混凝土配合比设计规程模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇混凝土配合比设计规程，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

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.

篇2

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

引言

粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后烟道排出、被收尘器收集的物质。粉煤灰作为一种重要而已被普遍利用的混凝土辅料，一般具备改变基准混凝土的新拌、硬化和使用诸性能的能力。随着对粉煤灰认识的逐渐深入，人们充分认识到利用粉煤灰已不仅仅是取化水泥、节约能源以及减少环境污染的问题，粉煤灰已经成为对混凝性的一种重要组分。

粉煤灰混凝土是指掺加粉煤灰的混凝土，通常是指配制混凝土混合料时将粉煤灰作为一种组分加入搅拌机配制而成的混凝土。因此本文将粉煤灰混凝土应用于一种新型给水工程材料PCCP。

PCCP介绍

PCCP即预应力钢筒混凝土管，是一种新型给水工程材料，接口方式为双胶圈承插密封接口。它不仅造价低，耐压高，防腐性能好，而且安装方便，能保证良好的水质，最突出的一点是比其他承插接口更为严密。是目前世界上广泛采用的大口径、高工压的优质管材，作为水利工程配套产品，近年来PCCP不断被市场认可，已进入了高速发展期。

PCCP是由钢筒和预应力钢丝、混凝土构成的复合管材，这种管材是在带钢筒的混凝土管芯外，运用预应力技术环向缠绕预应力钢丝，最后在管外部施喷水泥砂浆保护层而制成的管材。其主要结构组成部分为包裹钢筒的混凝土管芯，通常采用普通混凝土浇注而成。随着西部大开发战略的实施，PCCP也在西部得到快速发展。需求量的增加，控制成本就成为迫在眉睫的工作，为此，选择成熟技术“粉煤灰混凝土”代替普通混凝土作为降低PCCP本的方法之一。

粉煤灰混凝土在PCCP上的应用试验

试验用PCCP为DN3200*5000mm 管，管芯用混凝土设计强度为C55，混凝土用量为15立方米，采用聚羧酸系高效减水剂。

混凝土技术要求

3．1、混凝土配合比设计

混凝土配合比设计是将水泥、粗细骨料和水等组成材料合理地配合，使所得混凝土满足工程所要求的各项技术指标，并符合经济原则。本混凝土试验研究采用重量法计算单位体积混凝土各项材料用量，粗、细骨料均以饱和面干状态为准，在进行混凝土配合比设计时充分体现安全可靠、经济合理的原则，即在满足设计指标的要求下，同时考虑混凝土的工作性，以方便施工。依照JGJ55-2000标准，本配合比所使用材料均为干材料，使用单位应根据材料含水情况随时调整。

3．2、设计计算参数说明

3.2.1.依据《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011-4.0.2，混凝土强度标准差σ取6.0Mpa；

3.2.2.水泥28天强度实测值fce依据《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011-5.1.4公式计算；

3.2.3.依据《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011-5.2.1，混凝土单方用水量mw0，取205Kg；

3.2.4.因本工程要求控制混凝土总碱量，依据《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011表3.0.5-2，粉煤灰掺量βf分别取10%、15%、20%，依据《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011表5.1.3粉煤灰影响系数分别取0.95、0.9、0.85。

3.2.5.外加剂掺量βa经试验确定为胶凝材料的1.6%。

3.2.6.因管芯混凝土采用立式浇筑，混凝土最大浇筑落差将达5m，根据经验，宜采用较高砂率以防止混凝土在重力作用下产生离析，本次设计砂率βs取40%；

3.2.7.为了提高模具周转效率，管芯成型采用蒸汽加速养护，考虑到加速养护对混凝土28天抗压强度会产生负面影响，本次试验根据以往经验取蒸养影响系数8%。

3.3.混凝土原材料

3.3.1.水泥

3.3.1.1.品质要求：符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007中各项指标要求的52.5普通低碱水泥。

3.3.1.2.本次试验分别选用辽阳天瑞水泥有限公司生产的P.O52.5低碱水泥，检验结果见《原材料检验情况一览表》。

3.3.2.粗骨料

3.3.2.1.品质要求：碎石质量要求应符合GB/T14685-2011的规定，比重不得小于2.6，含泥量不得大于1%，不得采用碱活性骨料。粗骨料碎石采用连续级配，最大粒径不超过30mm，且不得大于混凝土层厚度的2/5。其质量应符合GB/T14685-2011中II类的技术要求。

3.3.2.2.本次试验选用沈阳市金国碎石加工中心生产的5~25mm连续级配碎石，检验结果见《原材料检验情况一览表》。

3.3.3.细骨料

3.3.3.1.品质要求：符合《建筑用砂》GB/T14684-2011中各项指标要求的2区中砂，细度模数2.6~3.0，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，依据《水工混凝土试验规程》SL352-2006检测14d龄期试件的膨胀率不超过0.2%.

3.3.3.2.本次试验选用开原清河天然河砂进行混凝土配合比试验，检验结果见《原材料检验情况一览表》。

3.3.4.粉煤灰

3.3.4.1.品质要求：符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005中各项指标要求的F类Ⅰ级粉煤灰。

3.3.4.2.本次试验选用铁岭新元粉煤灰有限公司生产的F类Ⅰ级粉煤灰，检验结果见《原材料检验情况一览表》.

3.3.5.外加剂

3.3.5.1.品质要求：符合《混凝土外加剂》GB8076-2008中各项指标要求的聚羧酸系高效减水剂，减水效率大于30%，含气量小于3%。

3.3.5.2.本次试验选用安徽润安建材科技有限公司生产的标准型聚羧酸高效减水剂，检验结果见《原材料检验情况一览表》

3.3.6.水：符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006中各项指标要求，本次试验选用管厂区域内开采的地下水，检验结果见《原材料检验情况一览表》.

原材料检验情况一览表

3. 4.混凝土配合比设计成果汇总：

混凝土配合比编号 混凝土设计标号 粉煤灰掺量（占胶凝材料）% 混凝土单方材料用量（kg/m3） 混凝土蒸养12h抗压强度实测值（Mpa） 混凝土（蒸养12h+标准养护2.5天）抗压强度实测值（Mpa） 混凝土28天（标准养护）抗压强度实测值（Mpa）

3．5、试验结果

混凝土各龄期抗压强度对比可知：随着粉煤灰掺量的增加，前期强度（脱模、3d）呈现降低趋势，但后期强度（7d、28d）呈现增长趋势，经过实际生产观测，3#、4#配合比使用过程中管材外观成型较好，4#和易性要较之3#好，易操作，30min时3#塌落度为60～90，4#能达到80～100，环境温度19℃。结果表明掺加粉煤灰可有效减少塌落度损失。根据单方混凝土生产成本计算结果，粉煤灰掺量达15%以上时，成本节约效应较明显。

4、结论

尽管随粉煤灰的掺量增加，管芯强度有所降低，但其强度增长比例却逐渐提高，根据粉煤灰对砼后期强度的增长作用较大的特性，在一定程度上还能提高管芯的后期强度。

PCCP属薄壁结构（混凝土壁厚40～400mm），实际生产过程中极易出现干缩裂缝，这是因为薄壁结构的混凝土蒸养后（PCCP制造工艺为了提高模具周转效率，普遍采用蒸汽加速养护），由于水泥的早期水化急剧放热，且薄壁结构比表面积较大，水分快速散失，导致混凝土发生体积收缩，从而形成干缩裂缝，在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以有效抑制水泥的水化热，减少结构物由于温度和干燥收缩而造成的裂缝。

PCCP安装运行后，由于混凝土长期处于潮湿环境，水泥混凝土中如果使用了高碱水泥，会与某些活性集料发生碱集料反应，会引起混凝土产生膨胀、开裂，导致混凝土结构破坏，而且这种破坏会继续发展下去，难以补救。近年来，我国水泥含碱量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含碱外加剂的普遍应用，更增加了碱集料反应破坏的潜在危险。在PCCP管芯混凝土中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高混凝土的耐久性。

根据粉煤灰混凝土的特性，不仅可以改善PCCP管芯的各项性能，延长PCCP的使用寿命，同时可以大幅度减小耗费能源多、污染环境严重的硅酸盐水泥用量，因此也是一种绿色混凝土产品。从这个角度出发，推广粉煤灰混凝土在PCCP中的应用，是一件于国于民有显着效益的事业，必定有强大的生命力，有广阔的发展前景。

篇3

1 概述

客运专线所使用的高性能混凝土是以传统的工艺为基础，通过降低水胶比，采用双掺技术从而获得的一种高技术混凝土，耐久性是它的主要设计指标。文章以郑焦客运专线灌注桩所用的高性能混凝土为研究对象，通过采用高效减水剂和矿物细掺料，分析各配合比参数与混凝土性能的相关性，配制出高强度、高耐久性且体积稳定性好的高性能混凝土，并提出了配合比优化设计方案。

2 高性能混凝土原材料选取

按照《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）的要求，进行原材料各项性能指标试验，所选用的原材料均符合技术要求，具体检测结果见表1。

3 高性能混凝土配合比设计

3.1 配合比参数确定

灌注桩混凝土设计强度等级为C30，设计使用年限为100年，采用导管法施工。结构物所处环境类别为H1。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》及相关规范的规定，灌注桩配合比相关参数要求列于表2。

综合考虑上述要求并结合前期科研课题研究成果，得出H1环境条件下的配合比胶材用量为360kg/m3、370kg/m3、380kg/m3，水胶比控制在为0.42-0.43，外加剂掺量和砂率大小根据拌合物性能确定。

3.2 灌注桩高性能混凝土配合比

根据JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》，结合所确定的配合比参数，初步确定灌注桩混凝土配合比。通过调整外加剂掺量和砂率大小并保证混凝土拌合物性能满足要求，试验共选用了6个配合比，具体配合比见表3。

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）测定试件3d、7d、28d、56d的抗压强度及28d、56d的电通量，测试结果见表4。

根据表中结果可以得出，混凝土56d抗压强度值在46.1MPa-56.1MPa之间，电通量值在702c-950c之间，外加剂用量在0.7%-1.2%之间，混凝土含气量在3.5%-4.3%之间，均符合相关技术要求。

4 高性能混凝土配合比优化

最佳的高性能混凝土配合比应该不仅能满足拌合物性能、强度和耐久性的要求，而且能够使其经济性最优。单方混凝土的价格主要取决于所用原材料的用量及单价。本试验中所用水泥为300元/吨，矿渣粉为200元/吨，粉煤灰为180元/吨，砂为45元/吨，石为50元/吨，外加剂为7800元/吨。根据材料单价即可计算出6种配合比下混凝土的单方价格，具体分析过程见表5。

5 结束语

文章结合郑焦客运专线项目，以试验为基础，对灌注桩混凝土的配合比进行了优化设计，最终确定配合比方案c为指导性配合比。结合试验数据及各因素对混凝土强度影响的分析，得出最优配比参数为：水胶比为0.43，胶凝材料用量370kg/m3。

参考文献

[1]汪澜.水泥混凝土[M].北京：建材工业出版社，2004，8.

[2]洪雷.混凝土性能及新型混凝土技术[M].大连：大连理工大学出版社，2005，4.

[3]H.索默.高性能混凝土的耐久性[M].北京：科学出版社，1998，3.

[4]杨荔.普通强度等级的高性能混凝土[A].高性能混凝土和矿物掺和料的研究与工程应用技术交流会[C].

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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

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1 前言

1.1 概况

顺溪水利枢纽工程位于平阳鳌江北港支流顺溪上，距平阳县城54.5km。该工程为浙江省重点建设工项目。工程的主体为拦河坝，为抛物线型常态砼双曲变厚拱坝，坝顶高程195.00m，最大坝高101米，为2级建筑物。

拱坝混凝土承载力大，抗裂性能、耐久性能要求高；坝体混凝土配合比必须满足这些要求并具有良好的经济合理性。

1.2 设计依据和技术要求

设计文件要求坝体混凝土为常态混凝土，强度等级R90#200，抗渗等级为W8，抗冻等级为F50；坍落度为30-50mm，水泥品种为P・O42.5，石子级配为二级配、三级配、三级配（富浆）、四级配，

2 原材料试验

2.1 水泥

水泥是混凝土的主要胶凝材料，决定混凝土强度及其它各项性能，因此水泥品种和质量的选择须根据混凝土的使用部位、各项技术要求、施工要求来综合考虑。根据设计文件要求，水泥选用安徽海螺水泥股份有限公司生产的P・O42.5海螺水泥。经检测主要性能指标为：标准稠度26.2%，密度3.05g/cm3 ，比表面积m2/kg，初凝、终凝时间分别为2：33、3：37，3d、28d抗压强度分别为26.8和53.7MPa，3d、28d抗折强度分别为6.1和8.9MPa，安定性合格，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准要求。

2.2 粉煤灰

粉煤灰能有效降低混凝土水化热，大体积混凝土掺粉煤灰已成为防止温度裂缝的主要措施。根据就地采购的原则，粉煤灰选用磐石火电厂生产的F类II级粉煤灰，检测结果为：细度（0.45?m筛）23.6%，需水量，94%，烧失量5.45%，含水量0.6%，三氧化硫2.27%，密度2.20g/cm3 ，符合F类Ⅱ级粉煤灰的技术要求。

2.3 外加剂

委托方选用的外加剂为杭州诚启建材有限公司生产的复配缓凝高效减水剂和松香树脂类混凝土引气剂，经检测高效减水剂和引气剂的减水率、泌水率、含气量、凝结时间之差、抗压强度比等指标均符合《水工混凝土外加剂技术规程》的质量标准，引气剂的28d收缩率比为117%，也符合规程的质量标准。

2.4 骨料

骨料的品质对混凝土性能影响很大，稳定性不好的骨料容易发生体积变形而导致混凝土局部开裂、剥落、甚至内部结构破坏。本工程骨料为坝基开挖料加工成的人工砂和碎石，良好的级配应当是：容重大，孔隙小，总表面积小，施工操作方便，具有良好的抗分离能力。通过紧密密度试验从中选出密度较大，空隙率较小的骨料配比。二级配为小石：中石40：60；三级配为小石：中石：大石20：30：50；四级配为小石：中石：大石：特大石25：25：20：30。

3 混凝土配合比设计试验

3.1 混凝土配制强度的确定

根据《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330-2005），混凝土配制强度按下式计算：

fcu.o=fcu.k+tσ （3-1）

式中：fcu.o―混凝土配制强度

fcu.k―混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值 MPa；

t---概率度系数为0.84，由给定的保证率P选定

σ---混凝土立方体抗压强度标准差为4MPa

经计算混凝土配制强度为21.4MPa。

3.2 混凝土配合比设计基本参数的选择

3.2.1 水胶比

根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）水胶比的相关要求，结合工程所处的气候条件以及混凝土的使用部位，初选供试配的水胶比为：0.60、0.55、0.50。

3.2.2 粉煤灰掺量

对于拱坝常态混凝土，永久建筑物水工混凝土F类粉煤灰的最大掺量不宜超过30%。该工地选用的粉煤灰经检测满足II级灰标准要求，鉴于同类工程的混凝土强度及耐久性情况，在坝体混凝土设计中粉煤灰掺量确定为25%。

3.2.3 砂率

砂率的选择：根据选定的骨料，在水胶比和胶凝材料用量保持不变条件下，通过调整砂率，使混凝土拌和物和易性最好，这时对应的砂率为最优砂率。

3.2.4 用水量

混凝土用水量，根据骨料最大粒径、坍落度、外加剂、粉煤灰掺量以及最优砂率通过试拌确定。

3.2.5 减水剂掺量的选择

外加剂选择根据混凝土性能要求、施工需要、并结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经可靠性论证和技术经济比较后，选择合适的外加剂种类和掺量。本次配合比试验使用的复配缓凝高效减水剂掺量按厂家推荐掺量选择0.6%，经过试拌与海螺P・O42.5水泥及磐石电厂Ⅱ级粉煤灰适应性较好。

配合比试验使用的松香树脂类混凝土引气剂掺量，根据厂家推荐掺量及混凝土含气量试验测定的情况确定。

3.3 混凝土试配与结果分析

混凝土配合比计算采用体积法，骨料以饱和面干状态为基准。试拌方案和试验结果见表1。

3.4 推荐配合比

根据混凝土各项性能试验结果，对照《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2001）、《水工建筑物抗冻设计规范》（DL/T 5082-1998）的规定，水胶比确定为0.55，推荐的混凝土配合比见表2；推荐配合比各项性能试验结果见表3。

4 结束语

目前，该配合比从2011年7月起已应用于顺溪水利枢纽工程混凝土拱坝施工中。根据现场试验室的检测结果反馈，采用该配合比的混凝土各项检测结果均符合设计的技术要求，和易性也满足施工要求；此外，每方混凝土的水泥用量比投标文件中的预算降低了15kg，降低了施工成本，提高了经济效益；达到了良好的效果。

参考文献：

[1]温州平阳顺溪水利枢纽工程设计说明书.浙江省水利勘察设计院，2009（10）.

[2]刘数华.《混凝土配合比设计》.中国建材工业出版社，2009（6）.

[3]徐定华，冯文远.《混凝土材料实用指南》.中国建材工业出版社，2005（1）.

[4]李崇智.《建筑材料》.清华大学出版社，2012（1）.

[5]周孝正.《水工混凝土》 中国建材出版社，2005（6）.

篇6

高性能混凝土是20世纪八九十年代基于混凝土结构耐久性设计提出的一种新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命[1-2]。本文针对项目需求，结合混凝土力学性能、抗渗性、干缩性能进行混凝土配合比优化设计，配制出了具有良好抗裂防渗的高性能混凝土。

1 实验

1.1 原材料

实验选取P・O42.5水泥，其各项技术指标如表1所示；细集料选取河砂，颗粒级配满足II区要求，细度模数为2.64；粗集料选取碎石，粒级符合5～26.5mm的连续级配，最大粒径为26.5mm，其它主要物理化学性能满足规范要求；矿物掺合料选用I级粉煤灰和超细矿粉，其技术指标如表2、表3所示；减水剂选取聚羧酸型高效减水剂，其主要物理性能满足规范要求。

1.2 实验方法

1） 力学性能。混凝土强度依据《水工混凝土试验规程》进行测定， 抗压强度试件尺寸为150 mm ×150 mm ×150 mm立方体。

2） 渗透性能。混凝土抗渗透性能采用 ASTMC1202标准规定的氯离子渗透性试验方法进行测试。

3） 干缩性能。根据《水工混凝土试验规程》，针对抗渗透性较好的实验配合比进行混凝土干缩性试验。

2 混凝土配合比设计步骤

2.1 混凝土配合比设计目标

1） 工作性：要求混凝土的凝结时间和工作性满足连续浇筑的泵送施工要求，坍落度220±20mm，泌水性小、不分层离析、可泵性好、易于浇筑密实；

2） 力学性能：要求混凝土28d配制强度大于50MPa，混凝土7d强度达到设计强度等级的80%；

3） 耐久性：要求混凝土的电通量（ASTM C1202法）指标小于1000库仑，且体积稳定性良好。

2.2 混凝土配合比优化设计

结合混凝土配合比设计目标，通过理论计算和实验室试配，拟设定高性能混凝土基准配合比为：mc：ms：mg：mw =480：678：1138：144。混凝土配合比设计参数是相互依赖的，不同的砂率和矿物掺合料的掺量对混凝土的各种性能均有不同的影响[3]。在胶凝材料用量为480kg/m3，水胶比为0.30不变的情况下，通过对初步拟定的基准混凝土配比进行优化设计，具体实验配合比如表4所示。

3结论

a. 混凝土砂率和矿物掺合料的掺量对混凝土力学性能和耐久性均有影响，随着矿物掺合料掺量的增大，混凝土28d强度先增大后减小。

b. 当采用0.35的砂率，分别掺入8%、17%的粉煤灰、矿粉时，混凝土28d强度最高达62.0MPa；当采用0.37的砂率，分别掺入15%、15%的粉煤灰、矿粉时，混凝土6h电通量低于650C，且干缩性在6组配合比中最小。

参考文献

篇7

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。

篇8

0.前言

在大体积混凝土施工准备过程中，混凝土原材料的选择和配合比的确定十分重要，合理的选择可有效地降低混凝土浇筑块体因水泥水化热引起的升温，达到降低温度应力和防止混凝土开裂的作用。同时在施工过程中对混凝土浇注体内的温度进行严格控制，从而保证混凝土工程施工完毕后不出现质量问题。

1.配制大体积混凝土的原材料选择

1.1水泥

配制混凝土所用的水泥，应符合现行的国家标准：《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥》(GB1344-1999)。

当采用其他品种水泥时，其性能指标必须符合有关标准的要求。同时应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，当混凝土的强度等级为C20及以上时，宜采用32.5MPa的矿渣硅酸盐水泥;也可用42.5MPa水泥，但在用量上要加强控制。

对大体积混凝土所用的水泥，应进行水化热测定，水泥水化热的测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》(GB/T2022-1980)配制，混凝土所用的水泥7d的水化热宜不大于250kJ/kg。

1.2骨料

粗骨料种类应按基础设计的要求确定，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》(JCJ52-2006)的规定外，其含泥量应不大于1.5%。

采用高炉重矿渣碎石作为粗骨料时，其质量应符合现行标准《混凝土用高炉重矿碴碎石技术条件》(YBJ20584)的规定，且含粉尘(粒径小于0.08mm)量不应大于1.5%。

细骨料宜采用天然砂，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》(JGJ52-2006)的规定。也可以采用岩石破碎筛分后的产品，其质量与有害物质含量应符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52-2006)的有关规定。

1.3外加剂及混合料

混凝土中掺用的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过实验确定。

所用外加剂的质量应符合现行《混凝土外加剂质量标准》(GB8076-1997)的要求，混凝土外加剂的应用，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)的规定。

当混凝土掺入粉煤灰时，其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)的规定;其应用应符合部标《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》(JGJ28-86)的规定。

当使用其他材料作为混合料时，其质量和使用方法应符合有关标准的要求。

特别注意外加剂对收缩的影响。新型外加剂，不经工程试点取得成熟资料，建议不应大面积推广。

2.混凝土配合比的确定

2.1大体积混凝土配合比的确定，在保证基础工程设计所规定的强度、耐久性要求和满足施工工艺要求的工艺特性的前提下，应遵循合理使用材料，减少水泥用量和降低混凝土的绝热升温的原则。

2.2大体积混凝土配合比的确定

混凝土配合比应通过计算和适配确定，对泵送混凝土尚应进行试泵送;混凝土配合比设计方法应按现行的《普通混凝土配合比设计技术规程》(JGJ55-2000)执行;混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)的有关规定;在确定混凝土配合比时，尚应根据混凝土的绝热温升值，温度及裂缝控制的要求提出必要的砂、石料和板或用水的降温，入模温度控制的技术措施。

3.大体积混凝土工程的温度控制环节

大体积混凝土工程的温控施工核心，是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土浇筑块体内部温度及其变化，以达到控制混凝土浇筑块体浇筑裂缝的目的。大体积混凝土配合比选择时应考虑的是施工用混凝土配合比在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，应尽量减少水泥用量，以降低混凝土的绝热温升，这样就可以使混凝土浇筑后的里外温差和降温速度控制的难度降低，也可以降低养护的费用。用降低水泥量的方法来降低混凝土的绝热温升值，这是大体积混凝土配合比选择时所具有的特殊性。

4.结束语

大体积混凝土工程施工过程中，既要做好混凝土配合比的确定，又要选择好原材料，同时也要做好大体积混凝土工程施工过程中的温度控制，这样才能有效保证大体积混凝土施工的工程质量要求。■

【参考文献】

篇9

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

对于如何提高大体积混凝土的性能，在我国已经已经有不少学者和单位进行了相关研究，并且已经取得了一定的成效，比如机制砂对混凝土性能的影响，水灰比、混凝土级配等参数对混凝土的影响等等。本文通过混凝土配合比试验，探究提高混凝土性能的方法。

1原材料的选用

本试验采用华润“平南”P·Ⅱ42.5级水泥；矿物掺合料采用江苏谏壁电厂Ⅰ级F类粉煤灰和首钢盾石磨细高炉矿渣粉；细骨料选用西江上游中砂；粗骨料选用新会自水带5~20mm碎石(两级配由5~10mm占25%，10~20mm占75%比例混合而成)；外加剂选用江苏博特聚羧酸高性能减水剂；水选用日常饮用水。

2配合比计算与调整

2.1计算初步配合比

本工程混凝土设计强度等级为C45，属于大体积混凝土；现场施工要求泵送，混凝土的坍落度控制在200±20 mm；28天氯离子扩散系数要求不大于6.5×10-12m2/s,抗渗等级要求不小于P10。

为了使混凝土的各项性能达到设计的要求，在设计混凝土配合比时，综合考虑混凝土的和易性、强度、耐久性、经济性等方面，按质量法设计混凝土配合比。

本试验依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011 )等进行计算。

（1）混凝土配制强度（fcu，0)，δ值可以通过查表的方式获得，考虑到本试验的设计强度，δ取5.5MPa。

fcu，0＝fcu，k+1.645δ＝45+1.645×5.5＝54.0MPa

式中fcu，0为混凝土的配制强度（MPa），fcu，k为混凝土的设计龄期的标准强度值，δ为混凝土强度标准差。

（2）水胶比取值0.34，用水量mw0=150(kg/m3)

（3）胶凝材料用量mb0=150/0.34≈440(kg/m3)，其中

水泥占45%mc0=440×0.45=198(kg/m3)

粉煤灰掺量占25%=440×0.25=110(kg/m3)

矿粉掺量占30%msl0=4400.30=132(kg/m3)

（4）外加剂掺量为胶凝材料总量的1.0%

ma0=440×0.1=4.4(kg/m3)

（5）选定砂率 βs＝41%

（6）计算粗、细骨料用量

采用体积法计算混凝土配合比，含气量a＝2.0%，砂率βs＝41%，粗、细骨料用量按公式（1）计算：

（1）

分别得出：细骨料用量ms0=736(kg/m3)

粗骨料用量mg0=1059(kg/m3)

其中10~20mm碎石占75%，mg0（大）＝794(kg/m3)

5~10mm 碎石占25%，mg0（小）＝265(kg/m3)

（6）混凝土初步配合比结果

mc0:mf0:msl0:ms0:mg0（大）:mg0（小）:mw0:ma0＝198:110:132:736:794:165:150:4.4

＝1:0.56:0.67:3.72:4.01:1.34:0.83:0.02

2.2混凝土配合比试配

按混凝土初步配合比进行试拌，试拌20L拌合物，测定坍落度为210mm，容重为2390kg/m3，混凝土拌合物性能符合设计和施工要求。

2.3混凝土配合比的调整

在试拌配合比的基础上进行混凝土立方抗压强度、氯离子扩散系数(快速氯离子迁移系数法)和抗水压渗透等级试验。采用三个不同的配合比，其中一个为试拌配合比，另外两个配合比的水胶比较试拌配合比分别增加和减少0.02，用水量与试拌配合比保持相同，按三组配合比

分别拌制成型试件，按规定方法测定其立方体抗压强度、氯离子扩散系数(快速氯离子迁移系数法)和抗水压渗透等级，测试结果表1所示。

表1 混凝土性能测试结果

2.4混凝土配合比的确定

根据上面试验得出的数据，选取抗压强度、氯离子扩散系数(快速氯离子迁移系数法)和抗水压渗透等级均满足设计要求，且经济性最好的混凝土配合比，如表2所示。

表2 选定的混凝土配合比单方用量（kg/m3）

2.5混凝土耐久性指标复核(计算值)

（1）水胶比为0.34，小于规定值0.40，符合设计要求;

（2）胶凝材料用量为440kg/m3，大于360kg/m3，小于450kg/m3，符合要求;

（3）混凝土碱含量计算如表3所示，为l.17kg/m3，小于3.0kg/m3，符合要求;

（4）混凝土氯离子含量计算如表4所示，为0.08kg/m3，占胶材用量的0.02%，小于规定值0.08%，符合要求;

（5）混凝土三氧化硫含量计算如表5所示，为11.50kg/m3，占胶材用量的2.61%，小于规定值4%，符合要求。

表3 混凝土碱含量计算

表4 混凝土氯离子含量计算

表5 混凝土三氧化硫含量计算

3试验结论

在本次试验中，我们对混凝土抗压强度、氯离子扩散系数和抗水压渗透等级分别作了测试，根据试验数据我们选出了抗压强度、氯离子扩散系数和抗水压渗透等级均满足设计要求的配比方案，并且也是最经济的一种方案，试验中各项目性能指标均符合设计要求，包括坍落度、密度及抗压强度等指标均满足了试验目的，可以在工程应用中进行推广。

附录

配合比设计依据标准

[1]《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)

[2]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011 )

[3]《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005 )

[4]《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)

篇10

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。