泵送混凝土配合比設計與控制創新模式研究之三——泵送混凝土配合比集群公用試配數據庫

江在光，江勝

1 前言

采用科學的原材料品質細分方法，從劃分配合比集群入手，將分布散亂的泵送混凝土配合比縮編成常用各60個公用試配用泵送混凝土配合比集群各組成材料序列數據庫（附上編碼，以下簡稱集群數據庫），各單位依自己材料測試材性和需求對號入座，選取自己所需的泵送混凝土配合比集群數據庫，按新系統試配，整理創建自己的28d強度與集群配合比各材料用量關系曲線，供生產選取與調控配合比用。集群數據庫選取方便快捷，無需什么配合比設計經驗，有方向可依少走彎路，往相對統一部分配合比設計，減少偏離散亂，提高混凝土品質作探討、嘗試。

2 泵送混凝土配合比集群數據庫適用范圍

依據近年國內常用材料實際情況編制適用于：混凝土坍落度T為14～20cm（分14、16、18cm三檔），P·O、P·Ⅰ水泥?ce為39～59MPa，天然合格中砂μf為2.4～3.0mm，最大粒徑31.5mm合格二級配碎石，S95礦渣微粉、Ⅱ級粉煤灰以及萘系緩凝高效減水劑（水劑）混凝土減水率β=20%，飲用水拌制絕大多數普通鋼筋混凝土、地上一般建筑物與構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數據庫編碼及配合比代號

所謂泵送混凝土配合比集群，是指單摻或雙摻方案下，用同一μf河砂、用同一?ce水泥、生產同一混凝土T下，各配合比有序集合在一起組成的泵送混凝土配合比群。泵送混凝土配合比集群數據庫是有內涵，通過編碼來體現，其編碼代號為：左邊xxxxxx編碼、右邊xx代號，如單184928—34為單摻粉煤灰方案，184928編碼數據庫下34號配合比。依據混凝土配合比摻合料不同分：單摻（粉煤灰）方案、雙摻（粉煤灰、礦渣微粉）方案，各設60個集群編碼數據庫。

4 各泵送混凝土配合比集群數據庫的建立

前文研究之二[1]泵送混凝土配合比理論模型，注重混凝土膠結總量、體積砂率、干砂漿體積因素等的控制，應有所表現，現只要向泵送混凝土配合比理論模型輸入集群編碼、區間代號，即可得該集群編碼泵送混凝土配合比集群數據庫。考慮泵送設備性能差異，從不利打算在此次公用試配集群數據庫建立過程中，暫作ms加10kg/m3、mg減10 kg/m3修正留點余地以利泵送。

受篇幅所限下面僅例舉單摻方案中涉及T、μf、?ce最低值、中值、最高值的三個編碼（單143924，單164926，單185930）集群數據庫列表1，此外也將雙摻方案中涉及干砂漿體積（L/m3）最大、最小值的兩個編碼（雙144930，雙185924）集群數據庫列表2。另將單摻方案T為14cm、16cm、18cm五組數據庫中的各四個集群數據庫首、尾配合比的水膠比（A）、體積砂率（B）、干砂漿體積（C）、mf/m膠（D）參數列表3。

單、雙摻方案除摻合料摻量不同外，其它體積砂率、干砂漿體積分布情況基本類同。從表3 （20個集群占總數三分之一）各參數及表1、表2，可反映泵送混凝土配合比集群公用試配數據庫的大致狀況。

5 各單位各集群配合比與28d強度關系曲線——泵送混凝土配合比集群專用圖表的建立與應用

各單位按照各自的常用材料材性及需求確定集群編碼，對號入座選取自己配合比集群數據庫，從中選取有代表性5～9個配合比各材料用量（mc、mf、mk、mw、ms、mg、md）用自己材料在確保體積砂率不變，作粗、細骨料密度修正后，做新的系統混凝土試配（可作微調），待28d強度出來，經整理得出自己生產用集群配合比各材料用量（mc、mf、mk、mw＇、m＇s、mg＇、md＇）與28d強度關系曲線，現稱為泵送混凝土配合比集群專用圖表如圖1，或編制自己生產用集群數據庫。這是編制泵送混凝土配合比集群公用試配用數據庫的主要用途與目的。它與前泵送混凝土配合比專用尺和泵送混凝土配合比材料組、度質量圖譜[2]相比更簡單直觀、方便快捷。

應用：各單位依生產控制水平混凝土標準差σ與質量評定需要確定混凝土配制強度?cu,o值，在自己建立的泵送混凝土配合比集群專用圖表的右上方?cu,o標尺上找其位置，垂直向下與曲線相交，再水平向左對到的配合比各材料用量就為你所需生產?cu,o的配合比及代號（可用插入法），經砂、石含水率等調整進行生產，結合質控留置試塊壓強度，依周期統計結果的混凝土強度偏高、偏低多少或需要，在專用圖表左方原配合比處向上、向下重新選取合適代號混凝土配合比各材料用量予以調整……科學實用、簡捷方便，混凝土容重始終受控不會有大偏差。

表1 泵送混凝土配合比集群數據庫

6 泵送混凝土配合比集群公用試配用數據庫有關問題討論

討論主要圍繞泵送混凝土配合比集群公用試配數據庫綜合性能理想的設計理念上。

（1）確保泵送混凝土配合比綜合性能理想是指滿足基本施工可泵性，混凝土強度、收縮變形小、耐久性、經濟性。作為泵送混凝土人們最關心的是施工可泵性。在總結實踐經驗的同時也查閱了不少近期文獻資料，反復研究探索。在適用范圍框架內數千計配合比看，混凝土干砂漿體積在401～439L/m3之間，滿足文獻[3]調研上海泵送混凝土配合比時統計發現干砂漿體積在400～440L/m3范圍，具有較好的和易性、利于泵送，且較為經濟也無需再做驗證。另外一個是膠結總量在286～545kg/m3滿足文獻[4]膠結總量在270～550 kg/m3（上海地區資料）。占總量70%多的C25～C35混凝土膠結總量在320～400kg/m3收縮變形應是相對較小。水膠比均≤0.6較耐久。處于技術經濟較佳范圍。

（2）集群數據庫對上、下服務區間作合理限值，完全出于確保泵送混凝土配合比綜合性能理想需要。

（3）泵送混凝土配合比摻合料摻量一般情況下施工較為適中，單摻粉煤灰配合比最大摻量30%，雙摻粉煤灰、礦渣微粉配合比最大總摻量在44%左右，均基本上與JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》表3.0.5-1相符。

（4）采用體積砂率在試配前作粗、細骨料密度修正以及細化砂的細度模數分檔，排除各地因粗、細骨料密度等的差異而產生的影響。總體混凝土砂率大多數在39%～45%基本上滿足JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》中7.4.2條要求。

（5）在上述適用范圍框架內，單、雙摻方案暫各提供較常見60個常用配合比集群數據庫是較科學、實用、適中的（更細化增加也不難）。由于采用新的系統試配方法，可微調解決某些材料需水比等的變化影響因素，提升了數據庫的服務范圍和應用價值。

表2 泵送混凝土配合比集群數據庫

7 后言

按泵送混凝土配合比集群新的混凝土配合比設計模式非常適合商品混凝土企業，減少試驗工作量60%，又提高試驗精度。本研究運用邏輯思維方法、原理，去挖掘混凝土強度與相應混凝土配合比各組成材料內在變化，為泵送混凝土配合比理論模型做了些工作，編制出泵送混凝土配合比集群公用試配用數據庫及與其配套新的系統試配調控方法，某些層面化解初學者困難，在新的嘗試走出一步。但是難免存在局限性、片面性，請專家、同仁多指教。

對于較高氣溫下施工環境以及機制砂，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試配數據庫基礎上如何去延伸、拓展、用活有待進一步總結探索完善。

[1]江在光，江勝．泵送混凝土配合比設計與控制創新模式研究之二——泵送混凝土配合比理論模型及應用．商品混凝土，2010(2) :37-39

[2]江在光，江勝．泵送混凝土配合比設計與控制創新模式研究之一．商品混凝土，2009(2): 29-30

[3]王驍敏，陳國軍，陸繼光．實用混凝土配合比程序設計．混凝土，2006(3): 62-65

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

表3 部分集群數據庫配合比參數