系列混凝土配合比设.pdf

水利技术监督 2 0 1 3 年第 1 期 系列混凝 土配合 比设 计 尹科 宇 ( 中国水电建设集团十五工程局有限公 司科研 院，陕西成阳 7 1 2 0 0 ) 【 摘要】 在大型工程中常常会设计多种标号的混凝土配合比，工程开工前期的配合比设计和原材料供应商选 择的工作效率，直接影响着开工日期。为此系列配合比的设计就能提高配合比设计工作的效率，降 低设计成本，促进开工日期。 【 关键词】系列混凝土配合比设计；混凝土标号；强度；水胶比 D O 1 编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 3 O 1 0 1 6 【 中图分类号】 T V 4 3 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 - 1 3 0 5( 2 0 1 3 )O 1 0 0 5 0 0 3 国家大型水利枢纽工程，常常涉及到多种标号 不 同特性要求 的混凝土配合 比。在实 际工程施工 中，考虑施工工艺、季节变化、等情况对混凝土工 作度及设计的其他特殊要求，混凝土配合比的设计 就成了一个繁重的工作 ，如何提高混凝土配合比设 计的效率，是每个工地实验室必须面对的问题。本 文 就 结 合水 工 混 凝 土 配 合 比 设 计 规 程 D L T 5 3 3 0 2 0 0 5和 普通混凝土配合比设计规程 J G J 5 5 2 0 1 l的设计理论和要求，谈谈系列配合 比 的设计。 1 混凝土配合比设计必须达到的基本要求 ( 1 )满足结构设计的强度等级要求。 ( 2 )满足混凝土施工所要求的工作性。 ( 3 )满足工程所处环境对混凝土耐久性要求。 ( 4 )满足质量、经济、环保节能要求选定货源 稳定充足的原材料供应商，配合比的设计尽可能节 约水泥降低混凝土成本。 2 系列配合比的归类 做一个系列的配合比，首先得从工程设计资料 众多混凝 土标号 中归纳 出一个系列的不 同标号混 凝土 。应按照坍落度、粗骨料级配 ( 即骨料最大粒 5 0 。 径 ) 、选用水泥强度等级、原材料相 同的要求归类。 例如：工程需要坍落度 7 0 9 0 m m ，最大粒径 4 0 m m 、采用 P 0 4 2 5等级水泥及其他原材料相同的 C 2 0 、C 2 5 、C 3 0 、C 3 5 、C 4 0混凝土配合比设计可归 为一类。 3 混凝土配合比基本参数的确定 3 1选定设计水胶比的范围 根据选择的系列混凝土 强度标号计算配制强 度和水胶 比，然后选定设计水胶 比的范围。 混凝土配制强度的计算及系列水胶 比的确定： ， o= “ ， k+ t o e( 警) 一 + 、 一 回归系数，应根据工程使用的水泥、 掺合料、骨料、外加剂等，通过试验由建立的水胶 比与混凝土强度关系式确定，当无确定的关系时， 作者简介：尹科宇 ( 1 9 7 9年一 ) ，男，工程师。 水利技术监督 2 0 1 3 年第 1 期 可以按照表 1 进行选取 ( 依据 普通混凝土配合 比 设计规程J G J 5 5 2 0 1 1 ) 。 表 1 回归系数A 、B选用值 互 子品 种 碎石 卵 石 回归系数 A 0 5 3 O 4 9 B 0 2 0 0 1 3 例如：根据以上归类的系列混凝土标号结合公 式可计算并选择水胶 比范围，见表 2 。 表 2 设计强度标号 配制强度 水胶比 ( W C ) 选定水胶比范围 C 2 0 2 6 6 0 7 2 0 4 O 0 7 5 C 4 0 4 8 2 O 4 3 注：水泥 2 8 d 龄期抗压强度实测值按 4 2 5 M P a ，粗骨料选择碎石。水 胶比的范围确定可覆盖计算水灰比范围即可，水灰比梯度可按规程选 定为 0 0 5 ，则系列水胶比为 0 4 0 、0 4 5 、0 5 O 、0 5 5 、0 6 0 、0 6 5 、 0 7 0、 0 7 5 。 3 2用水量的确定 根据粗骨料的品种、粒径 、施工要求 以及混凝 土拌合物 的坍落度经 时损失确 定施工 混凝土拌合 物坍落度 ，依据设计规程初步选定基准配合 比单方 用水量。随着混凝土外加剂的广泛应用 ，混凝土外 加剂 的添加 能有 效改善 混凝 土性 能，降低水泥用 量，有利于混凝土质量、成本、环保节能的控制， 混凝土外加剂的选用己成了混凝土配合比设计的 基本要求。 依据混凝土配合比设计规程，其外加剂的减水 率应经混凝土试验确定。但具体应通过怎样的过程 方法，由哪些控制指标去确定外加剂的掺量和对应 的减水率却没有具体的描述。因外加剂的性能与掺 量有对应关系，在混凝土试验中应考虑混凝土的坍 落度 、和易性、坍落度经时损失等指标的情况下确 定最佳掺量及对应 的减水率 ，( 此时最佳掺量不是 外加剂最大减水率对应的最大掺量，而是最适应混 凝土工作性的掺量。 )然后才能计算掺外加剂后的 单方用水量。 在混凝土配合比设计过程中，会发现外加剂 的 掺量与混凝土的设计标号有一定的关系。 在坍落度 要求一定的情况下，当混凝土标号偏小时其水泥浆 用量也偏少，外加剂的掺量选择不能太大，否则会 因水泥浆的同步减少导致混凝土容易离析；在坍落 度要求一定的情况下，混凝土标号偏大时其水泥浆 用量也较多，外加剂的掺量选择不能太小，否则不 能满足降低水泥用量节约成本的要求 。所 以设计规 程上提到 的外加剂减水率不能简单 理解为生产厂 家简易掺量下对应的最大减水率，而是通过实际试 验确定的掺量及对应减水率。 3 3砂率的确定 配合比最优砂率的选择，是在系列水胶比中选 择中间的水胶比 ( 按上例可选 0 5 5 )作为基准 ，根 据骨料 品种 、品质 、粒径、水胶 比和砂的细度模数 等先查表选择，然后按规程计算基准配合比并试 拌， 对初步确定的砂率通过增减砂率 1 2 进行试 拌调整，在满足坍落度、含气量、和易性等混凝土 拌合物的工作性要求下，选出坍落度最大时对应的 砂率，即为最优砂率，此时的最优砂率是基准水胶 比 ( 例选 0 5 5 )对应的最优砂率。 3 4胶材用量的确定 根据初步确定的用水量和水胶比，计算胶材用 量，当需要添加矿物掺合料时，用等量代换法进行 初设矿物掺合料的掺量代换， 计算水泥和矿物掺合 料的各 自用量。 3 5粗骨料级配比例及用量的确定 因工程中粗骨料常用到多个级配，在确定混凝 土配合 比中粗骨料 的掺配比例上，通过对不同掺配 比例混合均匀的粗骨料 ，以紧密堆积密度最大法进 行试验来确定骨料级配 比例 。 不同水胶比配合比中粗骨料用量的确定， 可依 据混凝土配合 比设计规程按质量法或体积法确定。 4 混凝土配合比的试拌 、调整和确定 4 1 调整和易性，确定基准配合比 在系列水胶比范围内取中间水胶比 ( 按上例可 选 0 5 5 ) 后， 初步计算配合比各种原材料的用量并 进行试拌 。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并 检查其粘聚性和保塑性的好坏。如实测坍落度小于 或大于设计要求，可保持水灰 比不变 ，增加或减少 用水量；如出现粘聚性较差 ，可适当提高砂率 1 2 ，每次调整后再试拌配合比直到符合要求为止。 当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量， 并测定混凝土拌合物 的表观密度。此满足工作性的 配合 比为基准配合 比。 4 2系列水胶比的混凝土配合比试拌调整和确定 确定基准配合比后，其他水胶 比的配合比用水 量与基准配合比相同情况下，通过水胶比依次增减 0 0 5 ， 砂率可相应增减 1 调整砂率， 试拌系列水胶 比中其他水胶 比对应计算的配合 比，并使其满足工 作性需要。当不同水胶比的混凝土拌合物坍落度与 51 水利技术监督 2 0 1 3 年第 1 期 要求值的差超过允许偏差时，可在水胶 比不变的情 况下通过增、减用水量调整 。 在规程理论指导下通过试拌、 试验调整最终能确 定出满足混凝土拌合物工作性需要的系列配合比， 然 后成型混凝土立方体抗压强度试件， 标准养护到规定 龄期进行抗压强度试验。 根据试验得出混凝土抗压强 度与水胶比关系曲线， 用作图法或计算法求出与混凝 土配合比配置强度相对应的水胶比。 然后依据系列 配合比计算不同原材料的用量， 试拌不同混凝土配置 强度相对应水胶比的配合比，验证其工作性。称量混 凝土拌合物容重计算配合比校正系数，最终确定不同 混凝土标号的同系列混凝土配合比。 5 特殊要求混凝土配合比的设计 针对有抗渗 、抗冻、抗裂等要求的混凝土配合 比设计，其理论思路和普通混凝土配合 比相 同，只 需结合 混凝土配合 比设计规程 中相应的特殊要求 进行调整试拌试验验证，最后选定出适合特殊性能 的混凝土配合 比。 6 混凝土配合比设计应注意的问题 ( 1 ) 原材料必须合格 ，且在做系列混凝土标号 配合比设计过程中用相同原材料。确保不会因为原 材料的差异而影响系列配合比设计 。 ( 2 ) 因系列配合 比涉及水胶 比较多，可能会 出 现在相 同用水量情况下砂率变化较大，而产生混凝 土拌合物的工作性差异较大 ，甚至不满足工作性要 求，此时可适当调节用水量和外加剂的掺量来改善 混凝土拌合物的工作性，满足工程施工对混凝土的 性能要求。本文混凝土拌合物的工作性为混凝土坍 落度、和易性，混凝土坍落度经时损失，含气量等 性能指标。 ( 3 ) 在不 同混凝土标 号归类时 ，应区分偏低和 高强混凝土标号对水泥强度等级的选择 ，合理的水 泥强度等级选择可改善混凝土的和易性、降低水泥 用量 。同时还应考虑混凝土耐久性要求结合规程 ， 选择合适的胶材用量和水胶 比。 ( 4 ) 对设计配合 比原材料 的检测项 目尽可能全 面，以便在实际工程施工过程 中，当原材料有变化 时能对比参考，动态掌握混凝土性能的变化。尤其 在骨料考虑 是干燥状态还是饱和面干状态 下进行 混凝土配合 比的设计 ，都必须认真检测骨料的吸水 率，为满足混凝土拌合物 的坍落度及时调整生产中 骨料吸水变化所产生的用水量 。 简讯 山西省水环境监测中心通过国家计量认证复查评审 根据 国家认证认可监督管理委员会资质认定评审计划和国家计量认证水利评审组 关于国家计量认证 复查评审的通知( 国认水字 ( 2 0 1 2 )2 6号) 计划安排，国家计量认证水利评审组会 同山西省质量技术监督 局共 6位评审员，于 2 0 1 2年 1 1 月 1 9曰2 3曰对山西省水环境监测中心以及太原、大同、长治、忻州、吕 梁、晋中、临汾、运城 8个分中心进行 了国家计量认证复查评审。裴群巡视员出席 了会议。 评审组全面检查了省中心及 8个分中心实验室，共抽查了主要仪器设备 7 0余台( 套) 、原始记录 1 0 0 余份、检测报告 1 2 0余份，并查阅了其他相关的技术档案和质量记录等 1 0 0余份；抽取了具有代表性的 1 8 个参数，采用盲样考核、人员比对 、仪器比对 、方法比对等方式进行现场操作考核，涉及仪器设备 2 4台 ( 套) ，参加现场操作考核的 3 1 名检测人员操作熟练，标准使用正确，数据处理规范，考核结果一次合格 。 同时，抽取了 1 6人参加理论考试，考试人员覆盖了中心各部门和各分中心，考试结果全部合格。评审组 还对 “ 中心”主任、副主任、技术负责人、质量负责人、授权签字人及部 门负责人进行了座谈考核，确认 “ 中心 ”上述人员均具备规定的资格和能力 。 评审组认为：“ 中心”为独立法人事业单位，其组织机构健全，人员素质、仪器设备、环境条件和检 测报告等均能满足检测工作要求；新修订的管理体系文件基本符合 实验室资质认定评审准则的要求； 管理体系运行正常，内部审核 、管理评审均按计划进行，影响检测成果质量的诸 因素均处于受控状态。所 申请的水 ( 地表水、地下水、饮用水、大气 降水、废污水及再生水)和底质、土壤二类 7 2项参数，具备 向社会提供第三方公证数据 的能力，同意通过复查评审，建议国家认证认可监督管理委员会予以批准 。 ( 摘 自：中国水利 国际合作与科 技网，h t t p ： w w w c w s n e t o n ) 5 2