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混凝土的施工配合比换算及一次投料量的计算

混凝土工程分为现浇混凝土工程和预制混凝土工程。混凝土工程施工工艺过程包括混凝土的配料、拌制、运输、浇筑、振捣、养护等。其施工工艺过程见图4.27。
一、混凝土组成材料的要求
1、水泥
2、砂、石与水
3、掺外加剂
二、混凝土的配料
    1、混凝土试配强度
混凝土配合比的选择是根据工程要求、组成材料的质量、施工方法等因素，通过实验室计算及试配后确定的。考虑到现场实际施工条件的差异和变化，混凝土的试配强度应比设计的混凝土强度标准值提高一个数值，即式中： —混凝土配置强度； —设计的混凝土立方体抗压强度标准值；
—施工单位的混凝土强度标准差。由统计求得，无统计资料按规范取值。
    2、混凝土的施工配合比换算
混凝土的配合比是在实验室根据初步计算的配合比经过试配和调整而确定的，称为实验室配合比。确定实验室配合比所用的骨料—砂石都是干燥的。施工现场使用的砂石都具有一定的含水率，含水率大小随季节、气候不断变化。这样仍按原配比投料，必然导致配合比不符。为保证混凝土工程质量，保证按配合比投料，在施工时要按砂、石实际含水率对配合比进行修正。根据施工现场砂、石含水率调整以后的配合比称为施工配合比。
假定实验室配合比为水泥：砂：石=1：x：y，水灰比为W/C，施工现场测得砂含水率为Wsa、石子含水率为Wg，则施工配合比为
        水泥：砂：石=1：x（1+Wsa）：y（1+Wg）
水灰比W/C不变（但用水量要减去砂石中的含水量）。
    例题1  某工程混凝土实验室配合比为1：2.28：4.47，水灰比W/C=0.63，每m3混凝土水泥用量为C=285kg，现场实测砂含水率3%，石子含水率1%，求施工配合比及每m3混凝土各种材料用量。
解：施工配合比=1：x（1+Wsa）：y（1+Wg）
=1：2.28（1+3%）：4.47（1+1%）=1：2.35：4.51
按施工配合比计算每m3混凝土各组成材料用量：
水泥：        285kg
砂：          285kg×2.35=669.75kg
石：          285kg×4.51=1285.35kg
水：    285kg×0.63-285kg×2.28×3%-285kg×4.47×1%=147.32kg
三、混凝土的拌制
1、搅拌方法：混凝土有人工拌合和机械搅拌两种。人工拌合质量差，水泥耗量多，只有在工程量很少时采用。人工拌合一般用“三干三湿”法，即先将水泥加入砂中干拌两遍，再加入石子翻拌一遍，此后，边缓慢地加水，边反复湿拌三遍。
2、混凝土搅拌机
（1）搅拌机分类及其适用范围：按搅拌机原理分为自落式搅拌机（重力拌和原理，适用于搅拌流动性较大的混凝土，坍落度不小于30mm）和强制式搅拌机（剪切拌和原理，适用于搅拌低流动性混凝土、干硬性混凝土和轻骨料混凝土）两类。
（2）搅拌机的工艺参数：搅拌机每次（盘）可搅拌出的混凝土体积称为搅拌机的出料容量；每次可装入干料的体积称为进料容量，搅拌筒内部体积称为搅拌机的几何容量；为使搅拌筒内装料后仍有足够的搅拌空间，一般进料容量与几何容量的比值为0.22-0.40，称为搅拌筒的利用系数。出料容量与进料容量的比值称为出料系数，一般为0.60-0.70。在计算进料量时，可取出料系数0.65。
3、加料顺序：按加料顺序不同可以分为一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法等。
目前普遍采用一次投料法，即将砂、石、水泥和水一起加入搅拌筒内进行搅拌。搅拌混凝土前，先在料斗中装入石子，再装水泥及砂。水泥夹在石子和砂中间，上料时减少水泥飞扬，同时水泥及砂子不致粘住斗底。料斗将砂、石、水泥倾入搅拌机的同时加水。
二次投料法又可分为预拌水泥砂浆法（即先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为水泥砂浆后，再加入石子搅拌成混凝土）和预拌水泥浆法（即先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石搅拌成混凝土），多用于强制式搅拌机搅拌混凝土。可比一次投料法提高强度约15%（或节约水泥15-20%）。
水泥裹砂法（又称SEC法），其投料顺序见图4.29。主要采取两项工艺措施：一是对砂子的表面湿度进行处理；二是进行两次加水搅拌（第一次：20-26%）。与一次投料相比，强度提高约20-30%，混凝土不易产生离析现象，泌水少，工作性好。
4、搅拌时间：从砂、石、水泥和水等全部材料装入搅拌筒至开始卸料止所经历的时间称为混凝土的搅拌时间。搅拌时间应符合表4.10的规定。搅拌时间短，混凝土搅拌不均匀，而且影响混凝土的强度；搅拌时间过长，混凝土的匀质性并不能显著增加，反而使混凝土和易性降低，同时影响混凝土搅拌机的生产率。
5、施工配料（一次投料量）
求出每立方米混凝土材料用量后，还必须根据工地现有混凝土搅拌机出料容量确定每次需要投入几整袋水泥，然后按水泥用量来计算砂、石、水的每次拌合用量。
例题2  按例1，已知条件不变，采用400L混凝土搅拌机（出料系数为0.65），求搅拌时的一次投料量。
解：400L混凝土搅拌机每次可搅拌出混凝土：400L×0.65=260L=0.26m3
则搅拌时的一次投料量：
水泥：    285kg×0.26=74.1kg（取一袋水泥，即50kg）
砂子：    50kg×2.35=117.5kg
石子：    50kg×4.51=225.5kg
水  ：    50kg×（0.63-2.28×3%-4.47×1%）=25.85kg
四、混凝土的运输
1、运输要求
（1）混凝土在运输过程中要保持良好的均匀性，不产生分层、离析现象。当有离析现象时，必须在浇筑前进行二次搅拌。保证混凝土运至浇筑地点后具有设计配合比所规定的坍落度，见P88表4.12。
（2）混凝土必须在初凝前浇入模板并捣实完毕，即混凝土应以最少的转运次数、最短的时间从搅拌地点运至浇筑地点，保证混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不超过表4.11的规定。
（3）运输工作应保证混凝土的浇筑工作连续进行。
（4）运送混凝土的容器应严密、不漏浆，容器的内壁应平整光洁、不吸水。粘附的混凝土残渣应及时清除。
2、混凝土运输工具
（1）地面水平运输设备有：手推车、机动翻斗车、搅拌运输车、自卸汽车；
（2）混凝土垂直运输设备有龙门架、井架或塔式起重机、混凝土输送泵等。