公路混凝土配合比设计依据

公路混凝土配合比设计依据

严格按照技术规范的相关规定，进行砼配合比设计，是保证砼施工质量的重要环节。

砼有四项技术性质，即工艺性质，力学性质，砼的变形，和砼的耐久性。砼配合比设计，要按照这四项技术性质，分别满足设计强度的要求，满足施工和易性的要求，满足耐久性的要求，以及满足经济性的要求。

在公路工程监理实践中，发现部分工地试验室，设计砼配合比当中，存在不满足四项要求的现象。尤其突出的是低强度等级砼配合比设计，水灰比与单位水泥用量，低于相关规范的规定。水下砼配合比设计，砂率与单位用水量，低于相关规范的规定等等。

水灰比、砂率、单位用水量，是砼配合比设计的三大参数。正确运用这三大参数，决定砼配合比设计的成败。

有的工地试验室，在低强度等级砼配合比设计中，运用给定的计算公式，所求出的水灰比较大。水灰比越大，单位水泥用量则越小，没有对照相关规定就直接指导施工，是严重的设计错误。因为，砼结构所处环境不同，耐久性要求对其约束也有所不同。如设计强度等级C 15的砼配合比，坍落度30mm，水泥强度等级32.5，单位用水量189 kg／m3。按照公式计算，水灰比为0.66，水泥用量为286kg／m3，计算方法没有错误。经过监理审核，对照JTJ 041—2000《公路桥涵施工技术规范》表11.3.4的规定。

表11.3.4 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量

混凝土结构所处环境无筋混凝土钢筋混凝土

最大水灰比最小水泥用量(kg／m3) 最大水灰比最小水泥用量

(kg／m3)

温暖地区或寒冷地区，无侵蚀物质影响，与土直接接触0.60 250 0.55 275

严寒地区或使用除冰盐的桥涵0.55 275 0.50 300

受侵蚀性物质影响0.45 300 0.40 325

注：①本表中的水灰比，系指水与水泥(包括外掺混合材料)用量的比值。

②本表中的最小水泥用量，包括外掺混合材料。当采用人工捣实混凝土时，水泥用量应增加25kg/m3。当掺用外加剂且能有效地改善混凝土的和易性时，水泥用量可减少25kg/m3。

③严寒地区系指最冷月份平均气温≤-10℃且日平均温度在≤5℃的天数≥145d的地区。

该结构物为无筋混凝土，所处环境，限制最大水灰比不能大于0.60，该配合比的水灰比为0.66，显然不能满足耐久性要求。

有的工地试验室，在水下砼配合比设计中，砂率仅仅给定38％。相对于高强度砼，砂率很高，然而对于水下砼而言砂率则太低。由于细集料少，粗集料多，砼流动性和粘聚性较差，泌水严重，砼在运输过程中易离析，不能满足施工和易性要求。从而在水下砼浇灌中，往往堵塞管道，造成断桩事故。砂率所以给定错误，在于设计者没有执行有关规范的规定。依据JTJ 041—2000《公路桥涵施工技术规范》6.5. 3水下混凝土配制 4 混凝土配合比的含砂率宜采用，水灰比宜采用0.5—0.6。有试验依据时含砂率和水灰比可酌情增大或减小。经过监理审核，该水下砼配合比砂率在0.4～0.5范围之外，应重新试配。

要避免砼配合比设计错误，必须熟悉施工技术规范的相关规定。因此，把分散于各技术规范中，有关砼配合比设计的条文，集中于本文中，与同行共勉。

一、水下砼

1、可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜少于2.5h，水泥的强度等级不宜低于42.5。

2、粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加砼配合比的含砂率。

集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。

3、细集料宜采用级配良好的中砂。

4、砼配合比的含砂率宜采用0.4~0.5，水灰比宜采用0.5~0.6 。有试验依据时含砂率和水灰比可酌情增大或减小。

5、砼拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。

灌注时应保持足够的流动性，其塌落度宜为190~220mm。

砼拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺用量可参照本规范第11章有关规定办理。6、每立方米水下砼的水泥用量不宜少于350kg，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300 kg。

7、水下砼技术指标：

强度等级(MPa) 均方差(MPa) 配制强度(MPa) 砂细度模数砂含泥量泥块含量云母含量碎石压碎值碎石针片状碎石含泥量碎石泥块含量小于2.5mm的颗粒含量

20 4 26.6 2.3

~

3.0 ≤5%≤2%＜2% ≤16%≤25%≤2%≤0.5%≤5%

25 5 33.2

30 5 38．2 ≤3%≤1%≤15%≤1%≤0.7%

摘自《JTJ 041-2000 公路桥涵施工技术规范》P44

二、C50~C80高强砼

1、砼抗压强度的试件以边长为150mm的标准尺寸立方体。

2、家选择高强度水泥，可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。立窖生产的水泥须经仔细检验其化学成分后方可使用。

3、细集料宜采用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2%。

4、粗集料应采用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配制的砼强度高50%以上，含泥量应小于1%，针片状颗粒含量应小于5%，骨料的最大粒径宜小于25mm。

5、配制高强度砼必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定，外加剂的性能必须符合本规范第11.2.5条的规定。

6、配制时宜外掺的混合料为磨细的粉煤灰、沸石粉、硅粉。混合料的技术条件应符合本规范第11.2.6条的规定，其掺量应根据试验确定。

7、高强度砼中的氯离子含量，对位于温暖或寒冷地区、无侵蚀物质影响、与土直接接触的桥梁，不应超过水泥重量的0.2%；

对于位于严寒和海水区域，受侵蚀环境，使用除冰盐的桥涵，不应超过水泥重量的0。1%；

砼的含碱总量的限制要求同本规范第11.3.6.条。

8、水灰比宜控制在0.24~0.38的范围内。

9、所用水泥重量不宜超过500kg/m3，水泥与混合材料的总量不超过550~600 kg/m3。粉煤灰掺量不宜超过胶结料重量的30%，沸石粉不超过10%，硅粉不宜超过8~10%。

掺用混合材料的种类和数量，必须经试验报监理工程师批准后确定。

10、高强砼的砂率宜控制在28%~34%的范围内。

11、高效减水剂的掺量宜为胶结料的0.5%~1.8%。

12、高强砼技术指标：

强度等级(MPa) 配制系数配制强度(MPa) 砂细度模数砂含

泥量碎石

针片状

含量碎石