高標號混凝土配合比設(shè)計及施工控制

1、<p>　　高標號混凝土配合比設(shè)計及施工控制</p><p>　　中圖分類號：TU377.1文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　摘要：通過對羅定高速公路LD11合同段高標號混凝土配合比設(shè)計研究及施工過程控制，以及與傳統(tǒng)室內(nèi)混凝土試件養(yǎng)生方式和混凝土強度試驗數(shù)據(jù)的對比，進行養(yǎng)生過程分析，驗證了噴淋養(yǎng)護技術(shù)在室內(nèi)混凝土試件養(yǎng)生中的可行性和優(yōu)越性。 </p>

2、<p>　　主題詞：高標號混凝土;配合比設(shè)計;施工控制 </p><p>　　The soil specimen of health and strength of concrete way the data of experiment, the health process analysis, and verifies the spray maintenance technology in indo

3、or concrete samples of health is effective and feasible. </p><p>　　Keywords: premium concrete; Mix design; Construction control </p><p>　　在我國高速公路飛速發(fā)展的時期，試驗工作顯的尤為重要，對控制工程質(zhì)量和工程成本有很大的作用，試驗工作中的配合比設(shè)計

4、工作是重中之重。對于橋梁工程，試驗室的水泥混凝土標準配合比設(shè)計很重要，標準配合比設(shè)計的合理有效，對于混凝土的施工起著指導(dǎo)性作用，也直接影響著橋梁工程的成本。以下結(jié)合本項目的施工，重點介紹高標號水泥混凝土的配合比設(shè)計和施工控制。 </p><p><b>　　1、工程概況 </b></p><p>　　甘肅省羅定高速公路，是國家銀武大通道的重要組成部分，也是連接陜西與甘

5、肅的主要干線。本項目為羅定高速公路第十一合同段，施工單位是路橋二局第三工程有限公司，監(jiān)理單位是北京中通監(jiān)理咨詢有限公司。羅定高速公路LD11合同段路線起點（SK251+000），位于白銀市會寧縣大山川村，路線終點（SK256+841.021）位于白銀市會寧縣太平店，路線全長6.84102Km。本合同段設(shè)隧道2座（上下行線），互通立交1處，通道橋（涵）9處，大橋3座：宋家莊大橋、太平店大橋和小岔溝大橋，其中上部結(jié)構(gòu)為箱梁、槽梁和T梁預(yù)制，

6、其中箱梁和槽梁的混凝土設(shè)計標號為C50，而T梁的混凝土設(shè)計標號為C55。 </p><p>　　2、高標號水泥混凝土配合比設(shè)計前的原材料檢測 </p><p>　　這里主要介紹C50和C55高標號混凝土配合比的設(shè)計，在設(shè)計中使用高標號水泥(P.Ⅱ52.5),還加入了適量的硅粉，目的是為了提高早期強度和增加外觀質(zhì)量。其配合比設(shè)計前應(yīng)當對原材料進行檢測，包括對水泥、水、砂、碎石、外加劑和硅粉進

7、行主要項目的檢測。對于水泥主要檢測初終凝時間、標準稠度、安定性、細度、水泥膠砂抗壓和抗折強度等主要項目，其檢測結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對于砂主要檢測細度模數(shù)、表觀密度、堆積密度、含泥量和級配組成等項目檢測，測得其細度模數(shù)為2.86以及級配符合中砂Ⅱ區(qū),其它檢測結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對于碎石主要檢測級配組成、表觀密度、堆積密度、針片狀、壓碎值和含泥量等項目，

8、測得其級配符合5―20mm的連續(xù)級配范圍,其它檢測結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對水也進行了水質(zhì)分析,符合鋼筋混凝土配制用水要求，UNF―1高效減水劑的檢測符合高效減水的要求，硅粉的檢測也達到質(zhì)量要求。 </p><p>　　3、高標號水泥混凝土配合比設(shè)計 </p><p>　　高標號混凝土配合比的設(shè)計對于原材料的選用很嚴格，必須嚴把原材料的質(zhì)量，設(shè)計高標

9、號的混凝土配合比要滿足以下要求： </p><p>　　1）要使混凝土的強度能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度的等級要求； </p><p>　　2）使混凝土拌合物的和易性與施工條件相適應(yīng)； </p><p>　　3）使硬化后的混凝土具有與工程所處環(huán)境條件相適應(yīng)的耐久性； </p><p>　　4）在滿足上述條件的前提下，盡量做到節(jié)約水泥，降低混凝土成本。

10、 </p><p>　　其設(shè)計步驟與普通配合比設(shè)計基本一致的，也分為以下幾個步驟： </p><p>　　3.1水膠比（W/C）的確定 </p><p>　　根據(jù)標準差和設(shè)計強度標準，計算出配制強度，再按水灰比公式計算出水灰比，然后根據(jù)施工環(huán)境及耐久性，選用合適的水膠比，最后選定基準水膠比為W/C=0.33. </p><p>　　3.2確定

11、用水量（W）用水量應(yīng)根據(jù)粗骨料情況和施工所要求的坍落度，可按表選用。粗骨料的最大粒徑為20mm，施工坍落度選用3―5cm，考慮加入1%的高效減水劑UNF-3，還有10%的硅粉，選用單方用水量為165kg。 </p><p>　　3.3計算出膠凝材料用量：C=W/（W/C）=500kg。其中硅粉占膠凝材料的10%，計算出硅粉用量為50kg，水泥用量為450kg。 </p><p>　　3.4

12、砂（S）碎石（G）用量通過假設(shè)容重法求解： </p><p>　　C+W+S+G=2450kg/m3 </p><p>　　砂率：S/（S+G）*100%=33%--38% </p><p>　　選擇砂率時，應(yīng)通過不同的砂率值33%，35%，38%，作流動度試驗，選流動性優(yōu)者的砂率。本配合比選用砂率為35%，則：S+G=2450-500-165=1785 </

13、p><p>　　S/（S+G）=35% S=1785*35%=625G=1785-625=1160 </p><p>　　本例加入膠凝材料的1%的高效減水劑。 </p><p>　　3.5計算初步配合比：初步得出單方混凝土的各種材料用量為： </p><p>　　水泥450kg，硅粉50kg，水165kg，砂625kg，碎石1160kg，高效減水

14、劑5.0kg </p><p>　　3.6試配與調(diào)整：根據(jù)計算出的初步配合比試配，測定其坍落度及和易性。試配時，如果坍落度不滿足要求，則通過高效減水劑摻入量調(diào)整，使坍落度增大或減少，以滿足設(shè)計要求。通過試配后，選擇高效減水劑摻入量為1%的坍落度合適。坍落度損失通過氨基磺酸鹽系減水劑加以控制；強度則通過水膠比得到滿足，應(yīng)選擇不同的水膠比做強度曲線確定；耐久性則要通過調(diào)整硅粉的數(shù)量和質(zhì)量得到滿足。 </p>

15、;<p>　　3.7確定試驗室配合比 </p><p>　　通過試配確定了基準配合比，為了保證強度要求，再上下浮動水膠比，做參考配合比，進行試拌，分別確定7天及28天強度，做強度與水膠比的曲線，選擇最佳的水膠比作為試驗室配比。計算其他三個水膠比的參考配合比如下： </p><p>　　1）、W/C=0.35W=165 C=471（其中硅粉為47,水泥為424） </p&

16、gt;<p>　　砂率選用36%S=（2450-165-471）*36%=653G=2450-165-471-653=1161 </p><p>　　2）、W/C=0.37W=165 C=446 (其中硅粉為45,水泥為401) </p><p>　　砂率選用37%S=(2450-165-446)*37%=680G=2450-165-446-680=1159 </p&g

17、t;<p>　　3）、W/C=0.31W=165 C=532 (其中硅粉為53,水泥為479) </p><p>　　砂率選用34%S=(2450-165-532)*34%=596G=2450-165-532-596=1157 </p><p>　　根據(jù)以上配合比的試配,分別測定四組不同水膠比的28天強度,然后以水膠比為橫坐標,以28天強度為縱坐標,繪制強度曲線圖,選定試驗室

18、的最終水膠比,確定試驗室配合比。測得數(shù)據(jù)如下：1、W/C=0.3128d強度為72.3MPa；2、W/C=0.3328d強度為68.4MPa；3、W/C=0.3528d強度為64.2MPa；4、W/C=0.3728d強度為58MPa。繪制強度曲線圖如下表所示: </p><p>　　根據(jù)上圖可以計算出C50和C55混凝土配合比的水膠比，從而得出其配合比。C50的試配強度為：50+1.645×6=59.8

19、7 MPa；C55的試配強度為：55+1.645×6=64.87 MPa。 </p><p>　　根據(jù)曲線得出C50的水膠比為W/C=0.36，砂率為36%；得出C55的水膠比為W/C=0.34，砂率為35%。因此確定出試驗室的C50和C55的配合比如下： </p><p>　　單方C50配合比的用量：水泥412kg，硅粉46kg，水165kg，砂658kg，碎石1169kg,高

20、效減水劑（UNF―3A）4.58kg. </p><p>　　單方C55配合比的用量：水泥437kg，硅粉48kg，水165kg，砂630kg，碎石1170kg, </p><p>　　高效減水劑（UNF―3A）4.85kg. </p><p>　　3.8換算施工配合比 </p><p>　　根據(jù)以上確定的試驗室配合比和現(xiàn)場測得的砂、石含水率

21、，準確無誤的換算出施工配合比。 </p><p>　　到此，C50和C55混凝土的配合比設(shè)計完成。下面對于高標號混凝土的施工控制就成為了關(guān)鍵，正確的按設(shè)計配合比施工，是施工質(zhì)量能夠保證的關(guān)鍵之所在。 </p><p>　　4、高標號混凝土的施工控制 </p><p>　　混凝土質(zhì)量的好壞，尤其是高標號混凝土的質(zhì)量好壞，既對結(jié)構(gòu)物的安全，也對結(jié)構(gòu)物的造價有很大影響，因

22、此在施工中我們必須對混凝土的施工質(zhì)量有足夠的重視。應(yīng)當加強混凝土的施工控制，從影響混凝土的各個因素入手，從各個方面控制混凝土的施工質(zhì)量。混凝土最主要的指標之一就是混凝土的抗壓強度，從混凝土強度的表達式中不難看出，混凝土的抗壓強度與混凝土所用的水泥強度成正比，施工當中切誤用錯了水泥標號。對于高標號混凝土，如果用錯了水泥標號，在水灰比相等的情況下，按公式計算，得到的混凝土抗壓強度將比高標號水泥低很多，施工中將會比計算得到的更低。另外，水灰比

23、也與混凝土強度成正比，水灰比大，則混凝土強度高，水灰比小，則混凝土強度低。因此，在高標號混凝土施工中，一定要確保水灰比與試驗室確定的水灰比一致，才能保證混凝土的強度。當水灰比變大時，企圖用增加水泥用量來提高溫凝土強度是錯誤的，此時只能增大混凝土的收縮和變形，對于預(yù)制板梁構(gòu)件的質(zhì)量將會產(chǎn)生重大的影響。 </p><p>　　因此，影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比，要控制好混凝土質(zhì)量，最重要的是控制好水

24、泥標號和混凝土的水灰比兩個主要環(huán)節(jié)。此外，影響混凝土強度還有其它不可忽視的因素。 </p><p>　　粗骨料對混凝土強度也有一定影響，當石質(zhì)強度相等時，碎石表面比卵石表面粗糙，它與水泥砂漿的粘結(jié)性比卵石強，當水灰比相等或配合比相同時，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強度比卵石強。因此我們一般對混凝土的粗骨料控制在3cm左右，細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小，所以混凝土公式內(nèi)沒有反映砂種柔效，但砂的質(zhì)量

25、對混凝土質(zhì)量也有一定的影響。因此，砂石質(zhì)量必須符合混凝土各標號用砂石質(zhì)量標準的要求。由于施工現(xiàn)場砂石質(zhì)量變化相對較大，因此現(xiàn)場施工人員必須保證砂石的質(zhì)量要求，并根據(jù)現(xiàn)場砂含水率及時調(diào)整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實驗配比與施工配比混為一談?；炷翉姸戎挥性跍囟?、濕度條件下才能保證正常發(fā)展，應(yīng)按施工規(guī)范的規(guī)定予在養(yǎng)護、氣溫高低對混凝土強度發(fā)展有一定的影響。冬季要進行保溫防凍害措施，夏季要進行防暴曬脫水措施。 </p>

26、<p>　　此外，混凝土標號是根據(jù)混凝土標準強度總體分布的平均值減去1．645倍標準偏差確定的。這樣可以保證混凝土強度均有95％以上的保證率，低于該標準值的概率不大于5％，依次充考慮了橋梁工程的質(zhì)量和安全系數(shù)。因此，抽樣檢查的幾組試件的混凝土強度平均值一定要大于混凝土設(shè)計標號。通過公式計算可以看出，施工人員不但要使混凝土強度的平均值大于混凝土標號，更重要的是千方百計的減少混凝土強度的變異性，即要盡量使混凝土標準差降到較低值，這

27、樣，既保證了工程質(zhì)量，也降低了工程造價。 </p><p>　　高標號混凝土質(zhì)量控制包含兩個方面的基本內(nèi)容： </p><p>　　4.1使混凝土強度達到設(shè)計要求的質(zhì)量標準。 </p><p>　　4.2在滿足設(shè)計要求的質(zhì)量標準前提下盡量降低成本。混凝土的強度有一定離散性，這是客觀的，但通過科學(xué)管理可以控制其達到最小值，因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平，

28、管理水平越高，標準差越小?？梢哉f，高標號混凝土質(zhì)量控制實質(zhì)上也是標準差的控制。實際上控制標準差應(yīng)從以下幾個方面人手。 4.2.1設(shè)計合理的高標號混凝土配合比。合理的高標號混凝土配合比應(yīng)由試驗室通過試驗確定，除滿足施工要求的和易性外，應(yīng)該具有耐久性要求和節(jié)約原材料的要求。因此要試驗室設(shè)計合理的配比，必須提供合格的水泥、砂、石、硅粉及高效減水劑。水泥主要控制強度、安定性、凝結(jié)時間及標準用水量；砂控制細度級配、含水率、含泥量等；石料控制級配

29、、壓碎值、針片狀含量、含水率及含泥量等；硅粉檢測其二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁等化學(xué)成分的含量，符合有關(guān)標準要求；高效減水劑檢測減水率、增加混凝土強度的對比值。只有材料達到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的進行，達到設(shè)計和驗收標準。 </p><p>　　4.2.2按設(shè)計配合比正確地換算施工配合比進行施工。按施工配合比施工，要及時測定砂、石含水率，將設(shè)計配合比換算為施工配合比；同時還要及時

30、檢查原材料是否與設(shè)計用原材料相符，這要求試驗室提供給給工地一份，工地收料人員應(yīng)按樣本收料，如來料與樣本不符，應(yīng)馬上向上級匯報，及時更改配合比(材料不合格不收料除外)。 </p><p>　　4.2.3加強原材料管理，混凝土材料的變異將影響混凝土強度。因此收料人員應(yīng)嚴把質(zhì)量關(guān)，不允許不合格品進場，另外與原材料不符及時匯報，采取相應(yīng)措施，以保證混凝土質(zhì)量。 </p><p>　　4.2.4進行

31、混凝土強度的測定。對于高標號混凝土的測定，應(yīng)當分別制作7d和28d試件。做7天試件，既可以作為板梁預(yù)應(yīng)力張拉時的控制依據(jù)，也可以測定其混凝土強度28d齡期的發(fā)展情況，以明確其質(zhì)量發(fā)展方向，為預(yù)防混凝土的質(zhì)量措施提供依據(jù)。但是混凝土的最終質(zhì)量還是以28d強度為準。 </p><p>　　5、高標號混凝土設(shè)計與施工控制中應(yīng)注意的問題 </p><p>　　高標號混凝土設(shè)計時，對原材料有很高的要

32、求。設(shè)計時應(yīng)該選擇與其對應(yīng)的水泥標號，否則很難達到試配強度；對粗骨料的最大粒徑應(yīng)當不超過25mm，在連續(xù)級配范圍內(nèi)，表觀密度應(yīng)當大于2.65g/cm3,吸水率應(yīng)當在1%左右；對于砂應(yīng)當選擇河砂或碎石砂?；炷潦┕た刂浦校紫葢?yīng)當作好混凝土施工的技術(shù)交底，一定要交到施工班組；其次要控制好現(xiàn)場施工的混凝土水灰比，確保與設(shè)計水灰比一致；拌和混凝土的時候，應(yīng)該先加水，再加高效減水劑，強度能提高2―3MPa；另外混凝土的振島一定要密實。 <

33、/p><p>　　綜上所述，我們應(yīng)當首先作好高標號混凝土配合比的設(shè)計工作，其次，應(yīng)該對混凝土的施工進行嚴格控制。從各個方面嚴格控制混凝土質(zhì)量，以確保整個工程質(zhì)量，以保證企業(yè)信譽和發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]馮乃謙。高性能混凝土技術(shù)，中國建筑出版社,1992年。 </p><