砼配合比设计要点及生产控制

砼配合比设计要点及生产控制

朱清利

关键词：配合比设计生产控制

0引言

随着高速公路建设的发展，桥梁结构对砼质量提出更高要求，要求砼具有符合设计要求的强度，具有与工程环境相适应的耐久性，具有与施工条件相适应的和易性。因此，我们必须从原材料选取开始，设计合理的配合比以此指导砼生产，从而达到控制砼质量目的。

1砼配合比设计

设计原则：选材料时考虑就地取材，便利易得，优质经济的混凝土在保证质量同时尽量节约水泥，使砼具有适宜的工作性、强度、和耐久性，充分满足工程设计和施工中提出的要求，同时通过试验优化设计，达到较优的经济效果。

1.1原材料选取

1.1.1细集料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂。砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。对强度等级越高的砼通常选用Ⅰ类砂、其次按强度等级不同可选用不同级别的砂。砂的技术性质对砼质量有很大影响，若有有害杂质粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘接，降级强度，同时还增加砼的用水量，从而加大砼的收缩，降低抗冻性和抗渗性;若砂过粗配制的混凝土和易性不易控制，不易振捣成型，过细配成的混凝土，既要增加较多的水泥和水用量，而且强度显著降低。故拌制砼用砂选用级配符合要求的中砂较理想，且砂的杂质符合规定。

1.1.2粗集料粗集料选用的原则是强度高，连续级配好，低碱活性，并且同一颜色的碎石，产地、规格、必须一致。粗集料最大粒径应按砼结构情况及施工方法选取，最大粒径不得超过结构最小边尺寸的1/4和钢筋最小净距地3/4；或钢筋密布的情况下，不得超过钢筋最小净距的1//2，不宜超过输送管径的1/3。集料按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。按强度等级不同可选用不同级别的碎石。

1.1.3水泥水泥的选用为整个砼工程生产施工的基础，同一座桥应尽可能使用同一品种、同一规格、同一厂家的水泥。水泥的技术指标必须满足规范要求。

1.1.4外加剂所用的外加剂必须是经过有关部门检验并附有质量合格证明的产品，同时应注意外加剂与水泥的适应性，避免出现坍落度在短时间内损失过大而影响施工操作。

1.1.5拌和水采用饮用水，宜采用深井水。

1.2初步配合比的设计

1.2.1确定砼配合比的试配强度为了保证混凝土配合比的质量，必须考虑配制混凝土的强度有一定的保证率。可按下列公式计算

fcu，0=fcu，k+1.645σ

fcu，0—混凝土配制强度；fcu，k—混凝土设计要求的强度；σ—强度标准差。

1.2.2计算水灰比W/c=αa×fce/(fcu.o+αa×αb×fce)

αa.αb—回归系数，分别为0.46、0.07；fce—水泥28天抗压强度实测值。为了保证混凝土必要的耐久性，水灰比不得大于规定值。

1.2.3选取每立方米混凝土的用水量，并计算出每立方米混凝土的水泥用量

混凝土每立方用水量可根据塌落度要求确定，并适当考虑施工时由气候影响而产生的塌落度得损失值。

1.2.4外加剂确定根据厂家提供的掺量进行试配，按水泥质量百分比计。

1.2.5选取合理的砂率根据混凝土拌合物的塌落度、粘聚性及保水性等特征来确定。一般，在保证拌合物不离析，又能很好地浇灌、捣实的条件下，应尽量选用较小的砂率。这样可以节约水泥。

1.2.6采用体积法计算每立方中粗、细集料的用量。可由下式求得：Mco/ρc+Mwo/ρw+Ms/ρs+Mg/ρg+10α=1000；Ms/(Ms+

Mg)×100=βs；Ρc、ρw—水泥、水的密度；Ρs、ρg—粗集料、细集料的表观密度；α—混凝土的含气量百分率（%）。在不使用引气剂外加剂时可取为1；Βs—砂率。

以上求出的各材料的用量，是借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查得的，因而不一定能够符合实际情况，必须经过试验拌和调整，直到砼拌合物的和易性符合要求为止。经过和易性调整得出的配合比，其水灰比不一定选用恰当，其结果是强度不一定符合要求，所以应检验砼的强度。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值增加和减少0.02~0.03，砂率可分别增加和减少1%。每种配比制作一组试件，标准养护28天施压。由试验得出的各水灰比时砼强度，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度相对应的水灰比，确定用水量及水泥用量，再分别计算各材料用量。由于又经过一次调整，所以该配合比还应根据实测的砼容重再作必要的校正，K=гo(实测值)/r(计算值)，将以上定出的配合比中每项材料用量均乘以校正系数K，即为最终定出的配合比。

1.3换算施工配合比试验室得出的配合比，是以干燥材料为基准的，而工地存放的砂、石材料都含有一定的水分，所以按实际含水量进行修正，将试验室配合比换算为施工配合比。

2以下是某工程C25水下灌注桩配合比设计实例

材料简介：水泥：无锡天山牌P.O42.5级水泥，水泥密度ρc＝3100kg/m3，28天抗压强度为45.2MPa，抗折强度8.1Mpa。黄砂：江西灨江中砂，级配良好，细度模数2.60，砂表观密度ρs＝2600kg/m3。碎石：浙江碎石，采用5－25mm连续级配的碎石，碎石表观密度ρg＝2710kg/m3。外加剂：江苏博特新材料有限公司JM-10减水剂（水剂）。要求混凝土的坍落度为180-220mm。

2.1试配强度fcu，0=fcu，k+1.645σ=25+1.645×5=33.2（Mpa）

2.2计算水灰比W/C＝αa×fce/(fcu，0＋αa×αb×fce)=0.6

2.3试验室计算初步配合比为

2.4试拌调整工作性，确定初步基准配合比：

2.5检验混凝土强度，确定最佳试验室设计配合比：采用水灰比分别为：(W/C)A＝0.55；(W/C)B＝0.60；(W/C)C＝0.65。拌制3组混凝土拌和物，砂率分别减增1％，A组：βs＝45%；B组：βs＝44%；Ｃ组：βs＝46%。用水量保持不变，三组配合比为：

A组：

B组

C组

用A、B、C三组混凝土配合比试拌，分别测定塌落度、粘聚性、保水性，均良好，制作试件在标准条件下养护28天后，测定其抗压强度值分别为：

2.6绘制水灰比与抗压强度关系曲线图确定最佳水灰比

根据以上绘制的水灰比与抗压强度关系曲线图确定最佳水灰比为：0.60。B组水灰比为0.6，强度满足试配强度值，故选取B组为最佳试验室配合比。

3砼生产过程中的控制

现场测定砂石含水量，将试验室配合比换算为施工配合比。混凝土生产时必须准确控制组成材料的用量，应安装全套的自动计量装置，砂、石料中的含水量应仔细测定后准确计算施工配合比，检查、调整混凝土坍落度，禁止混凝土在出料后以二次加水的方式调整坍落度混凝土运输要防止离析，减少中转次数，节省时间，制作试件的混凝土必须根据浇筑部位随机抽取，并用人工插捣方法制作试件，制作28天抗压强度试块组数按规范规定频率取样，同时要做好试块的养护工作。

4结束语

以上是本人通过日常试验工作的一点体会，提出自己的一些思路，总结出了可供参考的实践经验，有不足之处望同行给于指正。

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范.（JTJ041-2000）路桥集团第一公路工程局主编.人民交通出版社.

[2]普通混凝土配合比设计规程.（JGJ55—2000)中国建筑科学研究院.中国建筑工业出版社.