配合比设计论文范文

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篇1

目前，由于国家大兴水利工程，如南水北调工程、三峡工程等，使得泵送混凝土技术及施工方法在水利工程方面的应用得到充分体现。我国混凝土泵送技术已有50多年的历史，泵送水平和泵送技术日益提高和完善，泵送混凝土的应用正日趋扩大。一些发展泵送混凝土较早的城市，泵送混凝土在混凝土工程量中占的比例和泵送技术已接近世界先进水平，但全国整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。

一、配合比的设计原则

泵送混凝土配合比设计方法，是在普通方法施工的混凝土配合比设计方法的基础上结合混凝土可泵性要求进行确定。泵送混凝土对其可泵性有特殊的要求，即:要求混凝土具有建筑工程所要求的强度需求，同时要满足长距离泵送的需要。换句话说，就是混凝土在达到可泵性要求时应服从于阿布拉姆斯水灰比定则。而且，泵送混凝土的骨料分离系数要尽可能小。换句话说，混凝土要有足够的粘聚性，使其在运输、泵送、施工中不发生分离。混凝土配合比的设计一定要遵循以下原则:稳定骨料所需骨料用量原则；最大限度密度填充原则；混凝土可泵性原则；骨料离析系数最小原则。

二、配合比设计思路

泵送混凝土除了根据工程设计所需的强度外，还需要根据泵送工艺所需的流动性、不离析、少泌水的要求配制可泵性的混凝土混合料。泵送混凝土具体的配合比设计思路如下：以一定数量的粗骨料（5mm-50mm）形成密布的骨架空间网格，以相当数量的细骨料（小于5mm）最大限度地填充骨架空隙，以胶凝材料浆体最大限度地填满粗骨料和细骨料的间隙，并包裹粗、细骨料的颗粒。形成均匀密实的混凝土，以满足强度和耐久性的要求。泵送混凝土对粗骨料有特殊的要求。如125输送管要求可用卵石最大粒径为40mm，碎石为30mm，150输送管要求混凝土所用卵石最大粒径为50mm，碎石为40mm。同时，泵送混凝土对粗骨料的级配也十分敏感。根据以上思路，参考绝对体积设计法，有方程如下：

Ks=（S/rso）/[（1/rso）-（1/1000rg）]·G

a=（W+C/rc+F/rg）/（1000/rso-1/rs）·S

W=K·（C+F）

W+C/rc+S/rs+G/rg+F/rf=1000

F/（C+F）=Kf

联立以上各式求解：

S=1000/[a（1000/rgo-1/rs）+1/rs+1000rg/（1000rg-rgo）·Ksrso]

G=1000S/[（100/rso-1/rg）·Ksrso

C=（1000-S/rs-G/rg）/[K+k·kf/（1-kf）+1/rc+kf/（1-kf）rf]

F=[kf/（1-kf）]·C

W=K·（C+F）

其中，Ks为砂料裕度系数；a为灰浆裕度系数；rso为砂料振实密度，kg/m3；rgo为石料振实密度，kg/m3；rg为石料表观密度，kg/L；rs为砂料表观密度，kg/L；G为石用量，kg/m3；S为砂用量，kg/m3；F为粉煤灰用量，kg/m3；C为水泥用量，kg/m3；Rc为水泥真实密度，kg/L；rf为粉煤灰真实密度，kg/L；W为水用量，kg/m3；K为水灰比；Kf为粉煤灰掺量系数。

三、配合比设计参数

（一）混凝土配制强度

区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同，根据JGJ552000普通混凝土配合比设计规程，混凝土配制强度应按下式计算：

式中：fcu.o混凝土配制强度，MPa；

fcu.k混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；

σ混凝土强度标准差，MPa。

由施工单位自己历年的统计资料确定，无历史资料时应按现行国家标准GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范的规定取用（高于C35，σ=6．0MPa）。

根据此公式，以C40混凝土为例，C40混凝土的配制强度为：在正常情况下，上式可以采用等号，但当现场条件与试验条件有显著差异或重要工程对混凝土有特殊要求时，或C30及其以下强度混凝土在工程验收采用非数理统计方法评定时，则应采用大于号。

GBJ107-87混凝土质量检验评定标准中对混凝土抗压强度合格标准的评定方法分数理统计和非数理统计两种。

在实际工程中，由于结构部位的不同，往往要求不同的评定方法，但很多单位仅按数理统计的方法进行混凝土配合比设计，导致实际试配强度均达不到49.9MPa。

对于一般单位而言，在一个工程中通常只有混凝土配合比，加之管理不到位，也往往用于要求非数理统计的工程部位，结果只能出现混凝土强度达不到设计要求的后果。

（二）水灰比

泵送混凝土的水灰比除对混凝土强度和耐久性有明显影响外，对泵送粘性阻力也有影响。试验表明：当水灰比小于0.45时，混凝土的流动阻力很大，泵送极为困难。随着水灰比增大粘性阻力系数（η）逐渐降低，当水灰比达到0.52后，对混凝土η影响不大，当水灰比超过0.6时，会使混凝土保水性、粘聚性下降而产生离析易引起堵泵。因此，泵送混凝土水灰比选择在0.45～0．6之间，混凝土流动阻力较小，可泵性较好。在Ⅲ＃滑坡体剩余工程施工中，泵送混凝土水灰比为0.48。

（三）泵送混凝土外加剂及其掺量

湖北某水闸改建工程过程中，用于泵送混凝土的外加剂，主要是SW1缓凝型高效减水剂。混凝土中加入外加剂，增大混凝土拌合物的流动性，减少水或水泥用量，提高混凝土强度及耐久性，降低大体积混凝土水化热，同时有利于泵送和夏季施工。

SW1减水剂能使混凝土的凝结时间延缓1～3h，对泵送大体积混凝土夏季施工有利。其掺量越多，在一定范围内减水效果越明显；但若掺量过多，会使混凝土硬化进程变慢，甚至长时间不硬化，降低混凝土的强度，因此，须严格控制掺量。SW1减水剂掺量为水泥用量的0．6％～0．8％，夏季温度较高，混凝土坍落度损失大，掺量取大值；冬季施工，掺量取小值。SW1减水剂对不同水泥有不同的适应性，当使用的水泥品种或水泥的矿物成分含碱量及细度不同时，减水剂的掺用效果不同，其最佳适宜掺量也不同。

四、小结

在工程实际中，应根据结构设计所规定的混凝土强度及特殊条件下混凝土耐久性、和易性等技术要求，合理选用原材料及其用量间的比例关系，并设计出经济、质量好、泵送效率高的混凝土。水利工程多为野外施工，施工场地受地理条件的限制。

参考文献：

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中图分类号：TU71文献标识码： A

前言

目前，我国的高速公路对面层的技术要求都较为严格，如要求采用玄武岩集料、优质改性沥青、SMA路面等，然而要充分发挥其应有的作用，则还应当重视基层质量的提高，否则可能造成更大的浪费。半刚性基层作为主要的承重层，其材料性质和整体质量，对沥青路面的使用性能和使用寿命有十分重要的影响。只有在优质基层的前提下，优质面层才能充分体现优越性。

一、水泥稳定碎石基层质量的重要性

近年来，我国高速公路的使用经验表明，半刚性基层的设计，从设计厚度来看，特别是近10年来往往都具有较大安全储备。然而，我国高速公路的现状却是早期破坏现象严重，这当中，由半刚性基层引起的荷载型裂缝和非荷载裂缝是重要原因之一。荷载型裂缝表现为局部路面产生网裂、形变，以及在行车道的轮迹带上出现坑洞等：非荷载行裂缝则在最初往往形式上表现为单独、较为规则，并且不影响承载能力。荷载型裂缝与基层整体性不好、不均匀性有关，而非荷载型裂缝则与基层材料的温湿度变化有关，两者都受施工质量的显著影响。

反射裂缝，由于水分的渗透，降低基层与土基的承载力，从而加剧路面破坏，进而严重影响路面的使用性能，缩短使用寿命，这已成为半刚性基层路面结构的主要缺陷，也是造成高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。

本文通过实例对水泥稳定碎石配合比设计及施工对基层的质量的影响进行阐述。

二、工程概况

本项目全长38 km , 整体线路走向呈东西走向,途经微丘、重丘区, 地层以亚粘土、泥质岩、砂岩和粉砂岩为主。设计为双向4 车道, 宽26 m , 路面结构20cm底基层+40cm基层+8 cmSUP-25 粗粒式沥青下面层+6 cm SUP-20 中粒式中面层+4 cm SMA-13上面层。

三、配合比设计理论

1、本项目提出了全新的配合比设计方法：振动形型法，其是利用振动压实仪，在与现场压实机械相匹配的固定配重，振动频率、振幅和振实时间条件下的水泥稳定碎石半刚性基层材料配合比设计方法。

1.1、振动成型法改变了现行的水泥稳定碎石基层设计方法对基层抗裂性能考虑不足，水泥稳定碎石混合料重型击实法不能有效模拟基层实际施工环境，从而造成设计出的水泥稳定碎石混合料水泥剂量偏高，干密度偏小的缺点。

1.2、振动成型法包括“振动压实试验方法”和“振动压实成型试验方法”，前者主要对给定水泥剂量的水泥稳定碎石混合料在不同含水量时进行成型试验，用于测算最大干密度及最佳含水量。后者主要用于对给定含水量和水泥剂量的水泥混定碎石混合料进行试件成型并进行水泥稳定碎石混合料的各项性能检测。

2、振动成型法对集料的要求

2.1 碎石质量如下：

（1）压碎值不大于25％；

（2）粗集料针片状含量不大于15%

（3）水洗法集料中小于0.075含量粗集料不大于2％，细集料不大于15%

2.2 水泥

初凝大于3小时，终凝大于6小时，42.5水泥3天强度大于17mpa，

28天强度大于42.5mpa.

2.3 集料分档

具体规格如下：

0～2.36mm、2.36～4.75，4.75~19mm、19~31.5mm，将细集料分成两档主要原因有：

2.3.1细料和粉料对水泥稳定碎石混合料质量有显著影响，若细料和粉料含量控制不严，那么基层的开裂几率大大增加。

2.3.2水稳混合料中0.6mm以下粉料含量较高时，基层收缩裂缝明显增加。

2.3.3 2.36mm和4.75mm是水泥稳定碎石混合料设计中的关健筛孔，对混合料合成级配及整体性能影响较大，将4.75以下分成两档有利于控制细集料和粉料含量，同时也有利于优化混合料级配。

3、混合料级配

振动成型方将混合料设计成骨架密实型结构，减少细集料用量。

四、原材料质量控制

1、水泥。水泥作为集合料的一种稳定剂, 其质量对集料质量是十分重要, 施工时选用终凝时间较长, 标号较低的水泥。为使稳定土有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压以及保证其具有足够的强度, 不应使用快凝水泥、早强水泥。按合同要求本标段使用425#普通硅酸盐海螺缓凝水泥。

2、碎石。

材料出厂地：浏阳市南方矿业有限公司（官渡矿场）

材料规格、质量：

1)、具体规格如下：

0～2.36mm、2.36～4.75，4.75~19mm、19~31.5mm

2)、碎石质量如下：

（1）压碎值23％；

（2）粗集料针片状含量12％；

（3）0.6以下颗粒的液限24，塑限指数8。

（4）0~4.75集料中小于0.075含量为9%。

五、施工过程控制

1、厂拌设备的选型。拌和设备的质量直接影响混合料拌和质量, 而拌和设备好坏的关键要看骨料、粉料、水等各种物料的配合比精度是否能够得到保证, 本标段选用WBC600 型水稳拌和楼，该设备采用电磁调速控制系统, 能较好的保证各种物料的配合比, 且拌和均匀, 性能稳定。

2、严格控制水泥剂量。水泥剂量太小, 不能保证水泥稳定土的施工质量;而剂量太大, 既不经济, 还会使基层的裂缝增多、增宽, 从而引起沥青面层相对应的反射裂缝。所以, 必须严格控制水泥用量, 做到经济合理, 精益求精, 以确保工程质量。

3、混合料的含水量控制。厂拌混合料现场, 每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午时间分别测定各种集料的含水量, 根据施工配合比设计的最佳含水量指标, 结合当天的气温、湿度、运距情况确定混合料拌和时的用水量。前场负责检测压实度的专职试验人员, 在混合料摊铺整型过程中应及时测定混合料的含水量, 及时指挥压路机碾压, 力求在最佳含水量条件下碾压, 尽量避免由于含水量过大而出现“ 弹软” 、“波浪” 等现象, 影响混合料可能达到的密度和强度,增大混合料的干缩性, 使结构层容易产生干缩裂缝;或由于含水量偏小使混合料容易松散, 不易碾压成型, 也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工, 加强每一施工环节的质量控制, 才能保证施工质量。

4、混合料的运输应避免车辆的颠簸, 以减少混合料的离析。在气温较高、运距较远时要加盖毡布, 以防止水分过量损失。

5、混合料摊铺接缝的处理。接缝有纵向接缝和横向接缝两种, 当摊铺机宽度足够时, 整幅摊铺时不存在纵缝接缝问题。当摊铺机的摊铺宽度不足时, 采用2 台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料, 并一起进行碾压, 这样也可以避免纵向接缝。由于本标段结构物较多, 一般情况下都以两结构物间为一施工段落, 避免了横向接缝, 如有特殊情况需设置横向接缝, 其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除, 将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面, 摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度, 再摊铺新的混合料, 继续下一步施工。

6、混合料的压实。混合料经摊铺机摊铺成型后, 即可用压路机碾压, 碾压长度需根据施工现场的实际情况确定, 如果实测混合料的含水量高于最佳含水量, 且气温较低时可适当延长碾压长度, 如果混合料已接近最佳含水量且温度较高蒸发快时, 应缩短碾压长度, 确保在最佳含水量时进行碾压。压实机械配制3台30t振动压路机，1台27t轮胎压路机。

7、混合料的养生。对已完成碾压并经压实度检测合格后应立即进行养生, 不能延误。养生可用不透水的塑料薄膜覆盖或用湿砂覆盖进行养生, 也可用沥青乳液进行养生, 还可以在完成的基层上即时做下封层, 利用下封层进行养生,同时也可在已完成的混合料中直接洒水养生。按技术规范的规定养生期应不小于7 d , 在养生期间应由专人负责限制车辆行驶, 除洒水车外, 绝对禁止重型车辆行驶。本标段采用两种方法养生, 加盖塑料薄膜和洒水车进行养生。

结束语

根据振动成型设计出的水稳基层混合料，和以往混合料最大的区别在于粗集料用量增加，细集料明显减少。并通过施工过程及原材料的控制，本项目水稳基层横向裂缝几乎没有，项目完工通车两年，沥青路面几乎没有横向裂缝，达到了最初的设计预期。

通过本项目，施工过程中严格控制原材料的质量，利用先进合理的配合比设计理论，严格按照规范组织施工，规范拌和、运输、摊铺、碾压、养生等各个环节，保证组织管理到位，路面早期破坏还是可以得到改善。

参考文献:

[1] 孙勇,鞠昌兵.水泥稳定碎石基层施工的质量控制和检测[J]. 城市道桥与防洪. 2007(02)

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作为企业我们的主要目的是追求利润，创造利润主要靠降低生产成本来实现。在施工中影响生产成本的因素有多个方面：施工组织设计、原材料的采购、砼配合比设计、机械设备安排等。而建筑施工企业不可避免的要进行大量的砼生产活动，所以砼生产成本控制对整个企业生产成本的控制至关重要。砼生产的配料依据是砼配合比设计，因此砼配合比设计成为影响砼生产成本的重要因素。

配合比设计是如何影响生产成本的呢？我们将针对这一问题进行以下探讨：

一、原材料的选择。

确定配合比首先要根据工程结构的设计确定合适原材料，最关键的是其中的水泥的选择。一般选用的水泥的标号要比设计要求的砼的标号高，但是也不要太高。如果砼标号高而选用水泥的标号低就不易达到设计强度的要求，水泥用量就会大；如果砼的标号过低而选用的水泥标号高其强度要求是达到了，但是水泥如果用量多就会造价高，水泥用量低，就会影响砼和易性能，影响砼的质量。所以要选用适合砼各方面性能的水泥。

二、水灰比。

水灰比是用水量和水泥用量的比值，用水量是根据坍落度确定的，用水量一定的情况下，水灰比大水泥用量就小，水灰比小水泥用量就大，在确定水灰比时要在满足强度和和易性要求情况下，水泥用量尽量小时的水灰比。水用量与坍落度是成正比的，坍落度大用水量就大，所以如果是高流动性的泵送砼，其坍落度要求一般不低于120mm，其用水量就会很大，其水泥用量也会很大，工程成本自然也会增大，所以要寻求一种方法来改变这种现象，把水泥用量降低，掺加外加剂和粉煤灰就是很好的一种选择。

三、外加剂和粉煤灰的掺加。

减水剂是在不影响砼和易性的条件下，有减水增强作用的一种外加剂，掺入后可以在保持坍落度不变的情况下，减少用水量，从而降低水灰比提高强度。所以加外加剂后在保持原坍落度的情况下既能满足强度要求，又能降低水泥用量。减水剂在应用上也要进行选择，要选择一种减水效果好的减水剂，在用量上也要通过试验进行确定，下面是工地对FDN-1减水剂在应用中的减水效果绘制的曲线图

由图可以看出，并不是掺量越大减水效果就越好，最好的掺量是在1.4%-1.8%这间，使用时我们考虑既能减水满足要求，又能用量最省，一般取下限用量。免费论文，生产成本影响。所以选用减水剂时要通过试验绘制掺加量与减水率曲线图，找出最佳的掺加量。

掺加减水剂是减少水泥用量的一种很好的方法，另一种减少水泥用量的方法掺加粉煤灰来代替水泥量。免费论文，生产成本影响。免费论文，生产成本影响。掺加粉煤灰的方法有三种：一、超量取代法，就是掺加的粉煤灰总量一部分代替等质量的水泥，一部分代替等体积的砂；二、等量取代法，就是用粉煤灰代替部分水泥，相应调整其他材料；三、外加法，就是在水泥用量不变的情况下加入适量的粉煤灰，并相应调整砂的用量。免费论文，生产成本影响。免费论文，生产成本影响。如果是要降低生产成本一般采用前两种情况。免费论文，生产成本影响。

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大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。

混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。

大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25℃。

1、混凝土配合比设计：对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。

1)选用水化热低的42.5MPa矿渣水泥，水泥用量为340kg/m3。

2)大掺量I级粉煤灰。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的29%，占胶凝材料总量的21%。免费论文，混凝土配合比。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。2、混凝土的浇筑方案选用

全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。

全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完42m后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。

3、预测温度

在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值－环境温度。

3.1计算混凝土内最大温升

据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：

Tmax=WcxQx(1－e-nt) x￡(1)

另一个为经验公式：

Tmax=Wc/10+FA/50(2)

公式(1)可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。

该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m和￡的取值，可能会使计算值更接近实际。

公式(2)计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。

3.2混凝土中心温度值

T1=T2+T(t)，

因为T(t)计算值较高，夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：

混凝土拌合温度：

Tc=∑Ti•Wi.•Ci/∑Wi•Ci=29.1℃。

混凝土出机温度：

Tj=Tc－0.16(Tc－Td)=30.1℃。

混凝土浇筑温度：

Tj－T1+(Tq－T1)(A1+A2+…)=29.7℃。

这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度Tj=31.4℃。为了降低Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放15d以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。

可见，每使混凝土浇筑温度下降1℃，平均要使拌合水温下降近6℃。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。要使混凝土浇筑温度下降3℃，至少每m3混凝土要加0℃冰40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度Tj，都不能超过32℃。免费论文，混凝土配合比。

总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。

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我国从建设高等级公路以来沥青路面的设计一直采用马歇尔设计方法，其混合料类型的选择一般是：采用空隙率小、不透水的连续级配沥青混凝土AC型， AC型是一种密实型沥青混凝土结构，其矿料级配按最大密实原则设计，属于连续性级配，强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力，因为结构密实、空隙率小，所以AC型路面的水稳定性较好。免费论文。但是，由于其表面不够粗糙，耐磨、抗滑、高温抗车辙等性能明显不足，并且矿料间隙率也难以满足要求，通常采用减少沥青用量的方法来满足间隙率的要求，这样使沥青路面的耐久性能降低，因此，AC型在高等级公路的上面层中已很少采用，主要用于中、下面层。鉴于以上原因，在S243省道句容段的路面设计中将原设计中AC型调整为superpave型。同时在上面层中采用SBS改性沥青。

一、具体设计：

4cm superpave-13 （SBS改性沥青）上面层

7cm superpave-20下面层

二、施工中的配合比设计及控制

Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。

在本工程中，生产配合比在施工现场完成，用生产配合比进行试拌，沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段（K8+160-K9+000）。免费论文。取试铺用的沥青混合料进行旋转压实检验、马歇尔试验检验和沥青含量、筛分试验，检验标准配合比矿料合成级配中，至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近目标配合比级配值，并避免在0.3mm~0.6mm处出现驼峰。由此确定正常生产用的标准配合比。

在本工程中采用的Super-13型目标及生产配合比见表一

Super-13型目标及生产配合比表 表一

配合比级 配沥青用量（%）

1#2#3#4#矿粉

目标配合比（%）

52133144.7

生产配合比（%）2518193234.7

沥青性能整套检验，各施工单位和驻地监理组工地试验室按苏高技（2004）203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测，并留样备检。

三、施工中沥青混合料的温度控制

由于在本工程的上面层superpave-13的沥青混合料中采用了SBS改性沥青，而SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高，SBS沥青比普通沥青的温度要提高15~20°C，因此在路面施工时摊铺温度控制在160°C，前两车出料温度提高5°C。运输车必须加盖篷布或其它保温材料，防止结合料表面结硬，为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求，必须保证摊铺机前至少有两辆车等待卸料，决不能出现摊铺机等料的现象。施工中具体的各工序温度控制指标见表二。

沥青混合料的施工温度℃ 表六

混合料出厂温度正常范围165℃-185℃ 超过190℃者废弃

混合料运输到现场温度不低于165℃

摊铺温度不低于160℃

开始碾压混合料内部温度不低于150℃

碾压终了表面温度90℃～100℃

三、施工中的碾压控制

对于上面层superpave-13沥青混合料使用了SBS改性沥青，适宜的碾压温度范围是130~150°C，最终碾压温度不低于110°C。在本工程中，上面层沥青混合料的压实工艺本着“紧跟、慢压、高频、低幅”进行，压路机必须紧跟摊铺机的后面，如在高温条件下碾压可取得更好的效果，压实速度控制在4~5km/h。碾压速度均衡，倒退时关闭振动,方向要逐渐地改变,不许拧着弯行走，在每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压，消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动、突然刹车或停车休息。改性沥青路面碾压，不宜用胶轮压路机。我们通过做实验段，确定的压实工艺为：英格索兰DD110初压1遍，戴纳派克CC722或DD130压路机中、低档各碾压2遍，即高频低幅振动碾压2遍，DD110终压2遍。特别注意：施工时若发现压路机粘轮时，用洗衣粉水处理效果较好。

四、施工接缝的处理

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[前言] 商品混凝土浇注大体积混凝土的施工，主要是精心设计调整配合比,严格控制原材料的质量：

1、原材料的选择：

商品混凝土浇注大体积混凝土的施工，常用的混凝土强度等级在C55～C30之间，为保证工程质量有些施工企业原材料的要求略高于国家标准，尤其在重点工程中，对几种主要材料的要求如下：

（1）水泥：硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。博士论文，施工。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应采用水泥水化热比较低的P.S.A42.5矿渣硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥水化热较低，质量稳定。博士论文，施工。通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。另外水泥质量要稳定，批量要足够用，保证水泥的安定性合格，应在试验室检验强度等级符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007 ,28天强度指标要求，按试验室检验的强度等级及时调整混凝土的配合比。

（2）细骨料：采用中砂，控制细度模数2.4～2.8，含泥量≤1％，泥块含量≤0.5％。其他性能指标符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52－2006的规定。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土构件的收缩。

（3）粗骨料：采用碎石，粒径5～25mm，含泥量不大于1%。选用连续级配的5～31.5mm花岗岩碎石，针片状含量≤10％，含泥量≤1％，泥块含量≤0.5％，其他性能指标符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ53－2006的规定。选用粒径相对较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土本身的温升。

（4）粉煤灰：由于大体积混凝土的施工为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，减少水化热，掺加适量的粉煤灰是必要的。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的限量为25%以下。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉强度均有所降低，对混凝土抗渗、抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在水泥用量的10﹪以内较好，也可采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。博士论文，施工。控制45μm筛余≤18％，需水量比≤105％，其他指标不得大于规范Ⅱ级粉煤灰的技术要求，实际生产上大多选用施工附近电厂的粉煤灰，并且逐车检验，以确保性能稳定并满足配比要求。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量，并以试验确定配合比。当混凝土超强较大或配制大体积混凝土时,可采用等量取代法；当主要为改善混凝土的和易性时，可采用外加法。粉煤灰的超量系数见表1

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关键词：大粒径沥青混合料集料级配设计研究

Keywords: large size asphalt mixture gradation design research

1 集料级配设计

1.1密级配大粒径沥青碎石（ATB-25，ATB-30）级配设计

从层位功能角度考虑，密级配大粒径沥青碎石要求具有抗疲劳性能以及抗永久变形的能力，基于此，我们在设计过程中应遵循以下原则：骨架用粗集料来构成，骨架之间的空隙用细集料和沥青来填充。粗集料形成骨架，沥青混合料就会产生较大的内摩擦角来抵抗剪切变形；同时， 沥青混合料的稳定性和整体性也会由于沥青和矿料之间产生的较大的粘聚力而有所提高。

对于某个具体的工程进行集料级配设计时，由于各个地区材料性质的差异，必须结合材料特性进行设计。论文根据集料试验，依照规范，拟合了级配设计曲线。确定了ATB-25和 ATB-30的集料级配以期对其进行最佳沥青用量的确定。试验用集料级配如表1。

表1ATB-25 和ATB-30试验用集料级配

1.2开级配大粒径沥青碎石（ATPB-25，ATPB-30）的级配设计

本文在进行大粒径沥青碎石集料级配设计时，是将粗集料和细集料分开进行设计。论文拟合了级配设计曲线确定了ATPB-25和 ATPB-30以期对其性能进行全面对比。试验用集料级配如表2。

表2ATPB-25 和ATPB-30试验用集料级配

2 大粒径沥青碎石配合比设计

2.1配合比设计方法概述

本文采用大马歇尔成型方法确定沥青的最佳用量。大粒径沥青混合料的最大公称粒径大于26.5mm，标准马歇尔试验已经不适合。在1969年，美国宾夕法尼亚交通厅就开始对标准马歇尔试件进行改进研究，希望可以找到适合大粒径沥青混合料设计，研究结果认为，大马歇尔试件采用直径为152.4mm，试件高度为95.2mm。

对于大马歇尔试验结果，如稳定度和流值的技术指标也应有改变。按照单位面积上应力相同的原则，稳定度为标准马歇尔稳定度指标的2.25倍，流值为1.5倍。

表3 大马歇尔和标准马歇尔击实参数表

我们借鉴标准马歇尔法确定最佳沥青用量的方法，大马歇尔沥青混合料设计主要为目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个步骤。而采用大型马歇尔试验方法主要依靠密度、空隙率、稳定度、流值四个指标来确定沥青的最佳用量。

2.2密级配沥青碎石最佳沥青用量确定

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)击实法的要求，每个级配均选取五种油石比。ATB-25的油石比分别为2.8%，3.1%，3.4%，3.7%，4.1%。ATB-30的油石比为2.4%，2.8%，3.2%，3.6%，4.0%。对选定的ATB-25,ATB-30两种级配分别进行大马歇尔试验。

密级配大粒径沥青混合料ATB-25 和ATB-30大马歇尔试验结果如表4所示：

表4ATB-25和ATB-30大马歇尔试验结果

可知符合各项技术指标的最佳沥青用量ATB-25为3.4％，ATB-30为3.2％。

2.3开级配沥青碎石最佳沥青用量确定

本研究在沥青膜厚度设计方法基础上，对ATPB-25，ATPB-30最佳沥青用量设计，首先根据沥青膜厚度和集料比表面积初定沥青用量；然后进行析漏试验和马歇尔稳定度试验；根据析漏试验确定的沥青用量范围，参照马歇尔稳定度试验的结果，确定沥青混合料的最佳沥青用量。

1.预估沥青用量

沥青膜的合理厚度是影响沥青混合料性质的一大因素。合理的沥青膜厚度应该保证矿料颗粒粘结时，所形成的沥青薄膜主要为结构性沥青，不会有太多自由沥青，以免使得沥青膜成为矿料之间相对滑移的剂，这样，沥青混合料的性能也能得到保证。

沥青用量预估公式为：

其中：-—集料总表面积；

—沥青膜厚度；

—预估沥青用量。

由公式可得，ATPB-25目标配合比设计级配预估沥青用量为1.95%。ATPB-30目标配合比设计级配预估沥青用量为2.18%。

（2）析漏试验确定沥青用量

本论文中参照《公路工程沥青与沥青混和料试验规程》(JTJ 052-2000)中的规定进行，ATPB-25试验选用沥青1.4%，1.7%，2.0%，2.3%，2.6%，3.0% ，ATPB-30试验选用沥青1.8%，2.1%，2.4%，2.7%，3.0%，3.3%五种沥青用量分别进行析漏试验。

沥青析漏损失率随着油石比的增大逐渐增大，当达到一个临界点时，损失率增大较快，选取临界点位置作为其所要选取的沥青用量。ATPB-25 ，ATPB-30析漏拐点位置沥青用量为1.9%和2.3%。

表5ATPB析漏试验计算表

（3） 大马歇尔法沥青用量验证

采用大马歇尔试验ATPB-25和ATPB-30进行最佳沥青用量的验证，其结果如表6所示。

表6 大马歇尔试验结果

可知符合各项技术指标的最佳沥青用量ATPB-25为2.5％,ATPB-30为2.6％。

3 小结

本章主要参考国内外研究的有关资料，对大粒径沥青混合料的配合比设计进行研究，主要结论：

1．密级配大粒径沥青碎石（ATB-25，ATB-30）根据实践经验进行集料级配设计，并结合当地气候和交通条件进行调整，得到ATB-25，ATB-30的集料级配

2析漏试验结果表明，沥青析漏损失率随着油石比的增大逐渐增大，当达到一个临界点时，损失率增大较快，选取临界点位置作为其所要选取的沥青用量。ATPB-25 ，ATPB-30析漏拐点位置沥青用量为1.9%和2.3%。结合OGFC 的析漏损失要求小于0.3%，本论文推荐ATPB-25和ATPB-30的析漏损失值为小于0.3%为宜。

3稳定度和油石比的关系呈抛物线曲线，在油石比增大到一定值时，稳定度达到峰值，之后油石比增大，稳定度反而呈减小的趋势。，从大马歇尔稳定度的数值上看，级配在各自的油石比下的值都大于9KN，ATPB对大马歇尔稳定度的技术没有要求。

通过以上分析，最终确定的最佳沥青用量ATPB-25为2.5％,ATPB-30为2.6％。

参考文献

[1] Kandhals.Large StoneAsphalt Mixes[R]:Design and Construction.NCAT Re.

[2] 王富玉.大粒径沥青混合料路用性能研究[D].西安：长安大学,2001.2.

[3] Prithvi S.Kandal.Large Stone Asphalt Mixes:DESIGN AND CONSTRUCTION[R].NCAT Report 1989,4(2):22-24.

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本试验采用颚式破碎机将废弃混凝土破碎得到再生骨料，然后再用筛子把细颗粒（粒径＜5mm）和粗颗粒（粒径≥5mm）分开。细颗粒因吸水率过高等因素的影响，目前还未找到合适的回收再利用途径，因此本文仅对再生粗骨料作相关研究。作对比的天然粗骨料为南宁某采石场生产的碎石,砂子为邕江河砂（细度模数为2.8）。

2.2再生骨料工程技术指标的测定

由于目前再生骨料尚无统一的试验方法，本试验以《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》依据，检测粗骨料的级配、粒径、表观密度、松散堆积密度、吸水率、压碎指标等工程技术参数。论文参考。

表1 骨料的基本性能

天然粗骨料 再生粗骨料 细骨料

粒径（mm）5～37.55～37.5＜5

表观密度（kg/m3） 2692.12615.2 2660.3

松散堆积密度（kg/m3）1469.31285.3 1610.0

松散空隙率（%）45.450.9 39.5

紧密堆积密度（kg/m3） 1586.81445.6 --

紧密空隙率（%） 41.144.7 --

吸水率（%）1.025.46--

压碎指标（%） 10.817.8--

针片状颗粒含量（%） 9.13.7--

3、试验结果与分析

3.1再生粗骨料的表面特征及针片状颗粒含量

如图1与图2所示，再生粗骨料的外形介于碎石与卵石之间,大部分再生粗骨料颗粒表面附着部分废旧砂浆，少部分为废旧砂浆完全脱离的原状颗粒，还有很少一部分为废旧砂浆颗粒。

从表1可以看到，再生粗骨料的针片状颗粒含量为3.7%，天然粗骨料的针片状颗粒含量为9.1%。骨料中的针片状颗粒不仅本身受力时易折断，而且含量较多时会增大骨料的空隙率，使混凝土拌和物和易性变差，同时降低混凝土强度。因此，单就针片状颗粒含量来说，再生粗骨料优于天然粗骨料。

图1 再生骨料图2 碎石

3.2再生粗骨料的颗粒级配和粒径

再生粗骨料的筛分析试验结果如表2所示。从表中可看出：（1）机械生产出来的再生粗骨料的颗粒级配既不满足连续粒级要求，也不满足单粒级的要求。因此，要想获得最佳级配，就必须用标准筛将刚生产出来的骨料进行分级，把各粒径范围的骨料分开，使用时再根据不同需要将骨料混合，使之满足规范要求。（2）尽管筛分试验前已把粒径小于5mm的颗粒筛除，但经过震筛机进行筛分试验后，仍有5.82%的细颗粒（粒径＜4.75mm）产生，其原因之是机械破碎法得到的再生骨料内部存在大量的微裂缝，在震筛机的振动下，骨料在微裂缝处出现应力集中，导致骨料颗粒从裂缝处分解；原因之二为附着在再生粗骨料表面的废旧砂浆，当其附着面积较小时，在震筛机的振动过程中，有可能从骨料颗粒中分离出来，形成细粒和粉粒。根据这一特点，在再生粗骨料使用前可采用振动等方法促使含有微裂缝的骨料颗粒分解，减少含有微裂缝的骨料颗粒，这是提高再生混凝土抗压强度的途径之一。论文参考。（3）中等粒径颗粒较多。从本试验看，粒径为16mm的颗粒最多，占到试样总质量的31.89%，31.5mm、19mm、9.5mm颗粒的含量基本相当。当然这一结论可能仅适用于本例，因为再生粗骨料的粒径与原混凝土（即母材）中的天然骨料粒径有很大的关系。论文参考。此外，破碎机械的工作方式也会影响骨料的粒径。

表2 再生粗骨料的筛分试验结果表

径（mm）筛余量(kg)分计筛余(%)累计筛余(%)

53.00.0000.000.00

37.50.6458.068.06

31.51.08213.5321.59

19.01.41617.7039.29

16.02.55131.8971.18

9.51.40517.5688.75

4.750.4355.4494.19

2.360.0260.3394.51

筛底0.4395.49100.0

3.3再生粗骨料的压碎指标值

从表1可知，再生粗骨料的压碎指标值高于天然粗骨料，这主要是由于再生粗骨料颗粒表面附着的砂浆在压力的作用下，从骨料表面剥离出来，使得其压碎指标值增大。

3.4再生粗骨料的表观密度、堆积密度、空隙率

从表1中我们可以看到，再生粗骨料的表观密度、松散堆积密度、紧密堆积密度、松散空隙率和紧密空隙率均低于天然骨料。出现上述结果，可能是再生骨料表面包裹着相当数量的水泥砂浆，表面粗糙、棱角较多，由于水泥砂浆孔隙率大，再加上混凝土块在解体、破碎过程中由于损伤积累使再生骨料内部存在大量微裂纹，从而导致再生骨料的密度偏小，空隙率偏大。

3.5吸水率

骨料的吸水率是反映骨料颗粒密实程度和质量的一个重要指标，吸水率越小，表示骨料颗粒越密实，质量越好[2]。从表1的试验结果来看，再生骨料的吸水率比天然骨料高出了4.44个百分点。其主要原因是再生骨料中水泥砂浆含量较高，再加上机械破碎中造成损伤积累使再生骨料内部存在大量微裂纹，使再生骨料孔隙率高，吸水性能较强。

3.6再生混凝土的抗压强度

为了比较再生混凝土和普通混凝土在抗压强度等方面的差异，本文以《普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)》为依据，完成了10个配合比的设计，分为RC-Ⅰ和RC-Ⅱ两个配合比系列，试块采用边长为150mm的立方体试块，水泥为古庙P.O.42.5普通硅酸盐水泥。两系列配合分别以RC-Ⅰ-00和RC-Ⅱ-00作为基准配合比，在其它条件不变的情况下，用再生粗骨料部分或全部取代基准配合比中的天然骨料（即碎石）,混凝土配合比编号的最后两位数字为再生粗骨料取代率(RCA占粗骨料总量重量百分比)，如RC-Ⅰ-30是将RC-Ⅰ-00中30%的天然粗骨料用相同质量的再生粗骨料代替。各混凝土配合比与坍落度及抗压强度试验结果见表3。

表3 混凝土配合比与坍落度及抗压强度试验结果

编号配合比(Kg/m3) 坍落度（cm） 7d抗压强度 28d抗压强度

W：C：S：G：RCA （Mpa） （Mpa）

RC-Ⅰ-00 185：330：754：1131：06522.333.7

RC-Ⅰ-30 185：330：754：791.7：339.359 21.428.7

RC-Ⅰ-50 185：330：754：565.5：565.545 20.727.3

RC-Ⅰ-70 185：330：754：339.3：791.733 19.725.7

RC-Ⅰ-100 185：330：754：0：113118 18.824.9

RC-Ⅱ-00 185：430：643：1142：057 33.843.1

RC-Ⅱ-30 185：430：643：799.4：342.6 50 29.138.2

RC-Ⅱ-50 185：430：643：571：57142 29.436.2

RC-Ⅱ-70 185：430：643：342.6：799.4 35 25.533.8

RC-Ⅱ-100 185：430：643：0：11421524.130.9

由表3可以看到，两系列混凝土的坍落度随着再生骨料取代率的增大都表现出降低的趋势。出现以上情况可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高，在拌制过程中，再生粗骨料吸入大量的拌合用水，导致实际拌合水减少，从而影响到混凝土拌和物的坍落度。因此，在实际应用中应考虑再生粗骨料的吸水特性，在拌制过程中适当补充了拌合水[3]，使坍落度能增加到满足施工要求。

由表4可看出，当再生粗骨料取代率分别为30%、50%、70%和100%时，再生混凝土的强度均低于同龄期的普通混凝土，而且强度降低的程度随再生粗骨料取代率的增加而增加。再生混凝土抗压强度低于普通混凝土的原因可能是再生粗骨料生产过程中骨料内部出现了累积损伤[1]，在压力作用下，骨料损伤部位出现应力集中，这一特点会加速混凝土试块的破坏速度；原因之二可能是再生骨料的表面环境不利于水泥石和再生骨料间粘结强度的发展，再生粗骨料与新旧砂浆之间存在的粘结较为薄弱，这也会使再生混凝土的强度降低。

4、结论

本文以《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》为依据，测定再生粗骨料的工程技术参数，设计并完成10个混凝土配合比试验，最后进行立方体试块抗压强度试验，通过对比分析，得出：

（1）再生粗骨料的外形介于碎石与卵石之间，与天然粗骨料相比，其针片状颗粒含量较少，这一特点可减少骨料的空隙率，同时提高再生混凝土的抗压强度。

（2）与天然粗骨料相比，再生粗骨料的表观密度和堆积密度小，而空隙率大。为获得最佳颗粒级配，再生粗骨料应用于混凝土前，应先过筛分级；使用时根据连续粒级或单粒粒级的技术要求将不同粒径范围的骨料颗粒均匀混合。

（3）再生粗骨料的压碎指标值原高于天然粗骨料，也就是说再生粗骨料抵抗受压碎裂的能力比天然粗骨料弱，这是影响再生混凝土抗压强度的因素之一。

（4）再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大，再生混凝土配合比设计时应考虑骨料吸水率。

（5）再生混凝土强度与再生骨料的掺量密切相关，抗压强度随再生骨料取代率的增大而降低。因此，工程应用时应根据实际情况，通过配合比试验选用合适的再生骨料掺量，以便获得相应的强度。

（6）符合《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的。

参考文献

[1] 肖建庄,李佳彬,兰 阳.再生混凝土技术最新研究进展与评述[J].混凝土,2003,25(10):17-20,57.

[2]符方. 建筑材料[M].南京：东南大学出版社，1998.99-100

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0.前言

集料的表观相对密度是反映集料性质的一个重要指标，在沥青混合料的配合比设计中有着重要的作用，在很大程度上影响沥青混合料的理论最大相对密度和空隙率等一系列体积指标的准确性。特别是在欧洲规范中，常用粗集料的表观相对密度来计算混合料的合成密度、理论最大相对密度和空隙率等一系列指标。现用我国常用试验方法T 0304—2005“粗集料密度与吸水率试验（网篮法）”与法国规范NFP18-559“砂与砾石在石蜡油中的密度测量”的方法进行对比。

1.法国规范NF P18-559“砂与砾石在石蜡油中的密度测量”

沥青拌合完成后，拌合料冷却时，粒料的孔隙内部产生压力下降或沥青的某些空隙部分产生吸气。这样的现象影响到沥青混凝土的压实度计算，沥青混合料的砂和砾石的密度是通过比重瓶的方法决定的。

主要的试验设备有：1.比重瓶: 每个比重瓶的长颈瓶容量1000ml（直径45mm—50mm）, 瓶塞处有细长管（有刻度）带漏斗。2. 真空泵或抽水器已获取压力47kPa。

主要的试验步骤：

1.1样品准备

a.准确测量20°C时石蜡油的密度，已知20°C时石蜡油的粘度170cSt± 10 cSt；

b.根据标准要求准备好试验样品800g砾石，样品放在105°C ± 5°C的烘箱中烘干直至质量恒定。免费论文参考网。也就是说，样品连续称重，相隔一个小时，相差不大于0，1%。免费论文参考网。然后放在装有颜色指示剂的无水硫酸钙的干燥箱里进行冷却直至试验使用。

1.2确定样品的干质量

已知比重瓶的质量M0 及内部体积V0接近0，1ml; 在比重瓶内加入密度为ρp t/m³的石蜡油以浸透测试样品；把比重瓶与所加的液体进行称重，得质量M1；小心的把样品放进比重瓶里，均匀搅拌比重瓶以消除比重瓶里的气泡，把已装浸透样品液体的比重瓶称重，得质量M2；相减得样品的干质量M3=M2-M1

1.3确定样品的体积

把装有样品的比重瓶保持在压力47kPa 2个小时，然后把比重瓶灌满石蜡油，并放在20°C ± 1°C的室温内 4--6小时。免费论文参考网。把比重瓶从室温内取出，用过滤纸补充或吸收的方式把石蜡油添加至试管所需的刻度，这时称的重量为M4。

所以液体的质量: MP=M4-(M0+M3)

液体的体积：VP = MP / ρp

相减得样品的体积：Ve= V0- VP

将上述步骤中得到的试验结果按公式计算后可得到石蜡油中料粒的体积，进一步可知石蜡油中集料的密度。试验结果要取三次测试的平均值。

2.试验结果及分析

本试验中分别利用我国《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)和法国规范NF P18-559 “砂与砾石在石蜡油中的密度测量”法实测粗集料的表观相对密度。法国规范NF P18-559法时间短，省去了传统方法中的将集料在水中浸泡24h的要求，但是需要石蜡油为介质，成本较高。

在我国沥青混合料配合比设计中常用集料的毛体积相对密度，但是在毛体积密度的测定方法中受人为因素的影响太大，用拧干的湿毛巾将每一颗集料都擦至饱和面干状态，操作起来往往很困难，且易造成集料损失，以致在很大程度上影响沥青混合料的理论最大相对密度和空隙率等一系列指标的确定。集料的表观相对密度的测定误差相对较小，在欧洲沥青混合料配合比的设计中也普遍采用粗集料的表观相对密度来计算混合料的合成密度和理论密度等指标。

本试验中利用我国T 0304的网篮法和法国的NF P18-559法对不同料源三种不同规格的粗集料（2mm~6.3mm,6.3mm~10mm和10mm~14mm）进行了多次试验，试验都在同一温度下进行（20°C）试验中分别用两种方法测定粗集料的表观相对密度。从不同种料源的试验结果分析，对于密度较大的集料，两种方法测定的试验结果相关性很好，特别是1#料，有几组试验结果完全一样；而对于密度偏小的集料，两种方法测定的结果就会偏大，用NF P18-559法测定的集料相对密度就会小于T 0304的网篮法测定的结果，举几组数据进行对比：

 

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0引言

天然气是一个高危行业，一旦发生天然气泄漏或爆炸事故，将会造成严重的后果。论文格式，橡胶。如果预防和控制事故的发生失效而发生事故，就要及时制止事故的蔓延和事故危害的加大。然而在一些事故抢险中由于天然气管道螺栓螺母长期暴露在露天，腐蚀严重甚至生锈，致使无法快速拆卸而延误了抢险时间而造成严重损失。因此，防止螺栓螺母的腐蚀是天然气管道施工及维护中需要重点考虑的一个问题。通过研究发现给螺栓螺母加保护帽是一个有效的解决方案。

1螺栓螺母保护帽的设计

①螺栓螺母保护帽的选材

从加工成型性以及成本角度考虑，橡胶和塑料均比较适合，从弹性角度考虑，橡胶的弹性优于塑料，从耐老化角度考虑，橡胶和塑料通过选用合适的添加剂都能达到一定的效果【1,2】，综合各种因素，最终选用以丁晴橡胶为主体的橡胶材料。

②螺栓螺母保护帽的选色

场站管道颜色为黄色，螺栓为黑色，分别制作了黄色和黑色两种样本进行了对比，从整体感观效果来看，黑色更好。

③螺栓螺母保护帽的形状

被保护的螺栓螺母，其螺母为正六方体，螺栓头为圆柱体，且螺栓头的伸出长度不等。为了保证配合的紧密性、保护帽的密封性以及被保护体能完全被黄油覆盖，保护帽的敞口部分设计成空心的六方体，与螺母作过盈配合，并且在其内表面上设计储油槽，以便于螺母能有效被黄油覆盖，并且在保养时不至于将黄油挤出保护帽外。保护帽的后部圆筒部分长度根据螺栓头长度设计并略留余量，圆筒内径比螺栓直径大约3mm，这样有利于黄油的储存并且做到同规格保护帽的统一化。论文格式，橡胶。

2螺栓螺母保护帽的使用效果

①延长了维护保养周期

改造前必须每天进行维护保养，改造后半年检查一次，一年维护保养一次，既保证了螺栓螺母维护保养效果，又延长了螺栓螺母维护保养周期，而且场站容貌有了大的改观。

②减少了每次检查和维护保养的工作量

由于保护帽的密封性和配合的紧密性以及储油槽的设计，内部没有水和灰尘，因而螺栓螺母也没有锈迹，所以每次保养时不需要进行除锈、清洗等操作，仅需要清理旧油，换上新油即可，同时也避免了对设备其它地方的污染。

③温度、雨水及灰尘的考验

实验室温度试验：把样品分别放在60℃和－7℃下，各保持2小时，硬度均没有大的变化，恢复常温后，产品性能和外观没有任何变化。

实际运行：该保护帽是2009年8月份制作完成并安装到位，经过了夏季的高温多雨和冬季的低温考验，至今其外观及性能没有任何变化.

日常检查：由于是试运行阶段，平均一个月检查两次，从每次检查情况来看，保护帽外没有污染，内部没有灰尘、没有积水，螺栓螺母没有锈迹。

3社会效益和经济效益分析

①社会效益分析

天然气属易燃易爆介质，常压下爆炸限为5%--15%[3]。论文格式，橡胶。在抢险中，螺栓的拆卸和紧固是影响进度的一个关键因素，而生锈以及为了防锈而涂满油漆的螺栓是最难拆卸和紧固的，所以进行螺栓保护是提高抢险速度、保障人民生命财产安全的有效方法之一。论文格式，橡胶。

天然气输气场站使用了螺栓螺母保护帽后，不但给螺栓的拆卸和紧固提供了方便，而且大大延长了螺栓的维护保养周期。

②经济效益分析

常规处理方法的费用消耗:春、冬季平均每月维护保养4次，秋、夏季平均每月维护保养12次，全年平均每月8次，每次消耗黄油3公斤/站，目前黄油价格为16元/公斤，则总消费为：8×12×3×16=4608元/年/站。阀室每月保养2次，每次消耗黄油0.25公斤，则总消费为：2×0.25×12×16=96元/年/阀室。以整个公司经济核算为例：全公司有21个场站、43座阀室，一年的费用为：4608×21＋96×43=100896元/年。

螺栓螺母保护帽投运后的费用消耗：1×3×16＝48元/年/站，1×0.25×16=4元/年/阀室，以整个公司经济核算为例：全公司一年的费用为：48×21+4×43＝1180元/年。

费用节约情况：产品使用年限以3年计，则累计节省费用为：（100896－1180）×3＝299148元，除去保护帽的成本（约120000元），总计节约费用：299148-120000=179148元。论文格式，橡胶。

4、结论

螺栓螺母保护帽的使用既保证了螺栓螺母免受锈蚀，拆装方便，又大大延长了其维护保养周期，而且操作简单、快捷、安全、环保，在同行业中填补了一项技术空白。论文格式，橡胶。有较高的经济效益和社会效益，值得在同行业中推广应用。

参考文献

[1]黄锐.塑料工程手册[M].北京：机械工业出版社.2007

[2]王凤菊.橡胶牌号手册[M].北京：化学工业出版社材料力学与工程出版中心.2006

篇11

 

高性能混凝土（HPC）是在研究发展高强混凝土的过程中发展起来的，以其易浇筑不离析、力学性能稳定、高强度、高耐久性、高体积稳定性以及高工艺性而越来越被业内人事所关注。

1. 高性能混凝土的性能

1.1高强度

混凝土的强度对结构来说是最基本的性能要求，而在大跨度结构物允许减少断面的构件部位，应尽量采用强度高的混凝土，同时也要保证其性能高。大多数国家将强度等级在50Mpa及以上的混凝土称为高强度混凝土。

1.2高耐久性

普通混凝土建造的构筑物，在经过自然老化和人为劣化后，还未到达设计的使用寿命就进入了老化期，质量和安全问题逐渐突出，修复和更新的费用也耗资巨大。因此，在桥梁、港口等重大工程中，对混凝土耐久性的关注程度已经跃居其强度之上。

经研究和实践证明，在普通的混凝土原材料中通过合理的掺加外加剂和掺合料配制而成的混凝土可以很好的改善其耐久性能，其耐久性能可达百年之久，是普通混凝土的3-10倍，主要表现在抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碳化和抗碱骨料反应能力的增强。京沪高速铁路基础设施设计速度目标值为350km/h，混凝土结构耐久性要求：混凝土结构的实际使用年限为100年，环境类别为碳化环境，作用等级T1。为满足高速铁路工程结构耐久性要求，桥涵等结构物采用高性能耐久性混凝土。

1.3高体积稳定性

混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，甚至会影响其结构的安全。HPC在此方面有了明显的改善，具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化过程中不开裂，收缩徐变小；硬化后期具有较小的收缩变形，不易产生施工裂缝。

1.4良好的工作性

HPC具有良好的工作性，在成型过程中不分层、不离析，易充满模型，坍落度经时损失小，具有良好的可泵性，满足泵送混凝土的要求；施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁，提高施工效率。

2. HPC的配制

2.1原材料的选择

HPC在配制上的特点是低水灰比，选用优质的原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物掺加剂和高效减水剂，减少水泥用量、混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。论文格式。必须对拌制混凝土所用的原材料进行检验，尤其要控制好集料、水泥和矿物掺合料的质量，主要技术指标必须达到施工规范的要求。

2.2配合比设计

在对混凝土配合比设计时，采用优化设计原则，不仅要满足强度等级、弹性模量、最大水胶比、最小胶凝材料用量、含气量等技术要求，同时还应对其抗渗性、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应、抗冻性、抗裂性等进行严格要求。论文格式。

3.提高混凝土耐久性的措施

耐久性是高性能混凝土所追求的重要指标，对混凝土工程来说意义重大，耐久性的提高是降低使用过程中巨额维修费用和重建费用的重要手段。下面简要介绍一下提高高性能混凝土耐久性的几项措施：

3.1掺入高效减水剂和高效活性矿物掺合料：

为保证施工中混凝土拌合物具有所需的工作性，在拌合时须适当地增加用水量，这样就会使水泥石结构中形成过多的孔隙。在加入高效减水剂后，不但能使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还可以使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的，可将水灰比降低到0.38以下。同时，加入高效减水剂后，在保持混凝土良好的流动性时，还能使混凝土坍落度损失值小；不含Na2SO4,碱含量低，对混凝土耐久性有利。

掺入高效活性矿物掺合料能改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石结构更为致密，阻断可能形成的渗透路，从而提高混凝土的稳定性，增进混凝土的耐久性和强度。

3.2．控制混凝土的水灰比及水泥用量：

水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性，故必须严格控制水灰比。

4.质量控制

4.1加强原材料的质量控制和管理。论文格式。

原材料是混凝土的基本组成部分，材料的变异将影响混凝土的强度，因此收料人员应严把质量关，不合格的材料不得进场。使用检验合格的原材料，不合格品坚决退场不能使用。不同类别不同规格的材料分类分区堆放，并且标示明显。

4.2严格按照施工配合比施工。

搅拌前通过测定砂石的含水率，将设计配合比换算为施工配合比（重量比），并根据含水率的变化及时调整；使用精确度高、检定合格的称量设备进行准确计量。质检人员应及时检查原材料是否与设计用原材料相符。

4.3严格控制高性能混凝土的运输。

应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑确定HPC的运输设备，保持混凝土的均匀性，保证运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作特性。运输过程中对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高或受冻。严禁在运输过程中向混凝土中加水。减少混凝土的转载次数和运输时间，保证从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不影响混凝土的各项性能。采用混凝土泵输送混凝土时，应在混凝土搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇筑完毕；因各种原因导致停泵时间超过15min，每隔4-5min开泵一次，使泵机进行正反转方向的运动，，同时开动料斗搅拌器，防止斗中混凝土离析。

4.4科学合理的浇筑。

浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序，混凝土的浇筑质量直接关系到结构的承载能力和耐久性，所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求。严格控制所浇混凝土的入模温度、坍落度和含气量等工作性能。浇筑采用分层连续推移的方式进行，泵送混凝土的一次摊铺厚度不易大于600mm，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。在炎热、低温、风速较大的条件下浇筑时应采取相应的措施，保证混凝土的浇筑质量。采用插入式高频振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时避免碰撞模板、钢筋和预埋铁件，不得加密振捣或漏振，且不宜超过30s，避免过振。加强检查支撑系统的稳定性，浇筑后按照工艺仔细抹面压平，严禁洒水。

4.5加强高性能混凝土的养护。

混凝土的养护能创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土的硬化，同时防止混凝土成型后因日晒、风吹、寒冷、干燥等自然因素而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏现象，因此要个控制温度和湿度条件，保证混凝土的水化反应在适宜的环境条件下进行，确保高性能混凝土在施工中的使用功能。

5.结束语

篇12

 

前言：混凝土钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大，因此在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在地下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。所以在施工过程中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度。因此，加强混凝土灌注桩在施工阶段的质量控制和成桩后的质量验收，就变的尤为必要。

1．测量质量控制

建筑工程桩基础施工测量的主要任务有：①把设计总图上的建筑物基础桩位按设计和施工的要求，准确地测到拟建区地面上，为桩基础工程施工提供标志，作为按图施工、指导施工的依据；②进行桩基础施工监测；③在桩基础施工完成后，为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料，需要进行桩基础竣工测量。

在进行质量控制时，应注意一下两点：

1)建筑物定位矩形网点需要埋设直径 8cm、 长35cm的大木桩，桩位既要便于作业，又要便于保存，并在木桩上钉小铁钉作为中心标志，对木桩要用水泥加固，在施工中要注意保护，使用前应进行检查。对于大型或较复杂、工期较长的工程应埋设顶部为 10cm ×10cm，底部为 12cm × 12cm，长为 80cm的水泥桩为长期控制点。

2)必须加强检查工作，对桩位测量放线图的所有计算数据，必须经第二个人进行 100%的检查，确认无误后才能到现场测设。在建筑物定位测量成果经检查满足要求后，才能测设建筑物桩位轴线进行建筑物的定位测量。

2．成孔质量的控制

在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。

2.1确保桩身成孔垂直精度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

2.2 进行严格钻进控制。

钻进时须严格控制泥浆的比重、粘度、砂率等指标。特别象本桥淤质砂层较厚的地层，控制适当的钻时速度，不可急进；并采用适当增大泥浆泵的单位小时循环量等措施，以减轻钻机钻进时的负荷。钻进时，泥浆比重可适当大点，泥浆池要设2～3级的沉淀池，使粉砂、 碎岩等物充分沉淀，并经常清理泥浆池，以保证泥浆具有良好的悬浮功能。在土层变化处应经常捞取碴样，判明土层，详细记录并和地质剖面图核对，及时反馈调整施工工艺。

2.3保证钢筋笼制作质量和吊放准确

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范验收钢筋的规格、数量和制作质量。论文参考。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放，如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。

2.4保证清孔质量

清孔的主要目的是清除孔底沉渣。论文参考。清孔是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净。灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于 1.10-1.20 ，测得孔底沉渣厚度小于50mm ，即抓紧吊放钢筋笼和沉放砼导管。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被砼冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在砼灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下砼的灌注工作。

3．成桩质量控制

混凝土灌注质量是影响成桩质量最重要的因素。

(1)在灌注前， 首先要严格检查验收进场原材料的质保书 (水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告) 和配合比试验报告， 核对进场材料是否与抽检样品一致， 拌合及计量设备能否能正常工作，并根据理论配合比和现场实际情况计算施工配合比。其次，水下混凝土主要采用导管灌注，由于落差较大，很可能出现混凝土离析现象，但良好的混凝土配合比可降低离析程度。因此，配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整。在混凝土搅拌前复核配合比并严格计量和测试管理。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。

(2) 在灌注过程中， 随时注意每米桩的混凝土用量，并对每根桩的用量进行记录， 以及时判断是否发生塌孔及缩孔， 并以此确定每段桩体的充盈系数，要求充盈系数 > 1。灌注混凝土应连续施工， 否则导管内产生气囊高压； 容易将两节导管间的封水橡皮垫挤出，致使接口漏空而进水。如果中断灌注超过半小时或确认发生塌孔、缩孔， 则必须立即采取补救措施或重新钻孔。每根桩至少应作混凝土试件一组， 以其28 d试压强度作为质量评定的依据。论文参考。

(3) 注意：在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作方法。抽动导管的力度应适中，保证有序的拔管和连续灌注，升降幅度不能过大，否则容易造成混凝土冲刷孔壁，导致缩颈或坍落、桩身夹泥、夹砂。

4．工程验收阶段的成桩检测和质量评价

(1) 成桩检测: 包括桩位偏差、 桩身质量、桩的承载力检测等。可以采用超声无损检测法检测桩体质量，有未发现严重的缩颈、夹层和混凝土不密实等缺陷。桩的承载力检测包括静载试验、动力测试两项。规范要求：作静载试验的桩数不少于总桩数的 1% ，且不少于 3根；检验桩体竖向承载力的动力测试取桩总数的 10%～15%。

(2) 质量评价: 完工后应根据桩基施工过程记录、成桩检测及试块试验结果对施工质量做出评定质量结果。

结语

由于灌注桩基的特殊性和隐蔽性，施工人员要根据实际情况采取合理的施工组织设计和施工工艺，精心施工，加强管理，并充分考虑施工中可能出现的意外，提前提出质量控制和检验标准，施工过程中严格遵守和执行，同时充分重视工程验收阶段的检测结果，并认真分析总结，从而不断提高施工水平。

参考文献

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[2] 余才勤.浅谈钻孔灌注桩基础施工及质量验收要点[J].中小企业管理与科技，2008，(6):145

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[4] 张会远，钟亚伟.钻孔灌注桩施工质量控制[J].路基工程，2007，3:145-147