如何優(yōu)化施工混凝土配合比

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266061）

如何優(yōu)化施工混凝土配合比

徐曉明

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266061）

施工質(zhì)量的影響因素多種多樣，但是材料的好壞將直接對(duì)工程的基礎(chǔ)質(zhì)量造成影響。這里對(duì)于材料的評(píng)價(jià)不僅僅包括材料的質(zhì)量還包括材料的經(jīng)濟(jì)成本。如何保證施工所需的基礎(chǔ)材料——混凝土的經(jīng)濟(jì)性和高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，文章在以下內(nèi)容將會(huì)一一進(jìn)行論述。

優(yōu)化；混凝土；配合比

混凝土的質(zhì)量以及成本的控制影響因素關(guān)鍵在于配合比，而依照工程實(shí)際所需要求以及混凝土構(gòu)筑物所需要的結(jié)構(gòu)形式，以及當(dāng)?shù)氐氖┕l件等，首先需要對(duì)混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)。文章以C25混凝土和C30混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)案例，這里所涉及的施工建設(shè)項(xiàng)目為橋梁承臺(tái)立柱施工，以及下部鉆孔灌注樁施工。

下面便針對(duì)兩種配合比的混凝土優(yōu)化設(shè)計(jì)展開探討，針對(duì)其設(shè)計(jì)思路以及過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡釋。

一、混凝土C25

該種混凝土主要被應(yīng)用于鉆孔灌注樁的施工中，借助導(dǎo)管，將拌和好的混合料灌注至水下，主要依賴于重力進(jìn)行灌注，其混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度主要依賴于自密形成。該類混凝土施工項(xiàng)目相對(duì)較大，因而材料的使用量相對(duì)較大。所以，在施工過程中，依照施工條件需要注意一下幾個(gè)方面。

1 原料

（1）混合料中所使用的水泥可以是普通的硅酸鹽水泥也可以為粉煤灰水泥甚至是火山灰水泥。保證期初凝時(shí)間必須大于150min，并且強(qiáng)度超過42.5MPa。

（2）粗集料宜優(yōu)先選用卵石，如采用碎石宜適當(dāng)增加混凝土配合比的砂率。粗集料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40mm。

（3）混合料應(yīng)當(dāng)采用中砂作為細(xì)集料。

2 配合比要求

在進(jìn)行混凝土的配比過程中應(yīng)當(dāng)考慮混凝土在水下的特性，其中包括兩方面內(nèi)容。首先，應(yīng)當(dāng)保證混凝土中含沙量在40%至50%；其次，應(yīng)當(dāng)保證混合料具有符合標(biāo)準(zhǔn)的和易性，不會(huì)再運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，并保證灌注過程中不會(huì)產(chǎn)生泌水以及離析現(xiàn)象。另外，灌注需要材料具有一定的流動(dòng)性，且需要將材料的坍落度控制在180mm至220mm之間。若材料需要的運(yùn)輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)，則需要考慮拌和材料的經(jīng)時(shí)損失。

考慮以上注意事項(xiàng)，經(jīng)過計(jì)算最終確定基準(zhǔn)混凝土配合比為：水灰比W/ C=0.49。其中C∶S∶G∶F∶W∶W外 = 319∶751∶1085∶73∶186∶6.46。

經(jīng)過對(duì)混合料坍落度進(jìn)行測(cè)試可以得出其結(jié)果為200mm和195mm，并且材料具有良好的粘聚性。在W/C=0.49的基礎(chǔ)上，對(duì)配比進(jìn)行優(yōu)化，分別進(jìn)行0.03的增減，經(jīng)過測(cè)試后，水灰比為0.46的坍落度達(dá)到180mm，而水灰比為0.5的混合料，其坍落度達(dá)到200mm，兩種水灰比的材料均具有良好的粘聚性。

通過對(duì)材料進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比可以得出如下結(jié)論：水灰比0.46；7天強(qiáng)度28.2MPa；28天強(qiáng)度38.9 MPa；水灰比0.49，7天強(qiáng)度25.5MPa， 28天強(qiáng)度36.0 MPa；水灰比0.52 ，7天強(qiáng)度23.7MPa，28天強(qiáng)度32.8 MPa。

以工程質(zhì)量作為最終的試驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康模瑢?duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，最終選取水灰比為0.49的混合料作為施工的混凝土材料。

二、混凝土C30

該類混凝土主要被應(yīng)用于當(dāng)前的橋梁承臺(tái)立柱的建設(shè)，依照當(dāng)前的施工條件，需要在施工過程中采用泵送的方式，并且施工過程中會(huì)用到大體積混凝土結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)并非一次澆筑成型的，并且需要進(jìn)行泵送作為混凝土的灌注環(huán)節(jié)。而泵送要求輸送混凝土材料的坍落度大于100mm，依照是施工的相關(guān)規(guī)范性要求，總結(jié)以下幾點(diǎn)作為施工要點(diǎn)：

1 混凝土中的水泥應(yīng)當(dāng)采用礦渣水泥、粉煤灰水泥或者普通水泥和硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥同樣適用該類混凝土。另外需要注意在水泥的選用中應(yīng)當(dāng)考慮到施工中的大體積混凝土施工，因而需要選擇凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)且水化熱低的材料，同時(shí)結(jié)合施工條件，適當(dāng)?shù)膶?duì)混凝土水化放熱的時(shí)間以及熱量進(jìn)行控制。

2 通過連續(xù)集配的方式對(duì)混合料中的粗集料進(jìn)行配比，并且保證針片狀集料含量小于10%，并且結(jié)合管徑確定粗骨料粒徑。

3 混凝土應(yīng)當(dāng)采用中砂作為細(xì)集料。

4 采用泵送的方式進(jìn)行混凝土的輸送時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)膿饺霚p水劑以及泵送劑，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)摻入適當(dāng)?shù)幕钚缘V料以及粉煤灰，用以調(diào)整混凝土性能，保證施工結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到工程需要。

5 在施工中使用泵送混凝土不僅需要考慮材料強(qiáng)度，同樣需要認(rèn)識(shí)到運(yùn)輸距離，另外坍落度還會(huì)隨著時(shí)間的變化而出現(xiàn)損失。

6 混凝土中不能含有過大的水灰比，否則就會(huì)導(dǎo)致材料粘度降低，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

7 在混凝土中，不能過分降低水泥用量，否則會(huì)導(dǎo)致含漿量降低，即便材料坍落度相同，混凝土的泵送效率也會(huì)降低。

8 若在材料中，含氣量超過控制值，那么在泵送過程中，就是使得混凝土中具有大量的可壓縮氣體，會(huì)對(duì)泵壓造成影響，因而導(dǎo)致輸送效率降低，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致輸送管堵塞。

所以考慮以上注意事項(xiàng)，經(jīng)過計(jì)算最終確定基準(zhǔn)混凝土配合比為：水灰比W/ C=0.47。其中C∶S∶G；F∶W∶W外= 331∶694∶1165∶58∶183∶6.613。

通過實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得其坍落度分別為165mm和170mm，且材料具有良好的粘聚性。以配比W/C=0.47作基礎(chǔ)，分別對(duì)其進(jìn)行0.03的增減，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，可以得出，水灰比為0.44的混合料，其坍落度為160mm，而水灰比為0.5的材料，其坍落度達(dá)到了180mm，并且兩種材料都具有較為良好的粘聚性。

各水灰比試驗(yàn)經(jīng)過7天和28天的強(qiáng)度對(duì)比如下：水灰比0.44，7天強(qiáng)度34.1MPa，28天強(qiáng)度42.2 MPa；水灰比0.47，7天強(qiáng)度31.5MPa ，28天強(qiáng)度39.7 MPa；水灰比0.50，7天強(qiáng)度27.8MPa，28天強(qiáng)度36.6 MPa。

以工程質(zhì)量作為基礎(chǔ)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，最終確定施工所使用的混凝土配合比為0.47。

施工工程作為百年大計(jì)，其質(zhì)量必須處在所有工作的首位，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)工程質(zhì)量予以重視，因而必然需要對(duì)材料的質(zhì)量予以關(guān)注，只有嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)的工程建設(shè)。

[1]陳斌.混凝土配合比優(yōu)化及結(jié)構(gòu)早期裂縫防治研究[D].浙江大學(xué)，2005.

[2]劉振清.大摻量低質(zhì)粉煤灰混凝土抗侵蝕性能研究及低質(zhì)粉煤灰活化初探[D].河海大學(xué)，2001.

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