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篇1

關(guān)鍵詞：混凝土 強(qiáng)度 水膠比

《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011（以下簡(jiǎn)稱“新規(guī)程”）從2011年12月1日開始實(shí)施，JGJ 55-2000（以下簡(jiǎn)稱“舊規(guī)程”）同時(shí)廢止。比對(duì)新規(guī)程和舊規(guī)程，發(fā)現(xiàn)鮑羅米公式（新規(guī)程中的公式5.1.1，舊規(guī)程中的公式5.0.3-1）發(fā)生了以下變化：

①舊規(guī)程公式中的fce（水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值）被新規(guī)程公式中的fb（膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度，可實(shí)測(cè)）代替。②回歸系數(shù)αa、αb的取值作了重要調(diào)整。

鮑羅米公式的上述變化意義何在？本文就該問題發(fā)表一些看法。

1 關(guān)于用膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度f(wàn)b代替水泥28d抗壓強(qiáng)度f(wàn)ce的意義

舊規(guī)程在7.1抗?jié)B混凝土、7.3高強(qiáng)混凝土、7.4泵送混凝土、7.5大體積混凝土等章節(jié)均提到混凝土中摻加礦物摻合料問題，但舊規(guī)程鮑羅米公式采用水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值fce參與計(jì)算，未提及混凝土中摻加礦物摻合料時(shí)如何計(jì)算問題，使得依據(jù)舊規(guī)程進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)若摻加礦物摻合料便無(wú)法計(jì)算，不得不引用其他標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)程）進(jìn)行計(jì)算。混凝土拌合物中摻加礦物摻合料可顯著改變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，舊規(guī)程存在的上述缺陷使得舊規(guī)程無(wú)法滿足目前的實(shí)際需要。

新規(guī)程中鮑羅米公式采用膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度f(wàn)b參與計(jì)算，并在新規(guī)程“術(shù)語(yǔ)與符號(hào)”中明確了膠凝材料是“混凝土中水泥和活性礦物摻合料的總稱”，膠凝材料用量是“每立方米混凝土中水泥和活性礦物摻合料用量之和”，膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度f(wàn)b=γfγsfce(公式5.1.3)，fce=γc*fce.g(公式5.1.4)，這樣，使得水泥的強(qiáng)度等級(jí)fce.g、水泥的強(qiáng)度富余系數(shù)γc、粉煤灰對(duì)水泥強(qiáng)度的影響系數(shù)γf、粒化高爐礦渣粉對(duì)水泥強(qiáng)度的影響系數(shù)γs等參數(shù)均可直接帶入鮑羅米公式參與計(jì)算，解決了舊規(guī)程無(wú)法解決的問題，使得按新規(guī)程進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算準(zhǔn)確。

新規(guī)程5.1.1條明確了膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度f(wàn)b的實(shí)測(cè)方法，使得膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度f(wàn)b不僅可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，而且還可通過檢測(cè)手段實(shí)測(cè)，進(jìn)一步提高了混凝土配合比設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2 調(diào)整回歸系數(shù)取值的意義

新規(guī)程調(diào)整鮑羅米公式回歸系數(shù)的取值后，與舊規(guī)程相比會(huì)產(chǎn)生什么差異？對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？要搞清楚該問題，需借助函數(shù)圖象：

2.1 對(duì)鮑羅米公式進(jìn)行運(yùn)算，可得到下列公式：

fcu，0=■（1-ab） 公式1（將fb改為fce后適用于舊規(guī)程）

2.2 根據(jù)公式1利用Excel計(jì)算出各種骨料（碎石、卵石）、各強(qiáng)度等級(jí)水泥各水膠比對(duì)應(yīng)的混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu.0備用。計(jì)算用表格式見附表1。

①計(jì)算水膠比范圍為0.30～0.68。②按新規(guī)程、舊規(guī)程分別計(jì)算。按新規(guī)程計(jì)算時(shí)為各水膠比對(duì)應(yīng)的混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu.0；按舊規(guī)程計(jì)算時(shí)為各水灰比對(duì)應(yīng)的混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu.0。③為了便于比對(duì)，假定水泥的強(qiáng)度富余系數(shù)γc=1，水泥中不摻加礦物摻合料（即令新規(guī)程鮑羅米公式中的fb=舊規(guī)程鮑羅米公式中的fce=水泥強(qiáng)度等級(jí)fce.g，這樣計(jì)算的數(shù)據(jù)才有可比性）。

2.3 利用word2007“圖表/帶平滑線和數(shù)據(jù)標(biāo)記的散點(diǎn)圖”功能，使用用表1計(jì)算出的數(shù)據(jù)繪制函數(shù)圖象（右鍵點(diǎn)擊生成的散點(diǎn)圖/編輯數(shù)據(jù)，將用表1計(jì)算的數(shù)據(jù)粘貼到自動(dòng)彈出的Excel表格中，然后設(shè)置坐標(biāo)軸格式，函數(shù)圖象自動(dòng)生成）。該函數(shù)圖象是各種骨料（碎石、卵石）、各強(qiáng)度等級(jí)膠凝材料（或水泥）各水膠比（各水灰比）對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度的關(guān)系曲線（簡(jiǎn)稱“W/B-fcu.0關(guān)系圖”），附圖1是按舊規(guī)程及回歸系數(shù)繪制的函數(shù)圖象，附圖2是按新規(guī)程及回歸系數(shù)繪制的函數(shù)圖象；圖中縱軸為fcu.0，單位為MPa；橫軸為W/B值。

比對(duì)附圖1、附圖2，區(qū)別一目了然：①fcu，0隨W/B值的增大而降低，附圖1、附圖2一致。②fcu，0隨fb（舊規(guī)程中的fce）的增大而增大，附圖1、附圖2一致。③骨料種類對(duì)fcu，0的影響附圖1、附圖2明顯不一致。按新規(guī)程，骨料種類對(duì)fcu，0的影響不大于0.5Mpa，用卵石時(shí)fcu，0較高；按舊規(guī)程，骨料種類對(duì)fcu，0的影響很大，用碎石時(shí)fcu，0高5MPa以上。

新、舊規(guī)程使用碎石時(shí)計(jì)算的fcu，0基本一致（誤差不大于1MPa），即：舊規(guī)程使用卵石時(shí)計(jì)算的強(qiáng)度明顯偏低。

亦即：新規(guī)程調(diào)整鮑羅米公式回歸系數(shù)的取值后，與舊規(guī)程相比，用卵石配制混凝土?xí)r，配制同強(qiáng)度混凝土，新規(guī)程計(jì)算的水灰比大了一點(diǎn)（水泥用量減少了）；配制同水灰比混凝土，按新規(guī)程計(jì)算所得的混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu.0明顯提高。新規(guī)程調(diào)整鮑羅米公式回歸系數(shù)的取值后，與舊規(guī)程相比，用碎石配制混凝土，各參數(shù)無(wú)明顯變化。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 新規(guī)程解決了用舊規(guī)程無(wú)法解決的問題。新規(guī)程思路清晰，計(jì)算準(zhǔn)確，易于操作。

3.2 骨料的種類（碎石或卵石）對(duì)混凝土28d抗壓強(qiáng)度的影響綜合在回歸系數(shù)αa、αb中。按照新規(guī)程，膠凝材料相同，水膠比相同時(shí)，用碎石拌制的混凝土的強(qiáng)度與用卵石拌制的混凝土的強(qiáng)度差異不大（不大于0.5Mpa）。

3.3 鮑羅米公式中的回歸系數(shù)αa、αb是在大量試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行回歸分析取得的（新規(guī)程條文說(shuō)明5.1.1-5.1.4，舊規(guī)程條文說(shuō)明5.0.4）。骨料種類對(duì)混凝土28d抗壓強(qiáng)度的影響在新規(guī)程與舊規(guī)程中存在很大差異。骨料種類到底是如何影響混凝土28d抗壓強(qiáng)度的，影響有多大，該問題還有待進(jìn)一步研究、確認(rèn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55-2011.

篇2

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

粉煤灰是燃煤電廠中磨細(xì)煤粉在鍋爐中燃燒后煙道排出、被收塵器收集的物質(zhì)。粉煤灰作為一種重要而已被普遍利用的混凝土輔料，一般具備改變基準(zhǔn)混凝土的新拌、硬化和使用諸性能的能力。隨著對(duì)粉煤灰認(rèn)識(shí)的逐漸深入，人們充分認(rèn)識(shí)到利用粉煤灰已不僅僅是取化水泥、節(jié)約能源以及減少環(huán)境污染的問題，粉煤灰已經(jīng)成為對(duì)混凝性的一種重要組分。

粉煤灰混凝土是指摻加粉煤灰的混凝土，通常是指配制混凝土混合料時(shí)將粉煤灰作為一種組分加入攪拌機(jī)配制而成的混凝土。因此本文將粉煤灰混凝土應(yīng)用于一種新型給水工程材料PCCP。

PCCP介紹

PCCP即預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管，是一種新型給水工程材料，接口方式為雙膠圈承插密封接口。它不僅造價(jià)低，耐壓高，防腐性能好，而且安裝方便，能保證良好的水質(zhì)，最突出的一點(diǎn)是比其他承插接口更為嚴(yán)密。是目前世界上廣泛采用的大口徑、高工壓的優(yōu)質(zhì)管材，作為水利工程配套產(chǎn)品，近年來(lái)PCCP不斷被市場(chǎng)認(rèn)可，已進(jìn)入了高速發(fā)展期。

PCCP是由鋼筒和預(yù)應(yīng)力鋼絲、混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，這種管材是在帶鋼筒的混凝土管芯外，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)環(huán)向纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，最后在管外部施噴水泥砂漿保護(hù)層而制成的管材。其主要結(jié)構(gòu)組成部分為包裹鋼筒的混凝土管芯，通常采用普通混凝土澆注而成。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，PCCP也在西部得到快速發(fā)展。需求量的增加，控制成本就成為迫在眉睫的工作，為此，選擇成熟技術(shù)“粉煤灰混凝土”代替普通混凝土作為降低PCCP本的方法之一。

粉煤灰混凝土在PCCP上的應(yīng)用試驗(yàn)

試驗(yàn)用PCCP為DN3200*5000mm 管，管芯用混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C55，混凝土用量為15立方米，采用聚羧酸系高效減水劑。

混凝土技術(shù)要求

3．1、混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)是將水泥、粗細(xì)骨料和水等組成材料合理地配合，使所得混凝土滿足工程所要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并符合經(jīng)濟(jì)原則。本混凝土試驗(yàn)研究采用重量法計(jì)算單位體積混凝土各項(xiàng)材料用量，粗、細(xì)骨料均以飽和面干狀態(tài)為準(zhǔn)，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)充分體現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，即在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求下，同時(shí)考慮混凝土的工作性，以方便施工。依照J(rèn)GJ55-2000標(biāo)準(zhǔn)，本配合比所使用材料均為干材料，使用單位應(yīng)根據(jù)材料含水情況隨時(shí)調(diào)整。

3．2、設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)說(shuō)明

3.2.1.依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011-4.0.2，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ取6.0Mpa；

3.2.2.水泥28天強(qiáng)度實(shí)測(cè)值fce依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011-5.1.4公式計(jì)算；

3.2.3.依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011-5.2.1，混凝土單方用水量mw0，取205Kg；

3.2.4.因本工程要求控制混凝土總堿量，依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011表3.0.5-2，粉煤灰摻量βf分別取10%、15%、20%，依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011表5.1.3粉煤灰影響系數(shù)分別取0.95、0.9、0.85。

3.2.5.外加劑摻量βa經(jīng)試驗(yàn)確定為膠凝材料的1.6%。

3.2.6.因管芯混凝土采用立式澆筑，混凝土最大澆筑落差將達(dá)5m，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，宜采用較高砂率以防止混凝土在重力作用下產(chǎn)生離析，本次設(shè)計(jì)砂率βs取40%；

3.2.7.為了提高模具周轉(zhuǎn)效率，管芯成型采用蒸汽加速養(yǎng)護(hù)，考慮到加速養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土28天抗壓強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，本次試驗(yàn)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)取蒸養(yǎng)影響系數(shù)8%。

3.3.混凝土原材料

3.3.1.水泥

3.3.1.1.品質(zhì)要求：符合《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007中各項(xiàng)指標(biāo)要求的52.5普通低堿水泥。

3.3.1.2.本次試驗(yàn)分別選用遼陽(yáng)天瑞水泥有限公司生產(chǎn)的P.O52.5低堿水泥，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》。

3.3.2.粗骨料

3.3.2.1.品質(zhì)要求：碎石質(zhì)量要求應(yīng)符合GB/T14685-2011的規(guī)定，比重不得小于2.6，含泥量不得大于1%，不得采用堿活性骨料。粗骨料碎石采用連續(xù)級(jí)配，最大粒徑不超過30mm，且不得大于混凝土層厚度的2/5。其質(zhì)量應(yīng)符合GB/T14685-2011中II類的技術(shù)要求。

3.3.2.2.本次試驗(yàn)選用沈陽(yáng)市金國(guó)碎石加工中心生產(chǎn)的5~25mm連續(xù)級(jí)配碎石，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》。

3.3.3.細(xì)骨料

3.3.3.1.品質(zhì)要求：符合《建筑用砂》GB/T14684-2011中各項(xiàng)指標(biāo)要求的2區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)2.6~3.0，含泥量不大于1%，泥塊含量不大于0.5%，依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352-2006檢測(cè)14d齡期試件的膨脹率不超過0.2%.

3.3.3.2.本次試驗(yàn)選用開原清河天然河砂進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》。

3.3.4.粉煤灰

3.3.4.1.品質(zhì)要求：符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005中各項(xiàng)指標(biāo)要求的F類Ⅰ級(jí)粉煤灰。

3.3.4.2.本次試驗(yàn)選用鐵嶺新元粉煤灰有限公司生產(chǎn)的F類Ⅰ級(jí)粉煤灰，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》.

3.3.5.外加劑

3.3.5.1.品質(zhì)要求：符合《混凝土外加劑》GB8076-2008中各項(xiàng)指標(biāo)要求的聚羧酸系高效減水劑，減水效率大于30%，含氣量小于3%。

3.3.5.2.本次試驗(yàn)選用安徽潤(rùn)安建材科技有限公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型聚羧酸高效減水劑，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》

3.3.6.水：符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006中各項(xiàng)指標(biāo)要求，本次試驗(yàn)選用管廠區(qū)域內(nèi)開采的地下水，檢驗(yàn)結(jié)果見《原材料檢驗(yàn)情況一覽表》.

原材料檢驗(yàn)情況一覽表

3. 4.混凝土配合比設(shè)計(jì)成果匯總：

混凝土配合比編號(hào) 混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào) 粉煤灰摻量（占膠凝材料）% 混凝土單方材料用量（kg/m3） 混凝土蒸養(yǎng)12h抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值（Mpa） 混凝土（蒸養(yǎng)12h+標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)2.5天）抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值（Mpa） 混凝土28天（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值（Mpa）

3．5、試驗(yàn)結(jié)果

混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度對(duì)比可知：隨著粉煤灰摻量的增加，前期強(qiáng)度（脫模、3d）呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但后期強(qiáng)度（7d、28d）呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)觀測(cè)，3#、4#配合比使用過程中管材外觀成型較好，4#和易性要較之3#好，易操作，30min時(shí)3#塌落度為60～90，4#能達(dá)到80～100，環(huán)境溫度19℃。結(jié)果表明摻加粉煤灰可有效減少塌落度損失。根據(jù)單方混凝土生產(chǎn)成本計(jì)算結(jié)果，粉煤灰摻量達(dá)15%以上時(shí)，成本節(jié)約效應(yīng)較明顯。

4、結(jié)論

盡管隨粉煤灰的摻量增加，管芯強(qiáng)度有所降低，但其強(qiáng)度增長(zhǎng)比例卻逐漸提高，根據(jù)粉煤灰對(duì)砼后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)作用較大的特性，在一定程度上還能提高管芯的后期強(qiáng)度。

PCCP屬薄壁結(jié)構(gòu)（混凝土壁厚40～400mm），實(shí)際生產(chǎn)過程中極易出現(xiàn)干縮裂縫，這是因?yàn)楸”诮Y(jié)構(gòu)的混凝土蒸養(yǎng)后（PCCP制造工藝為了提高模具周轉(zhuǎn)效率，普遍采用蒸汽加速養(yǎng)護(hù)），由于水泥的早期水化急劇放熱，且薄壁結(jié)構(gòu)比表面積較大，水分快速散失，導(dǎo)致混凝土發(fā)生體積收縮，從而形成干縮裂縫，在混凝土中摻入粉煤灰由于減少了水泥的用量可以有效抑制水泥的水化熱，減少結(jié)構(gòu)物由于溫度和干燥收縮而造成的裂縫。

PCCP安裝運(yùn)行后，由于混凝土長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境，水泥混凝土中如果使用了高堿水泥，會(huì)與某些活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng)，會(huì)引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞，而且這種破壞會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，難以補(bǔ)救。近年來(lái)，我國(guó)水泥含堿量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含堿外加劑的普遍應(yīng)用，更增加了堿集料反應(yīng)破壞的潛在危險(xiǎn)。在PCCP管芯混凝土中摻加粉煤灰，可以有效地防止堿集料反應(yīng)，提高混凝土的耐久性。

根據(jù)粉煤灰混凝土的特性，不僅可以改善PCCP管芯的各項(xiàng)性能，延長(zhǎng)PCCP的使用壽命，同時(shí)可以大幅度減小耗費(fèi)能源多、污染環(huán)境嚴(yán)重的硅酸鹽水泥用量，因此也是一種綠色混凝土產(chǎn)品。從這個(gè)角度出發(fā)，推廣粉煤灰混凝土在PCCP中的應(yīng)用，是一件于國(guó)于民有顯著效益的事業(yè)，必定有強(qiáng)大的生命力，有廣闊的發(fā)展前景。

篇3

1 概述

客運(yùn)專線所使用的高性能混凝土是以傳統(tǒng)的工藝為基礎(chǔ)，通過降低水膠比，采用雙摻技術(shù)從而獲得的一種高技術(shù)混凝土，耐久性是它的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。文章以鄭焦客運(yùn)專線灌注樁所用的高性能混凝土為研究對(duì)象，通過采用高效減水劑和礦物細(xì)摻料，分析各配合比參數(shù)與混凝土性能的相關(guān)性，配制出高強(qiáng)度、高耐久性且體積穩(wěn)定性好的高性能混凝土，并提出了配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

2 高性能混凝土原材料選取

按照《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2005]160號(hào)）的要求，進(jìn)行原材料各項(xiàng)性能指標(biāo)試驗(yàn)，所選用的原材料均符合技術(shù)要求，具體檢測(cè)結(jié)果見表1。

3 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 配合比參數(shù)確定

灌注樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，設(shè)計(jì)使用年限為100年，采用導(dǎo)管法施工。結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境類別為H1。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）、《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，灌注樁配合比相關(guān)參數(shù)要求列于表2。

綜合考慮上述要求并結(jié)合前期科研課題研究成果，得出H1環(huán)境條件下的配合比膠材用量為360kg/m3、370kg/m3、380kg/m3，水膠比控制在為0.42-0.43，外加劑摻量和砂率大小根據(jù)拌合物性能確定。

3.2 灌注樁高性能混凝土配合比

根據(jù)JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，結(jié)合所確定的配合比參數(shù)，初步確定灌注樁混凝土配合比。通過調(diào)整外加劑摻量和砂率大小并保證混凝土拌合物性能滿足要求，試驗(yàn)共選用了6個(gè)配合比，具體配合比見表3。

根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）測(cè)定試件3d、7d、28d、56d的抗壓強(qiáng)度及28d、56d的電通量，測(cè)試結(jié)果見表4。

根據(jù)表中結(jié)果可以得出，混凝土56d抗壓強(qiáng)度值在46.1MPa-56.1MPa之間，電通量值在702c-950c之間，外加劑用量在0.7%-1.2%之間，混凝土含氣量在3.5%-4.3%之間，均符合相關(guān)技術(shù)要求。

4 高性能混凝土配合比優(yōu)化

最佳的高性能混凝土配合比應(yīng)該不僅能滿足拌合物性能、強(qiáng)度和耐久性的要求，而且能夠使其經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。單方混凝土的價(jià)格主要取決于所用原材料的用量及單價(jià)。本試驗(yàn)中所用水泥為300元/噸，礦渣粉為200元/噸，粉煤灰為180元/噸，砂為45元/噸，石為50元/噸，外加劑為7800元/噸。根據(jù)材料單價(jià)即可計(jì)算出6種配合比下混凝土的單方價(jià)格，具體分析過程見表5。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章結(jié)合鄭焦客運(yùn)專線項(xiàng)目，以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)灌注樁混凝土的配合比進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終確定配合比方案c為指導(dǎo)性配合比。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度影響的分析，得出最優(yōu)配比參數(shù)為：水膠比為0.43，膠凝材料用量370kg/m3。

參考文獻(xiàn)

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[4]楊荔.普通強(qiáng)度等級(jí)的高性能混凝土[A].高性能混凝土和礦物摻和料的研究與工程應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)[C].

篇4

中圖分類號(hào)：TU528.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

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，一般是指以水泥為主要的膠凝材料，同水、石子、砂，必要時(shí)加入化學(xué)添加劑以及礦物摻合料，并且按照適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行配合，通過均勻的攪拌而密實(shí)成型，最后經(jīng)過養(yǎng)護(hù)硬化而形成的人造石材。其中，混凝土可以劃分為兩個(gè)階段與狀態(tài)：一是凝結(jié)硬化前的塑性狀態(tài)，也就是新拌混凝土或混凝土拌合物；二是硬化之后的堅(jiān)硬狀態(tài)，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個(gè)組成材料的用量之間的比例關(guān)系。其常用表示方法有兩種：一種是用1m3混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量來(lái)表示，例如：水泥（mc）350kg、石子（mg）1260kg、水（mw）180kg、砂子（ms）670kg、；另一種是通過各個(gè)組成材料的用量之間的質(zhì)量比例來(lái)表示（例如，令水泥質(zhì)量為1），將上述例子換算成質(zhì)量的比例則為水泥：砂子：石子=1:1.91:3.60，W/C=0.51。水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)一般需要由四個(gè)步驟組成，即初步計(jì)算配合比；試拌調(diào)整，提出基準(zhǔn)配合比；檢驗(yàn)強(qiáng)度，確定試驗(yàn)室的配合比；換算施工的配合比。

一、計(jì)算初步配合比

1.確定試配強(qiáng)度（fcu，o）

fcu，o≥fcu，k+1.645σ

上式中：fcu，o為混凝土的試配強(qiáng)度（MPa）；

fcu，k為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

σ為混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。

其中σ的值可根據(jù)該施工單位近期同一品種的混凝土的強(qiáng)度試件實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)確定；若無(wú)統(tǒng)計(jì)資料，可采用：C10～C20，σ=4.0MPa；C25～C30，σ=5.0MPa；C35～C60，σ=6.0 MPa。

2.確定水灰比例（W/C）

W/C=a?fce/（fcu，o+a?b?fce）

上式中：a、b為回歸系數(shù)。他們的值可以根據(jù)試驗(yàn)來(lái)確定；如果不具備試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料，那么碎石采用，a＝0.46，b＝0.07 ；卵石采用，a＝0.48，b＝0.33；

Fce為水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值（MPa）

而無(wú)水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的時(shí)候，可按下式計(jì)算：

fce＝γc?fce，g

上式中：γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)，可以按照實(shí)際統(tǒng)計(jì)的資料來(lái)確定，在沒有統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可取1.13來(lái)試算；

fce，g為水泥強(qiáng)度的等級(jí)值（MPa）

為了保證混凝土的耐久性，上式計(jì)算出的水灰比不可大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55-2000）所規(guī)定的最大水灰的比值。

3.選取1m3混凝土的用水量（mwo）

4.計(jì)算1m3混凝土的水泥用量（mco）

mco=mwo/（W/C）

其中上式所計(jì)算出的水泥用量也應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55-2000）規(guī)定的最小的水泥用量要求，以便既保證混凝土的強(qiáng)度又保證耐久性要求。

5.選擇合理的砂率（βs）

砂率一般可以根據(jù)本施工單位對(duì)所用材料的試驗(yàn)選用合理的數(shù)值。如果沒有歷史資料可以參考，混凝土砂率的確定應(yīng)該符合以下的規(guī)定：

（1）坍落度為10～60mm的混凝土砂率。

（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可以經(jīng)試驗(yàn)確定，也可以按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度加以調(diào)整。

（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)該經(jīng)過試驗(yàn)來(lái)確定。

6.計(jì)算粗骨料和細(xì)骨料的用量（mgo、mso）

mco+mso+mgo+mwo=mcp

βs=mso/（mso+mgo）×100%

上式中：mco、mso、mgo、mwo為1m3混凝土中水泥、粗骨料、細(xì)骨料以及水的用量（kg）；

Βs為砂率（%）；

Mcp為1m3混凝土的拌合物的假定質(zhì)量，它的值可取在2350到2450（kg）之間。

二、試拌調(diào)整并提出基準(zhǔn)配合比

1.按照初步的配合比來(lái)稱取實(shí)際工程中所要使用的原材料展開試拌，并且每盤混凝土最小的攪拌量應(yīng)該符合《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55-2000）的規(guī)定。

2.如果試拌出的混合物的易性不能滿足要求，則應(yīng)在保證水灰比不變的前提下，相應(yīng)的調(diào)整水泥漿的用量或砂率，直到符合施工要求為止。此時(shí)應(yīng)該測(cè)定混凝土拌合物的實(shí)際表觀密度ρc，p，然后提出基準(zhǔn)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拌為調(diào)整后的拌合物當(dāng)中各種材料的實(shí)際用量（kg）。三、檢驗(yàn)強(qiáng)度，確定試驗(yàn)室配合比

1.檢驗(yàn)強(qiáng)度

進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)至少應(yīng)該采用三種不同的配合比，一個(gè)是基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比，應(yīng)該比基準(zhǔn)配合比分別增加0.05和減少0.05，而它的用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加1%和減少1%。每一種配合比至少要做一組（3塊）試件，并且標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)直到28d的時(shí)候進(jìn)行試壓。制作混凝土試拌時(shí)，必須檢驗(yàn)混凝土的和易性并且測(cè)定表觀的密度，因?yàn)樗麄兊慕Y(jié)果體現(xiàn)著相應(yīng)配合比的混凝土拌合物的性能。

2.確定試驗(yàn)室的配合比

（1）根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相對(duì)應(yīng)的灰水比（C/W）的關(guān)系，用作圖或者計(jì)算的方法求出與混凝土的配制強(qiáng)度（fcu，o）相對(duì)應(yīng)的灰水比。并按下列來(lái)原則確定1m3混凝土的材料的用量：

a.用水量（mwb）：選取基準(zhǔn)配合比中的相應(yīng)用水量，并且根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)所測(cè)得的坍落度或者維勃稠度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；

b.水泥的用量（mcb）為水量乘以選定的灰水比；

c.粗骨料、細(xì)骨料的用量（mgb和msb）：選取基準(zhǔn)配合比中的粗骨料、細(xì)骨料的用量，并按照選定的灰水比展開適當(dāng)調(diào)整。

（2） 混凝土的表觀密度校正。經(jīng)過試配確定了配合比后，還應(yīng)該按照下列步驟進(jìn)行校正：

a.計(jì)算混凝土的表觀密度計(jì)算值（ρc，c）

ρc，c=mcb+msb+mgb+mwb

b.計(jì)算出混凝土配合比的校正系數(shù)（δ）

δ=ρc，t/ρc，c

上式中：ρc，t、ρc，c分別為混凝土的表觀密度實(shí)測(cè)值、計(jì)算值（kg/m3）。

（3）當(dāng)ρc，t與ρc，c的差的絕對(duì)值小于等于計(jì)算值的2%時(shí)，由上式得出的配合比就是確定的試驗(yàn)室的配合比；而當(dāng)二者的差的絕對(duì)值大于計(jì)算值的2%時(shí)，應(yīng)該將配合比中各項(xiàng)材料的用量均乘以校正系數(shù)δ，就是確定的混凝土試驗(yàn)室配合比。

四、換算施工的配合比

由于試驗(yàn)室配合比是以干燥或飽和面干燥的狀態(tài)的骨料為基準(zhǔn)的。因此，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石實(shí)際的含水率變化，把試驗(yàn)室配合比換算成施工的配合比。

=mcb

ms=msb×（1+a%）

mg=mgb×（1+b%）

mw=mwb-msb×a%-mgb×b%

上式中：mc、ms、mg、mw分別為施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥、砂、石、水的每立方米混凝土材料的用量（kg）；

b為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)砂、石的含水率（%）

通過以上四個(gè)步驟，就可以有效的實(shí)現(xiàn)水泥混凝土配合比的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

篇5

1 前言

1.1 概況

順溪水利樞紐工程位于平陽(yáng)鰲江北港支流順溪上，距平陽(yáng)縣城54.5km。該工程為浙江省重點(diǎn)建設(shè)工項(xiàng)目。工程的主體為攔河壩，為拋物線型常態(tài)砼雙曲變厚拱壩，壩頂高程195.00m，最大壩高101米，為2級(jí)建筑物。

拱壩混凝土承載力大，抗裂性能、耐久性能要求高；壩體混凝土配合比必須滿足這些要求并具有良好的經(jīng)濟(jì)合理性。

1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)要求

設(shè)計(jì)文件要求壩體混凝土為常態(tài)混凝土，強(qiáng)度等級(jí)R90#200，抗?jié)B等級(jí)為W8，抗凍等級(jí)為F50；坍落度為30-50mm，水泥品種為P?O42.5，石子級(jí)配為二級(jí)配、三級(jí)配、三級(jí)配（富漿）、四級(jí)配，

2 原材料試驗(yàn)

2.1 水泥

水泥是混凝土的主要膠凝材料，決定混凝土強(qiáng)度及其它各項(xiàng)性能，因此水泥品種和質(zhì)量的選擇須根據(jù)混凝土的使用部位、各項(xiàng)技術(shù)要求、施工要求來(lái)綜合考慮。根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，水泥選用安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn)的P?O42.5海螺水泥。經(jīng)檢測(cè)主要性能指標(biāo)為：標(biāo)準(zhǔn)稠度26.2%，密度3.05g/cm3 ，比表面積m2/kg，初凝、終凝時(shí)間分別為2：33、3：37，3d、28d抗壓強(qiáng)度分別為26.8和53.7MPa，3d、28d抗折強(qiáng)度分別為6.1和8.9MPa，安定性合格，各項(xiàng)指標(biāo)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 粉煤灰

粉煤灰能有效降低混凝土水化熱，大體積混凝土摻粉煤灰已成為防止溫度裂縫的主要措施。根據(jù)就地采購(gòu)的原則，粉煤灰選用磐石火電廠生產(chǎn)的F類II級(jí)粉煤灰，檢測(cè)結(jié)果為：細(xì)度（0.45?m篩）23.6%，需水量，94%，燒失量5.45%，含水量0.6%，三氧化硫2.27%，密度2.20g/cm3 ，符合F類Ⅱ級(jí)粉煤灰的技術(shù)要求。

2.3 外加劑

委托方選用的外加劑為杭州誠(chéng)啟建材有限公司生產(chǎn)的復(fù)配緩凝高效減水劑和松香樹脂類混凝土引氣劑，經(jīng)檢測(cè)高效減水劑和引氣劑的減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時(shí)間之差、抗壓強(qiáng)度比等指標(biāo)均符合《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，引氣劑的28d收縮率比為117%，也符合規(guī)程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 骨料

骨料的品質(zhì)對(duì)混凝土性能影響很大，穩(wěn)定性不好的骨料容易發(fā)生體積變形而導(dǎo)致混凝土局部開裂、剝落、甚至內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。本工程骨料為壩基開挖料加工成的人工砂和碎石，良好的級(jí)配應(yīng)當(dāng)是：容重大，孔隙小，總表面積小，施工操作方便，具有良好的抗分離能力。通過緊密密度試驗(yàn)從中選出密度較大，空隙率較小的骨料配比。二級(jí)配為小石：中石40：60；三級(jí)配為小石：中石：大石20：30：50；四級(jí)配為小石：中石：大石：特大石25：25：20：30。

3 混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)

3.1 混凝土配制強(qiáng)度的確定

根據(jù)《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5330-2005），混凝土配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：

fcu.o=fcu.k+tσ （3-1）

式中：fcu.o―混凝土配制強(qiáng)度

fcu.k―混凝土設(shè)計(jì)齡期立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPa；

t---概率度系數(shù)為0.84，由給定的保證率P選定

σ---混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4MPa

經(jīng)計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度為21.4MPa。

3.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選擇

3.2.1 水膠比

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）水膠比的相關(guān)要求，結(jié)合工程所處的氣候條件以及混凝土的使用部位，初選供試配的水膠比為：0.60、0.55、0.50。

3.2.2 粉煤灰摻量

對(duì)于拱壩常態(tài)混凝土，永久建筑物水工混凝土F類粉煤灰的最大摻量不宜超過30%。該工地選用的粉煤灰經(jīng)檢測(cè)滿足II級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn)要求，鑒于同類工程的混凝土強(qiáng)度及耐久性情況，在壩體混凝土設(shè)計(jì)中粉煤灰摻量確定為25%。

3.2.3 砂率

砂率的選擇：根據(jù)選定的骨料，在水膠比和膠凝材料用量保持不變條件下，通過調(diào)整砂率，使混凝土拌和物和易性最好，這時(shí)對(duì)應(yīng)的砂率為最優(yōu)砂率。

3.2.4 用水量

混凝土用水量，根據(jù)骨料最大粒徑、坍落度、外加劑、粉煤灰摻量以及最優(yōu)砂率通過試拌確定。

3.2.5 減水劑摻量的選擇

外加劑選擇根據(jù)混凝土性能要求、施工需要、并結(jié)合工程選定的混凝土原材料進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，經(jīng)可靠性論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選擇合適的外加劑種類和摻量。本次配合比試驗(yàn)使用的復(fù)配緩凝高效減水劑摻量按廠家推薦摻量選擇0.6%，經(jīng)過試拌與海螺P?O42.5水泥及磐石電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰適應(yīng)性較好。

配合比試驗(yàn)使用的松香樹脂類混凝土引氣劑摻量，根據(jù)廠家推薦摻量及混凝土含氣量試驗(yàn)測(cè)定的情況確定。

3.3 混凝土試配與結(jié)果分析

混凝土配合比計(jì)算采用體積法，骨料以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)。試拌方案和試驗(yàn)結(jié)果見表1。

3.4 推薦配合比

根據(jù)混凝土各項(xiàng)性能試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T 5144-2001）、《水工建筑物抗凍設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T 5082-1998）的規(guī)定，水膠比確定為0.55，推薦的混凝土配合比見表2；推薦配合比各項(xiàng)性能試驗(yàn)結(jié)果見表3。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，該配合比從2011年7月起已應(yīng)用于順溪水利樞紐工程混凝土拱壩施工中。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果反饋，采用該配合比的混凝土各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，和易性也滿足施工要求；此外，每方混凝土的水泥用量比投標(biāo)文件中的預(yù)算降低了15kg，降低了施工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；達(dá)到了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李崇智.《建筑材料》.清華大學(xué)出版社，2012（1）.

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篇6

高性能混凝土是20世紀(jì)八九十年代基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的一種新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命[1-2]。本文針對(duì)項(xiàng)目需求，結(jié)合混凝土力學(xué)性能、抗?jié)B性、干縮性能進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，配制出了具有良好抗裂防滲的高性能混凝土。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

實(shí)驗(yàn)選取P?O42.5水泥，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表1所示；細(xì)集料選取河砂，顆粒級(jí)配滿足II區(qū)要求，細(xì)度模數(shù)為2.64；粗集料選取碎石，粒級(jí)符合5～26.5mm的連續(xù)級(jí)配，最大粒徑為26.5mm，其它主要物理化學(xué)性能滿足規(guī)范要求；礦物摻合料選用I級(jí)粉煤灰和超細(xì)礦粉，其技術(shù)指標(biāo)如表2、表3所示；減水劑選取聚羧酸型高效減水劑，其主要物理性能滿足規(guī)范要求。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1） 力學(xué)性能。混凝土強(qiáng)度依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測(cè)定， 抗壓強(qiáng)度試件尺寸為150 mm ×150 mm ×150 mm立方體。

2） 滲透性能?；炷量?jié)B透性能采用 ASTMC1202標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氯離子滲透性試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。

3） 干縮性能。根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，針對(duì)抗?jié)B透性較好的實(shí)驗(yàn)配合比進(jìn)行混凝土干縮性試驗(yàn)。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟

2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)

1） 工作性：要求混凝土的凝結(jié)時(shí)間和工作性滿足連續(xù)澆筑的泵送施工要求，坍落度220±20mm，泌水性小、不分層離析、可泵性好、易于澆筑密實(shí)；

2） 力學(xué)性能：要求混凝土28d配制強(qiáng)度大于50MPa，混凝土7d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的80%；

3） 耐久性：要求混凝土的電通量（ASTM C1202法）指標(biāo)小于1000庫(kù)侖，且體積穩(wěn)定性良好。

2.2 混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)室試配，擬設(shè)定高性能混凝土基準(zhǔn)配合比為：mc：ms：mg：mw =480：678：1138：144?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)參數(shù)是相互依賴的，不同的砂率和礦物摻合料的摻量對(duì)混凝土的各種性能均有不同的影響[3]。在膠凝材料用量為480kg/m3，水膠比為0.30不變的情況下，通過對(duì)初步擬定的基準(zhǔn)混凝土配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體實(shí)驗(yàn)配合比如表4所示。

3結(jié)論

a. 混凝土砂率和礦物摻合料的摻量對(duì)混凝土力學(xué)性能和耐久性均有影響，隨著礦物摻合料摻量的增大，混凝土28d強(qiáng)度先增大后減小。

b. 當(dāng)采用0.35的砂率，分別摻入8%、17%的粉煤灰、礦粉時(shí)，混凝土28d強(qiáng)度最高達(dá)62.0MPa；當(dāng)采用0.37的砂率，分別摻入15%、15%的粉煤灰、礦粉時(shí)，混凝土6h電通量低于650C，且干縮性在6組配合比中最小。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

混凝土是現(xiàn)代土木建筑工程中用量最大，用途最廣的一種建筑材料，發(fā)揮著其它材料無(wú)法替代的功能和作用，其中碎石是混凝土中的重要組成部分。隨著西部開發(fā)政策大力開展，新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，交通量也迅速增長(zhǎng)，公路橋梁需求量隨之日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)于橋梁等大型混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的要求也相應(yīng)提高。但是由于新疆地區(qū)卵石資源豐富，混凝土施工中大都采用卵石混凝土，缺乏橋梁施工所需要的人工碎石。卵石壓碎值高，配置混凝土拌合物抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到要求。但是由于卵石與膠凝材料的裹覆性差，卵石內(nèi)膜阻力低，對(duì)于橋梁墩柱、箱梁等受剪切力較大的結(jié)構(gòu)物來(lái)說(shuō)，卵石混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，繼而在耐久性和抗剪切強(qiáng)度方面就會(huì)較差，對(duì)橋梁等結(jié)構(gòu)物的安全使用造成很大的影響。同時(shí)對(duì)于混凝土量較大的橋梁工程來(lái)說(shuō)，人工碎石生產(chǎn)成本較高，這就促成了破碎卵石混凝土的誕生。

破碎卵石混凝土的應(yīng)用，不僅可以充分利用當(dāng)?shù)芈咽Y源，清理了河道中的大量堆積物，讓河道變得通暢無(wú)阻，減少了大量人力和物力防洪投資，為防洪工作作出了不可忽視的貢獻(xiàn)，而且對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境有重大意義。

本文以我公司承建的新疆喀普斯浪河大橋?yàn)橐劳?，開展樁基破碎卵石混凝土配合比設(shè)計(jì)及其工作性能的探索研究。

一、破碎卵石混凝土配合比設(shè)計(jì)

1、試驗(yàn)材料選擇

（1）水泥：采用庫(kù)車青松水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，28d抗壓強(qiáng)度為45.7Mpa，抗折強(qiáng)度為7.8Mpa。

（2）粗骨料：采用拜城縣新航砂石料場(chǎng)反擊破生產(chǎn)破碎卵石10-20mm，5-10mm 根據(jù)集料級(jí)配組成，摻配比例為10-20mm：5-10mm=70:30

（3）細(xì)骨料：采用拜城縣新航砂石料場(chǎng)水洗砂，Ⅱ區(qū)中砂

（4）減水劑：采用新疆中材精細(xì)化工有限公司FDA-1高效減水劑，減水率17%，參量0.8%~1.0%。

2、工程設(shè)計(jì)要求

喀普斯浪河大橋樁基設(shè)計(jì)為水下混凝土，采用挖孔灌注?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，設(shè)計(jì)坍落度為18-220mm。環(huán)境類型為Ⅱ類。

3、設(shè)計(jì)依據(jù)

JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》

4、配合比計(jì)算

1）混凝土配置強(qiáng)度的確定

fcu,o =fcu,k + 1.645σ=30+1.645*5=38.225 Mpa

2) 水膠比計(jì)算

回歸系數(shù)由JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)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

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，按照J(rèn)TG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中混凝土耐久性要求以及對(duì)水下混凝土的單獨(dú)要求，選定水膠比W/B=0.53

3）用水量和膠凝材料的用量

根據(jù)設(shè)計(jì)坍落度180~220mm，JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》表5.2.1-2規(guī)定，計(jì)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劑用量

mb0 = mw0/W/B=201/0.53=379 kg/m3

每立方米混凝土外加劑用量

ma0 =380*1.0%=3.79 kg/m3

4)砂率的確定

根據(jù)JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》表5.4.2的要求，以及JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)水下混凝土砂率的要求，同時(shí)考慮到破碎卵石的特點(diǎn)：破碎面相對(duì)人工碎石少，針片狀顆粒含量較高。選定砂率為

βs =43%

5）粗、細(xì)骨料用量確定

根據(jù)JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》公式5.5.1-1和公式5.5.1-2求得每立方米混凝土粗、細(xì)骨料用量。選定混凝土密度為2450kg/m3

mb0 + mg0 + ms0+ mw0 =2450

βs = ms0/( mg0 + ms0)*100%

計(jì)算得出每立方米混凝土粗、細(xì)骨料用量為

mg0 =1066 ms0 =804

因此，得出樁基每立方米破碎卵石混凝土初步配合比為：mw0 ：mb0 ：mg0 ：ms0：ma0 =201：379：1066：804：3.79，粗骨料摻配比例為10-20mm：5-10mm=70:30，外加劑摻量1.0%

按以上比例試配混凝土，并檢測(cè)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，工作性能滿足施工要求。如下圖

坍落度190mm

混凝土拌合物粘聚性良好

骨料被水泥砂漿包裹充分

在用水量保持不變的前提下，以如上所述的水膠比為基準(zhǔn)，較試拌水膠比的相加減0.05%，三個(gè)水膠比，砂率相應(yīng)較試拌砂率增加和減少1%，試拌三組混凝土拌合物，并分別制作兩組150*150*150的標(biāo)準(zhǔn)試塊，試驗(yàn)得到3組試塊28d強(qiáng)度為

以上表的數(shù)據(jù)，繪制水膠比和強(qiáng)度的關(guān)系曲線圖，確定出略大于配置強(qiáng)度的水膠比為W/B=0.54，砂率為43%，最終確定每立方米混凝土各材料用量（kg）為：

mw0 ：mb0 ：mg0 ：ms0：ma0 =201：372：1070：807：3.792，粗骨料摻配比例為10-20mm：5-10mm=70:30，外加劑摻量1.0%

以上配合比試拌，拌合物的實(shí)測(cè)密度為2445kg/m3 ，則

（2450-2445）/2450=0.2%

二、混凝土拌合物工作性能研究改善

卵石破碎石采用反擊破碎生產(chǎn)，所以卵石破碎石的比表面積較卵石的大，而且破碎石卵石破碎面多，內(nèi)膜阻力大，但針片狀較卵石多，且水灰比相同、拌合工藝相同的情況下，破碎卵石混凝土較卵石混凝土的強(qiáng)度高35%左右。

影響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、粘聚性和流動(dòng)性，這三者息息相關(guān)又相互矛盾。例如：當(dāng)水灰比一定時(shí)，砂率過小，不能保證骨料之間的砂漿層，會(huì)降低混凝土的流動(dòng)性，嚴(yán)重影響混凝土的粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿現(xiàn)象；相反，砂率過大，比表面積增大，裹覆在骨料及砂周圍的起作用的水泥漿就會(huì)減少，使混凝土的流動(dòng)性就會(huì)減小。所以，混凝土拌合物的和易性的調(diào)試，就是是三者達(dá)到最佳。

篇8

0.前言

在大體積混凝土施工準(zhǔn)備過程中，混凝土原材料的選擇和配合比的確定十分重要，合理的選擇可有效地降低混凝土澆筑塊體因水泥水化熱引起的升溫，達(dá)到降低溫度應(yīng)力和防止混凝土開裂的作用。同時(shí)在施工過程中對(duì)混凝土澆注體內(nèi)的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證混凝土工程施工完畢后不出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1.配制大體積混凝土的原材料選擇

1.1水泥

配制混凝土所用的水泥，應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175-1999)、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥》(GB1344-1999)。

當(dāng)采用其他品種水泥時(shí)，其性能指標(biāo)必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積混凝土，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C20及以上時(shí)，宜采用32.5MPa的礦渣硅酸鹽水泥;也可用42.5MPa水泥，但在用量上要加強(qiáng)控制。

對(duì)大體積混凝土所用的水泥，應(yīng)進(jìn)行水化熱測(cè)定，水泥水化熱的測(cè)定按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱實(shí)驗(yàn)方法(直接法)》(GB/T2022-1980)配制，混凝土所用的水泥7d的水化熱宜不大于250kJ/kg。

1.2骨料

粗骨料種類應(yīng)按基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求確定，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JCJ52-2006)的規(guī)定外，其含泥量應(yīng)不大于1.5%。

采用高爐重礦渣碎石作為粗骨料時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用高爐重礦碴碎石技術(shù)條件》(YBJ20584)的規(guī)定，且含粉塵(粒徑小于0.08mm)量不應(yīng)大于1.5%。

細(xì)骨料宜采用天然砂，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)的規(guī)定。也可以采用巖石破碎篩分后的產(chǎn)品，其質(zhì)量與有害物質(zhì)含量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(JGJ52-2006)的有關(guān)規(guī)定。

1.3外加劑及混合料

混凝土中摻用的外加劑及混合料的品種和摻量，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。

所用外加劑的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土外加劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB8076-1997)的要求，混凝土外加劑的應(yīng)用，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50119-2003)的規(guī)定。

當(dāng)混凝土摻入粉煤灰時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)的規(guī)定;其應(yīng)用應(yīng)符合部標(biāo)《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ28-86)的規(guī)定。

當(dāng)使用其他材料作為混合料時(shí)，其質(zhì)量和使用方法應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

特別注意外加劑對(duì)收縮的影響。新型外加劑，不經(jīng)工程試點(diǎn)取得成熟資料，建議不應(yīng)大面積推廣。

2.混凝土配合比的確定

2.1大體積混凝土配合比的確定，在保證基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)所規(guī)定的強(qiáng)度、耐久性要求和滿足施工工藝要求的工藝特性的前提下，應(yīng)遵循合理使用材料，減少水泥用量和降低混凝土的絕熱升溫的原則。

2.2大體積混凝土配合比的確定

混凝土配合比應(yīng)通過計(jì)算和適配確定，對(duì)泵送混凝土尚應(yīng)進(jìn)行試泵送;混凝土配合比設(shè)計(jì)方法應(yīng)按現(xiàn)行的《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(JGJ55-2000)執(zhí)行;混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87)的有關(guān)規(guī)定;在確定混凝土配合比時(shí)，尚應(yīng)根據(jù)混凝土的絕熱溫升值，溫度及裂縫控制的要求提出必要的砂、石料和板或用水的降溫，入模溫度控制的技術(shù)措施。

3.大體積混凝土工程的溫度控制環(huán)節(jié)

大體積混凝土工程的溫控施工核心，是從大體積混凝土施工的各個(gè)環(huán)節(jié)控制混凝土澆筑塊體內(nèi)部溫度及其變化，以達(dá)到控制混凝土澆筑塊體澆筑裂縫的目的。大體積混凝土配合比選擇時(shí)應(yīng)考慮的是施工用混凝土配合比在滿足設(shè)計(jì)要求及施工工藝要求的前提下，應(yīng)盡量減少水泥用量，以降低混凝土的絕熱溫升，這樣就可以使混凝土澆筑后的里外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可以降低養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。用降低水泥量的方法來(lái)降低混凝土的絕熱溫升值，這是大體積混凝土配合比選擇時(shí)所具有的特殊性。

4.結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土工程施工過程中，既要做好混凝土配合比的確定，又要選擇好原材料，同時(shí)也要做好大體積混凝土工程施工過程中的溫度控制，這樣才能有效保證大體積混凝土施工的工程質(zhì)量要求?！?/p>

【參考文獻(xiàn)】

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中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

對(duì)于如何提高大體積混凝土的性能，在我國(guó)已經(jīng)已經(jīng)有不少學(xué)者和單位進(jìn)行了相關(guān)研究，并且已經(jīng)取得了一定的成效，比如機(jī)制砂對(duì)混凝土性能的影響，水灰比、混凝土級(jí)配等參數(shù)對(duì)混凝土的影響等等。本文通過混凝土配合比試驗(yàn)，探究提高混凝土性能的方法。

1原材料的選用

本試驗(yàn)采用華潤(rùn)“平南”P·Ⅱ42.5級(jí)水泥；礦物摻合料采用江蘇諫壁電廠Ⅰ級(jí)F類粉煤灰和首鋼盾石磨細(xì)高爐礦渣粉；細(xì)骨料選用西江上游中砂；粗骨料選用新會(huì)自水帶5~20mm碎石(兩級(jí)配由5~10mm占25%，10~20mm占75%比例混合而成)；外加劑選用江蘇博特聚羧酸高性能減水劑；水選用日常飲用水。

2配合比計(jì)算與調(diào)整

2.1計(jì)算初步配合比

本工程混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C45，屬于大體積混凝土；現(xiàn)場(chǎng)施工要求泵送，混凝土的坍落度控制在200±20 mm；28天氯離子擴(kuò)散系數(shù)要求不大于6.5×10-12m2/s,抗?jié)B等級(jí)要求不小于P10。

為了使混凝土的各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，綜合考慮混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等方面，按質(zhì)量法設(shè)計(jì)混凝土配合比。

本試驗(yàn)依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2011)、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011 )等進(jìn)行計(jì)算。

（1）混凝土配制強(qiáng)度（fcu，0)，δ值可以通過查表的方式獲得，考慮到本試驗(yàn)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，δ取5.5MPa。

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

式中fcu，0為混凝土的配制強(qiáng)度（MPa），fcu，k為混凝土的設(shè)計(jì)齡期的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值，δ為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。

（2）水膠比取值0.34，用水量mw0=150(kg/m3)

（3）膠凝材料用量mb0=150/0.34≈440(kg/m3)，其中

水泥占45%mc0=440×0.45=198(kg/m3)

粉煤灰摻量占25%=440×0.25=110(kg/m3)

礦粉摻量占30%msl0=4400.30=132(kg/m3)

（4）外加劑摻量為膠凝材料總量的1.0%

ma0=440×0.1=4.4(kg/m3)

（5）選定砂率 βs＝41%

（6）計(jì)算粗、細(xì)骨料用量

采用體積法計(jì)算混凝土配合比，含氣量a＝2.0%，砂率βs＝41%，粗、細(xì)骨料用量按公式（1）計(jì)算：

（1）

分別得出：細(xì)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（?。?65(kg/m3)

（6）混凝土初步配合比結(jié)果

mc0:mf0:msl0:ms0:mg0（大）:mg0（?。?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混凝土配合比試配

按混凝土初步配合比進(jìn)行試拌，試拌20L拌合物，測(cè)定坍落度為210mm，容重為2390kg/m3，混凝土拌合物性能符合設(shè)計(jì)和施工要求。

2.3混凝土配合比的調(diào)整

在試拌配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土立方抗壓強(qiáng)度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)(快速氯離子遷移系數(shù)法)和抗水壓滲透等級(jí)試驗(yàn)。采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為試拌配合比，另外兩個(gè)配合比的水膠比較試拌配合比分別增加和減少0.02，用水量與試拌配合比保持相同，按三組配合比

分別拌制成型試件，按規(guī)定方法測(cè)定其立方體抗壓強(qiáng)度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)(快速氯離子遷移系數(shù)法)和抗水壓滲透等級(jí)，測(cè)試結(jié)果表1所示。

表1 混凝土性能測(cè)試結(jié)果

2.4混凝土配合比的確定

根據(jù)上面試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，選取抗壓強(qiáng)度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)(快速氯離子遷移系數(shù)法)和抗水壓滲透等級(jí)均滿足設(shè)計(jì)要求，且經(jīng)濟(jì)性最好的混凝土配合比，如表2所示。

表2 選定的混凝土配合比單方用量（kg/m3）

2.5混凝土耐久性指標(biāo)復(fù)核(計(jì)算值)

（1）水膠比為0.34，小于規(guī)定值0.40，符合設(shè)計(jì)要求;

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

（3）混凝土堿含量計(jì)算如表3所示，為l.17kg/m3，小于3.0kg/m3，符合要求;

（4）混凝土氯離子含量計(jì)算如表4所示，為0.08kg/m3，占膠材用量的0.02%，小于規(guī)定值0.08%，符合要求;

（5）混凝土三氧化硫含量計(jì)算如表5所示，為11.50kg/m3，占膠材用量的2.61%，小于規(guī)定值4%，符合要求。

表3 混凝土堿含量計(jì)算

表4 混凝土氯離子含量計(jì)算

表5 混凝土三氧化硫含量計(jì)算

3試驗(yàn)結(jié)論

在本次試驗(yàn)中，我們對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)和抗水壓滲透等級(jí)分別作了測(cè)試，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們選出了抗壓強(qiáng)度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)和抗水壓滲透等級(jí)均滿足設(shè)計(jì)要求的配比方案，并且也是最經(jīng)濟(jì)的一種方案，試驗(yàn)中各項(xiàng)目性能指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，包括坍落度、密度及抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)均滿足了試驗(yàn)?zāi)康?，可以在工程?yīng)用中進(jìn)行推廣。

附錄

配合比設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2011)

[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011 )

[3]《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E30-2005 )

[4]《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)

篇10

一、前言

沉管法隧道施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)之一為管節(jié)預(yù)制施工，管節(jié)預(yù)制體積龐大，屬于大體積混凝土澆筑施工范疇。洲頭咀隧道工程沉管預(yù)制結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為S10，素混凝土重度為2.3t/m3±1.5%，混凝土結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)貫穿性裂縫，并要盡量避免表面裂縫，如果表面有裂縫，其寬度也需≤0.2mm，混凝土澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行，混凝土入倉(cāng)溫度不應(yīng)超過28℃，混凝土內(nèi)外溫差不應(yīng)超過20℃，對(duì)于側(cè)墻不宜超過15℃。

為了保證沉管混凝土的澆筑質(zhì)量，主要采取以下三方面質(zhì)量控制措施：

1、優(yōu)化混凝土配合比；2澆筑與振搗措施；3養(yǎng)護(hù)措施。

三個(gè)措施中優(yōu)化混凝土配合比這個(gè)措施的實(shí)踐效果比較好，通過對(duì)E1、E2管節(jié)混凝土的澆筑施工總結(jié)和結(jié)合港珠澳大橋沉管隧道管節(jié)預(yù)制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；洲頭咀隧道工程對(duì)原E1、E2管節(jié)預(yù)制的混凝土配合比提出了優(yōu)化措施，在中交四航工程研究院有限公司的混凝土配合比優(yōu)化研究報(bào)告和洲頭咀隧道沉管預(yù)制配合比調(diào)整專家評(píng)審會(huì)專家組的論證下，確定E3、E4管節(jié)預(yù)制采用新的混凝土配合比施工。

二、混凝土配合比的要求

本工程管節(jié)預(yù)制混凝土采用P.O42.5R水泥，水膠比不大于0.4；混凝土采用雙摻技術(shù)，摻粉煤灰和優(yōu)質(zhì)礦渣，粉煤灰為Ⅰ級(jí)灰，礦渣粉為S95級(jí)，混凝土采用泵送混凝土澆筑，E3管段共長(zhǎng)79.5m，每個(gè)施工段14.74m，每個(gè)后澆筑帶長(zhǎng)度為1.5m；E4-2管段共長(zhǎng)85m，每個(gè)施工段15.9m，每個(gè)后澆筑帶長(zhǎng)度為1.5m，E4-1管段共長(zhǎng)3.5m，不分段一次性澆筑完成；在管節(jié)豎向方面分兩層進(jìn)行澆筑，沉管總高度為9.68m，從下到上的分層高度分別為1.95m和7.73m。

三、采用優(yōu)化混凝土配合比的管節(jié)施工質(zhì)量分析

管節(jié)預(yù)制混凝土澆筑施工質(zhì)量受多方面因素影響，包括原料、混凝土配合比、澆筑與振搗方法、養(yǎng)護(hù)和拆模時(shí)間。洲頭咀隧道工程沉管E1、E2與E3、E4預(yù)制在相同的澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)方法下和不同混凝土配合比的施工質(zhì)量分析如下：

1、混凝土澆筑溫度

為真實(shí)地反映管節(jié)混凝土的溫控效果，在管節(jié)中隔墻、側(cè)墻和頂板布置溫度測(cè)點(diǎn)，每施工段布置四個(gè)斷面，分別設(shè)于中隔墻中心、上倒角中心、頂板中心、側(cè)墻中心位置處。測(cè)溫儀采用ST20型混凝土測(cè)溫儀，溫度傳感器采用熱敏電阻，所有測(cè)點(diǎn)均應(yīng)編號(hào)，由專人負(fù)責(zé)測(cè)溫。測(cè)溫從混凝土澆筑后3小時(shí)開始，每4小時(shí)測(cè)定1次，顯示全部測(cè)點(diǎn)溫度，每天打印溫度參考數(shù)，著重觀察混凝土中心與表面及環(huán)境之間的溫差。混凝土澆筑后的5～8天，每8小時(shí)測(cè)一次，9～15天，每12小時(shí)測(cè)一次，待降溫結(jié)束后各部位溫差進(jìn)入安全范圍（T≤15℃），可以解除各項(xiàng)溫控措施。以下為E1、E2管節(jié)和E3、E4管節(jié)混凝土澆筑測(cè)溫圖：

通過在相同外環(huán)境溫度和拌合物入模溫度的情況下，對(duì)混凝土澆筑過程的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)分析，E1、E2管節(jié)的混凝土內(nèi)部最高溫度產(chǎn)生在側(cè)墻與頂板的上倒角處，這里是混凝土澆筑厚度最厚的部位，溫度擴(kuò)散較慢，水化熱作用升溫最高的時(shí)間在第3天和第4天，最高溫度達(dá)到60.2℃；E3、E4管節(jié)的混凝土內(nèi)部最高溫度產(chǎn)生在側(cè)墻中心位置，最高溫度為45.5℃。從兩組不同配合比混凝土澆筑施工的溫度變化圖來(lái)看，采用原配合比施工的管節(jié)混凝土溫度變化曲線圖形狀較陡，峰值較大，與外界環(huán)境溫差較大，在降溫的過程中對(duì)混凝土產(chǎn)生較大的溫度拉應(yīng)力，是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因；采用優(yōu)化配合比施工的管節(jié)混凝土溫度變化曲線圖形狀平緩，峰值較小，與外界環(huán)境溫差較小，溫度應(yīng)力不超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，固混凝土產(chǎn)生的裂縫大大減少。

2、外觀質(zhì)量

主要通過對(duì)比管節(jié)E1、E2與E3、E4預(yù)制達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后經(jīng)過一個(gè)半月時(shí)間左右的外觀檢測(cè)情況進(jìn)行分析；管節(jié)混凝土的外觀檢測(cè)包括裂縫檢測(cè)、混凝土麻面和砂斑現(xiàn)象。E1管節(jié)預(yù)制共發(fā)現(xiàn)66條裂縫，裂縫寬度在0.04～0.15mm之間，裂縫長(zhǎng)度在0.95～7m之間，局部位置出現(xiàn)麻面和砂斑現(xiàn)象；裂縫寬度未超過設(shè)計(jì)要求0.2mm，未發(fā)現(xiàn)有貫穿性裂縫。E2管節(jié)預(yù)制共發(fā)現(xiàn)35條裂縫，裂縫寬度在0.1～0.15mm之間，裂縫長(zhǎng)度在0.5～7.6m之間，局部位置出現(xiàn)麻面和砂斑現(xiàn)象；裂縫寬度未超過設(shè)計(jì)要求0.2mm，未發(fā)現(xiàn)有貫穿性裂縫。E3管節(jié)預(yù)制共發(fā)現(xiàn)2條裂縫，裂縫寬度均為0.55mm，裂縫長(zhǎng)度分別為2.1m和2.46m，局部位置出現(xiàn)麻面和砂斑現(xiàn)象；裂縫寬度未超過設(shè)計(jì)要求0.2mm，未發(fā)現(xiàn)有貫穿性裂縫。E4管節(jié)預(yù)制未發(fā)現(xiàn)有裂縫，局部位置出現(xiàn)麻面和砂斑現(xiàn)象。

在第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的外觀檢測(cè)數(shù)據(jù)分析下，采用優(yōu)化配合比施工的E3、E4管節(jié)施工裂縫明顯減少，混凝土由溫差產(chǎn)生的裂縫有較大改觀。

3、混凝土強(qiáng)度

混凝土的強(qiáng)度是決定一個(gè)結(jié)構(gòu)成敗的關(guān)鍵，混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)最終目的也是要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。減少水泥用量對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響很大，在減少水泥用量的情況下必須按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011適量增加其他活性膠凝材料的用量，保持水膠比不變。

洲頭咀隧道沉管預(yù)制混凝土抗壓強(qiáng)度按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GB-T50107進(jìn)行強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)評(píng)定，評(píng)定情況如下表：

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表的分析情況，采用優(yōu)化配合比施工的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均小于采用原來(lái)配合比施工的混凝土，說(shuō)明優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度穩(wěn)定性不會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)影響。

結(jié)語(yǔ)

在總結(jié)原E1、E2沉管預(yù)制混凝土施工的質(zhì)量情況下，通過混凝土配合比優(yōu)化研究總結(jié)和參考港珠澳大橋沉管預(yù)制施工成功例子的前提下，對(duì)E3、E4沉管預(yù)制進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化是可行的，在E3、E4沉管預(yù)制施工后質(zhì)量情況分析來(lái)看，混凝土配合比優(yōu)化對(duì)控制大體積混凝土裂縫出現(xiàn)是有效的，方法是可的行、結(jié)論是可信的，可以作為以后沉管隧道預(yù)制施工混凝土配合比調(diào)整的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ55-2011. 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程。