高標(biāo)號(hào)混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工控制

1、<p>　　高標(biāo)號(hào)混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工控制</p><p>　　中圖分類號(hào)：TU377.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　摘要：通過對(duì)羅定高速公路LD11合同段高標(biāo)號(hào)混凝土配合比設(shè)計(jì)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(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，進(jìn)行養(yǎng)生過程分析，驗(yàn)證了噴淋養(yǎng)護(hù)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(biāo)號(hào)混凝土;配合比設(shè)計(jì);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(guó)高速公路飛速發(fā)展的時(shí)期，試驗(yàn)工作顯的尤為重要，對(duì)控制工程質(zhì)量和工程成本有很大的作用，試驗(yàn)工作中的配合比設(shè)計(jì)

4、工作是重中之重。對(duì)于橋梁工程，試驗(yàn)室的水泥混凝土標(biāo)準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)很重要，標(biāo)準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)的合理有效，對(duì)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(xiàng)目的施工，重點(diǎn)介紹高標(biāo)號(hào)水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)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(guó)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(xiàng)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(diǎn)（SK251+000），位于白銀市會(huì)寧縣大山川村，路線終點(diǎn)（SK256+841.021）位于白銀市會(huì)寧縣太平店，路線全長(zhǎng)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(jì)標(biāo)號(hào)為C50，而T梁的混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C55。 </p><p>　　2、高標(biāo)號(hào)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)前的原材料檢測(cè) </p><p>　　這里主要介紹C50和C55高標(biāo)號(hào)混凝土配合比的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中使用高標(biāo)號(hào)水泥(P.Ⅱ52.5),還加入了適量的硅粉，目的是為了提高早期強(qiáng)度和增加外觀質(zhì)量。其配合比設(shè)計(jì)前應(yīng)當(dāng)對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，包括對(duì)水泥、水、砂、碎石、外加劑和硅粉進(jìn)

7、行主要項(xiàng)目的檢測(cè)。對(duì)于水泥主要檢測(cè)初終凝時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度、安定性、細(xì)度、水泥膠砂抗壓和抗折強(qiáng)度等主要項(xiàng)目，其檢測(cè)結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對(duì)于砂主要檢測(cè)細(xì)度模數(shù)、表觀密度、堆積密度、含泥量和級(jí)配組成等項(xiàng)目檢測(cè)，測(cè)得其細(xì)度模數(shù)為2.86以及級(jí)配符合中砂Ⅱ區(qū),其它檢測(cè)結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對(duì)于碎石主要檢測(cè)級(jí)配組成、表觀密度、堆積密度、針片狀、壓碎值和含泥量等項(xiàng)目，

8、測(cè)得其級(jí)配符合5―20mm的連續(xù)級(jí)配范圍,其它檢測(cè)結(jié)果如下表所示： </p><p>　　對(duì)水也進(jìn)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(cè)符合高效減水的要求，硅粉的檢測(cè)也達(dá)到質(zhì)量要求。 </p><p>　　3、高標(biāo)號(hào)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　高標(biāo)號(hào)混凝土配合比的設(shè)計(jì)對(duì)于原材料的選用很嚴(yán)格，必須嚴(yán)把原材料的質(zhì)量，設(shè)計(jì)高標(biāo)

9、號(hào)的混凝土配合比要滿足以下要求： </p><p>　　1）要使混凝土的強(qiáng)度能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度的等級(jí)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(jì)步驟與普通配合比設(shè)計(jì)基本一致的，也分為以下幾個(gè)步驟： </p><p>　　3.1水膠比（W/C）的確定 </p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差和設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出配制強(qiáng)度，再按水灰比公式計(jì)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(zhǔn)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(jì)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(jì)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(shí)，應(yīng)通過不同的砂率值33%，35%，38%，作流動(dòng)度試驗(yàn)，選流動(dòng)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(jì)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(jì)算出的初步配合比試配，測(cè)定其坍落度及和易性。試配時(shí)，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(jì)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(qiáng)度則通過水膠比得到滿足，應(yīng)選擇不同的水膠比做強(qiáng)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(yàn)室配合比 </p><p>　　通過試配確定了基準(zhǔn)配合比，為了保證強(qiáng)度要求，再上下浮動(dòng)水膠比，做參考配合比，進(jìn)行試拌，分別確定7天及28天強(qiáng)度，做強(qiáng)度與水膠比的曲線，選擇最佳的水膠比作為試驗(yàn)室配比。計(jì)算其他三個(gè)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(cè)定四組不同水膠比的28天強(qiáng)度,然后以水膠比為橫坐標(biāo),以28天強(qiáng)度為縱坐標(biāo),繪制強(qiáng)度曲線圖,選定試驗(yàn)室

18、的最終水膠比,確定試驗(yàn)室配合比。測(cè)得數(shù)據(jù)如下：1、W/C=0.3128d強(qiáng)度為72.3MPa；2、W/C=0.3328d強(qiáng)度為68.4MPa；3、W/C=0.3528d強(qiáng)度為64.2MPa；4、W/C=0.3728d強(qiáng)度為58MPa。繪制強(qiáng)度曲線圖如下表所示: </p><p>　　根據(jù)上圖可以計(jì)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(qiáng)度為：50+1.645×6=59.8

19、7 MPa；C55的試配強(qiáng)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(yàn)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(yàn)室配合比和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的砂、石含水率

21、，準(zhǔn)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(jì)完成。下面對(duì)于高標(biāo)號(hào)混凝土的施工控制就成為了關(guān)鍵，正確的按設(shè)計(jì)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(biāo)號(hào)混凝土的施工控制 </p><p>　　混凝土質(zhì)量的好壞，尤其是高標(biāo)號(hào)混凝土的質(zhì)量好壞，既對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全，也對(duì)結(jié)構(gòu)物的造價(jià)有很大影響，因

22、此在施工中我們必須對(duì)混凝土的施工質(zhì)量有足夠的重視。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)混凝土的施工控制，從影響混凝土的各個(gè)因素入手，從各個(gè)方面控制混凝土的施工質(zhì)量。混凝土最主要的指標(biāo)之一就是混凝土的抗壓強(qiáng)度，從混凝土強(qiáng)度的表達(dá)式中不難看出，混凝土的抗壓強(qiáng)度與混凝土所用的水泥強(qiáng)度成正比，施工當(dāng)中切誤用錯(cuò)了水泥標(biāo)號(hào)。對(duì)于高標(biāo)號(hào)混凝土，如果用錯(cuò)了水泥標(biāo)號(hào)，在水灰比相等的情況下，按公式計(jì)算，得到的混凝土抗壓強(qiáng)度將比高標(biāo)號(hào)水泥低很多，施工中將會(huì)比計(jì)算得到的更低。另外，水灰比

23、也與混凝土強(qiáng)度成正比，水灰比大，則混凝土強(qiáng)度高，水灰比小，則混凝土強(qiáng)度低。因此，在高標(biāo)號(hào)混凝土施工中，一定要確保水灰比與試驗(yàn)室確定的水灰比一致，才能保證混凝土的強(qiáng)度。當(dāng)水灰比變大時(shí)，企圖用增加水泥用量來提高溫凝土強(qiáng)度是錯(cuò)誤的，此時(shí)只能增大混凝土的收縮和變形，對(duì)于預(yù)制板梁構(gòu)件的質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生重大的影響。 </p><p>　　因此，影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素是水泥強(qiáng)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(biāo)號(hào)和混凝土的水灰比兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。此外，影響混凝土強(qiáng)度還有其它不可忽視的因素。 </p><p>　　粗骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度也有一定影響，當(dāng)石質(zhì)強(qiáng)度相等時(shí)，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(qiáng)，當(dāng)水灰比相等或配合比相同時(shí)，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強(qiáng)度比卵石強(qiáng)。因此我們一般對(duì)混凝土的粗骨料控制在3cm左右，細(xì)骨料品種對(duì)混凝土強(qiáng)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(duì)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(biāo)號(hào)用砂石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于施工現(xiàn)場(chǎng)砂石質(zhì)量變化相對(duì)較大，因此現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須保證砂石的質(zhì)量要求，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂含水率及時(shí)調(diào)整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實(shí)驗(yàn)配比與施工配比混為一談?；炷翉?qiáng)度只有在溫度、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(hù)、氣溫高低對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展有一定的影響。冬季要進(jìn)行保溫防凍害措施，夏季要進(jìn)行防暴曬脫水措施。 </p>

26、<p>　　此外，混凝土標(biāo)號(hào)是根據(jù)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度總體分布的平均值減去1．645倍標(biāo)準(zhǔn)偏差確定的。這樣可以保證混凝土強(qiáng)度均有95％以上的保證率，低于該標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度平均值一定要大于混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。通過公式計(jì)算可以看出，施工人員不但要使混凝土強(qiáng)度的平均值大于混凝土標(biāo)號(hào)，更重要的是千方百計(jì)的減少混凝土強(qiáng)度的變異性，即要盡量使混凝土標(biāo)準(zhǔn)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(jià)。 </p><p>　　高標(biāo)號(hào)混凝土質(zhì)量控制包含兩個(gè)方面的基本內(nèi)容： </p><p>　　4.1使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　4.2在滿足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)前提下盡量降低成本。混凝土的強(qiáng)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(dá)到最小值，因此混凝土標(biāo)準(zhǔn)差能反映施工單位的實(shí)際管理水平，

28、管理水平越高，標(biāo)準(zhǔn)差越小?？梢哉f，高標(biāo)號(hào)混凝土質(zhì)量控制實(shí)質(zhì)上也是標(biāo)準(zhǔn)差的控制。實(shí)際上控制標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)從以下幾個(gè)方面人手。 4.2.1設(shè)計(jì)合理的高標(biāo)號(hào)混凝土配合比。合理的高標(biāo)號(hào)混凝土配合比應(yīng)由試驗(yàn)室通過試驗(yàn)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(yàn)室設(shè)計(jì)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(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間及標(biāo)準(zhǔn)用水量；砂控制細(xì)度級(jí)配、含水率、含泥量等；石料控制級(jí)配

29、、壓碎值、針片狀含量、含水率及含泥量等；硅粉檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)要求；高效減水劑檢測(cè)減水率、增加混凝土強(qiáng)度的對(duì)比值。只有材料達(dá)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(jìn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　4.2.2按設(shè)計(jì)配合比正確地?fù)Q算施工配合比進(jìn)行施工。按施工配合比施工，要及時(shí)測(cè)定砂、石含水率，將設(shè)計(jì)配合比換算為施工配合比；同時(shí)還要及時(shí)

30、檢查原材料是否與設(shè)計(jì)用原材料相符，這要求試驗(yàn)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(jí)匯報(bào)，及時(shí)更改配合比(材料不合格不收料除外)。 </p><p>　　4.2.3加強(qiáng)原材料管理，混凝土材料的變異將影響混凝土強(qiáng)度。因此收料人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不允許不合格品進(jìn)場(chǎng)，另外與原材料不符及時(shí)匯報(bào)，采取相應(yīng)措施，以保證混凝土質(zhì)量。 </p><p>　　4.2.4進(jìn)行

31、混凝土強(qiáng)度的測(cè)定。對(duì)于高標(biāo)號(hào)混凝土的測(cè)定，應(yīng)當(dāng)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(shí)的控制依據(jù)，也可以測(cè)定其混凝土強(qiáng)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(qiáng)度為準(zhǔn)。 </p><p>　　5、高標(biāo)號(hào)混凝土設(shè)計(jì)與施工控制中應(yīng)注意的問題 </p><p>　　高標(biāo)號(hào)混凝土設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)原材料有很高的要

32、求。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇與其對(duì)應(yīng)的水泥標(biāo)號(hào)，否則很難達(dá)到試配強(qiáng)度；對(duì)粗骨料的最大粒徑應(yīng)當(dāng)不超過25mm，在連續(xù)級(jí)配范圍內(nèi)，表觀密度應(yīng)當(dāng)大于2.65g/cm3,吸水率應(yīng)當(dāng)在1%左右；對(duì)于砂應(yīng)當(dāng)選擇河砂或碎石砂?；炷潦┕た刂浦?，首先應(yīng)當(dāng)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(chǎng)施工的混凝土水灰比，確保與設(shè)計(jì)水灰比一致；拌和混凝土的時(shí)候，應(yīng)該先加水，再加高效減水劑，強(qiáng)度能提高2―3MPa；另外混凝土的振島一定要密實(shí)。 <

33、/p><p>　　綜上所述，我們應(yīng)當(dāng)首先作好高標(biāo)號(hào)混凝土配合比的設(shè)計(jì)工作，其次，應(yīng)該對(duì)混凝土的施工進(jìn)行嚴(yán)格控制。從各個(gè)方面嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，以確保整個(gè)工程質(zhì)量，以保證企業(yè)信譽(yù)和發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]馮乃謙。高性能混凝土技術(shù)，中國(guó)建筑出版社,1992年。 </p><