水泥混凝土施工配合比控制技術

王 巖

（徐州東通建設發展有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

隨著科學技術的進步和橋梁建設的發展，對橋梁工程材料提出了更高的要求，其不但應滿足設計、施工要求，還應符合可持續發展的戰略要求。混凝土是橋梁工程中用途最廣、用量最大的工程材料之一，其質量直接影響到橋梁工程的質量，而作為施工依據的混凝土配合比起著關鍵性的指導作用。但由于多方面的原因，實驗室設計的混凝土配合比在現場使用時，有時會出現不適用的情況，混凝土拌和物的施工性不是十分理想，現場適用率達不到100%，影響了施工進度，甚至橋梁工程質量。

在橋梁工程中進行混凝土施工時，有的是采用現場攪拌的方式，有的則采用在攪拌站或預制廠預拌的方式。為更好地控制混凝土質量，業主和監理部門提倡使用預拌混凝土。隨著橋梁工業化程度的提高，預拌混凝土的市場逐步擴大。但是影響預拌混凝土施工的因素較多，如材料類型、運輸時間、施工方式等。當預拌地點與施工現場距離較遠時，混凝土拌和物運抵現場后，稠度損失大，不便于施工，容易出現堵管和拌和物無法泵出的現象，必須對混凝土配合比進行調整后，才能繼續施工，這不但影響施工進度，還影響橋梁工程的質量。

本文主要從原材料性能和砂石含量的測定兩方面研究橋梁用水泥混凝土配合比質量控制技術。依托工程為徐州三環東路高架快速路建設工程。

1 原材料性能

混凝土是由水泥、水、砂、石等原材料拌和而成的拌和物。原材料性能的優劣直接決定著混凝土的最終質量。為控制原材料質量，本工程現場抽檢了某拌和站的粗、細骨料質量。

骨料在混凝土中約占70%，是混凝土的主要組成部分。顧名思義，骨料就是作為混凝土骨架的材料。骨料有粗細之分，細骨料粒徑范圍在0.15～5mm之間，如天然砂與石屑；粗骨料粒徑在5～40mm之間，如卵石和碎石。高性能混凝土對骨料本身的強度要求高，一般采用碎石，卵石不能配制高性能混凝土。

在混凝土中，骨料具有重要的技術和經濟作用，正確選擇符合有關技術標準的骨料品種，是配制高性能混凝土的基礎。在普通混凝土中，一般骨料的強度是混凝土的3～4倍，雖然骨料不同，但混凝土的抗壓強度差別很小。但在高強、高性能混凝土中，隨著混凝土強度的增大，骨料的差別對混凝土的抗壓強度影響也在增大，甚至骨料的粒徑、粒形、表面情況、級配及最佳砂率、骨灰比都成為影響高強或高性能混凝土強度的主要因素。

對于高性能混凝土來說，選擇骨料時應考慮以下問題。

（1）級配

混凝土骨料，既要級配合格，也要粗細、大小適中。孔隙率應盡可能低，這樣在達到相同流動性時，水泥漿的用量低，混凝土的自收縮變形較低，水化熱小，體積穩定性好，耐久性好。

（2）物理性能

骨料的表觀密度和堆積密度要大，吸水率要低，表面要粗糙，粒徑要適宜。表觀密度＞2.65kg/m3，堆積密度＞1450kg/m3，這樣可以降低骨料孔隙率，減少水泥漿用量，有利于保證混凝土的流動性、耐久性和強度。吸水率＜1.0%，說明巖石比較致密，穩定性好。粒形應方正，針片狀含量低，表面為粗糙的石灰石碎石或硬質碎石，粒徑一般小于25mm。

（3）力學性能

不含軟弱顆粒的骨料或風化骨料。巖石抗壓強度應為混凝土強度的1.5倍以上。骨料彈性模量越大，混凝土的彈性模量也就越大。

（4）化學性能

骨料應是無堿活性骨料，避免高性能混凝土中發生堿-骨料反應。不含泥塊，含泥量＜1.0%；不含有機物、硫化物和硫酸鹽等雜質。

對該拌和站的骨料測試結果如表1～表3所示。

表1 小石子級配

表2 大石子級配

表3 含泥量

從表1～表3可以看出，該拌和站的骨料級配較好，砂的含泥量也較低，滿足Ⅱ級砂的含泥量要求，可用于制備C30～C60高性能混凝土。大石子的含泥量較低，但小石子的含泥量較高，不滿足Ⅱ級石子的含泥量≤1.0%這一要求。

2 混凝土中的砂、石含量

混凝土的強度不僅和原材料的性能、水灰比等有關，還和混凝土自身的均勻性有著密切的關系。骨料對混凝土的強度起著十分重要的作用，骨料在混凝土中的分布均勻性往往會導致同種配合比的混凝土的強度產生較大的差異。

本研究主要是通過對新拌混凝土的含砂量和含石量的測算來控制混凝土中原材料的用量，以及控制混凝土的均勻性，從而使混凝土梁體的強度不至于產生較大的波動。

拌和站用于施工的配合比見表4。在實驗室和現場進行混凝土樣品的抽樣檢查工作。對實驗室入模振搗后混凝土進行取樣，進行配合比分析，所得用量如表5和圖1所示。對澆筑現場的混凝土進行取樣，進行配合比分析，所得用量如表6和圖2所示。

表4 施工配合比

表5 實驗室取樣實測砂、石量

圖1 實驗室取樣實測集料用量與理論用量對比圖

表6 現場取樣實測砂、石含量與理論砂、石用量的比較

圖2 現場取樣實測集料含量與理論用量對比圖

由以上圖表可以看出，實驗室所取樣的混凝土樣品中所測得的砂含量要遠大于規定的砂用量；而石子含量又遠小于規定的石子用量，但集料總用量差別不大，實際砂率遠高于設計砂率。

這可能是由于在實驗室中所取的樣品是經過振搗的，所以使得混凝土中的石子下沉，而砂漿相對上浮，從而造成了上部混凝土中的含砂量偏大，而含石量偏小。由此可見，振搗對混凝土的均勻性會產生較大的影響，因此在施工過程中應當適量且均勻地振搗，切忌過振或者局部漏振，以免導致大體積混凝土梁體中強度發展不平衡，從而導致混凝土梁體整體強度下降。

計算集料總用量、修正后集料總用量、實際砂率和使用砂率，如表7所示。

表7 現場取樣實測集料總用量與理論用量的比較

表7 （續）

從表6、圖2（a）和圖2（b）可以看出，混凝土的砂率相對規定用量偏低，而石子用量相對規定用量偏高。而從表7和圖2（c）可以看出，每立方米材料的集料總用量明顯高于設計用量，說明每立方米材料中的總水泥漿體用量偏低。且最小組用量為1 709kg/m3，最大組用量為1 798kg/m3，差值達90kg/m3，說明混凝土的均勻性沒有得到很好的控制，這可能是由于對砂的含水率測定得不及時。由于在拌和過程中，隨著混凝土攪拌工作的進行，底層砂的含水率往往是隨著深度的增加而不斷增大，因此，實際稱量的砂含量偏低，從而導致混凝土拌和物中砂含量偏低。因此，在施工過程中不僅要嚴格控制混凝土的攪拌時間，使混凝土能夠得到充分均勻的攪拌，還要對砂的含水率進行經常性的實時監測，根據砂含水率的變化情況及時調整配合比，以使混凝土的水灰比和均勻性得到很好的控制。

3 結論

（1）振搗對混凝土的均勻性會產生較大的影響，因此在施工過程中應當適量且均勻地振搗，切忌過振或者局部漏振，以免導致大體積混凝土梁體中強度發展不平衡，從而導致混凝土梁體整體強度下降。

（2）在施工過程中不但要嚴格控制混凝土的攪拌時間，使混凝土得到充分均勻的攪拌，而且要對砂的含水率進行經性的常實時監測，根據砂含水率的變化情況及時調整配合比，以使混凝土的水灰比和均勻性得到很好的控制。

[1] 陳駒.氯離子侵蝕作用下混凝土構件的耐久性[D].杭州：浙江大學，2002.

[2] 趙筠.鋼筋混凝土結構的工作壽命設計——針對氯鹽污染環境[J].混凝土，2004（1）：3-16.

[3] 楊湘民，李炳太.混凝土原材料質量控制與結構耐久性淺議[J].鐵道建筑，2005（5）：95-96.

[4] 韓素華，趙燕.灌注水下灌注樁使用商品混凝土出現的質量問題及處理措施[J].科視世界，2012（7）：170-180.

[5] 姚先學.淺析混凝土的和易性對混凝土表面質量的影響[J].鐵道建筑技術，2003（4）：52-53.

[6] 余海濤.混凝土配合比的優化控制[J].混凝土，2003（10）：48-50.