C35 大流态混凝土配合比试验研究

尹秋爽

（中信重工机械股份有限公司，河南洛阳 471000）

1 配合比设计方法的对比分析

1.1 固定砂石体积含量法

计算步骤如下：

（1）设定1m3混凝土中粗骨料的松散体积Vg0（0.5~0.6m3），根据粗骨料的堆积密度ρg0计算出粗骨料的用量mg。

（2）根据粗骨料的表观密度ρg计算出1m3混凝土粗骨料的密实体积Vg，由1m3拌合物总体积减去Vg从而计算出砂浆密实体积Vm。

（3）设定砂浆中砂的体积含量（0.42~0.44），根据砂浆密实体积Vm和砂的体积含量，计算出砂的密实体积Vs。

（4）根据砂的密实体积和砂的表观密度ρs计算出砂的用量ms。

（5）从砂浆体积中减去砂的密实体积，得到浆体密实体积Vp。

（6）根据混凝土的设计强度等级，确定水胶比。

（7）根据混凝土的耐久性、温升控制等要求设定胶凝材料中矿物掺合料的体积，根据矿物掺合料和水泥的体积比及各自的表观密度计算出胶凝材料的表观密度ρb。

（8）由胶凝材料的表观密度、水胶比计算出水和胶凝材料的体积比，再根据浆体体积、体积比及各自表观密度求出胶凝材料和水的体积，并计算出胶凝材料总用量mb和单位用水量mw，胶凝材料总用量范围宜为450~550kg/m3，单位用水量宜小于200kg/m3。

（9）根据胶凝材料体积和矿物掺合料体积及各自的表观密度，分别计算出每1m3混凝土中水泥用量和矿物掺合料的用量。

（10）根据试验选择外加剂的品种和掺量。

1.2 《普通混凝土配合比设计规程》（GJJ 55—2011）中的配合比计算方法

（1）确定混凝土配置强度和水胶比。因其计算方法相同，这里不再赘述，具体计算方法参照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）。

（2）用水量的确定。用水量根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径查表，再由坍落度每增加20mm 用水量每立方增加5kg 计算，进而由得出的用水量和减水剂减水率算出最后用水量。这种方法更加方便快捷，但实际用量不确定性较大。

（3）胶凝材料用量由用水量和水胶比确定。

（4）矿物掺合料用量、水泥用量以及减水剂用量的计算方法同固定砂石体积含量法。

（5）砂率的确定按线性内插法查表获得。此方法加入砂率的计算，使骨料的确定更加准确，此外通过查表数值确定能更加快速，易于现场试配。

1.3 《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283—2012）中的计算方法

即“绝对体积法”。该方法与固定砂石体积含量法配置强度的确定、粗细骨料的计算原理、矿物掺合料和水泥用量的确定均相同。不同点在于以下几个方面：

（1）水胶比

经验算在采用碎石、粉煤灰掺量均为30%的情况下此计算公式计算中低强度的混凝土水胶比较固定砂石体积含量法数值降低了3%，经济性较好。

（2）胶凝材料

1.4 全计算配合比设计法

其方法较前几种方法有了极大的提高，使得配合比设计由半定量化迈进全定量化的时代。混凝土配置强度和胶凝材料用量与固定砂石体积含量法一样不再重申，不同的是：

（1）水胶比

该公式采用碎石、粉煤灰掺量均为30%的情况下此计算公式计算中低强度的混凝土水胶比算得的C30、C35、C40 较固定砂石体积含量法数值分别增大了5%、10%、11%。

表1 试验材料单价

表2 不同配比方法材料用量及其效果比较

（2）用水量

用水量参数计算定量化给设计工作者带来了极大的便利，Ve的取值是为满足高性能混凝土最佳施工和易性和强度，将水泥浆与骨料体积比定为35:65 后确定其值为350L。

（3）矿物掺合料用量

式中：mf-每立方米矿物掺合料的质量，kg。

矿物掺合料计算公式原理是利用矿物掺合料占胶凝材料的质量分数确定。

（4）砂率

（5）粗细骨料用量

全计算法基于高强度，高耐久性能提出的计算方法，用此方法设计中低强度的混凝土配合比会使得砂率偏低，拌合物的体积稳定性不良等问题。

1.5 改进全计算法

全计算法计算得出的砂率偏小，对拌合物流动性不利，因此经研究对全计算法进行改进。

具体体现在砂石用量的计算方法上。

粗骨料用量G=a·ρg0

细骨料用量 S=β·Vm·ρg

其他各项材料用量不变，计算时а 取值0.50~0.60，β 取值0.40~0.50，使混凝土的流动性得到保证。

2 结合试验数据进行分析

基于以上计算方法的比较分析，现用试验数据具体分析：

2.1 试验材料单价（见表1）

试验所用原材料及其技术参数如下：

P.O 42.5 级普通水泥，ρc=3.02g/cm3；

II 级粉煤灰，ρFA=2.26g/cm3；

河砂，细度模数μf=2.43，颗粒级配符合Ⅲ区要求，ρos=2.67g/cm3，ρ′os=1515kg/cm3；碎石，公称粒级 5～25mm，颗粒级配良好，表观密度2.83kg/cm3堆积密度1.53kg/cm3；

0.6 %～1.5%的聚羧酸系高效减水剂调整混凝土拌和物的流动性。

2.2 自来水（略）

2.3 试验分析

配置C35 大流态混凝土基于各配合比设计材料用量和试验效果见表2。

通过对各种配合比设计方法的比较不难发现：

（1）采用固定砂石体积含量法算量过程烦琐复杂，但计算结果较为真实可靠。

（2）采用JGJ 55—2011 中的方法算量水胶比相同的条件下，砂率偏低，和易性达到要求，但强度明显达不到设计要求。

（3）JGJ/T 283—2012 绝对体积法进行计算，首先，计算过程较为简便快捷；其次，拌合物的工作性和强度能很好地满足设计要求。

（4）全计算法实现了材料各参数由半定量化实现了定量化的转变，但不能很好地满足中低强度大流动性混凝土配比设计的需要。

（5）改进全计算法由全计算法和固定砂石体积含量法中的骨料确定方法相结合解决了流动性差的问题。

3 小结

通过对C35 大流态混凝土配合比的试验研究，结合南阳本地实际情况总结出配置中低强度的大流态混凝土，宜优先选择绝对体积法进行设计可用改进全计算法、固定砂石体积含量法和JGJ 55—2011 中的方法辅助设计。由此得出水胶比为0.38~0.43，砂率为43%~47%时，其和易性最好，同时也最为经济。