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)

篇3

 

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。

篇4

 

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。