泵送混凝土配合比设计与控制创新模式研究之三——泵送混凝土配合比集群公用试配数据库

江在光，江胜

1 前言

采用科学的原材料品质细分方法，从划分配合比集群入手，将分布散乱的泵送混凝土配合比缩编成常用各60个公用试配用泵送混凝土配合比集群各组成材料序列数据库（附上编码，以下简称集群数据库），各单位依自己材料测试材性和需求对号入座，选取自己所需的泵送混凝土配合比集群数据库，按新系统试配，整理创建自己的28d强度与集群配合比各材料用量关系曲线，供生产选取与调控配合比用。集群数据库选取方便快捷，无需什么配合比设计经验，有方向可依少走弯路，往相对统一部分配合比设计，减少偏离散乱，提高混凝土品质作探讨、尝试。

2 泵送混凝土配合比集群数据库适用范围

依据近年国内常用材料实际情况编制适用于：混凝土坍落度T为14～20cm（分14、16、18cm三档），P·O、P·Ⅰ水泥ƒce为39～59MPa，天然合格中砂μf为2.4～3.0mm，最大粒径31.5mm合格二级配碎石，S95矿渣微粉、Ⅱ级粉煤灰以及萘系缓凝高效减水剂（水剂）混凝土减水率β=20%，饮用水拌制绝大多数普通钢筋混凝土、地上一般建筑物与构筑物正常施工用普通泵送混凝土配合比。

3 泵送混凝土配合比集群数据库编码及配合比代号

所谓泵送混凝土配合比集群，是指单掺或双掺方案下，用同一μf河砂、用同一ƒce水泥、生产同一混凝土T下，各配合比有序集合在一起组成的泵送混凝土配合比群。泵送混凝土配合比集群数据库是有内涵，通过编码来体现，其编码代号为：左边xxxxxx编码、右边xx代号，如单184928—34为单掺粉煤灰方案，184928编码数据库下34号配合比。依据混凝土配合比掺合料不同分：单掺（粉煤灰）方案、双掺（粉煤灰、矿渣微粉）方案，各设60个集群编码数据库。

4 各泵送混凝土配合比集群数据库的建立

前文研究之二[1]泵送混凝土配合比理论模型，注重混凝土胶结总量、体积砂率、干砂浆体积因素等的控制，应有所表现，现只要向泵送混凝土配合比理论模型输入集群编码、区间代号，即可得该集群编码泵送混凝土配合比集群数据库。考虑泵送设备性能差异，从不利打算在此次公用试配集群数据库建立过程中，暂作ms加10kg/m3、mg减10 kg/m3修正留点余地以利泵送。

受篇幅所限下面仅例举单掺方案中涉及T、μf、ƒce最低值、中值、最高值的三个编码（单143924，单164926，单185930）集群数据库列表1，此外也将双掺方案中涉及干砂浆体积（L/m3）最大、最小值的两个编码（双144930，双185924）集群数据库列表2。另将单掺方案T为14cm、16cm、18cm五组数据库中的各四个集群数据库首、尾配合比的水胶比（A）、体积砂率（B）、干砂浆体积（C）、mf/m胶（D）参数列表3。

单、双掺方案除掺合料掺量不同外，其它体积砂率、干砂浆体积分布情况基本类同。从表3 （20个集群占总数三分之一）各参数及表1、表2，可反映泵送混凝土配合比集群公用试配数据库的大致状况。

5 各单位各集群配合比与28d强度关系曲线——泵送混凝土配合比集群专用图表的建立与应用

各单位按照各自的常用材料材性及需求确定集群编码，对号入座选取自己配合比集群数据库，从中选取有代表性5～9个配合比各材料用量（mc、mf、mk、mw、ms、mg、md）用自己材料在确保体积砂率不变，作粗、细骨料密度修正后，做新的系统混凝土试配（可作微调），待28d强度出来，经整理得出自己生产用集群配合比各材料用量（mc、mf、mk、mw＇、m＇s、mg＇、md＇）与28d强度关系曲线，现称为泵送混凝土配合比集群专用图表如图1，或编制自己生产用集群数据库。这是编制泵送混凝土配合比集群公用试配用数据库的主要用途与目的。它与前泵送混凝土配合比专用尺和泵送混凝土配合比材料组、度质量图谱[2]相比更简单直观、方便快捷。

应用：各单位依生产控制水平混凝土标准差σ与质量评定需要确定混凝土配制强度ƒcu,o值，在自己建立的泵送混凝土配合比集群专用图表的右上方ƒcu,o标尺上找其位置，垂直向下与曲线相交，再水平向左对到的配合比各材料用量就为你所需生产ƒcu,o的配合比及代号（可用插入法），经砂、石含水率等调整进行生产，结合质控留置试块压强度，依周期统计结果的混凝土强度偏高、偏低多少或需要，在专用图表左方原配合比处向上、向下重新选取合适代号混凝土配合比各材料用量予以调整……科学实用、简捷方便，混凝土容重始终受控不会有大偏差。

表1 泵送混凝土配合比集群数据库

6 泵送混凝土配合比集群公用试配用数据库有关问题讨论

讨论主要围绕泵送混凝土配合比集群公用试配数据库综合性能理想的设计理念上。

（1）确保泵送混凝土配合比综合性能理想是指满足基本施工可泵性，混凝土强度、收缩变形小、耐久性、经济性。作为泵送混凝土人们最关心的是施工可泵性。在总结实践经验的同时也查阅了不少近期文献资料，反复研究探索。在适用范围框架内数千计配合比看，混凝土干砂浆体积在401～439L/m3之间，满足文献[3]调研上海泵送混凝土配合比时统计发现干砂浆体积在400～440L/m3范围，具有较好的和易性、利于泵送，且较为经济也无需再做验证。另外一个是胶结总量在286～545kg/m3满足文献[4]胶结总量在270～550 kg/m3（上海地区资料）。占总量70%多的C25～C35混凝土胶结总量在320～400kg/m3收缩变形应是相对较小。水胶比均≤0.6较耐久。处于技术经济较佳范围。

（2）集群数据库对上、下服务区间作合理限值，完全出于确保泵送混凝土配合比综合性能理想需要。

（3）泵送混凝土配合比掺合料掺量一般情况下施工较为适中，单掺粉煤灰配合比最大掺量30%，双掺粉煤灰、矿渣微粉配合比最大总掺量在44%左右，均基本上与JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表3.0.5-1相符。

（4）采用体积砂率在试配前作粗、细骨料密度修正以及细化砂的细度模数分档，排除各地因粗、细骨料密度等的差异而产生的影响。总体混凝土砂率大多数在39%～45%基本上满足JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中7.4.2条要求。

（5）在上述适用范围框架内，单、双掺方案暂各提供较常见60个常用配合比集群数据库是较科学、实用、适中的（更细化增加也不难）。由于采用新的系统试配方法，可微调解决某些材料需水比等的变化影响因素，提升了数据库的服务范围和应用价值。

表2 泵送混凝土配合比集群数据库

7 后言

按泵送混凝土配合比集群新的混凝土配合比设计模式非常适合商品混凝土企业，减少试验工作量60%，又提高试验精度。本研究运用逻辑思维方法、原理，去挖掘混凝土强度与相应混凝土配合比各组成材料内在变化，为泵送混凝土配合比理论模型做了些工作，编制出泵送混凝土配合比集群公用试配用数据库及与其配套新的系统试配调控方法，某些层面化解初学者困难，在新的尝试走出一步。但是难免存在局限性、片面性，请专家、同仁多指教。

对于较高气温下施工环境以及机制砂，μf在3.0左右混合砂等在原有普通泵送混凝土配合比集群公用试配数据库基础上如何去延伸、拓展、用活有待进一步总结探索完善。

[1]江在光，江胜．泵送混凝土配合比设计与控制创新模式研究之二——泵送混凝土配合比理论模型及应用．商品混凝土，2010(2) :37-39

[2]江在光，江胜．泵送混凝土配合比设计与控制创新模式研究之一．商品混凝土，2009(2): 29-30

[3]王骁敏，陈国军，陆继光．实用混凝土配合比程序设计．混凝土，2006(3): 62-65

[4]朱稚石．按混凝土性能要求设计混凝土配合比．商品混凝土，2009(2): 31-38

表3 部分集群数据库配合比参数