導語：如何才能寫好一篇混凝土配合比，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】建筑；材料；混凝土；配合比；設計

在建筑領域內，結構材料是研究重點，對基礎的混凝土配合比設計與優化是新型科技發展下的產物，也是提升混凝土性能的關鍵性環節，在以強度、耐久性能為重點的混凝土配合比設計必須以其理念和定則為指引，在實踐應用中要改變傳統以經驗為主的半定量設計方法，優化高效減水劑和礦物摻和料為主的新型混凝土，從而全面提升混凝土拌和物的性能，確保混凝土的質量。

一、混凝土配合比設計面臨的現狀分析

在現代混凝土的快速發展的背景下，傳統以經驗為主的混凝土配合比設計理念已經不適應新時代的需求，在新的科技手段和環境中，現代建筑的混凝土結構材料使用了復合型的超塑化劑和超細礦物質摻合料，這使得混凝土的配合比設計更為復雜，主要包括：混凝土配合比指標由抗壓轉為了耐久性設計；摻合料的新型技術采用了粉煤灰、磨細礦渣粉和硅灰，它們影響了混凝土的力學結構和耐久性能；新型高效減水劑的廣泛運用，尤其是聚羧酸減水劑的應用，降低了低水膠比混凝土的黏度，改變了混凝土的流變性能。

由上可知，混凝土的配合比設計的控制難度和復雜性都已加大，在水泥工業迅猛發展的社會環境中，水泥因其礦物組分發生了改變，水泥的強度和細度都有較大程度的提高，這不利于當前對混凝土耐久性能的要求，而新型礦物摻合料摻入混凝土中則有助于提高混凝土的耐久性能，對其強度和耐久性進行綜合的提升與改善。而在現實情況下，我國卻呈現出混凝土用量與礦物摻合料的供求矛盾與沖突，由于礦物摻合料的供應不及混凝土的實際用量需求，因而兩者出現緊張的態勢，伴之而來的則是劣質礦物摻合料的涌入，這給建筑安全生產帶來了極大的質量隱患。另外，還有諸如：砂石、其他原材料資源的枯竭，也使混凝土的質量面臨巨大的挑戰。

總之，對混凝土配合比的設計在當前形勢下顯得至關重要，必須在有限的原材料供給條件下，進行綜合比較、確定合理的混凝土配合比設計，以保證混凝土的用量需求。

二、混凝土配合比設計的理論及定則闡述

我們要明晰混凝土配合比設計的概念，它是指對相關原材料進行組分設計，而達到混凝土的強度和耐久性、工作性能要求的設計。首先，混凝土配合比的強度要求是當前主要的應用要求，在對混凝土進行配合比的設計中要注重膠凝材料組分和水膠比，才能提升混凝土的抗壓強度；其次，混凝土的耐久性能也在逐漸成為當前混凝土配合比設計的關注焦點，實踐證明 ，混凝土結構極易受到外來的有害介質的侵蝕，因此，必須在對混凝土配合比設計之時，首要一點即是對其滲透性能進行控制，對混凝土的密實度進行主要設計控制分析。

在多年的實踐經驗之中，對于混凝土配合比設計的研究積累了相當的資料，下面進行混凝土配合比設計的四項定則闡述：

1、灰水比定則。混凝土灰水比的大小與混凝土的強度和密實度密切相聯，需要在混凝土配合比設計中加以重點關注。

2、混凝土密實體積定則。混凝土的內在骨架由砂石等構成，在砂石進行堆積的過程中必然會產生空隙，這時，需要用漿體對砂石當中的空隙進行填充，這樣，混凝土之中的砂、石、水、膠凝材料混合在一起，聚合為混凝土的總體積，這一絕對體積即可成為混凝土配合比設計的基礎性依據。

3、最小單位加水量或最小膠凝材料用量定則。混凝土需要硬化保持其穩定性，就必須在原材料和灰水比固定的前提下，進行漿體最小數量的設計控制，以滿足混凝土混合比設計的經濟性目標。

4、最小水泥用量定則。混凝土在早期階段，要進行膠凝材料的最小用量選擇，這樣可以降低混凝土的水化過程，提升其抗侵蝕的性能。

三、混凝土配合比設計方法探討

1、混凝土配合比設計之前要充分考慮的問題

對于混凝土配合比的設計，在設計之前要做好三個方面的準備：其一，要對混凝土原材料進行能力和質量的評估和了解。由于我國原材料資源呈現枯竭和供不應求的態勢，因而，原材料的供應的質量水準不一，在進行混凝土配合比設計之前要對自身的實際狀況進行“量體裁衣”式的估算。其二，混凝土使用的環境也是進行其配合比設計的考慮因素之一，由于混凝土使用部位的不同，結構布置也不同，因而要對混凝土的材料進行合理的選擇。其三，建筑企業的自身生產狀況和機械設備水平也是混凝土配合比設計要考慮的因素，建筑企業是否有能力進行混凝土配合比設計方案的實施、是否有足夠的機械設備如：下料斗等，這些都涉及到混凝土配合比設計的方法應用。

2、混凝土配合比設計過程要有針對性。

由于建筑工程有不同的特點，因而混凝土的工程應用也體現在不同的部位和環境之中，為了達到混凝土配合比設計的合理化設計要求，要進行有針對性的設計。例如：在對一些承重部位結構的設計，如：樁基、橋墩、承重柱等，就要適當地提高混凝土配合比設計的等級，以保證建筑結構的穩定和可靠性能；而對于一些不具有承重功能的大型結構混凝土應用部位，如：地下室底板、承臺等，就在保證其部位基礎功能滿足的前提下，進行膠凝材料用量的節約。

3、混凝土配合比設計要進行靈活的調整

由于新型材料減水劑的加入，混凝土配合比原材料的成本有所提高，在進行混凝土配合比設計時，要進行水膠比、用水量、膠凝材料、礦物摻合物、減水劑等的綜合考慮，不能一味地控制昂貴原材料：減水劑的用量，這樣會導致建筑工程質量的下降，必須依據實際建筑情況，進行統籌的考慮，靈活的調整。

4、采用振實密度法進行混凝土配合比設計。

混凝土在實踐應用中必須有良好的粘彈性能，因此對于其配合比設計過程中要采用振實密度的方法，使混凝土中的石子與砂漿在混凝土總體積中占有適宜的比例，不會產生機械咬合作用；同時，混凝土漿體的粘度要適中，粘度過大或者過小，都會影響混凝土的質量，影響施工。

5、混凝土配合比設計還要關注砂漿和漿體的撥開系數。

混凝土結構是一個體積龐大的密實體，設總體積為1，砂漿體積為石子空隙體積的A倍（A即為砂漿撥開系數），水泥漿的體積是砂子空隙的B倍（B為凈漿的撥開系數），在這個系數條件之下，采用混凝土配合比設計的體積模型計算方法。

四、結束語

在現代化建筑工程結構之中，混凝土的高性能化應用對混凝土的質量提出了更高的要求，這主要表現在混凝土不但要達到規定的工作性和強度要求，還要達到結構設計的使用壽命的抗裂性和耐久性要求。這對于混凝土配合比設計而言，是一個更為復雜而系統的課題，需要運用相關設計理論方法，以保證混凝土工作性能為前提，進行全面的統籌考慮，靈活的把握。

參考文獻：

[1]沈嫣秋.粗集料強度對混凝土力學性能的影響[J].低溫建筑技術.2012（06）

[2]武俊宇，武俊慧，聶法智，樸春愛.利用礦山廢石制備自密實混凝土及其工程應用[J].混凝土.2011（09）

[3]成振林，王小東.粗骨料對混凝土性能的影響[J].混凝土與水泥制品.2012（06）

[4]王林，王棟民.關于當代混凝土配合比設計方法的探討[J].新型建筑材料.2012（05）

[5]廉慧珍.評《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011）――兼談如何認識和編制及使用技術標準和規范[J].混凝土世界.2012（03）

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關鍵詞：瀝青混凝土，配合比，設計

Abstract: describes the asphalt concrete material requirements of each component, selection, and asphalt concrete proportioning design method.

Keywords: asphalt concrete, mix, design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

瀝青混凝土是有一定比例的各種粗、細集料、填充料（礦粉）、膠結料（瀝青）組成，是一種彈-塑-粘性材料，具有良好的力學性能。

瀝青混凝土路面施工快捷，能及時開放交通，可分期改造和再生利用，經濟耐久；路面平整且有一定的粗糙度、較好的抗滑性，能減震降噪，舒適性較高，行車比較安全等優點，越來越在公路路面中占主導地位，這就給瀝青混凝土路面的使用性能提出了更高的要求。影響瀝青混凝土面層使用性能的重要因素是瀝青混凝土配合比，原材料及各種材料的級配好壞又直接影響到配合比的使用。

瀝青混凝土各組成材料的選取。

瀝青混凝土路面建設過程中，材料起著至關重要的作用，要保證工程質量，必須對工程材料進行嚴格的選擇和檢驗，防止因使用不符合要求的材料而造成損失的情況發生。

1.1、選材原則：經濟性好，結合環保因地制宜，同時必須滿足《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004(簡稱《規范》)及《公路瀝青路面設計規范》JTG D50-2006的相關要求。

1.2、瀝青：在道路工程中，主要應用道路石油瀝青。瀝青路面的瀝青標號宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結構層中的層位及受力特點、施工方法等。對高速公路、一級公路，夏季溫度高、高溫持續時間長、重載交通、山區及丘陵區上坡路段、服務區、停車場的等行車速度慢得路段尤其是汽車荷載剪應力的層次，宜采用稠度大、60℃粘度大的瀝青；對溫度日溫差、年溫差大的地區宜注意選用針入度指數大的瀝青。所選用的瀝青應符合《規范》規定技術要求。

1.3、粗集料：瀝青混凝土用粗集料應潔凈、干燥、表面粗糙，質量符合《規范》規定的技術要求。集料在進入拌和機前，需經200℃以上的高溫，有些常用的石料，如花崗巖、玄武巖、石灰巖等，都有可能發生質量的變化，對于這些集料，最好對其烘后質量進行測定。在集料的各項技術指標中，視密度和吸水率是集料的綜合指標，石質堅硬致密，吸水率小的集料比較耐磨、耐久性好；但是不是說集料密度越大越好，集料表面必須粗糙，而過分致密的集料破碎面可能比較光滑，缺乏粗糙的凹凸表面，不能吸附較多的瀝青結合料，使瀝青膜的厚度變薄，又影響混合料的耐久性。粗集料與瀝青的粘附性、磨光值也要滿足《規范》的規定技術要求。所以集料的多種性質需要均衡考慮。

1.4、細集料：瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂、石屑，要求潔凈、干燥、無風化、無雜質、并有適當的顆粒級配，其質量應符合《規范》規定的技術要求。細集料的質量要求中最重要的是潔凈，對于不同的細集料規范采用了不同的指標，分別使用0.075mm通過率、砂當量、亞甲藍試驗進行測定。

1.5、填料（礦粉）：瀝青混合料的礦粉必須采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。礦粉應干燥、潔凈，能自由的從礦粉倉流出，其質量應符合《規范》規定的技術要求。礦粉在瀝青混合料中起到重要的作用，要適量，少了不足以形成足夠的比表面吸附瀝青，礦粉過多又會使膠泥成團，致使路面離析，造成不良后果。

二、瀝青混凝土配合比：

瀝青混凝土配合比分三個階段，目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。這三個階段配合比設計是一個完整的整體，必須通過設計找到一個平衡點，材料、性能、經濟各方面都很滿意，然后得出一個標準配合比，方可在生產中使用。

（一）目標配合比設計階段：確定礦料的最大粒徑、級配類型及最佳瀝青用量。

1、確定礦料的級配類型。選擇合適的瀝青混合料級配類型是確保瀝青混凝土路面面層質量的前提。瀝青混合料的礦料級配應符合工程設計規定的級配范圍。密級配瀝青混合料宜根據公路等級、氣候及交通條件根據《規范》確定采用粗型（C型）或細型（F型）的混合料。對夏季溫度高、高溫持續時間長，重交通多的路段，宜選用粗型密級配瀝青混合料（AC-C型），并取較高的設計空隙率；對冬季溫度低，且低溫持續時間長的地區，或者重載交通較少的路段，宜選用細型密級配瀝青混合料（AC-F型），并取較低的設計空隙率；瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，并應與壓實層厚度向匹配，瀝青面層的壓實厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.5-3倍，以減少離析，便于壓實。

2、確定最佳瀝青用量。

根據設計文件結構層的要求，選取相應的合格材料，先進行礦料級配計算，找出最佳狀態下的礦料級配。通常情況下，合成級配曲線宜盡量接近工程設計級配中值，為確保高溫抗車轍能力，同時兼顧低溫開裂性的需要，配合比設計時宜適當減少公稱最大粒徑附近的粗集料用量，減少0.6mm以下部分細粉的用量，使中等粒徑集料較多，形成S型級配曲線，并取中等或偏高水平的設計空隙率。

現行《規范》中通過馬歇爾試驗進行最佳瀝青用量的確定。根據以往經驗確定一個最佳瀝青用量，按一定的間隔（通常為0.5%）取5個或5個以上不同的油石比，分別成型馬歇爾試件，進行馬歇爾試驗，測定穩定度及流值，計算空隙率、密度、飽和度，最終確定配合比的最佳瀝青用量，然后根據確定的最佳瀝青用量制件進行高溫穩定性、水穩定性和低溫抗裂性能檢驗。根據驗證結果，若達不到相關要求，則應另選材料、調整級配，或采取其他措施重做試驗，直到符合要求，以此作為目標配合比，供拌和機確定各冷料倉的供料比例、進料速度及試拌使用。

（二）生產配合比設計階段：對于間歇式拌和機，目標配合比確定后，礦料按目標配合比設計的比例由冷料倉進入熱料倉，通過二次篩分，確定各熱料倉的配合比，供拌和機控制室使用。同時反復調整冷料倉進料比例，以達到供料均衡。用熱拌和料進行馬歇爾試驗，采用目標配合比確定的最佳瀝青用量的±0.3%等3個瀝青用量進行試驗，按照與目標配合比相同的方法確定最佳瀝青用量，所得結果為生產配合比。對于連續式拌和機可省略生產配合比設計步驟。

（三） 生產配合比驗證階段：拌和機按生產配合比結果進行試拌、鋪筑試驗段，并取樣進行馬歇爾試驗，同時從路上

鉆取芯樣觀察空隙率的大小，由此確定生產用的標準配合比。標準配合比的礦料合成級配中，至少應包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近優選的工程設計級配范圍的中值，并避免在0.3mm-0.6mm處出現“駝峰”。對確定的標準配合比，宜再次進行車轍試驗和水穩定性檢驗。

經設計確定的標準配合比在施工過程中不得隨意變更。生產過程中應加強跟蹤檢測，嚴格控制進場材料的質量，如遇到材料發生變化并經檢測瀝青混合料的礦料級配、馬歇爾技術指標不符要求時，應及時調整配合比，使瀝青混合料的質量符合要求并保持相對穩定，必要時重新進行配合比設計。

參考文獻：

[1] JTG E42-2005,公路工程集料試驗規程

[2] JTG E20-2011,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[3] JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范

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關鍵詞：混凝土；配合比設計；影響因素；

0.引言

水泥混凝土由于具有強度高、原材料儲量大、可塑性能優異、成本低廉，在公路工程中起著極其重要的作用，是現代應用最廣泛的建筑材料。它是由水泥、砂、石、添加劑、外加劑和適量水混合逐漸硬化形成的人工石材，因此原材料的種類、性質和用量等因素直接關系到混凝土的質量、成本和性能，進而關系到水泥混凝土結構物的品質、造價和壽命，但是現有水泥混凝土配合比設計存在經驗成分較多，應用中不宜量化控制的問題，這就限制了此類結構的推廣及應用。因此如何準確確定組成材料及其用量，使其滿足工作性、強度和耐久性要求是關鍵所在。

1.混凝土配合比設計的原材料

1.1 水泥

水泥屬于膠接材料，相對于其他材料，造價最高。不同強度的混凝土應選擇不同標號的水泥。水泥的選擇還應參照工程地區所處環境、工程特點、氣候等因素的影響，此外，選擇的水泥標號要與配合比設計強度等級相適應。在高強度混凝土配合比設計中，水泥強度為混凝土抗壓強度的0.7～1.2倍，一般水泥強度為混凝土抗壓強度的1.1～1.6倍。由于水泥混凝土強度的不斷提高，高強度混凝土中水泥已不再受比例的約束。在路橋工程中涉及的水泥品種主要是硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥路面應優先選用早強型水泥以縮短養護時間。

1.2細集料

我們把工程中所用的砂稱為細集料。為了提高水泥混凝土強度、耐久性和經濟要求，我們在混凝土用砂的選擇上應選用密度高和比面小的砂。級配應同粗集料組成的礦質混合料一同表示。在水泥混凝用料中，砂中有害雜質的含量也應當嚴格控制，以保障水泥混凝土的強度及耐久性等要求。

1.3 粗集料

混凝土用料中粗集料指的是碎石、卵石，它們對混凝土強度的形成起著重要的作用。水泥混凝土用粗集料應選用粒形接近正方體，不含有較多針片顆粒的集料。針片狀顆粒會給混凝土強度帶來直接影響，粒徑越大單位用水量相應減少，水灰比和用水量固定條件下加大粒徑，工作性提高，水灰比減小會提高混凝土的強度和耐久性。另外粗集料粒徑一旦增大，集料和水泥接觸面積減小，界面強度降低，不利于振搗還降低混凝土的強度。所以粗集料最大粒徑的增加會帶來雙重影響，抗折強度比抗壓強度的影響大。

1.4 水

為了保證混凝土的和易性、凝結強度及減少對鋼筋的腐蝕，確保工程質量，必須選用符合國家標準的飲用水及經檢測合格的水來拌制混凝土。若拌合用料的水質不純，可能產生多種有害作用，對混凝土的質量造成較大的影響。

2.水泥混凝土面臨的問題

（1）混凝土品種增多，出現了高性能混凝土、輕骨料混凝土、纖維混凝土、防水混凝土、加氣混凝土、低溫混凝土、泵送混凝土和噴射混凝土等。近年來，不同性能混凝土的研究和應用日益受到人們重視。坍落度滿足要求，且粘聚性和保水性良好。

（2）混凝土的成分更加豐富，粉煤灰及其他摻合料和外加劑等被廣泛使用到混凝土的配制中，使混凝土的應用更加廣泛。

（3）混凝土需要滿足的性能指標提高，從單一的強度指標擴展到若干齡期的強度、工作性能和耐久性能等多項指標。

（4）對結構物壽命的要求延長。工程實踐證明，在正常使用條件下普通混凝土的使用期限可達50年～100年；而在惡劣環境條件下經十幾年或更短時間就遭到嚴重破壞，需要修補，甚至更新重建。高性能混凝土的耐久性應從目前50年～100年的使用期限，提高到500年～l000年，且具有廣泛的環境適應性。

3.水泥混凝土配合比設計注意事項

隨著現代建筑工程技術要求的提高，水泥混凝土配合比設計的指導思想應從強度設計向多種性能設計轉化，從可行性設計向優化設計轉化。合理的材料配合比設計應該在符合相關規范給出的包括強度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經濟性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經濟和適用的混凝土。配合比設計中主要考慮的因素有：

（1）水灰比 有關水灰比、水泥品種、外加劑、粗集料級配等因素對路面混凝土性能影響的試驗表明，無論28d抗折強度還是抗壓強度，上述因素的主次為：水灰比一水泥品種一外加劑一粗集料級配。由此可見，水灰比對路面強度的影響是很大的。水灰比過大，多余水在硬化后的混凝土中形成氣孔，減小了混凝土抵抗荷載作用的有效斷面，在孔隙周圍產生應力集中。水灰比愈小，水泥混凝土的強度也愈高，因此在滿足和易性要求的前提下，應盡可能采用小的水灰比。此外，路面混凝土水灰比大小還應考慮道路等級、氣候因素等。

（2）砂率 其大小主要影響混凝土的稠度，在水灰比低時這種影響表現得比較遲鈍，但砂率的改變會使混凝土的空隙率和集料的總表面積有顯著改變，直接影響硬化混凝土的品質。砂率過大，在水泥漿用量不變的情況下，會使混凝土的水泥漿顯得過少，成型的路面表現砂漿層過厚，對耐磨耗、減少收縮不利。另外，從混凝土抗斷裂的角度考慮，砂漿也不宜過大。試驗表明，混凝土的抗裂能力隨粗集料的增加而增加，因此在正常砂率的基礎上，適當減少砂率，增加粗集料用量，對提高路面混凝土的抗折性能是必要的。

（3）集灰比 對混凝土強度的影響在混凝土強度較高時表現得較明顯，當水灰比相同時，混凝土隨集灰比的增長呈增長趨勢，這與集料數量增大、集料吸收的水分量增大、實際水灰比變小有關，與混凝土內部孔隙總體積減少有關，還與較高標號混凝土水泥用量較大有關。在適當增大集灰比后，水泥膠結作用和集料的連鎖作用得到了充分的發揮。

提高路面混凝土性能的核心在于提高集料與砂漿界面的粘結強度，這可以通過合理選擇原材料和正確的配合比設計來實現。選用道路水泥或C3S和C4AF含量高的其他水泥品種；選用細度模數大，耐磨性好的細集料；巖石品種是選擇粗集料的關鍵，應綜合考慮巖石的物理力學性能，通過比較試驗確定；配合比設計采用合適的水灰比、砂率及集灰比至關重要，也應盡量通過比較試驗確定。

4.結論

合理的配合比設計應該在符合相關規范給出的包括強度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經濟性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經濟和適用的混凝土。要對水泥混凝土路面配合比設計深入系統的研究，使混凝土配合比設計體系更加科學合理、方便快捷，從而推動水泥混凝土科學的發展。

參考文獻

[1]李紅，傅智. 路面水泥混凝土配合比設計要求[J]. 公路，2013，07：10-24.

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關鍵詞：鐵尾礦；混凝土；配合比設計； 泌水性

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

1.尾礦砂石混凝土配合比設計的回歸系數

按不同水灰比配制混凝土，根據28天混凝土強度和水泥28天的實測強度(53.6MPa)，計算鮑羅米公式的回歸系數αa和αb。

根據鮑羅米公式，在用水泥配制混凝土時，混凝土的28天強度與灰水比(c/w)成線性關系，即：

fcu,o=αafce(c/w-αb) (1)

fcu,o——混凝土的28天抗壓強度，fce——所用水泥實測強度；

αa和αb——回歸系數。

由實驗數據可得，αa＝0.402，αb＝－0.134。

式(1)變換為：fcu,o=0.402·fce(c/w+0.134) (2)

與《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2000)提供的0.46/0.07相比，尾礦砂石混凝土的斜率略小，即尾礦砂石混凝土強度對c/w的敏感性不如天然砂石混凝土；截距符號與+0.07相反，即回歸直線向上平移了，這可能是尾礦砂顆粒的機械咬合力起的有限作用；斜率變緩應當是尾礦石級配不良引起的。

因此，對于本試驗的水灰比范圍內(w/c=0.60~0.33)，設計尾礦砂石混凝土強度時，可根據式(2)計算，或針對使用的集料自行統計回歸系數。換句話說，JGJ55-2000中的回歸系數不適用于尾礦砂石混凝土配合比設計，如果直接套用該《規程》中提供的回歸系數，則配制混凝土的實際強度會出現偏差。

2.水粉比的控制

由于尾礦砂顆粒棱角性問題，欲獲得混凝土較大的流動性，往往需要增加用水量或高效減水劑的摻量，但這樣又帶來泌水問題。漿體是由水、水泥和摻合料組成的，水與粉料的比例(簡稱水粉比)恰當與否，會直接混凝土的泌水情況。適當的水粉比能夠改善混凝土的粘聚性和保水性。

本試驗在水泥用量相同、用水量相同、粗集料(尾礦石)相同的情況下，分別用尾礦粉(P)、II級粉煤灰(FA)和粒化高爐礦渣(GBFS)部分取代細集料(尾礦砂，石粉含量2.7%)配制混凝土拌和物，采用高為186mm的金屬圓容量筒裝試樣，檢測試樣的泌水量，計算泌水率。

有實驗可知，粒化高爐礦渣(GBFS)部分取代細集料情況下，隨著水粉比的增加，混凝土拌和物泌水率上升不快，說明粒化高爐礦渣可以明顯改善混凝土的保水性；用粉煤灰部分取代細集料時，當水粉比大于0.43以后，泌水率上升加快；用尾礦粉部分取代細集料情況下，泌水率上升速度均勻，但對保水性的改善效果沒有粒化高爐礦渣效果好。

從經濟成本角度來講，粉煤灰和粒化高爐礦渣的價格遠高于尾礦粉，尾礦粉是從尾礦中選砂時廢棄的細顆粒，可以通過調整選砂工藝使尾礦砂含較多的尾礦粉。

混凝土的強度取決于水灰比，欲獲得混凝土良好的工作性，必需保證足夠的粉料量。僅為解決工作性問題時，若完全用水泥作粉料，無疑代價太大，且浪費資源。在這種情況下，宜用尾礦粉或摻合料以代砂的方式控制水粉比(如0.43)，確保混凝土的工作性良好。用適當水粉比改善混凝土的保水性，是減小離析泌水的有效措施，進而提高混凝土的抗滲性能和耐久性。

高強度混凝土的水泥用量比較多，工作性能也比較好。而對低強度混凝土來說，水泥用量較少，混凝土的工作性不易保證，故需要在保證混凝土強度的情況下加入一定的粉料來改善混凝土的工作性。用尾礦粉、粒化高爐礦渣或粉煤灰部分取代細集料，通過控制水粉比，既能保證混凝土的強度，又能改善工作性。

3合理砂率及高效減水劑摻量

對于普通混凝土(天然砂石混凝土)來說，進行混凝土配合比設計時，對參數的寬容度較大，只要保證強度，根據《普通混凝土配合比設計規程》選取用水量和砂率，可以很容易獲得預計的混凝土工作性。但是尾礦砂石混凝土的工作性對參數取值非常敏感，因此除了上述兩節述及的參數外，還需要進一步優化其它參數，如合理砂率、高效減水劑用量等。

1)合理砂率

由于尾礦砂的表觀密度和空隙率均高于天然砂，配制尾礦砂石混凝土時，不能完全靠查閱《普通混凝土配合比設計規程》選取砂率，宜通過最大裝填緊密原理法初選砂率，試配后再根據最佳工作性原則修正砂率，然后兼顧強度和工作性確定合理砂率。對于本研究所用集料而言，C30混凝土的合理砂率為40%，C60混凝土的合理砂率為36.5%。隨著膠凝材料的增加，需相應減小砂率。在水灰比和用水量相同的條件下，配制尾礦砂石混凝土時，其砂率相對于天然砂石混凝土總體上高出2個百分點。

2)高效減水劑摻量

砂漿流動度實驗可以看出，對于尾礦砂砂漿來說，高效減水劑能有效增加流動度的范圍是170~210mm，適宜高效減水劑摻量(固體含量)為1.1~1.5%，比天然砂砂漿所需摻量高很多。

在配制混凝土時，高效減水劑摻量的差別沒有這么明顯。從前述混凝土流動度實驗來看，配制尾礦砂石混凝土時，達到同樣的流動度時，高效減水劑所需摻量大致比同條件天然砂石混凝土高出0.2個百分點。

利用鐵尾礦作混凝土集料，既保護地球資源，減少環境污染、防止生態破壞，開發和利用工業廢棄物，解決了環境污染問題，又提高了資源利用率，形成綜合效益。

參考文獻：

【1】 中華人民共和國建設部.《 普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52-2006）.北京：中國建筑工業出版社，2006

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關鍵詞：橡膠瀝青；集料；橡膠瀝青混凝土；理論配合比；生產配合

Abstract: This paper combined with the engineering practice, through scientific design test, formed of rubber asphalt concrete mix ratio design of determination.

Key words: asphalt rubber; aggregate; rubber asphalt concrete mixture ratio; theory; production with

中圖分類號：TU528.42文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）03-0020-02

1、前言

為滿足當前及今后交通運輸的需要，我們盤錦市內的國道305線雙繞河至甜水段路面大中修工程，上面層應用了橡膠瀝青混凝土。其橡膠瀝青混凝土理論配合比設計及最佳瀝青用量的確定是由我和幾位試驗人員完成的。經過近一年來的通車使用，達到了設計的應用效果。

2、橡膠瀝青混凝土配合比確定

橡膠瀝青混凝土的配合比設計遵循現行JTG F40-2004《瀝青路面施工技術規范》規定，采用三階段配合比設計法：目標配合比、生產配合比、生產配合比驗證三個階段，按設計要求的（一般用粗粒式AC-20、中粒式AC-16或AC-13）確定出集料合成級配以及最佳瀝青用量。從而也能確定各種集料和所用橡膠及基質瀝青的用量。1

2.1集料的合成級配確定

根據規范及設計要求。采用ARAC-13型。該級配的關鍵篩孔為4.75mm與0.075mm，應在目標配合比設計中4.75mm孔徑通過率控制在33%~37%之間，0.075mm孔徑通過率控制在6%~8%之間。選擇兩條合成級配曲線進行試驗，見表1 ARAC-13合成級配表。

表1ARAC-13合成級配

2.2 橡膠瀝青混凝土的配合比設計

2.2.1 目標配合比確定

按合成級配1和合成級配2分別計算所需集料用量，選擇橡膠瀝青用量5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%五種油石比分別拌制混合料進行馬歇爾擊實試驗。拌合溫度控制在170~190℃，擊實溫度控制在160~170℃ 。試件成型24h后用表干法測毛體積密度，用真空法測最大理論密度，按規程完成馬歇爾試驗并輸出各項指標。之后要用計算法或軟件，以孔隙率為核心設計指標，同時要求礦料間隙率、瀝青飽和度、穩定度、流值等指標滿足表3的技術要求。根據馬歇爾試驗結果，合成級配1、合成級配2兩種混合料的最佳油石比分別為6.0%、6.2%。

表2ARAC-13目標配合比

2.2.2 按設計確定的最佳油石比分別拌制混合料，兩面各擊實75次成型馬歇爾試件（不少于4塊）、車轍試件（不少于3塊）、凍融劈裂試件（不少于3塊）。各項指標試驗按照JTG E50-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》操作完成。

表3橡膠瀝青混凝土技術指標及試驗結果對比

由對比試驗結果可得，兩種合成級配在最佳油石比條件下拌制的混合料各項馬歇爾指標和路用性能指標均滿足表3的要求。任選一種可用于指導橡膠瀝青混凝土ARAC-13生產配合比設計。

2.3 生產配合比的確定

生產時宜采用間歇式拌和機，從二次篩分后進入熱料倉的混合料取樣進行篩分，以確定個熱料倉的礦料比例，供拌和機控制室使用。同時反復調整冷料倉進料比例，以達到熱料倉供料均衡，根據目標配合比所設計的最佳油石比（也可換算成最佳瀝青用量）、以最佳瀝青用量±0.3%計算出三個瀝青用量去拌制橡膠瀝青混凝土按規程要求并分別制試件做馬歇爾試驗得出各項技術指標后，即可確定生產配合比。

2.4 生產配合比的驗證

用生產配合比拌制橡膠瀝青混凝土去攤鋪試驗路段，取拌合站拌合好的混合料及試驗段路面取芯件進行馬歇爾試驗檢驗，期間還要多次取樣用燃燒爐燃燒做瀝青含量及礦料級配檢驗。所檢礦料級配中4.75mm、2.36mm、0.075mm篩孔的通過率必須接近生產配合比，以此能驗證生產配合比的可行性。

經驗證，確定合成級配1為該項目橡膠瀝青混凝土的生產配合比，用以作為生產質量控制依據和質量檢驗標準。遇到進場礦料發生變化。合成級配、馬歇爾等技術指標不符合技術要求時，應及時調整生產配合比，必要時重新進行配合比設計。

3、橡膠瀝青混凝土配合比設計注意事項

3.1 橡膠瀝青是橡膠粉按一定比例同基質瀝青合成的改性瀝青的一種，適合于上面層施工。其配合比確定必須采用三階段設計。特別應注意在生產配合比設計階段，要嚴格控制冷料倉和熱料倉的配比，當礦料發生變化時，要及時調整配合比。在混合料拌合時，應隨時檢查瀝青泵、管道、計量器是否正常，堵塞時要及時停機進行檢修。

3.2 在橡膠瀝青混凝土配合比設計過程中，要以JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》和施工生產的實際情況相結合，既不能脫離現有的技術條件，也不能生搬硬套技術規范規定。同時要嚴格施工管理，監控初壓與終壓溫度，使得混凝土生產始終控制在設計的最佳狀態為好。

3.3 我處所承擔的質量監督工作，是要數據證明的。經過對試驗段的檢測，壓實度達到98%以上，車轍試驗、瀝青含量及級配檢驗均滿足規范和設計要求。

3.4 在生產施工過程中，對發現的新問題必須及時進行技術研討、及時修正和完善設計，及時總結經驗、指導施工，才能確保過程質量。

4、結束語

橡膠瀝青混凝土路面具有高溫穩定性、低溫抗裂性、抗滑性能好和吸收噪音性能，特別適用于重交通道路工程。應用橡膠瀝青混凝土做路面面層，我們通過科學嚴謹的組成設計及試驗段的鋪筑，確定了用于指導施工的生產配合比，自道路開放交通至今，無縱橫裂縫和車轍現象，達到了設計的目的，收到了良好的應用效果。

參考文獻

[1] 交通部公路科學研究所主編，《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50-2006），

人民交通出版社，2006年8月第1版。

[2] 交通部公路科學研究所主編，《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004) ，

人民交通出版社，2004年11月第1版。

[3] 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、21世紀交通版高等學校教材，

《路基路面工程》（第三版），人民交通出版社，2008年5月第3版。

[4] 交通運輸部公路科學研究所主編，《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》

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【關鍵詞】瀝青混凝土配合比設計、瀝青混凝土應用前景

近年來，瀝青路面在公路面中占居主導地位。隨著我國國民經濟的迅速發展，公路交通量越來越大，軸載迅速增長，車速不斷提高，瀝青路面發生的質量問題也越來越多，有的前修后壞，有的使用周期達不到設計年限。這給瀝青路面的使用品質提出了愈來愈高的要求，而影響瀝青面層使用性能的重要因素是混合料的級配組成。本文對瀝青混合料配合比設計作一探討。

1瀝青配合比設計

1.1 級配類型的選擇選擇合適的瀝青混合料級配類型是確保瀝青凝土路面面層質量的前提。瀝青混凝土面層的設計一般依據《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40―2004）(以下簡稱《規范》)《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50―2006）和《公路工程集試驗規程》（JTG E42-2005）。我國現行規范規定，上面層瀝青混合料的最大粒徑不宜超過該層厚的1／2，中面層瀝青混合料的集料最大粒徑不宜超過該層厚的2／3；瀝青路面結構層混合料的集料最大公稱尺寸不宜超過該層厚的1／3，對于粗的混合料，這個比例還應減小。由此分析，厚度一定的瀝青面層，若按《公路瀝青路面施工技術規范》最低要求選擇級配類型，則瀝青混合料集料的粒徑普遍偏大，這樣勢必對瀝青混凝土路面的施工帶來難以解決的施工難度，如攤鋪機的熨平板易拉動大粒徑的骨料，尤其比最大粒徑大0～5%的超粒徑骨料；若采用細料彌補，易破壞瀝青混凝土混合料的級配，使局部部位的面層壓實度難以控制，或使瀝青混凝土面層空隙率偏大，滲水嚴重等。這使我們在選材上有了很大的局限性，要實現這一配合比的合理選擇，必須通過兩種渠道來把關：一是盡量多的考察集料資源，二是拌和機的振動篩一定要根據不同級配類型要求的篩孔專門定做。1.2 原材料的選擇要保證工程質量，必須對工程材料進行嚴格的選擇和檢驗，這也是在瀝青混合料配合比設計前必不可少的一個重要環節。選擇、確定原材料應根據設計文件對路面結構和使用品質的要求，按照《規范》的相關規定，結合地材的供應情況，按照相關試驗規程的要求進行檢驗，然后擇優選材，使材料的各項技術指標都符合規定的技術要求。1.2.1 選材原則組成瀝青混凝土的原材料主要有：不同規格的粗集料、細集料、填充料（礦粉）、膠結料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術性好（滿足技術指標要求），經濟性好，結合環保就地取材。1.2.2 瀝青的選擇瀝青是瀝青混凝土的主要組成材料之一，是決定瀝青混合料質量的主要因素。因此選擇瀝青時，除了要注意瀝青自身品質的優劣以外，還要注意瀝青標號對當地環境、氣、氣溫的適應性，既要兼顧冬季的抗裂性，又要兼顧到夏季的抗塑變能力。

1.2.3 粗集料的選擇粗集料在瀝青混凝土面層中的作用是通過顆粒間的嵌鎖作用提供穩定性，通過其摩擦作用抵抗位移。其形狀和表面紋理都影響瀝青混凝土的穩定性，所以選擇粗集料時，要嚴格按照粗集料的技術要求選擇。即壓碎值、磨光值、吸水率、粘附性、針偏狀顆粒含量等均符合要求。結合本地區選用的粗集料多為石灰巖，這種耐磨性較差，但與瀝青的粘結力非常好，是修筑較薄瀝青路面的理想材料。主要規格有：20~40mm、10~20mm、5~10mm、3~6mm。1.2.4 細集料的選擇細集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等，在瀝青混合料中增加顆粒間嵌鎖作用，減少粗集料間的孔隙，從而增加混合料的穩定性。選擇細集料時，除考慮應滿足規范規定的技術指標外還應考慮級配情況，與瀝青的粘結力以及耐磨性和對混合料的穩定性。1.2.5 填料的選擇選擇填料時一定要考慮能否滿足親水性和細度要求，能否改善瀝青與集料的粘結力。根據集料的性質不同選擇不同的填料，對于堿性集料，可選擇磨細的石粉作填料；對于中性材料，可使用磨細的石灰石粉；另外，根據不同情況還可選用水泥消石灰等作填料。

1.3 瀝青混合料配合比設計《規范》規定對瀝青混合料的配合比設計采用三階段配合比設計法。這一方法的目的是為了使設計程序化和深入化，使設計結果更加符合生產實際，以充分起到指導施工的作用。1.3.1 目標配合比設計根據設計文件結構層的要求，選擇相應的合格材料，先進行礦料級配比計算，找出最佳狀態的配合比。一般情況下應使試配結果盡量靠近級配范圍的中值。參照《規范》推薦，根據以往經驗固定一個最佳瀝青含量的范圍，以0.5%間隔的不同油石比配置5~6組試件，分別進行馬歇爾穩定度、孔隙率、試件密度、流值、瀝青最佳瀝青用量OAC，然后再按最佳瀝青用量OAC制件，做水穩定性檢驗和高溫穩定性檢驗。根據驗證結果，若達不到相關規定則另選材料、調整級配或采取其他措施重做試驗，直到符合要求，確定出較理想的目標配合比。1.3.2 生產配合比設計目標配合比確定以后，要使實際施工中所采用的瀝青混合料拌和設備進行生產配合設計。試驗前，首先根據路面結構的級配類型，選擇適當尺寸的振動篩。選擇時要遵循：（1）動篩的最大篩孔應使超粒徑的礦料排出，保證最大粒徑篩孔的通過量在要求的級配范圍內；（2）振動分檔應使各熱料倉的材料保持均衡，以提高生產效率；（3）應注意振動篩的孔徑要與室內試驗方孔篩尺寸的對應關系。試驗時，礦料按目標配合比設計的比例由冷料倉取樣進行各項指標試驗，使其合成級配在要求范圍內并大致接近中值，按此配比進行拌和，用熱拌合料進行馬歇爾試驗，此試驗的油石比采用目標配合比確定的油石比±0.3%進行試驗。按照與目標配合比相同的試驗方法確定最佳用油量，所得結果為生產配合比。據此結果根據拌和設備的拌和能力確定每盤料所需各熱倉的礦料數量和瀝青的數量。

2 應用前景

瀝青混凝土路面具有無接縫、表面平整性好、行車和飛機滑行平穩、舒適性強、對車輛、飛機振動影響小等優點,而且施工機械化程度高、進度快、質量好、維護簡單. 因此,瀝青混凝土路面越來越受到重視. 瀝青路面在國外發達國家的高等級公路中應用較為成熟,美國瀝青路面占94 % ,日本則占93 %. 我國高速公路起步較晚,但是發展迅猛. 至今高速公路總里程超過2. 5 萬km ,居世界第二,其中已建成或在建的高速公路中,90 %以上采用瀝青混凝土路面. 可以預見,瀝青混凝土在我國今后高速公路路面、城市道路路面、橋面鋪裝和飛機跑道的建設及其維修中將日益受到重視.據統計,我國高速公路約需消耗瀝青350～400t/km(按四車道計) ,僅公路每年實際瀝青消耗量已經突破600 萬t ,2004 年全國新增高速公路就消耗瀝青超過700 萬t ,其中進口瀝青超過200 萬t ,瀝青生產和應用過程中發生的費用超過1000 億元人民幣. 依據“十一五”規劃,我國高速公路總里程將達到8. 5 萬km ,其中新增里程近5 萬km ,瀝青消耗量將超過3000 萬t ,因此瀝青基復合材料結構的長期安全經濟運行將對國民經濟產生重大影響.

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關鍵詞： 耐久性； 氯離子滲透； 干縮； 抗裂

高性能混凝土是20世紀八九十年代基于混凝土結構耐久性設計提出的一種新概念的混凝土，它以耐久性為首要設計指標，可能為基礎設施工程提供100年以上的使用壽命[1-2]。本文針對項目需求，結合混凝土力學性能、抗滲性、干縮性能進行混凝土配合比優化設計，配制出了具有良好抗裂防滲的高性能混凝土。

1 實驗

1.1 原材料

實驗選取P?O42.5水泥，其各項技術指標如表1所示；細集料選取河砂，顆粒級配滿足II區要求，細度模數為2.64；粗集料選取碎石，粒級符合5～26.5mm的連續級配，最大粒徑為26.5mm，其它主要物理化學性能滿足規范要求；礦物摻合料選用I級粉煤灰和超細礦粉，其技術指標如表2、表3所示；減水劑選取聚羧酸型高效減水劑，其主要物理性能滿足規范要求。

1.2 實驗方法

1） 力學性能。混凝土強度依據《水工混凝土試驗規程》進行測定， 抗壓強度試件尺寸為150 mm ×150 mm ×150 mm立方體。

2） 滲透性能。混凝土抗滲透性能采用 ASTMC1202標準規定的氯離子滲透性試驗方法進行測試。

3） 干縮性能。根據《水工混凝土試驗規程》，針對抗滲透性較好的實驗配合比進行混凝土干縮性試驗。

2 混凝土配合比設計步驟

2.1 混凝土配合比設計目標

1） 工作性：要求混凝土的凝結時間和工作性滿足連續澆筑的泵送施工要求，坍落度220±20mm，泌水性小、不分層離析、可泵性好、易于澆筑密實；

2） 力學性能：要求混凝土28d配制強度大于50MPa，混凝土7d強度達到設計強度等級的80%；

3） 耐久性：要求混凝土的電通量（ASTM C1202法）指標小于1000庫侖，且體積穩定性良好。

2.2 混凝土配合比優化設計

結合混凝土配合比設計目標，通過理論計算和實驗室試配，擬設定高性能混凝土基準配合比為：mc：ms：mg：mw =480：678：1138：144。混凝土配合比設計參數是相互依賴的，不同的砂率和礦物摻合料的摻量對混凝土的各種性能均有不同的影響[3]。在膠凝材料用量為480kg/m3，水膠比為0.30不變的情況下，通過對初步擬定的基準混凝土配比進行優化設計，具體實驗配合比如表4所示。

3結論

a. 混凝土砂率和礦物摻合料的摻量對混凝土力學性能和耐久性均有影響，隨著礦物摻合料摻量的增大，混凝土28d強度先增大后減小。

b. 當采用0.35的砂率，分別摻入8%、17%的粉煤灰、礦粉時，混凝土28d強度最高達62.0MPa；當采用0.37的砂率，分別摻入15%、15%的粉煤灰、礦粉時，混凝土6h電通量低于650C，且干縮性在6組配合比中最小。

參考文獻

[1] 楊錢榮. 混凝土滲透性及引氣作用對耐久性的影響[J].同濟大學學報，2009，37（6）：744-748.

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【關鍵詞】高性能混凝土；定義；耐久性

1 工程概況

京滬高速鐵路是我國自行修建的世界一流的高速鐵路，設計時速為350km/小時，運營時速將達到400km/小時。我工區施工的濟南區段有298片混凝土現澆箱梁，五個大跨度現澆混凝土連續梁。由于工期緊，施工量大，我們對配合比進行了設計及優化。

2 高性能混凝土配合比設計注意事項

根據設計圖紙及規范，箱梁的混凝土技術要求為：環境作用條件等級為T2，28d抗壓強度C50、彈性模量≥3.55×104MPa，56天齡期凍融次數為≥200次、抗滲≥P20、電通量≥1000C，設計使用年限為100年，所以該鐵路是以耐久性為主要設計控制指標。

2.1 原材料選擇

原材料的選擇對高性能混凝土是十分重要的，要想提升混凝土的耐久性、可施工性、適用性等，使之達到高性能，就必須選擇優質的原材料。

2.2 高性能混凝土配合比設計應遵循的原則

高性能混凝土配合比首先應考慮適量摻用優質粉煤灰、磨細礦渣粉等礦物摻和料； 其次是混凝土的膠凝材料用量及水膠比，C30及以下混凝土的膠凝材料總量不宜高于400 kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450 kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500 kg/m3， 最低膠凝材料用量根據不同的環境條件、作用等級及設計使用年限進行確定；再次是控制混凝土中的有害物質――堿含量和氯離子；最后是考慮混凝土的施工工藝，達到滿足施工要求的具有良好的拌合物性能的混凝土。

3 混凝土配合比計算

3.1混凝土配置強度的計算

考慮混凝土采用現場拌和站集中攪拌，混凝土強度標準差σ取5.5

則fcu，0= fcu，k+1.645σ=50+1.645×5.5=59.0（MPa）

式中 fcu，0――混凝土配置強度（MPa）

fcu，k――混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）

σ――混凝土強度標準差（MPa）

3.2混凝土水灰比計算

水泥選用山東平陰山水水泥有限公司生產的42.5MPa普通硅酸鹽水泥，富余系數取1.0即：fce =1.0×42.5=42.5（MPa）

則W/C=（A×fce）/（fcu，0+A×B×fce）=0.323

式中A，B為回歸系數，分別為0.46,0.07。

按照科技基 [2004] 120號《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》要求，水膠比不宜大于0.35，所以取0.32、0.29進行試辦計算。（由于工期原因，為使現澆梁3至5天能進行初張拉，根據3強度結果，最終選擇0.29水膠比，所以下文幾個表只列舉了0.29水膠比的試驗結果）。

3.3混凝土砂率及粗骨料級配的確定

采用最優砂率法，根據混凝土粗骨料的孔隙率試驗進行確定混凝土的砂率，粗骨料的級配有不同比例最大容重法確定。本標段粗骨料粒徑為5―10mm和10―20mm人工碎石，細骨料為河砂。通過上述方法確定初步試拌砂率為38%。

3.4混凝土各原材料單方用量計算

混凝土單方材料計算有體積法和容重法，本配合比采用假定容重法，按下列公式計算：

mc0+mg0+ms0+mw0=mcp

βs= ms0/( mg0 + ms0)×100%

式中mc0――每立方米混凝土水泥用量；

mg0――每立方米混凝土粗骨料用量；

ms0――每立方米混凝土細骨料用量；

mw0――每立方米混凝土用水量；

βs――砂率；

mcp――每立方米混凝土拌和物的假定重量（kg），其值一般可取2350~2450 kg。

本配合比碎石最大粒徑為20mm，取2400 kg計算并試拌，經過試拌及對混凝土拌合物容重測定，混凝土的容重最終為2360 kg/m3。

3.5最終配合比

考慮混凝土水化熱及耐久性技術要求，礦物摻合料采用粉煤灰和礦渣粉雙摻的方式，同時為了保證冬季施工，摻合料選擇了不同的摻量，最終配合比見表1，混凝土拌和物性能見表2，混凝土硬化后指標檢測見表3。

表1

配合比編號 水泥（kg） 細骨料（kg） 粗骨料（kg） 水（kg） 粉煤灰（kg） 礦渣粉（kg） 外加劑（kg）

A 348 653 1066 144 74 74 4.96

B 397 653 1066 144 50 50 5.467

C 447 653 1066 144 25 25 6.958

表2

配合比編號 坍落度（mm） 擴展度（mm） 含氣量（%） 泌水

A 215 550 3.8 無

B 210 500 3.8 無

C 205 500 3.6 無

表3

配合比

編號 抗壓強度（MPa） 壓縮彈性模量（GPa） 電通量（C） 28d抗凍性 抗裂性 抗滲性

3d 7d 28d 7d 28d 56d 質量損失率

（%） 相對動彈性模量（%） 56d 56d

A 40.0 57.7 65.4 40.2 44.8 585 1.5 82.3 無裂紋 ＞P20

B 43.0 58.8 69.7 42.6 44.0 507 1.2 87.6 無裂紋 ＞P20

C 46.1 58.0 65.0 38.0 43.8 541 1.3 89.9 無裂紋 ＞P20

3.6混凝土有害物含量

根據《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》鐵建設［2005］160號，鐵路高性能混凝土有害物含量計算如下：

混凝土總堿含量=水泥用量×水泥堿含量+粉煤灰用量×1/6×粉煤灰堿含量+礦渣粉用量×1/2×礦渣粉堿含量+外加劑用量×外加劑堿含量+用水量×水的堿含量；

混凝土總氯離子含量=水泥用量×水泥氯離子含量+粉煤灰用量×粉煤灰氯離子含量+礦渣粉用量×礦渣粉氯離子含量+外加劑用量×外加劑氯離子含量+用水量×水的氯離子含量+細骨料的用量×細骨料氯離子含量+粗骨料的用量×粗骨料的氯離子含量。

經計算，該C50高性能混凝土配合比中編號為1的配合比混凝土總堿含量為2.42kg/m3；混凝土總氯離子含量為0.116 kg/m3，占膠凝材料的百分比為0.023%；編號為2的配合比混凝土總堿含量為2.56kg/m3；混凝土總氯離子含量為0.121 kg/m3，占膠凝材料的百分比為0.024%；編號為3的配合比混凝土總堿含量為2.71kg/m3；混凝土總氯離子含量為0.127 kg/m3，占膠凝材料的百分比為0.026%。

3.7 C50現澆梁現場強度分析

上面三個圖分別為配合比A、B、C齡期為4-8天內的強度統計，從圖可以看出配合比早期強度B優于A、C優于B。

28天齡期標準養護試件強度平均值配合比A為：57.1MPa；配合比B為：59.7MPa；配合比C為：57.6MPa。從28天標準養護試件平均強度來看，配合比B的后期強度要略高于配合比A和B。這就說水泥用量增加可以提高混凝土強度，但是有一個合理的范圍，到達這個范圍后再想提高混凝土的強度就只能借助于摻合料和外加劑。

同時，我們可以看出，根據不同的齡期強度要求，使用不同的配合比，對工程的進度乃至成本十分重要。

4 結語

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關鍵詞：粉煤灰；混凝土；配合比設計

Abstract: the concrete with right amount of fly ash, can improve the performance of concrete, improve post strength, restrain alkali aggregate reaction effect, still can have certain economic effect. The article in the role of fly ash concrete was analyzed, and the content of fly ash concrete mix proportion design methods are discussed in this paper. List the different strength level required of fly ash concrete and ordinary concrete mixing the reference.

Keywords: fly ash; Concrete; Mixture ratio design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

粉煤灰是火力發電廠煤粉在鍋爐中燃燒后排出的灰色粉狀廢棄物，是一種具有潛在活性的人工火山灰質材料。粉煤灰作為一種優良的活性摻合料,不僅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保護環境,而且能與水泥互補短長,均衡協合,改善混凝土的一系列性能,粉煤灰混凝土具有明顯的技術經濟效益。

2 粉煤灰效應及在混凝土中的作用

2.1形態效應

粉煤灰的形態效應，主要指粉煤灰的顆粒形貌、粗細、表面粗糙程度等特征在混凝土中的效應。粉煤灰微珠顆粒可以起到滾珠的作用，降低混凝土拌和的內摩擦力而提高流動性。粉煤灰的密度小于水泥，因而替代水泥后可增加漿體的體積，從而改善了對粗細集料的程度，也有利于提高混凝土拌和物的流動性。此外，還可以提高混凝土的勻質性、粘聚性和保水性。

2.2火山灰效應

粉煤灰屬于活性礦物摻合料。粉煤灰中含有的活性SiO2和Al2O3可以與水泥水化生成的Ca(OH)2反應生成類似水泥水化產物中的水化硅酸鈣和水化硅酸鋁鈣，可作為膠凝材料的一部分起到增強作用。

2/3微集料效應

粉煤灰微珠具有極高的強度，其填充在水泥顆粒間的空隙，既減少了毛細空隙，又起到了微骨架作用。隨著水化的不斷進行，粉煤灰的水化產物與未水化的粉煤灰內核的粘結力不斷提高，這也有利于提高粉煤灰的微集料效應。

由于上述效應的結果,粉煤灰可以改善混凝土拌和物的和易性、保水性、可泵性以及抹面性等性能,并能降低混凝土的水化熱,提高混凝土的抗化學侵蝕、抗滲透、抑制堿-骨料反應等耐久性能。

3混凝土摻用粉煤灰的方法

3.1等量取代法。以等質量的粉煤灰取代混凝土中的水泥。主要適用于摻加Ⅰ級粉煤灰、混凝土超強以及大體積混凝土工程。

3.2超量取代法。粉煤灰的摻入量超過其取代的水泥的質量,超量的粉煤灰取代部分細骨料。可以使摻粉煤灰的混凝土達到與不摻時相同的強度,可節約細骨料量。

3.3外加法。外加法是指在保持混凝土水泥用量不變的情況下,外摻一定數量的粉煤灰,其目的只是為了改善混凝土拌和物的和易性。

4 粉煤灰混凝土的配合比設計

粉煤灰混凝土的配合比設計，以基準混凝土配合比為基礎，按等稠度、等強度的原則，用超量取代法進行調整。粉煤灰混凝土配合比設計的主要目的是確定一個經濟的混合材料最佳組合，主要設計手段是通過試驗、試配來完成。設計方法如下：

根據混凝土設計強度，計算試配強度如式（1）：

式中：一混凝土的施工配制強度，MPa；

一混凝土的設計強度，MPa；

一施工單位的混凝土強度標準差。

無近期同一品種混凝土強度資料時，混凝土強度等級分別為低于20、20~35和大于35時，其強度標準差分別可取4．0、5．0和6．0。

確定基準配合比。其方法與普通混凝土配比設計方法相同，即確定水灰比，用水量及水泥用量，砂率；用絕對體積法計算出砂、石用量。

選擇粉煤灰取代水泥百分率值如表3所示。

通常C30以下混凝土，取代率選擇10%一15%（水泥為普通硅酸鹽水泥）；C40以上混凝土，特別是有早期強度要求時，取代率不超過10%。

計算每立方粉煤灰普通混凝土的水泥用量（C）見式（2）。

式中：Co— 基準混凝土的水泥用量，kg；

一粉煤灰取代水泥百分率。

確定粉煤灰超量系數，如表4所示。

通常：C30以下混凝土用Ⅱ級灰時，超量系數取1．5或1．6。C40以上混凝土用I級灰時，超量系數取1.3或1．4。每立方混凝土中粉煤灰的用量（F）按式（3）計算：

式中：—粉煤灰超量系數。

用絕對體積法求出粉煤灰超出水泥的體積，按粉煤灰超出的體積，扣除同體積的細料用量，碎石用量不變。混凝土中砂用量S按式（4）計算。

式中：So一基準配合比的砂用量；

Ps 一砂相對密度；

Co一基準混凝土的水泥用量；

C一粉煤灰混凝土中水泥用量；

Pc 一水泥相對密度；

F一粉煤灰混凝土中粉煤灰用量；

PF一為粉煤灰相對密度（一般取2．2 g／cm3 ）。

粉煤灰混凝土的用水量，按基準配合比的用水量選取。

根據計算得到粉煤灰混凝土配合比，在試配確保和易性、水灰比不變的基礎上，進行配合比的試拌調整。根據調整后的配合比，確定為粉煤灰混凝土的理論配合比。

5 不同強度等級的混凝土參考配比

各強度等級的粉煤灰混凝土與普通混凝土參考配合比見表5。

從試驗結果可以看出水泥用量得到降低,粉煤灰摻量得到了提高。同時混凝土強度隨膠凝材料總量增加而增加,但必須選擇合理的膠凝材料總量以保證施工工作性。較大的膠凝材料總量雖然對強度增長有利,但給施工造成不利,同時會助長混凝土塑性開裂。混凝土強度隨粉煤灰摻量的加大而降低,對于稍高標混凝土(如C40、C30)可采用小摻量(不超過水泥用量的30%),對于C30以下混凝土可考慮大摻量(水泥用量的40%以上),以節約水泥,同時為防止混凝土塑性開裂,隨混凝土中粉煤灰摻量的增加,混凝土的塑性收縮開裂現象明顯減少。

6結語

粉煤灰之所以作為一種混凝土摻合料用在混凝土配合比中，有一定的自身優越性，與不摻粉煤灰的基準混凝土相比，能夠充分利用粉煤灰的功能，除了節省水泥用量外，其質量不低于基準混凝土的主要質量指標，能滿足設計要求，而且強度還有所提高。在必要時，通過粉煤灰混凝土配合比設計，可以改善混凝土的性能，防止混凝土質量降低并降低混凝土的成本，以滿足實際工程的需要。

參考文獻

[1] 普通混凝土配合比設計規程(JGJ 55-2011) [S]

[2] 粉煤灰混凝土應用技術規范(GBJ 146-1990)[S].

篇10

關鍵詞：多孔混凝土 路面 配合比設計

多孔混凝土的特性是孔隙率大、強度高。作為一種生態型混凝土,但多孔混凝土在缺乏統一的配合比設計方案,在一定程度上，阻礙了多孔混凝土的配合比。按照多孔混凝土的組合結構的特征及功能需求來確定多孔混凝土的配合比。同時，注重孔隙的設計參數。不斷運用膠結材料的改變與骨料粒徑等來滿足多孔混凝土的強度配比要求。路面用多孔混凝土配合比設計步驟：首先按照配比設計的要求進行材料的選用；第二，確定單位體積的混凝土中需要的骨料的總量；第三，按照骨料的呈現出的密度及設計的要求來確定孔隙率并由孔隙率確定選用膠結材料的用量；第四,按照成型工藝的要求進行水灰比的確定,明確單位體積內水泥的用量與拌合水的用量。

1、多孔混凝土配合比的設計目標

多孔混凝土是一種孔隙率較大、強度比較高的生態類混凝土,主要是通過水泥、特殊級配的骨料以及水等按照特定的比例配制組成。多孔混凝土的孔隙分布比較均勻并且呈現蜂窩狀。形成多孔混凝土的條件主要有以下幾點:(1)配比骨料所用量要適中,且骨料的粒徑不要過大,最好采用單一粒級及粒徑分布比較窄的粗骨料(2)在多孔混凝土配合時，盡量保持水泥的漿用量稠度合理,既能夠均勻地包裹住粗骨料的表面也不會產生出流漿。

設計好混凝土成型的方法能夠確保多孔混凝土的目標孔隙率。其中，5～10 mm 粒徑的玄武巖及花崗巖碎石做為粗骨料,可以用在中、重交通路面。多孔混凝土的設計目標為孔隙率在18 %～22 %之間 ,抗折強度大于5.5 MPa ,抗壓強度大于38 Mpa。孔隙率是路面多孔混凝土配合比的重要結構參數。作為一項多孔混凝土配合比的重要的技術指標，孔隙率的設計目標有:第一，目標孔隙率為Pd , 中、重程度的交通路面最佳目標孔隙率在18 %～22 %范圍之內。在進行配合比設計時應首先保證多孔混凝土具有多孔、透水、透氣性好的特點，達到多孔混凝土的使用效果及其功能和結構要求。使孔隙率、滲透系數及強度這三個指標達到最佳的配合要求，這也是保證多孔混凝土配合比設計的關鍵。

2、多孔混凝土配合比設計方法

首先，確定多孔混凝土中骨料的用量。單位體積的多孔混凝土中的骨料用量可以根據下式進行計算。Wg=ρGd ?α。其中,Wg是單位體積的多孔混凝土需要的骨料用量,單位為 kg/ m3。ρGd 是多孔混凝土的骨料緊密堆積的密度,單位為 kg/ m3。α是折減的系數,碎石取0. 98 。

其次，確定多孔混凝土中膠結材料漿體的用量。在單位體積內的多孔混凝土為膠結材漿體的體積+多孔混凝土的骨料體積 +多孔混凝土的目標孔隙體積。因此,在單位體積內的多孔混凝土中膠結材料的漿體的用量可也采用下式進行配比計算:Wj = (1 Wg/ρg - Rvoid ) ×ρj

Wj 是單位體積內多孔混凝土中膠結漿體的用量,單位為kg/ m3 。ρg是多孔混凝土中骨料的表觀密度,單位為 kg/ m3 。Rvoid 是單位體積內的目標孔隙率。Pj是多孔混凝土中膠結漿體的密度,單位為 kg/ m3。

再次，確定出多孔混凝土中水灰比與水泥的用量。通過用水泥制作的多孔混凝土還存在一個最佳水灰比的問題。由于, 水灰比很小,多孔混凝土經常會因為干硬等等問題而出現攪拌不均勻、集料的表面出現包裹不完全的現象,會影響到多孔混凝土中集料顆粒間的粘結,進一步影響多孔混凝土的強度。但是,如果把多孔混凝土的水灰比加大,水泥漿就能夠把多孔混凝土中的一部分孔隙堵住,形成非常致密的水泥漿層,這樣就不利用多孔混凝土中孔的連通性,也不利于提高多孔混凝土的強度。

綜上，我們可以參考《水泥膠砂流動度測定方法》來判定多孔混凝土中水灰比是不是合適，我們可以測試膠結材料的流動度，如果凈漿擴展度在160～180 mm 時則比較適合振動成型,當凈漿擴展度在180～200 mm時則比較適合壓制成型。在確定了多孔混凝土水灰比之后,可以測定單位體積下多孔混凝土中的水泥以及使用拌合水的量,可以按照下面得公式進行計算:

Wc=Wj/(1 + w/c)

Ww = Wj - Wc

其中,Wc是單位體積下多孔混凝土中的水泥用量,單位為 kg/ m3 。

wc 是多孔混凝土水泥的水灰比，Ww 是單位體積中多孔混凝土使用的拌合水的量,kg/ m3 。

由此，我們可以看出多孔混凝土具有獨特的特點，和普通的混凝土相比，他們在配合比的設計上有一定的不同。在路面用多孔混凝土配合比的設計中,要求從多孔混凝土的結構特征與其性能出發進行考慮,提出一種比較簡捷的設計方法進行多孔混凝土的配合。同時，多孔混凝土的配合比在設計中還應注意以下幾個方面：: 各個設計指標中的物理意義要明確直觀，要避免使用經驗公式與經驗曲線，一定要針對多孔混凝土的自身的結構特點開展設計思路。其次，配合比的設計法要充分注重孔隙率，并把孔隙率擺在首要位置。只有確保了孔隙率才能夠下采取適宜的措施加強多孔混凝土的強度。另外，還可以通過減小多孔混凝土中骨料粒徑及加強膠結材料的強度來提高多孔混凝土的強度,如果對于孔隙直徑有其他要求時，還可以采取提高多孔混凝土膠結材料的強度來加強多孔混凝土的強度。

3、結論

本文，從路面用多孔混凝土的特點進行說明多孔混凝土配合比德設計方法。眾所周知，路面用的多孔混凝土多用在表面凸凹不平,比較滑的路面上。同時，還需要混凝土具備吸聲性能及透水性。

因此，多孔混凝土受到普遍的關注。路面用多孔混凝土的組成材料及結構組成模式都有特殊之處，通過與普通混凝土不同的配合比設計，展現其孔隙率大、強度高的特性。當下，我們采用的多孔混凝土的配合比設計方法主要歸為經驗“試配法”。 本文通過對于多孔混凝土的目標設計，提出多孔混凝土的路用性能及功能性的要求,基于目標的孔隙率提出對于多孔混凝土的配合比的設計目標。并找出比較合適的配合比參數。

通過對于設計的方案的調整，掌握好公式中的各個參數能夠很好的控制多孔混凝土需求的孔隙率。同時，在多孔混凝土的配合比設計中不能夠直接對與混凝土抗折強度進行配比,一定要滿足多孔混凝土的目標孔隙率。再次，路用多孔混凝土的配合比設計的想法與實際的配合比參數的確定，需要在全目標的混凝土孔隙率的范圍內進行，優選出最佳的配合比運用在施工中。

參考文獻

[1]許燕蓮,李榮煒,譚學軍,肖萍,鄺光明.植被型多孔混凝土的制備與植生試驗[J].新型建筑材料.2009(02).

[2]孫艷紅.多孔混凝土路用性能研究[J].山西建筑.2010(13).