浅谈水泥混凝土配合比的设计与施工现场调整

朱晓巍

摘要：新疆精河地区土质大多是硫酸盐为主的盐土，水泥混凝土工程需要用到抗硫酸盐水泥，其他原材料和上海不同，如粗集料大部份用的是卵石等。对于这项全新课题，在原材料方面我们进行了不同样品的试验、对比。配合比的多次试拌、调整，经过探讨，最后确认。为G3018線精河至阿拉山口公路工程出具了有效的、优化的、真实的混凝土配合比设计报告。

关键词：新疆精河;抗硫酸盐水泥;混凝土配合比设计;卵石

西部的大开发，近几年中国的新疆、西藏等地新建或大修了好几条公路。相应的，交通部的道路工程工地实验室（前期准备、筹建、工程了解、现场勘查、日常试验等）要求非常高，以保障公路工程的质量。

 2017年7月至12月，本人在新疆G3018线精河至阿拉山口公路工地实验室任职。现在对此工程所委托的水泥混凝土配合比进行分析以及总结。

1.工程概况

 G3018线精河至阿拉山口公路工程属新疆3P项目，全线设互通式立交4座，路面采用双向四车道，设计时速100公里;全线设置3条连接线，该工程全长78.82公里，其中主线长68.66公里。检测委托单位：新疆交通建设集团股份有限公司（简称：新交建）。

2.各级配设计要求

配合比设计由新交建委托，如下：设计强度（C25、C30、C40、C50、C30高抗、C40高抗、C50高抗），工程部位（桥涵工程），坍落度（180±30）mm。

3. 各原材料检测情况

配合比设计前，应当对各原材料进行检测（水泥、集料等）。原材料是配制混凝土质量的关键，新交建抽检了一些生产厂家的样品。通过对合格的检测结果比较，确定了配合比的原材料使用厂家，特此具体列出：普通硅酸盐水泥P·O 42.5（精河县昆仑水泥有限公司），普通硅酸盐水泥P·O 52.5（伊利天山水泥有限责任公司），高抗硫酸盐硅酸盐水泥P？HSR 42.5（乌苏市青松建材有限责任公司）。粗细集料（龙坤砂石料厂）。外加剂（新疆帅明升新型建材有限公司）。粉煤灰（新疆越隆达建材有限公司）。检测数据：P·O 42.5水泥（安定性合格、28d抗压强度43.0MPa），P·O 52.5水泥（安定性合格、28d抗压强度60.5MPa），P？HSR 42.5水泥（安定性合格、28d抗压强度49.2MPa）。细集料（颗粒级配、含泥量、泥块含量符合F50技术要求，表观密度2630kg/m3）。粗集料（颗粒级配、含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎值符合F50技术要求，表观密度2670kg/m3）。WS-A标准型聚羧酸高性能减水剂（混凝土减水率30%）。配合比计算用不到的数据不再一一举出。

4. 配合比计算

配合比按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011进行。

4.1确定水胶比。水胶比的确定是混凝土强度的关键。在此次的配合比计算中，水泥胶砂抗压强度取28天的实测值，粉煤灰影响系数取0.85，粗集料品种为卵石，所取系数为（aa：0.49，ab：0.13），根据公式计算出水胶比。

4.2确定用水量。混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，可按表选取，以坍落度90mm的用水量为基础，坍落度增加20mm，用水量相应的增加5kg/m3计算。工程用的是卵石，与上海一般都用碎石不同，最大公称粒径相同的卵石较碎石用水量要小，根据外加剂的混凝土减水率，算出用水量。

4.3确定胶凝材料、掺合料、水泥用量。根据水胶比和用水量，计算出胶凝材料用量，再按掺合料的掺量计算出掺合料用量（精河地区粉煤灰和矿粉属于稀有物品成本较高，掺合料掺量小，这里取15%）。

4.4确定砂率。坍落度大于60mm的混凝土砂率在表的基础上，坍落度每增大20mm，砂率则相应的增大1%进行调整，同样最大公称粒径的卵石较碎石砂率要小，根据水胶比和砂率取值表，计算出当前配合比的砂率。

4.5确定粗、细集料用量。此次配比的集料用量计算采用体积法，根据公式、砂率、各原材料的表观密度，计算出粗、细集料的用量。

5. 混凝土配合比进行试验室试拌、调整以及确定

5.1试验室试配（试拌）。根据计算配合比，进行试验室的试拌。为了方便计算材料用量和用量的准确性，我们对原材料进行了烘干处理，称料时，砂石料含水率取值为0。每次的试拌数量为25L。试拌的拌合物进行试验，坍落度要满足设计要求，和易性、棍度、含砂情况需良好，根据具体试拌情况修正计算配合比（同水胶比增加水泥浆、增加或减少砂率等）。

5.2 调整。以修正的计算配合比为基准，水胶比分别增加和减少0.05，试拌另两个配合比试样，并记录拌合物性能。试拌后，同时成型28天抗压强度的试块。根据混凝土28天抗压强度，绘制强度与胶水比的关系图，选取最适合、成本最低的胶水比为调整配合比。依据此配合比的胶水比，计算出用水量、胶凝材料用量、粗细集料用量以及拌合物的表观密度。

5.3 确定试验室配合比。计算得出的表观密度与实测值进行比较（校正系数），如校正系数不超过2%，配合比维持不变。如超过2%，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数。调整后的配合比即试验室配合比。

6. 施工现场配合比调整

现场浇筑地点离二工区自建拌合站的距离为5分钟车程，（故忽略坍落度损失）。先进行粗细集料的含水率试验（现场酒精燃烧测得），在实际用水量里扣除相应的集料含水量。以试验室配合比为基准，自建拌合站先预拌1m3，对拌合物进行了检测，所检测用的设备、工具等都由工地试验室自带。根据拌合物情况进行相应的调整（直到符合要求）。再由现场调整后的配合比，拌合站正式进行拌制，进搅拌车，运至浇筑地点。浇筑点现场做了坍落度试验，并制作了相应的试件，作为混凝土的现场资料。

7.试验室配合比

各级配合比如下：C25（PO42.5水泥：细集料：粗集料（0～40）mm：水：外加剂：粉煤灰=293：919：1078：143：2.50：64kg/m3，实测坍落度180mm，28d抗压强度46.0MPa）。C30（338：882：1078：139：2.77：59kg/m3，实测坍落度200mm，28d抗压强度49.5MPa）。C40（397：847：1035：149：3.25：68kg/m3，实测坍落度200mm，28d抗压强度54.4MPa）。C50（PO52.5水泥381：831：1059：147：3.21：78kg/m3，实测坍落度200mm，28d抗压强度64.9MPa）。C30高抗（332：883：1080：144：2.72：57kg/m3，实测坍落度210mm，28d抗压强度49.7MPa）。C40高抗（395：850：1038：144：3.24：69kg/m3，实测坍落度210mm，28d抗压强度55.7MPa）。C50高抗（438：765：1101：139：3.60：77kg/m3，实测坍落度210mm，28d抗压强度60.2MPa）。

8.结束语

水泥混凝土在桥涵工程涉及面广，而混凝土配合比设计又是混凝土质量的重中之重。在新疆精河这片地大人稀、物稀的土地上新建公路实属不易，但这并不是懈怠工作，轻视质量的理由。反而这是我们工作的动力，合格的工程是我们的目标。工程材料检测是为工程服务，而我们是为检测服务。

参考文献：

[1]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011.

[2]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011.

（作者单位：上海永固检测技术有限公司）