2一致。③骨料种类对fcu，0的影响附图1、附图2明显不一致。按新规程，骨料种类对fcu，0的影响不大于0.5Mpa，用卵石时fcu，0较高；按旧规程，骨料种类对fcu，0的影响很大，用碎石时fcu，0高5MPa以上。
新、旧规程使用碎石时计算的fcu，0基本一致（误差不大于1MPa），即：旧规程使用卵石时计算的强度明显偏低。
亦即：新规程调整鲍罗米公式回归系数的取值后，与旧规程相比，用卵石配制混凝土时，配制同强度混凝土，新规程计算的水灰比大了一点（水泥用量减少了）；配制同水灰比混凝土，按新规程计算所得的混凝土抗压强度fcu.0明显提高。新规程调整鲍罗米公式回归系数的取值后，与旧规程相比，用碎石配制混凝土，各参数无明显变化。
3 结语
3.1 新规程解决了用旧规程无法解决的问题。新规程思路清晰，计算准确，易于操作。
3.2 骨料的种类（碎石或卵石）对混凝土28d抗压强度的影响综合在回归系数αa、αb中。按照新规程，胶凝材料相同，水胶比相同时，用碎石拌制的混凝土的强度与用卵石拌制的混凝土的强度差异不大（不大于0.5Mpa）。
3.3 鲍罗米公式中的回归系数αa、αb是在大量试验验证数据基础上进行回归分析取得的（新规程条文说明5.1.1-5.1.4，旧规程条文说明5.0.4）。骨料种类对混凝土28d抗压强度的影响在新规程与旧规程中存在很大差异。骨料种类到底是如何影响混凝土28d抗压强度的，影响有多大，该问题还有待进一步研究、确认。
参考文献：
[1]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011.
[2]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000.
篇2
关键词：普通混凝土；配合比；水灰比
中图分类号：TU528.1文献标识码：A文章编号：
Abstract: in the concrete mixture design, should according to specific projects in the structure design of the strength and durability, workability and so on the different construction requirements, the reasonable selection of raw materials, and various materials dosage the proportion between the relations, so as to optimize the design and meet technical and economic and other requirements of the appropriate concrete. This article through to the concrete mix proportion design of research, to master the concrete proportion design of each link, and then for the concrete construction to provide the related more precise data and better design.
Keywords: ordinary concrete; Mix; Water cement ratio
水泥混凝土，一般是指以水泥为主要的胶凝材料，同水、石子、砂，必要时加入化学添加剂以及矿物掺合料，并且按照适当的比例进行配合，通过均匀的搅拌而密实成型，最后经过养护硬化而形成的人造石材。其中，混凝土可以划分为两个阶段与状态：一是凝结硬化前的塑性状态，也就是新拌混凝土或混凝土拌合物；二是硬化之后的坚硬状态，也就是硬化混凝土或混凝土。
普通的混凝土配合比指的是混凝土中各个组成材料的用量之间的比例关系。其常用表示方法有两种：一种是用1m3混凝土中各项材料的质量来表示，例如：水泥（mc）350kg、石子（mg）1260kg、水（mw）180kg、砂子（ms）670kg、；另一种是通过各个组成材料的用量之间的质量比例来表示（例如，令水泥质量为1），将上述例子换算成质量的比例则为水泥：砂子：石子=1:1.91:3.60，W/C=0.51。水泥混凝土配合比设计一般需要由四个步骤组成，即初步计算配合比；试拌调整，提出基准配合比；检验强度，确定试验室的配合比；换算施工的配合比。
一、计算初步配合比
1.确定试配强度（fcu，o）
fcu，o≥fcu，k+1.645σ
上式中：fcu，o为混凝土的试配强度（MPa）；
fcu，k为混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；
σ为混凝土的强度标准差（MPa）。
其中σ的值可根据该施工单位近期同一品种的混凝土的强度试件实测的数据统计来确定；若无统计资料，可采用：C10～C20，σ=4.0MPa；C25～C30，σ=5.0MPa；C35～C60，σ=6.0 MPa。
2.确定水灰比例（W/C）
W/C=a・fce/（fcu，o+a・b・fce）
上式中：a、b为回归系数。他们的值可以根据试验来确定；如果不具备试验统计资料，那么碎石采用，a＝0.46，b＝0.07 ；卵石采用，a＝0.48，b＝0.33；
Fce为水泥28d抗压强度实测值（MPa）
而无水泥28d抗压强度实测值的时候，可按下式计算：
fce＝γc・fce，g
上式中：γc为水泥强度等级富余系数，可以按照实际统计的资料来确定，在没有统计资料时，可取1.13来试算；
fce，g为水泥强度的等级值（MPa）
为了保证混凝土的耐久性，上式计算出的水灰比不可大于现行国家标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）所规定的最大水灰的比值。
3.选取1m3混凝土的用水量（mwo）
4.计算1m3混凝土的水泥用量（mco）
mco=mwo/（W/C）
其中上式所计算出的水泥用量也应符合现行的国家标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）规定的最小的水泥用量要求，以便既保证混凝土的强度又保证耐久性要求。
5.选择合理的砂率（βs）
砂率一般可以根据本施工单位对所用材料的试验选用合理的数值。如果没有历史资料可以参考，混凝土砂率的确定应该符合以下的规定：
（1）坍落度为10～60mm的混凝土砂率。
（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可以经试验确定，也可以按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度加以调整。
（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应该经过试验来确定。
6.计算粗骨料和细骨料的用量（mgo、mso）
mco+mso+mgo+mwo=mcp
βs=mso/（mso+mgo）×100%
上式中：mco、mso、mgo、mwo为1m3混凝土中水泥、粗骨料、细骨料以及水的用量（kg）；
Βs为砂率（%）；
Mcp为1m3混凝土的拌合物的假定质量，它的值可取在2350到2450（kg）之间。
二、试拌调整并提出基准配合比
1.按照初步的配合比来称取实际工程中所要使用的原材料展开试拌，并且每盘混凝土最小的搅拌量应该符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）的规定。
2.如果试拌出的混合物的易性不能满足要求，则应在保证水灰比不变的前提下，相应的调整水泥浆的用量或砂率，直到符合施工要求为止。此时应该测定混凝土拌合物的实际表观密度ρc，p，然后提出基准的配合比，即：
mca=mc拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp
msa=ms拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp
mga=mg拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp
mwa=mw拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）×ρcp
上式中：mc拌、ms拌、mg拌、mw拌为调整后的拌合物当中各种材料的实际用量（kg）。三、检验强度，确定试验室配合比
1.检验强度
进行强度检验时至少应该采用三种不同的配合比，一个是基准配合比，另外两个配合比的水灰比，应该比基准配合比分别增加0.05和减少0.05，而它的用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加1%和减少1%。每一种配合比至少要做一组（3块）试件，并且标准养护直到28d的时候进行试压。制作混凝土试拌时，必须检验混凝土的和易性并且测定表观的密度，因为他们的结果体现着相应配合比的混凝土拌合物的性能。
2.确定试验室的配合比
（1）根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比（C/W）的关系，用作图或者计算的方法求出与混凝土的配制强度（fcu，o）相对应的灰水比。并按下列来原则确定1m3混凝土的材料的用量：
a.用水量（mwb）：选取基准配合比中的相应用水量，并且根据制作强度试件时所测得的坍落度或者维勃稠度进行相应的调整；
b.水泥的用量（mcb）为水量乘以选定的灰水比；
c.粗骨料、细骨料的用量（mgb和msb）：选取基准配合比中的粗骨料、细骨料的用量，并按照选定的灰水比展开适当调整。
（2） 混凝土的表观密度校正。经过试配确定了配合比后，还应该按照下列步骤进行校正：
a.计算混凝土的表观密度计算值（ρc，c）
ρc，c=mcb+msb+mgb+mwb
b.计算出混凝土配合比的校正系数（δ）
δ=ρc，t/ρc，c
上式中：ρc，t、ρc，c分别为混凝土的表观密度实测值、计算值（kg/m3）。
（3）当ρc，t与ρc，c的差的绝对值小于等于计算值的2%时，由上式得出的配合比就是确定的试验室的配合比；而当二者的差的绝对值大于计算值的2%时，应该将配合比中各项材料的用量均乘以校正系数δ，就是确定的混凝土试验室配合比。
四、换算施工的配合比
由于试验室配合比是以干燥或饱和面干燥的状态的骨料为基准的。因此，应该根据现场的砂、石实际的含水率变化，把试验室配合比换算成施工的配合比。
=mcb
ms=msb×（1+a%）
mg=mgb×（1+b%）
mw=mwb-msb×a%-mgb×b%
上式中：mc、ms、mg、mw分别为施工现场的水泥、砂、石、水的每立方米混凝土材料的用量（kg）；
b为现场实测砂、石的含水率（%）
通过以上四个步骤，就可以有效的实现水泥混凝土配合比的设计。
参考文献
[1]伍必庆.道路材料试验[M]第二版.北京：人民交通出版社，2007.
篇3
关键词：破碎卵石混凝土，配合比设计，工作性能改善
中图分类号：TV331文献标识码： A
混凝土是现代土木建筑工程中用量最大，用途最广的一种建筑材料，发挥着其它材料无法替代的功能和作用，其中碎石是混凝土中的重要组成部分。随着西部开发政策大力开展，新疆地区经济快速发展，交通量也迅速增长，公路桥梁需求量随之日益增长，同时对于桥梁等大型混凝土结构承载能力的要求也相应提高。但是由于新疆地区卵石资源丰富，混凝土施工中大都采用卵石混凝土，缺乏桥梁施工所需要的人工碎石。卵石压碎值高，配置混凝土拌合物抗压强度可以达到要求。但是由于卵石与胶凝材料的裹覆性差，卵石内膜阻力低，对于桥梁墩柱、箱梁等受剪切力较大的结构物来说，卵石混凝土达不到设计要求，继而在耐久性和抗剪切强度方面就会较差，对桥梁等结构物的安全使用造成很大的影响。同时对于混凝土量较大的桥梁工程来说，人工碎石生产成本较高，这就促成了破碎卵石混凝土的诞生。
破碎卵石混凝土的应用，不仅可以充分利用当地卵石资源，清理了河道中的大量堆积物，让河道变得通畅无阻，减少了大量人力和物力防洪投资，为防洪工作作出了不可忽视的贡献，而且对节约资源、保护环境有重大意义。
本文以我公司承建的新疆喀普斯浪河大桥为依托，开展桩基破碎卵石混凝土配合比设计及其工作性能的探索研究。
一、破碎卵石混凝土配合比设计
1、试验材料选择
（1）水泥：采用库车青松水泥有限责任公司生产的P.O42.5水泥，28d抗压强度为45.7Mpa，抗折强度为7.8Mpa。
（2）粗骨料：采用拜城县新航砂石料场反击破生产破碎卵石10-20mm，5-10mm 根据集料级配组成，掺配比例为10-20mm：5-10mm=70:30
（3）细骨料：采用拜城县新航砂石料场水洗砂，Ⅱ区中砂
（4）减水剂：采用新疆中材精细化工有限公司FDA-1高效减水剂，减水率17%，参量0.8%~1.0%。
2、工程设计要求
喀普斯浪河大桥桩基设计为水下混凝土，采用挖孔灌注。混凝土设计强度为C30，设计坍落度为18-220mm。环境类型为Ⅱ类。
3、设计依据
JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》
JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》
4、配合比计算
1）混凝土配置强度的确定
fcu,o =fcu,k + 1.645σ=30+1.645*5=38.225 Mpa
2) 水胶比计算
回归系数由JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.1.2查得，αa=0.53，αb=0.20
W/B=αafb/(fcu,o+αaαbfb)=0.53*1.16*42.5/(38.225+0.53*0.20*1.16*42.5)
=0.60
根据施工经验，按照JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》中混凝土耐久性要求以及对水下混凝土的单独要求，选定水胶比W/B=0.53
3）用水量和胶凝材料的用量
根据设计坍落度180~220mm，JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.2.1-2规定，计算得到每立方米混凝土用水量：
mw0=215+（200-90）/20*5*（1-17%）=201 kg/m3
每立方米混凝土用外加剂用量
mb0 = mw0/W/B=201/0.53=379 kg/m3
每立方米混凝土外加剂用量
ma0 =380*1.0%=3.79 kg/m3
4)砂率的确定
根据JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.4.2的要求，以及JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》中对水下混凝土砂率的要求，同时考虑到破碎卵石的特点：破碎面相对人工碎石少，针片状颗粒含量较高。选定砂率为
βs =43%
5）粗、细骨料用量确定
根据JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》公式5.5.1-1和公式5.5.1-2求得每立方米混凝土粗、细骨料用量。选定混凝土密度为2450kg/m3
mb0 + mg0 + ms0+ mw0 =2450
βs = ms0/( mg0 + ms0)*100%
计算得出每立方米混凝土粗、细骨料用量为
mg0 =1066 ms0 =804
因此，得出桩基每立方米破碎卵石混凝土初步配合比为：mw0 ：mb0 ：mg0 ：ms0：ma0 =201：379：1066：804：3.79，粗骨料掺配比例为10-20mm：5-10mm=70:30，外加剂掺量1.0%
按以上比例试配混凝土，并检测混凝土拌合物的工作性能：坍落度190mm、保水性良好、粘聚性良好，工作性能满足施工要求。如下图
坍落度190mm
混凝土拌合物粘聚性良好
骨料被水泥砂浆包裹充分
在用水量保持不变的前提下，以如上所述的水胶比为基准，较试拌水胶比的相加减0.05%，三个水胶比，砂率相应较试拌砂率增加和减少1%，试拌三组混凝土拌合物，并分别制作两组150*150*150的标准试块，试验得到3组试块28d强度为
以上表的数据，绘制水胶比和强度的关系曲线图，确定出略大于配置强度的水胶比为W/B=0.54，砂率为43%，最终确定每立方米混凝土各材料用量（kg）为：
mw0 ：mb0 ：mg0 ：ms0：ma0 =201：372：1070：807：3.792，粗骨料掺配比例为10-20mm：5-10mm=70:30，外加剂掺量1.0%
以上配合比试拌，拌合物的实测密度为2445kg/m3 ，则
（2450-2445）/2450=0.2%
二、混凝土拌合物工作性能研究改善
卵石破碎石采用反击破碎生产，所以卵石破碎石的比表面积较卵石的大，而且破碎石卵石破碎面多，内膜阻力大，但针片状较卵石多，且水灰比相同、拌合工艺相同的情况下，破碎卵石混凝土较卵石混凝土的强度高35%左右。
影响混凝土工作性能的因素有很多。混凝土的工作性能包括保水性、粘聚性和流动性，这三者息息相关又相互矛盾。例如：当水灰比一定时，砂率过小，不能保证骨料之间的砂浆层，会降低混凝土的流动性，严重影响混凝土的粘聚性和保水性，容易造成离析、流浆现象；相反，砂率过大，比表面积增大，裹覆在骨料及砂周围的起作用的水泥浆就会减少，使混凝土的流动性就会减小。所以，混凝土拌合物的和易性的调试，就是是三者达到最佳。
由于卵石破碎石内膜阻力大和针片状颗粒多的特点，且灌桩用混凝土属自密式混凝土，往往会出现混凝土按配合比拌合，坍落度满足要求，且保水性、粘聚性均满足要求，但是施工过程中出现骨料离析、流动性差的现象。这主要是因为
篇4
关键词：沉管预制；混凝土配合比优化；施工质量分析
一、前言
沉管法隧道施工质量控制的重点之一为管节预制施工，管节预制体积庞大，属于大体积混凝土浇筑施工范畴。洲头咀隧道工程沉管预制结构混凝土等级为C40，抗渗等级为S10，素混凝土重度为2.3t/m3±1.5%，混凝土结构不允许出现贯穿性裂缝，并要尽量避免表面裂缝，如果表面有裂缝，其宽度也需≤0.2mm，混凝土浇筑应在室外气温较低时进行，混凝土入仓温度不应超过28℃，混凝土内外温差不应超过20℃，对于侧墙不宜超过15℃。
为了保证沉管混凝土的浇筑质量，主要采取以下三方面质量控制措施：
1、优化混凝土配合比；2浇筑与振捣措施；3养护措施。
三个措施中优化混凝土配合比这个措施的实践效果比较好，通过对E1、E2管节混凝土的浇筑施工总结和结合港珠澳大桥沉管隧道管节预制的实践经验；洲头咀隧道工程对原E1、E2管节预制的混凝土配合比提出了优化措施，在中交四航工程研究院有限公司的混凝土配合比优化研究报告和洲头咀隧道沉管预制配合比调整专家评审会专家组的论证下，确定E3、E4管节预制采用新的混凝土配合比施工。
二、混凝土配合比的要求
本工程管节预制混凝土采用P.O42.5R水泥，水胶比不大于0.4；混凝土采用双掺技术，掺粉煤灰和优质矿渣，粉煤灰为Ⅰ级灰，矿渣粉为S95级，混凝土采用泵送混凝土浇筑，E3管段共长79.5m，每个施工段14.74m，每个后浇筑带长度为1.5m；E4-2管段共长85m，每个施工段15.9m，每个后浇筑带长度为1.5m，E4-1管段共长3.5m，不分段一次性浇筑完成；在管节竖向方面分两层进行浇筑，沉管总高度为9.68m，从下到上的分层高度分别为1.95m和7.73m。
三、采用优化混凝土配合比的管节施工质量分析
管节预制混凝土浇筑施工质量受多方面因素影响，包括原料、混凝土配合比、浇筑与振捣方法、养护和拆模时间。洲头咀隧道工程沉管E1、E2与E3、E4预制在相同的浇筑、振捣与养护方法下和不同混凝土配合比的施工质量分析如下：
1、混凝土浇筑温度
为真实地反映管节混凝土的温控效果，在管节中隔墙、侧墙和顶板布置温度测点，每施工段布置四个断面，分别设于中隔墙中心、上倒角中心、顶板中心、侧墙中心位置处。测温仪采用ST20型混凝土测温仪，温度传感器采用热敏电阻，所有测点均应编号，由专人负责测温。测温从混凝土浇筑后3小时开始，每4小时测定1次，显示全部测点温度，每天打印温度参考数，着重观察混凝土中心与表面及环境之间的温差。混凝土浇筑后的5～8天，每8小时测一次，9～15天，每12小时测一次，待降温结束后各部位温差进入安全范围（T≤15℃），可以解除各项温控措施。以下为E1、E2管节和E3、E4管节混凝土浇筑测温图：
通过在相同外环境温度和拌合物入模温度的情况下，对混凝土浇筑过程的测温数据分析，E1、E2管节的混凝土内部最高温度产生在侧墙与顶板的上倒角处，这里是混凝土浇筑厚度最厚的部位，温度扩散较慢，水化热作用升温最高的时间在第3天和第4天，最高温度达到60.2℃；E3、E4管节的混凝土内部最高温度产生在侧墙中心位置，最高温度为45.5℃。从两组不同配合比混凝土浇筑施工的温度变化图来看，采用原配合比施工的管节混凝土温度变化曲线图形状较陡，峰值较大，与外界环境温差较大，在降温的过程中对混凝土产生较大的温度拉应力，是混凝土产生裂缝的主要原因；采用优化配合比施工的管节混凝土温度变化曲线图形状平缓，峰值较小，与外界环境温差较小，温度应力不超过混凝土的抗拉强度，固混凝土产生的裂缝大大减少。
2、外观质量
主要通过对比管节E1、E2与E3、E4预制达到设计强度后经过一个半月时间左右的外观检测情况进行分析；管节混凝土的外观检测包括裂缝检测、混凝土麻面和砂斑现象。E1管节预制共发现66条裂缝，裂缝宽度在0.04～0.15mm之间，裂缝长度在0.95～7m之间，局部位置出现麻面和砂斑现象；裂缝宽度未超过设计要求0.2mm，未发现有贯穿性裂缝。E2管节预制共发现35条裂缝，裂缝宽度在0.1～0.15mm之间，裂缝长度在0.5～7.6m之间，局部位置出现麻面和砂斑现象；裂缝宽度未超过设计要求0.2mm，未发现有贯穿性裂缝。E3管节预制共发现2条裂缝，裂缝宽度均为0.55mm，裂缝长度分别为2.1m和2.46m，局部位置出现麻面和砂斑现象；裂缝宽度未超过设计要求0.2mm，未发现有贯穿性裂缝。E4管节预制未发现有裂缝，局部位置出现麻面和砂斑现象。
在第三方检测机构的外观检测数据分析下，采用优化配合比施工的E3、E4管节施工裂缝明显减少，混凝土由温差产生的裂缝有较大改观。
3、混凝土强度
混凝土的强度是决定一个结构成败的关键，混凝土配合比的优化设计最终目的也是要满足结构设计强度要求。减少水泥用量对混凝土的强度影响很大，在减少水泥用量的情况下必须按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011适量增加其他活性胶凝材料的用量，保持水胶比不变。
洲头咀隧道沉管预制混凝土抗压强度按照国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB-T50107进行强度统计评定，评定情况如下表：
根据统计分析表的分析情况，采用优化配合比施工的混凝土达到设计强度要求，抗压强度标准差和变异系数均小于采用原来配合比施工的混凝土，说明优化混凝土配合比设计对混凝土的强度稳定性不会发生较大波动影响。
结语
在总结原E1、E2沉管预制混凝土施工的质量情况下，通过混凝土配合比优化研究总结和参考港珠澳大桥沉管预制施工成功例子的前提下，对E3、E4沉管预制进行混凝土配合比优化是可行的，在E3、E4沉管预制施工后质量情况分析来看，混凝土配合比优化对控制大体积混凝土裂缝出现是有效的，方法是可的行、结论是可信的，可以作为以后沉管隧道预制施工混凝土配合比调整的参考。
参考文献：
[1] JGJ55-2011. 普通混凝土配合比设计规程。
[2] GB50496-2009. 大体积混凝土施工规范。
篇5
关键词: 混凝土配合比 分析
前言
混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛。 混凝土配合比设计是混凝土制品的关键技术,它直接影响建筑工程质量和投资费用,本文介绍了普通混凝土的组成和结构,分析了影响混凝土强度的主要因素,提出科学合理的混凝土配合比设计。
建筑业是国民经济支柱产业之一,而建筑材料和制品是建筑业的重要物质基础。各种建筑物和构筑物中的构建大部分是以混凝土的形式出现,并在工程建设中广泛应用,混凝土配合比设计是混凝土制品的关键技术,它直接影响建筑工程质量和投资费用,因此,研究混凝土配合比设计及其对性能的影响,对建筑业的发展具有十分重要的意义。
1 混凝土的组成和结构
混凝土是由胶凝材料、水、粗细集料(必要时掺一些外加剂及掺合料)按适当比例配合、搅拌、密实成型及养护而成,如图1所示。混凝土结构70%的体积为集料,30%体积为水泥浆。水泥浆含有空气、水、水泥,它们的比例分别为:5%、15%、10%。如表1所示。
在混凝土中,水泥浆的作用是包裹在集料表面并添满集料间的空隙,作为集料之间的材料,使其拌合物具有良好的和易性。现常见的集料材料有:工程砂、建筑用碎、卵石。
2 影响混凝土强度的主要因素
要把合理的混凝土配合比应用在工程中首先要了解影响混凝土强度的因素。混凝土强度分为抗压强度，抗拉强度，冲击强度，混凝土与钢筋的黏结强度等，由于混凝土的抗压强度远大于其他强度，承受压力作用能够发挥他最好的强度性能，因此混凝土常用来加工承受压力的构件。此外，混凝土的抗压强度与其他的力学性能均有一种依赖关系，例如混凝土的抗压强度一般约为抗压强度的7％～11％，抗折强度约为抗压强度的11％～23％，混凝土的静弹性模量，混凝土与钢筋的黏结强度随着混凝土抗压强度的增加而增加。因此可认为混凝土的抗压强度是混凝土力学性能的代表性指标。
2.1 水泥强度等级、水灰比对混凝土强度的影响
混凝土强度主要与水泥强度等级、水灰比有关,因此在混凝土配合比中水泥强度等级和控制水灰比是非常重要的。在组成混凝土的各种原材料分量相同时,所用的水泥标号越高,强度越高;当水泥强度等级一定时,水灰比又是决定混凝土强度的主要因素。为使混凝土具有一定的和易性,在搅拌成型时具有一定的流动性,水泥水化时需要一定的结合水,多余的水份便在混凝土硬化过程中产生水泡,蒸发后产生气孔,降低了混凝土的强度。由此看出水灰比越大混凝土的强度越低,反之水灰比越小混凝土的强度越高;但是水灰比越小,混凝土的流动性就越差。这样就必须在混凝土试配时选择合理的水灰比,使其即满足混凝土的强度要求又满足混凝土流动性的要求。
2.2 水泥用量多少对混凝土强度的影响
每立方米混凝土水泥用量是根据配合比计算经试验得来的,标准规定水泥用量不得小于一定数量的规定。水泥用量过小会使混凝土的耐久性变差,也就是混凝土受外界侵蚀的能力差,所以必须保证一定的水泥用量使混凝土浇注时有足够的水泥浆来包裹和添充砂石之间的空隙确保混凝土的密实性。水泥用量过多,不但不经济,而且对混凝土的收缩都会产生影响。
2.3 砂率对混凝土强度的影响
砂率对拌合物的影响较大,砂率就是混凝土集料中所占砂质量。当集料总量一定时,砂率越小,砂量不足,混凝土拌合物的流动性大,导致混凝土拌合离析、泌水;但当水泥浆用量一定时,砂率越大,砂的总表面积增大,所包裹砂子的水泥浆层太薄,砂粒间的摩擦阻力加大,混凝土拌合物的流动性变小。影响了混凝土的和易性也就影响了混凝土的强度。
3 混凝土配合比设计
为了保证工程质量以及施工的和易性及强度的要求,降低工程造价,就必须选择合理的配合比设计。
3.1 配合比设计的基本原则
一个设计适当的配合比必须易于浇注,并用现有设备能完全捣实。易修饰性必须得到满足,离析和泌水应降至最小。
设计不同的配合比相对费用中材料费最为重要,材料费中水泥的费用最为昂贵。因此在满足强度要求的同时尽可能减少水泥用量。一般来说,为达到降低水泥用量的目的可采用充分浇筑密实的最小坍落度。
3.2 设计内容
(1)选用高标号水泥,提高混凝土抗压强度。
在混凝土受压时一般都是水泥石或水泥与砂石胶结处首先裂开。使其混凝土抗压强度达到极限,一般我们所做的混凝土抗压都是楔型破坏。因此水泥石强度及水泥与砂石的粘结力的大小是混凝土强度的主要因素,所以高标号水泥,水泥石的强度就相对增大,水泥与砂石的粘结力也相对增大。
(2)选用最优砂率提高混凝土流动性。
不但砂、石粗细对混凝土流动性有影响,砂石的配制比例对混凝土流动性也非常之大。砂率=砂重量/(砂重量+石重量),在混凝土配合比设计中只有选出最优砂率,才能使混凝土流动性最好。如果砂率过小,石子用量相对增大,石子和石子的距离接近,水泥砂浆在石中流动困难,使混凝土流动性变差。如果砂太多,混凝土中所需包裹的水泥浆也就加大,如果水泥浆不变,混凝土流动性也不好。如果水泥浆加大,又造成了浪费,因此砂率的控制也是非常重要的。
(3)选用合适的外加剂提高技术水平及经济效益。
在混凝土中掺入适量的外加剂既可节省水泥,又可提高强度,缩短工期,加快模板及预制场地的周转,改善混凝土性质和改善施工操作条件等多种技术经济效益。
在抗渗混凝土工程中,为了方便施工即要保证混凝土具有一定的流动性还要使混凝土达到成型密实的目的。在不增加用水量和水泥用量的情况下,需要在混凝土中掺入一定量的减水剂,改善混凝土的流动性;在冬季施工中为了工程质量,需要在混凝土中掺入一定量的抗冻剂。
(4)现场施工调整配合比确保工程质量。
试验室配制的混凝土配合比是以干燥材料为基准,现场所需的配合比含一定的水份。如果按理论配合比施工,拌合物含水就相应加大,使混凝土强度降低。因此在现场施工时必须换算成施工配合比,同时现场砂石要随时监测它的含水量。
虽然试验室给出了理论配合比,如果遇到炎热、连雨天,堆放在现场的砂、石料,含水就发生变化。这样必须根据具体情况调整混凝土中材料用量,确定施工配合比,以确保工程质量。
参考文献
[1] 水工混凝土配合比设计规程.DL/T 5330-2005.
[2] 水工混凝土施工规范.DL/T 5144-2001.
[3] 水工混凝土砂石骨料试验规程.DL/T 5151-2001.
篇6
关键词：混凝土 质量控制
一、混凝土的分类
根据混凝土采用的胶凝材料分为：无机胶凝材料混凝土，有机胶凝材料混凝土和无机有机复合胶凝材料混凝土。
二、原材料的质量控制
普通混凝土是由水泥、水、细骨料、化学外加剂、矿物质混合材料，按比例配合，经过均匀拌制，振捣密实成型及养护硬化而成的人工石材。
（一）水泥的质量控制
水泥在使用前,除应持有生产厂家的合格证外,还应做强度、凝结时间、安定性等常规检验,检验合格方可使用。水泥出厂时间在超过三个月以上时，必须进行重新检验，确定强度，按实际强度使用。
（二）骨料的质量控制
1.细骨料
普通混凝土用砂、石即普通混凝土中细、粗骨料。其粒径小于5mm的岩石颗粒称为细骨料，即砂子，按其产源不同，可分为河砂、海砂、山砂、湖砂。
河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂,但随着河砂资源的减少和价格的上升,不少工程已使用山砂和人工砂。用于混凝土的砂应控制泥和有机质的含量。砂进场后应做筛分试验、含泥量试验、视比重试验、有机质含量试验。
普通混凝土宜优先选用细度模数2.4-2.6之间的中砂,泵送混凝土用砂对0.315mm筛孔的通过量不宜小于15%,且不大于30%;对0.16mm筛孔的通过量不应小于5%。
2.粗骨料
石子称为粗骨料，包括碎石和卵石。石子一般选用粒径4.75-40mm的碎石或卵石,泵送高度超过50mm时,碎石最大粒径不宜超过25mm;卵石最大粒径不宜超过30mm。石子进场后应做压碎值试验、筛分试验、针片状含量试验、含泥量试验、视比重试验。储料场对不同规格、不同产地、不同品种的石子应分别堆放,并有明显的标示。对重要工程的混凝土所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验。
（三）拌合用水的质量控制
混凝土拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水,不得使用污水搅拌混凝土。凡是不能饮用的水，应在水质化验和抗腐蚀试验合格后，方可用于拌制混凝土。污水、工业废水、PH值小于4的酸性水和硫酸盐含量超过水重1%的水，不能用于拌制混凝土。对预应力混凝土的施工用水，更要着重控制。
（四）外加剂的质量控制
1.混凝土外加剂
外加剂是混凝土的一种化学添加剂，属于混凝土用混合材料之一。有关标准是根据混凝土中外加材料掺入量的多少将混合材料分为外加剂和外加料，二者之间没有明显界限。
2.外加剂注意事项
混凝土工程掺用外加剂，总的原则是应根据不同的结构构件、施工工艺、拌和物品质、施工周期、气温条件等因素，查对外加剂厂家出厂说明书中规定的性能、主要技术指标、应用范围、使用要点等，然而，有些外加剂还应了解其适用范围，如对处于高温、高湿环境，水位升降、露天、水淋有侵蚀性介质接触，靠近高压电源，冷拉或冷拔低碳钢丝配筋，预应力构件和薄壳屋架、吊车梁、落锤或锻锤基础等结构混凝土，不应掺用含氯盐的外加剂。
（五）掺合料的质量控制
当混凝土中掺用矿物掺合料时，确定混凝土强度时的龄期可按现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146）等的规定取值；掺用矿物掺合料的混凝土，其强度增长较慢，以28d为验收龄期，可按国家现行标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146）、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规范》等的规定确定验收龄期。
三、混凝土配合比的质量控制
为保证建筑结构的可靠性，对混凝土生产中的不同阶段进行质量检测和结果判定是一项极为重要的工作。
（一）混凝土配合比的设计
混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级、耐久性、坍落度的要求,按《普通混凝土配合比设计技术规程》（JGJ55-2000）经过试配确定,不得使用经验配合比。试验室应结合原材料实际情况,确定一个既满足设计要求,又满足施工要求,同时经济合理的混凝土配合比。
设计时应用低水胶比、富配合比配制的混凝土具有良好的抗氯离子扩散、硫酸盐侵蚀性能和对钢筋的长期防腐蚀性能。掺适量的优质高效减水剂，大大增加减水效应，显著降低水胶比，提高混凝土强度。掺加适量优质粉煤灰、矿粉，取代部分水泥和部分细骨料，在保证混凝土强度等级与稠度要求的前提下，可以显著提高混凝土的密实性，增强对钢筋的保护作用。
（二）混凝土配合比的管理
混凝土配合比应结合具体工程设计要求、施工工艺、原材料性能状况，按照有关技术规程进行混凝土配合比理论设计计算、试验和调整。由试验室通过试验取得的配合比在生产前再进行复验，符合规定要求后，方能应用于生产。
四、混凝土浇筑质量的控制
（一）混凝土浇筑前的质量控制
混凝土运到施工地点后,首先检查混凝土的坍落度,预拌混凝土应检查随车出料单,对强度等级、坍落度和其他性能不符合要求的混凝土不得使用。预拌混凝土中不得擅自加水。监理工程师要督促试验人员随机见证取样制作混凝土试件。试件的留置数量应符合规范要求,要留同条件养护试块、拆模试块。
（二）混凝土浇筑时的质量控制
混凝土浇筑时要合理安排施工工序,分层、分块浇筑。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。二次振动完成后,板面要找平,排除板面多余的水分。若发现局部有漏振及过振情况时,及时返工进行处理。
混凝土浇灌过程中,监理应实行旁站,检查混凝土振捣方法是否正确、是否存在漏振或振动太久的情况,并随时观察模板及其支架:看是否有变形、漏浆、下沿或扣件松动等异常情况,如有应立即通知施工单位采取措施进行处理,并报告总监理工程师,严重时应马上停止施工。
五、混凝土养护时的质量控制
混凝土试件应放在温度为20±2℃和湿度为95%以上的标准养护室中养护。在“标养”室内，试块应放在架上，彼此间距应为10-20mm。并应避免用水直接淋刷试块，当无“标养”室时，混凝土试块也可在20±2℃的不流动水中养护，水的PH值不应小于7。
养护混凝土构件、保证混凝土构件温度能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。在国内传统的混凝土施工中,一般留置有同条件养护混凝土试件,按照施工工序的需求,为工序交接提供依据。对大体积混凝土加强保温养护，是减少温度裂缝的最有效措施。
六、混凝土质量的验收
混凝土拌合物取样依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）和《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T 50081-2002）的要求取样成型。
普通混凝土立方体抗压强度及抗冻性能试块，为正方体试块，每组3块。当混凝土强度等级≥C60时，宜采用标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。
使用回弹法检测混凝土抗压强度的前提是回弹仪所测得的回弹值只代表混凝土构件表层质量状况，所以使用回弹法测强时，必须要求混凝土构件的表面与内部质量基本一致。使用钻芯法检测混凝土强度时，所取芯样宜用环氧胶泥或硫磺胶泥等材料在专用补平装置上补平。
保证工程质量，既是一个技术问题，又是一个管理问题，我们必须以规范、规程为标准，严格操作、科学管理，用认真的态度控制好每一个环节，只有这样，才能够真正做到“百年大计，质量第一”。
参考文献：
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关键词：混凝土；配合比设计；评定；问题；防治
混凝土是现代建筑主要建筑材料之一，也是目前世界上生产量最大的人造材料。在现代土建工程中的铁路与公路的隧道、大桥，水利水电的大坝、电站，河道整治中的河堤、河坝，工业与民用建筑等各项工程中，混凝土对整个工程的质量和成本影响，起着举足轻重的作用。混凝土配合比设计牵涉到几个方面的内容：一要保证混凝土硬化后的强度和所要求的其他性能和耐久性；二要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性；三是在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料用量；四是对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；五是达到上述要求的同时，设法降低成本。
普通混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例，即水灰比、砂率、胶骨比（胶凝体与骨料的比例）。
根据笔者的观察和较深入的了解，认为混凝土在配合比设计方面应注意以下几个问题：a） 配合比设计前的准备工作应充分；b） 区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同；c） 在保证质量的前提下，应注重经济效益。
1 配合比设计前的准备工作应充分
在配合比设计前，设计人员要做好下列工作：
1.1 掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求，重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数；
1.2 了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小；
1.3 了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量；
1.4 了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。
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。
2 区分统计方法及非统计方法评定混凝土强度的不同
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55―2011），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：
fcu，0≥fcu，k+1.645σ （1）
式中：fcu，0―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）。
a） 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：
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。
b） 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1取值。
表1 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
根据此公式，配制C40砼（以C40砼为例）的强度为：
fcu，0≥40+1.645x5.0=48.2MPa （2）
在正常情况下，（2）式可以采用等号，但当现场条件与试验条件有显著差异时，或重要工程对混凝土有特殊要求时，或30级及其以下强度混凝土在工程验收采用非统计方法评定时，则应采用大于号。
《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107-2010）中对混凝土抗压强度合格标准的评定方法分统计法和非统计法两种。下面着重比较采用统计法和非统计方法评定的差异之处。[《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107-2010）中对混凝土抗压强度合格标准的评定方法为例]
2.1 采用统计方法评定
试件≥10组时，应以统计方法按下述条件评定：
≥+.（3）
≥. （4）
式中：――同一检验批混凝土立方体抗压强度的平均值（N/mm2），精确到0.1 （N/mm2）；
――混凝土立方体抗压强度标准值（N/mm2），精确到0.1（N/mm2）；
――同一检验批混凝土立方体抗压强度的最小值（N/mm2），精确到0.1（N/mm2）。
――同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差（N/mm2），精确到0.01（N/mm2）；当检验批混凝土强度标准差计算值小于2.5N/mm2时，应取2.5N/mm2；
、――合格评定系数，按表2取用；n――本检验期内的样本容量。
表2 混凝土强度的合格评定系数
试件组数 10-14 15-19 ≥20
1.15 1.05 0.95
0.90 0.85
由公式（3）、（4）可计算得（假定试件组数为10～14组标准差取2.5 N/mm2）：
≥40+1.15×2.5=42.9MPa，≥0.9×40=36.0MPa.
因此，只要该批试件的平均强度大于等于42.9MPa，且 ≥36.0MPa，即可判定为合格。
2.2 采用非统计方法评定
试件少于10组时，可用非统计方法按下述条件进行评定：
≥.（5）
≥.（6）
式中：字母含义同统计法公式；
、――合格评定系数，应按表3取用。
表3 混凝土强度的非统计法合格评定系数
混凝土强度等级
1.15 1.10
0.95
若按公式（5）、（6）评定，则合格的条件为：
≥1.15×40=46.0MPa ≥0.95×40=38.0MPa
从两种评定方法来看，最低值均易于保证，但后者的平均值比前者高出46-42.9=3.1MPa，在实际工程中，由于结构部位的不同，往往应用不同的评定方法，但很多单位仅按统计的方法进行混凝土配合比设计，导致实际试配强度均达不到理论计算值。对于一般单位而言，在一个工程中通常只有混凝土配合比，加之管理不到位，也往往用于要求非统计方法的工程部位，结果出现评定后混凝土强度达不到设计要求的后果。
3 在保证质量的前提下，应注重经济性
不少单位在配合比设计时纯粹是追求强度达到设计强度等级，按规范要求或以往经验进行一组配合比设计，试配后强度达到要求就算完成了；若达不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应增加了成本。
防治措施：在规范要求允许的条件下，配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。试验室还应收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围及σ 数值，日积月累，就能成为一个很可观、很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。以上是本人在工作中的一些看法，若有不当之处，还望各位专家同仁们指正。
参考文献：
[1] GB/T50107--2010 《混凝土强度检验评定标准》
[2] JGJ55―2011 《普通混凝土配合比设计规程》
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[关键词] 布西水电站 挤压边墙 混凝土 设计及应用
中图分类号：TV544文献标识码： A
1概述
布西水电站位于四川省凉山州木里县境内，坝区气候条件属高原性气候，冬季干旱少雨，夏季雨量丰沛，多年平均气温为12.5℃，历年极端最高气温32.6℃，历年极端最低温度-10.6℃。大坝为混凝土面板堆石坝，坝高135.8m，坝顶宽12m，坝顶长度271m，坝顶高程3305.8m，面板上游坝坡坡度为1:1.4，总面积为38455.89m2。大坝填筑施工过程中上游面采用C5混凝土挤压式边墙护坡。挤压边墙混凝土总方量为1.73万m3，分两期施工，单层挤压边墙外侧坡比1：1.394，内侧坡比8：1，顶宽100mm，底宽710mm，高400mm，断面呈梯形。在大坝堆石体施工过程中，挤压边墙起到了保障破面碾压质量、提高破面防护能力、简化施工工序等作用。
由于布西水电站位于高寒、高海拔地区，因此挤压边墙混凝土除了满足密度、强度、弹模和渗透等设计指标要求外，还需满足冬季低温季节施工的要求。本文介绍了布西水电站挤压边墙混凝土设计试验情况，并应用于大坝挤压边墙混凝土施工中。从现场使用情况看，挤压边墙混凝土满足了易施工、低强度、小弹模、弱透水及密实度的要求，取得了较好的应用效果。
2挤压边墙混凝土配合比设计
2.1 技术要求
挤压边墙混凝土为干硬性混凝土，为一级配，坍落度为0mm，其配合比设计技术要求见表2-2-1。
表2-2-1挤压边墙混凝土配合比设计技术要求
2.2 原材料
⑴水泥采用西昌航天水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥。
⑵细骨料采用布西砂石系统生产的结晶灰岩人工砂。
⑶粗骨料采用布西砂石系统生产的结晶灰岩人工骨料，最大粒径为20mm。
⑷减水剂采用山西凯迪建材有限公司生产的KDNOF-2高效减水剂。
⑸速凝剂采用山西凯迪建材有限公司生产的KD-4速凝剂。
2.3 配合比设计及试验
⑴挤压边墙混凝土配合比设计参数
结合以往工程经验，同时考虑到挤压边墙与垫层料填筑同步上升及挤压边墙混凝土冬季施工的要求，配合比设计时主要考虑了两个方面的问题：一是选择合适的速凝剂以缩短混凝土凝结时间，提高早期强度；二是通过调节各种材料用量和挤压边墙机的具体参数以满足低强度、弱透水及密实度的要求。挤压边墙混凝土配合比设计参数见表2-3-1。
表2-3-1挤压边墙混凝土配合比设计参数
⑵挤压边墙混凝土配合比试验结果
混凝土配合比设计遵循 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）和《水工混凝土配合比设计规程》（5330-2005）等有关规程规范进行，主要进行了混凝土拌合物性能试验，混凝土抗压强度及混凝土抗冻、抗渗等各项性能试验。混凝土拌和物性能试验结果见表4-2-1、混凝土抗压强度以及抗冻、抗渗性能试验结果见表4-2-2。
表2-3-2挤压边墙混凝土配合比试验结果
⑶推荐挤压边墙混凝土施工配合比
综合混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能等试验结果，最终推荐使用编号为JY-2的混凝土配合比，其参数见表4-3-1。
表2-3-3推荐挤压边墙混凝土施工配合比
3挤压边墙混凝土拌制要点
⑴挤压边墙混凝土的拌制采用机械拌制，速凝剂的添加应使用挤压机配备的外加剂添加器添加，边行走边添加，控制好添加速度，确保速凝剂添加准确。
⑵挤压边墙混凝土冬季生产采用热水拌合，拌合时间适当延长，同时对混凝土生产系统、原材料储备仓、混凝土运输设备进行保温处理。
⑶采用热水拌合时，加强气温、水温、出机口温度、混凝土入仓温度的检测，根据实际情况及时调整水温，保证混凝土入仓温度不低于5℃。水温超过60℃时，改变拌合投料顺序，先骨料和水拌合，然后再加入水泥和外加剂，避免出现水泥假凝现象。
4挤压边墙混凝土的应用情况
根据布西水电站大坝填筑实际情况，2010年4月至2010年8月，进行了3262.0米高程以下挤压边墙混凝土浇筑施工；2011年4月至2011年6月，进行了3262.0米高程以上挤压边墙混凝土浇筑施工，共浇筑挤压边墙混凝土1.73万m3。挤压成型的边墙混凝土均质、连续、规则，保护了坝体上游坡面，防止洪雨冲刷，满足了设计要求，为坝体连续施工提供了有利的条件。
4.1挤压边墙混凝土施工工艺
⑴场地平整。垫层料摊铺碾压合格后，其表面应尽可能平整，平整度控制在±15mm范围内。
⑵测量放线。该线平行于设计坡面，用以指导挤压机行进方向，使成形的挤压墙平直，位置精确。使用细线，每隔8～10m用铁钉固定在垫层料表面。
⑶挤压机就位。挤压机由吊车吊运至预定位置，就位后使其内侧边沿紧贴测量放线线绳，扭动螺栓进行调平，并用水平尺检查，使挤压机出口高度为40cm。
⑷成墙施工。在挤压机进料口后方平台放置速凝剂添加器，内已装好按比例加水稀释的速凝剂。发动挤压机，混凝土运输车运送已拌制好的混凝土熟料就位。将混凝土均匀地放入挤压机进料口，同时打开速凝剂添加剂开关，使速凝剂按计算好的流速流入进料口，通过挤压机的搅拌挤压，使速凝剂基本上可以均匀地掺入混凝土内。
混凝土运输车应与挤压机同步前进并连续卸料。行进速度应控制在40～60m/h。挤压机行走路线以前沿内侧边沿靠线为准，并根据实际情况通过导向轮作适当调整，以保证成墙后墙体平直、位置准确。
⑸人工整修。由于挤压机本身占用一定长度，因此成墙不能与两端混凝土趾板连接，应人工立模浇筑混凝土并掺速凝剂，人工捣实，使挤压墙两端与趾板连接，基本不留空隙。对成墙施工过程中发生的错台、倒塌等，进行人工修复，处理完成并检查合格后，方可转序施工。
⑹施工记录。主要有测量放线记录、混凝土拌制记录、取样试验资料、施工班报等，挤压边墙设计断面见图4-1-1 ，挤压边墙布置见图4-1-2。
4.2挤压边墙混凝土施工质量控制
⑴成墙后上游侧斜面位置与设计坡面位置最大允许偏差按-80～+50mm进行控制，做到成墻平整、顺直。
⑵混凝土挤压边墙挤压成型2h后，进行相应垫层区料的填筑与碾压，每层挤压边墙施工时必须向内预留30~50cm的距离以抵消碾压引起的挤压边墙的变形位移。
⑶每层挤压边墙混凝土在施工完成后，上下两层之间的错台（不平整度）控制在小于1cm之内。
⑷挤压边墙混凝土在施工完成后及时进行保护，尤其是上游面不许掉块缺角，产生不平整，影响面板受力。
4.3挤压边墙混凝土质量检测结果
根据挤压边墙混凝土施工情况，对挤压边墙混凝土抗压强度、干密度、弹性模量和渗透系数进行了检测，检测成果见表4-3-1。
表4-3-1挤压边墙混凝土检测结果
项目 抗压强度(MPa) 弹性模量
(MPa) 渗透系数
(cm/s) 干密度
(g/cm3)
最大值 5.0 6800 5.6×10-4 2.24
最小值 1.7 5200 2.0×10-4 2.12
平均值 3.2 5800 3.6×10-4 2.19
5对挤压边墙混凝土施工的几点建议
⑴控制好骨料超逊径，最大粒径不宜大于20mm，若骨料过大，易在挤压过程中挤出墙体形成小的孔洞、麻面等缺陷，还容易造成挤压机堵塞，影响施工质量和施工进度。
⑵控制好速凝剂的添加，人工添加时更要注意，速凝剂添加过多，混凝土凝结过快，易造成边墙混凝土密实度达不到设计要求，也容易堵塞挤压机。另外挤压机外加剂添加器容易堵塞, 应经常清洁外加剂添加器。
⑶为保证挤压边墙成型断面尺寸不变，边墙密实度均匀，垫层料施工时需碾压平整，垫层料平面平整度误差控制在±15mm之间。
⑷挤压墙施工过程中, 需控制好挤压机的顺直度和水平度，避免造成挤压墙偏移设计线, 形成盈坡或亏坡，造成后期坡面的处理工程量增大。
⑸边墙挤压成型后，对形成的缺陷如每层接坡间的错台、边墙垮塌、平整度超标、缺角等应及时进行处理。
⑹边墙挤压成型2～4h后，才能进行垫层料的摊铺和碾压，摊铺时距挤压边墙外侧30cm范围内采用人工摊铺，碾压时控制好振动碾行走速度和振动幅度，防止边墙发生侧移。
⑺冬季进行挤压边墙混凝土施工时，需采取保温措施，保证成型混凝土的施工质量。
6结束语
混凝土面板堆石坝上游坡面的施工始终是一个控制坝体填筑进度和影响坝体质量的关键环节，通过挤压边墙混凝土的设计及应用，使布西水电站大坝上游坡面边墙挤压施工得到了顺利进行，简化了大坝上游坡面的施工工序，大大降低了施工成本。从现场施工情况看，挤压成型的边墙混凝土表面平整、密实，各项性能指标均满足设计要求，取得了较好的应用效果，为挤压边墙混凝土的设计及应用积累了宝贵的经验。
作者简介：韦灿强、男、35岁、工程师、水电四局勘测设计研究院鸭嘴河试验室
篇9
关键词：排水混凝土；配合比设计；现场施工
1 前言
328国道 1345段起点八字桥k133+500，终点为上汽仪征分公司k146+000，全长12.5km。该段建成于1987年，原为水泥混凝土板块路面，1998年加铺沥青混凝土面层进行“白加黑”高速化完善改造，在当时取得了良好的使用效果。时至今日，该路段由于水损害和重交通存在以下病害类型：连续翻浆、单点翻浆、横向裂缝、纵向裂缝、车辙病害、坑槽及修补不良。本项目采用的是排水混凝土工艺控制水侵害。
图 1 排水混凝土结构层次
排水混凝土，顾名思义主要作用就是排水，要求能够及时排出能渗透路面的积水。是粗集料与水泥构成的多孔堆积结构，既要保证该结构的多孔性，保证一定的空隙率，足以承受住作为路面结构组成部分的力学强度，对于本项目的结构层次主要是详见（图一）。
2 配合比设计
2.1、原材料要求：
2.1.1、粗集料要求
粗集料应选用洁净、坚硬、未风化的碎石，不含有机质、风化物和其他有害物质。其压碎值不大于16％，针片状含量不大于10％，含泥量（冲洗法）不大于1％。
2.1.2、水泥基本要求
考虑到从混凝土拌合场拌和到现场压实一般需要2h左右，一般优先选择初凝时间较长的水泥。本试验选用的水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级42.5。
2.1.3、集料级配
排水混凝土的强度主要是通过水泥浆粘结与集料之间的嵌挤作用，水泥用量较少，集料级配的嵌挤作用较大。工程中对于排水混凝土和普通混凝土的级配要求不同，要求排水混凝土具有一定的空隙率以便能充分的排水或透水。
集料最大粒径不大于37.5mm，4.75mm以下颗粒含量不超过16%,为开级配集料，少含或不含细集料，具体建议级配范围见下表：
筛
2.1.4、原材料的质量检测与选定：
①、水泥：仪征水泥厂高特牌P·O42.5水泥各项指标均符合要求。
②、集料：安徽产碎石；最大粒径37.5mm，其集料最大粒径、压碎值等指标符合设计要求，材料级配符合上表要求。
③、水：采用当地人、畜饮用水。
2.1.5、确定材料用量：
在配合比设计过程中，既要保证排水混凝土中每个粗集料都要被水泥浆包裹，又要保证排水混凝土内部存在空隙，主要是通过控制骨灰比和水灰比来实现的。根据设计要求，水灰比小于0.5，结合多次室内试验，及工程经验判断选择合适的水灰比。若水泥量较小，水泥浆无法包裹集料；若用水量过大，水泥浆会与集料产生离析。在用水量合适时，水泥浆均匀包裹集料，表面会呈现出金属光泽，如（图2、图3）所示。结合设计文件、图纸及技术规范要求，水灰比采用0.43，排水混凝土骨灰比的取值随所需配制的混凝土强度而定。无砂混凝土的强度越低，骨灰比越大。一般来说，骨灰比介于6∶1～15∶1之间。考虑到设计要求的28d强度为2.5MPa，强度要求不高，结合多次试验，我们选用了较大的骨灰比。骨灰比分别按照10：1，12：1，15：1三种配制混合料，设计混凝土密度为1900kg/m3；则各材料用量见下表：
图 2 自然堆积的排水混凝土图图 3 成型的排水混凝土
2.1.6、强度检验：按各材料用量制件，检验3、7、28d抗压强度，结果见下表：
2.1.7、确定配合比
排水混凝土配合比设计时应根据材料性能及设计要求，在满足混凝土强度及渗透性的前提下，以最小的水泥用量为原则进行设计。混凝土单位体积的质量应为1m3紧密状态的粗集料质量、水泥用量及水的质量之和。
该排水混凝土的设计28d强度要达到2.5MPa，根据28天抗压强度试验结果，空隙率要求以及经济情况确定骨灰比为12：1的一组配合比为理论配合比，则确定设计配合比：
W/C Mco（kg/m3） Mgo（kg/m3） Mwo（kg/m3） 骨灰比
0.43 142 1697 61 12：1
3 在施工过程中的注意事项：
3.1、在混凝土拌和场实际拌和过程中，排水混凝土的拌和比较困难，既要保证水泥浆可以包裹住粗集料，同时水泥浆又不能过多，造成排水混凝土离析。往往在拌和时，采取每次小方量进行拌和，并适当延长拌和时间。
3.2、水泥混凝土罐车在到达现场后，应要求罐车反转5分钟，使得罐车内的避免排水混凝土产生离析。在浇筑一段后，在到达下一处路段时要求，罐车每次都需要反转后方允许浇筑。如（图4）所示，混凝土罐车内部有增加混凝土流动性的水泥浆，在排水混凝土即将倾倒完毕时，控制排水混凝土的人员应注意不得将水泥浆倒在排水混凝土上，否则流动的浆液会堵塞排水混凝土的空隙，影响排水混凝土实际排水效果； 3.3、排水混凝土拌合物是具有开放式的空隙，施工中水分容易损失，使水泥混凝土混合料表面水泥浆过早初凝，造成表面集料颗粒松散，影响强度。在高温天气施工时，一方面可以通过使用外加剂使拌和物保水与缓凝，另一方面作为混凝土的一种，初期强度很重要，需要加强洒水养生，尤其在排水混凝土实际施工过程中处于夏季7月份，更需要加强洒水养生，作为排水混凝土，往往水刚洒上去就很快的渗透掉了，结合现场往往是加强洒水与覆盖土工布，加强其养生。
3.4、排水混凝土在施工过程中，不得采用强烈振捣或夯实，否则会引图4
排水混凝土浇筑现场
起水泥浆与集离析。在现场施工过程中，使用手扶单轮压路机静压排水混凝土，使得表面平整。
3.5、排水混凝土的检测指标之一是渗透系数，渗透系数是排水混凝土渗透性的直接度量。根据图纸设计结合《公路排水设计规范》（JTJ 018-97）要求的排水混凝土的设计渗透系数为不得小于300m/d，渗透系数的测试相对繁琐，故在实际施工过程中采用《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008试验方法，调整为渗水系数不得小于408ml/min。
关于渗透系数与渗水系数的换算如下所示：
渗透系数*截面积=渗水系数
渗透系数：
300m/d=300*（100cm/24h）=300*（100/24）cm/h=300*（100/24）*（cm/60min）=300*（100/1440）cm/min
截面积：πr2渗水系数：408ml/min
即有：300*（100/1440）cm/min*πr2cm2=408 ml/min
排水混凝土浇筑成型后，通过现场几次大雨之后观察，排水混凝土的排水效果良好，在原来设计之中的横向排水管得以取消。
4 结束语
排水混凝土在路面基层排水中的作用通过工程实践检验排水效果良好，因其没有细集料，内部含有存在的空隙，是通过水泥浆的胶结作用使得粗集料之间形成嵌挤作用，水泥用量较少，集料级配的嵌挤作用较大。排水混凝土本身的结构特点决定了其具有容重小、透水性大、施工方便等特点。排水混凝土在该工程中取得了较好的效果,通过本文较为详实的分析、阐述，希望对类似工程施工具有很好的借鉴和推广作用。
参考文献
1、JTG E42-2005，公路工程集料试验规程[S].
2、JGJ55-2000，普通混凝土配合比设计规程[S].
3、张应立. 现代混凝土配合比手册[M].北京：人民交通出版社，2002.
4、JTG E60-2008，公路路基路面现场测试规程[S].
篇10
关键词：大体积混凝土；配合比；热工分析；温差控制
一、工程概况
湖州翰林世家1#地下室工程总建筑面积约为134989m2。地下两层约29574m2，地上5栋高层约为105415m2，分为1#、2#、3#（33层）；7#、8#（29层）。1#2#3#楼地下室底板厚度为1600mm，7#8#楼底板厚为1400mm，电梯井四周2～3.6m范围内底板厚度达3100mm，地下室底板面标高为-14.09m。底板混凝土设计等级为C35，抗渗等级为P8，补偿收缩混凝土性能指标，水中14d限制膨胀率≥1.5×10-4。其中1#楼底板长71m，宽17.8m。
二、混凝土原材料的选择
（一）水泥
采用湖州南方水泥有限公司生产的P.O 42.5级水泥，其主要性能指标见表1。
（二）粉煤灰
采用浙江省长兴华兴电力综合利用有限公司的Ⅱ级粉煤灰，其主要性能指标见表2。
（三）砂
采用湖州安吉县河砂，其主要性能指标见表3。
（四）碎石
采用湖州妙西碎石，其主要性能指标表见4。
（五）膨胀剂
采用武汉三源，其主要性能指标见表5。
（六）高效缓凝减水剂
采用湖州市建工加剂有限公司JG-J1B型减水剂，该减水剂具有高效减水，增强和改善混凝土和易性及可泵性。
三、 混凝土配合比设计及确定
根据《普通混凝土配合比设计规程》计算、试拌及调整确定基准配合比为：水泥：砂：石：水：膨胀剂=380：753：1040：175：30.4
（一）掺粉煤灰混凝土的配合比设计及配合比确定
随着混凝土技术的发展与进步，尤其是泵送施工和高性能混凝土的开发应用，粉煤灰已成为泵送混凝土与高性能混凝土所必需的一种独立组分和功能性材料。粉煤灰对提高混凝土强度、工作性、耐久性以及其他物理力学性能起到至关重要的作用；另一方面，相对于水泥而言，粉煤灰的早期水化活性较低，掺入粉煤灰可降低混凝土的绝热温升值，并推迟水化放热峰的到来时间。因此结合本工程结构截面尺寸大、一次性浇捣混凝土方量大的特点，决定在混凝土中掺入粉煤灰等矿物掺合料来替代部分水泥。
1.掺粉煤灰混凝土的配合比计算
（1）在计算中采用超代法，超量系数K取1.2～1.7，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等体积的砂，计算步骤如下：
根据基准混凝土计算出各种材料用量(Co、Wo、So、Go)、粉煤灰取代水泥率(f％)和超量系数(K)，对各种材料进行计算调整。
（2）粉煤灰取代水泥量(F)、总掺量(Ft)及超量部分重量(Fe)应按下式计算；
F=Co×f(%)
Ft=K×F
Fe=(K-1)×F
（3）水泥的重量：C= Co-F
（4）粉煤灰超量部分的体积应按下式计算，即在砂中扣除同体积的砂重，求出调整后的砂重(Se)：
Se= So-Fe/γf×γs
（5）超量取代粉煤灰的各种材料用量为：C、Ft 、Se、Wo、G。
2.水泥取代率相同，采用不同超量系数的对比试验
在相同粉煤灰取代百分数下，随着水灰比的降低，粉煤灰降低混凝土绝热温升值的能力减小。但是如果增加超量系数K，可增加单方混凝土粉煤灰用量，降低混凝土的绝热温升值，起到了大体积混凝土浇筑时，凝结硬化前期的水化热释放速度。试验结果见表6。
从表6结果看出，编号2、3、4组配合比与基准配合比的强度对比，除7d强度略低于基准配合比外，28d强度基本接近，60d掺有粉煤灰的混凝土明显比基准混凝土高。经分析，以编号2为例，28d强度比基准提高5%，60d强度比基准提高8.4%，另外可节约水泥20%。
3.掺粉煤灰混凝土配合比确定
试验证明，粉煤灰混凝土在等稠度、等强度的情况下，混凝土的流动性、粘聚性、保水性都比基准混凝土有很大的改善。综合设计要求和经济合理考虑，确定地下室底板配合比为：水泥=302kg，粉煤灰=95kg，砂=735kg，碎石=1037kg，JG型外加剂=9.26kg，膨胀剂=24.16kg，水=175kg。
四、混凝土凝结硬化过程中温度控制指标及强度评定结果
（一）温度控制指标
浇筑完毕以后，根据预先埋设的测温点，进行每天的温度监测，监测结果如图1。
（二）混凝土现场检测结果
为了确保混凝土质量，在整个生产过程中，技术人员进行了跟踪检测，具体检测结果如表7。
（三）强度评定结果
用该配合比成型20组，具体数据及评定结果如图2、表8。
五、大积混凝土施工质量控制
（一）原材料品质
1.避免使用刚出厂的高温水泥。
2.采用级配良好、含碱量低的砂石骨料；使用前进行冲洗，一方面使之降温，另一方面降低其含泥量，以改善和易性和提高强度。
3.通过行之有效的试验方法确定与水泥相适应的化学外加剂品种、类型、掺量。
（二）拌和物质量
拌和混凝土前应对计量设备进行计量检定，误差应严格控制在规定的范围内。适当延长搅拌时间，使混凝土搅拌均匀，试验室工作人员随时检查混凝土拌和料的和易性和坍落度，保证混凝土强度。
（三）施工浇筑质量
本工程有些结构部位的截面尺寸很大，不能在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土时，将工作区域合理分段或分块跳仓施工，减小外部和内部约束，增加散热面，可有效减小温度和收缩应力，但对结构有一定影响的，必须经设计单位同意，连接面应符合后浇带、施工缝或其他有关规定。
（四）其他控制措施
根据测得的混凝土温度变化曲线，水化热引起的温度峰值，约在浇筑后的3天出现，故确定混凝土层施工周期以大于5天为宜。同时为了保证承台的整体性，增强其抗剪能力，各层之间的接缝除严格按工艺要求冲洗外，还采取了如下两项措施：
1.沿承台的纵横向每隔3.0m设置一条宽0.2m、深0.15m的剪力槽。
2.纵横向每隔0.5m预埋一条￠20mm的剪力筋。
通过以上一系列行之有效的措施，保证了混凝土的坍落度和良好的和易性，混凝土强度全部符合要求。混凝土测温和仔细的裂缝观测结果表明，混凝土温度均处于安全合理的范围，温度梯度较小，而且未出现危害性裂缝。
六、结束语
应用“双掺”技术及大量的对比试验，解决了大体积混凝土在凝结硬化过程中，早期水化速度快、水化热高，容易产生温度裂缝的矛盾，延长了混凝土初凝及终凝的时间，即节约了水泥，降低了工程造价，又确保了工程质量，取得了满意的效果。
参考文献：
1.DB33/T1024-2005,大体积混凝土工程施工技术规程[S].
2.DB/T1013-2004,混凝土矿物外加剂应用技术规程[S].
3.陈荣．预拌混凝土质量控制要点[J].混凝土．2009(9)．