導(dǎo)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(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】建筑；材料；混凝土；配合比；設(shè)計(jì)

在建筑領(lǐng)域內(nèi)，結(jié)構(gòu)材料是研究重點(diǎn)，對基礎(chǔ)的混凝土配合比設(shè)計(jì)與優(yōu)化是新型科技發(fā)展下的產(chǎn)物，也是提升混凝土性能的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，在以強(qiáng)度、耐久性能為重點(diǎn)的混凝土配合比設(shè)計(jì)必須以其理念和定則為指引，在實(shí)踐應(yīng)用中要改變傳統(tǒng)以經(jīng)驗(yàn)為主的半定量設(shè)計(jì)方法，優(yōu)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?；炷恋馁|(zhì)量。

一、混凝土配合比設(shè)計(jì)面臨的現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)代混凝土的快速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)以經(jīng)驗(yàn)為主的混凝土配合比設(shè)計(jì)理念已經(jīng)不適應(yīng)新時(shí)代的需求，在新的科技手段和環(huán)境中，現(xiàn)代建筑的混凝土結(jié)構(gòu)材料使用了復(fù)合型的超塑化劑和超細(xì)礦物質(zhì)摻合料，這使得混凝土的配合比設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，主要包括：混凝土配合比指標(biāo)由抗壓轉(zhuǎn)為了耐久性設(shè)計(jì)；摻合料的新型技術(shù)采用了粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉和硅灰，它們影響了混凝土的力學(xué)結(jié)構(gòu)和耐久性能；新型高效減水劑的廣泛運(yùn)用，尤其是聚羧酸減水劑的應(yīng)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(shè)計(jì)的控制難度和復(fù)雜性都已加大，在水泥工業(yè)迅猛發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中，水泥因其礦物組分發(fā)生了改變，水泥的強(qiáng)度和細(xì)度都有較大程度的提高，這不利于當(dāng)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(qiáng)度和耐久性進(jìn)行綜合的提升與改善。而在現(xiàn)實(shí)情況下，我國卻呈現(xiàn)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(yīng)不及混凝土的實(shí)際用量需求，因而兩者出現(xiàn)緊張的態(tài)勢，伴之而來的則是劣質(zhì)礦物摻合料的涌入，這給建筑安全生產(chǎn)帶來了極大的質(zhì)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(zhì)量面臨巨大的挑戰(zhàn)。

總之，對混凝土配合比的設(shè)計(jì)在當(dāng)前形勢下顯得至關(guān)重要，必須在有限的原材料供給條件下，進(jìn)行綜合比較、確定合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)，以保證混凝土的用量需求。

二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的理論及定則闡述

我們要明晰混凝土配合比設(shè)計(jì)的概念，它是指對相關(guān)原材料進(jìn)行組分設(shè)計(jì)，而達(dá)到混凝土的強(qiáng)度和耐久性、工作性能要求的設(shè)計(jì)。首先，混凝土配合比的強(qiáng)度要求是當(dāng)前主要的應(yīng)用要求，在對混凝土進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)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(qiáng)度；其次，混凝土的耐久性能也在逐漸成為當(dāng)前混凝土配合比設(shè)計(jì)的關(guān)注焦點(diǎn)，實(shí)踐證明 ，混凝土結(jié)構(gòu)極易受到外來的有害介質(zhì)的侵蝕，因此，必須在對混凝土配合比設(shè)計(jì)之時(shí)，首要一點(diǎn)即是對其滲透性能進(jìn)行控制，對混凝土的密實(shí)度進(jìn)行主要設(shè)計(jì)控制分析。

在多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)之中，對于混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究積累了相當(dāng)?shù)馁Y料，下面進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)的四項(xiàng)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(qiáng)度和密實(shí)度密切相聯(lián)，需要在混凝土配合比設(shè)計(jì)中加以重點(diǎn)關(guān)注。

2、混凝土密實(shí)體積定則?；炷恋膬?nèi)在骨架由砂石等構(gòu)成，在砂石進(jìn)行堆積的過程中必然會(huì)產(chǎn)生空隙，這時(shí)，需要用漿體對砂石當(dāng)中的空隙進(jìn)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性依據(jù)。

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(wěn)定性，就必須在原材料和灰水比固定的前提下，進(jìn)行漿體最小數(shù)量的設(shè)計(jì)控制，以滿足混凝土混合比設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。

4、最小水泥用量定則?；炷猎谠缙陔A段，要進(jìn)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(shè)計(jì)方法探討

1、混凝土配合比設(shè)計(jì)之前要充分考慮的問題

對于混凝土配合比的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前要做好三個(gè)方面的準(zhǔn)備：其一，要對混凝土原材料進(jìn)行能力和質(zhì)量的評估和了解。由于我國原材料資源呈現(xiàn)枯竭和供不應(yīng)求的態(tài)勢，因而，原材料的供應(yīng)的質(zhì)量水準(zhǔn)不一，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)之前要對自身的實(shí)際狀況進(jìn)行“量體裁衣”式的估算。其二，混凝土使用的環(huán)境也是進(jìn)行其配合比設(shè)計(jì)的考慮因素之一，由于混凝土使用部位的不同，結(jié)構(gòu)布置也不同，因而要對混凝土的材料進(jìn)行合理的選擇。其三，建筑企業(yè)的自身生產(chǎn)狀況和機(jī)械設(shè)備水平也是混凝土配合比設(shè)計(jì)要考慮的因素，建筑企業(yè)是否有能力進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)方案的實(shí)施、是否有足夠的機(jī)械設(shè)備如：下料斗等，這些都涉及到混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用。

2、混凝土配合比設(shè)計(jì)過程要有針對性。

由于建筑工程有不同的特點(diǎn)，因而混凝土的工程應(yīng)用也體現(xiàn)在不同的部位和環(huán)境之中，為了達(dá)到混凝土配合比設(shè)計(jì)的合理化設(shè)計(jì)要求，要進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)。例如：在對一些承重部位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如：樁基、橋墩、承重柱等，就要適當(dāng)?shù)靥岣呋炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)的等級，以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和可靠性能；而對于一些不具有承重功能的大型結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)用部位，如：地下室底板、承臺等，就在保證其部位基礎(chǔ)功能滿足的前提下，進(jìn)行膠凝材料用量的節(jié)約。

3、混凝土配合比設(shè)計(jì)要進(jìn)行靈活的調(diào)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(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)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(huì)導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量的下降，必須依據(jù)實(shí)際建筑情況，進(jìn)行統(tǒng)籌的考慮，靈活的調(diào)整。

4、采用振實(shí)密度法進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)。

混凝土在實(shí)踐應(yīng)用中必須有良好的粘彈性能，因此對于其配合比設(shè)計(jì)過程中要采用振實(shí)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(huì)產(chǎn)生機(jī)械咬合作用；同時(shí)，混凝土漿體的粘度要適中，粘度過大或者過小，都會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，影響施工。

5、混凝土配合比設(shè)計(jì)還要關(guān)注砂漿和漿體的撥開系數(shù)。

混凝土結(jié)構(gòu)是一個(gè)體積龐大的密實(shí)體，設(shè)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(shù)），水泥漿的體積是砂子空隙的B倍（B為凈漿的撥開系數(shù)），在這個(gè)系數(shù)條件之下，采用混凝土配合比設(shè)計(jì)的體積模型計(jì)算方法。

四、結(jié)束語

在現(xiàn)代化建筑工程結(jié)構(gòu)之中，混凝土的高性能化應(yīng)用對混凝土的質(zhì)量提出了更高的要求，這主要表現(xiàn)在混凝土不但要達(dá)到規(guī)定的工作性和強(qiáng)度要求，還要達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)而言，是一個(gè)更為復(fù)雜而系統(tǒng)的課題，需要運(yùn)用相關(guān)設(shè)計(jì)理論方法，以保證混凝土工作性能為前提，進(jìn)行全面的統(tǒng)籌考慮，靈活的把握。

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關(guān)鍵詞：瀝青混凝土，配合比，設(shè)計(jì)

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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

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

瀝青混凝土路面施工快捷，能及時(shí)開放交通，可分期改造和再生利用，經(jīng)濟(jì)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(yōu)點(diǎn)，越來越在公路路面中占主導(dǎo)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(shè)過程中，材料起著至關(guān)重要的作用，要保證工程質(zhì)量，必須對工程材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和檢驗(yàn)，防止因使用不符合要求的材料而造成損失的情況發(fā)生。

1.1、選材原則：經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)合環(huán)保因地制宜，同時(shí)必須滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004(簡稱《規(guī)范》)及《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006的相關(guān)要求。

1.2、瀝青：在道路工程中，主要應(yīng)用道路石油瀝青。瀝青路面的瀝青標(biāo)號宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點(diǎn)、施工方法等。對高速公路、一級公路，夏季溫度高、高溫持續(xù)時(shí)間長、重載交通、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)、停車場的等行車速度慢得路段尤其是汽車荷載剪應(yīng)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(qū)宜注意選用針入度指數(shù)大的瀝青。所選用的瀝青應(yīng)符合《規(guī)范》規(guī)定技術(shù)要求。

1.3、粗集料：瀝青混凝土用粗集料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙，質(zhì)量符合《規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)要求。集料在進(jìn)入拌和機(jī)前，需經(jīng)200℃以上的高溫，有些常用的石料，如花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r等，都有可能發(fā)生質(zhì)量的變化，對于這些集料，最好對其烘后質(zhì)量進(jìn)行測定。在集料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)中，視密度和吸水率是集料的綜合指標(biāo)，石質(zhì)堅(jiān)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(jié)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(guī)范》的規(guī)定技術(shù)要求。所以集料的多種性質(zhì)需要均衡考慮。

1.4、細(xì)集料：瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂、石屑，要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)、并有適當(dāng)?shù)念w粒級配，其質(zhì)量應(yīng)符合《規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)要求。細(xì)集料的質(zhì)量要求中最重要的是潔凈，對于不同的細(xì)集料規(guī)范采用了不同的指標(biāo)，分別使用0.075mm通過率、砂當(dāng)量、亞甲藍(lán)試驗(yàn)進(jìn)行測定。

1.5、填料（礦粉）：瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。礦粉應(yīng)干燥、潔凈，能自由的從礦粉倉流出，其質(zhì)量應(yīng)符合《規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)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(huì)使膠泥成團(tuán)，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(gè)階段，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。這三個(gè)階段配合比設(shè)計(jì)是一個(gè)完整的整體，必須通過設(shè)計(jì)找到一個(gè)平衡點(diǎn)，材料、性能、經(jīng)濟(jì)各方面都很滿意，然后得出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配合比，方可在生產(chǎn)中使用。

（一）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)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(zhì)量的前提。瀝青混合料的礦料級配應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)規(guī)定的級配范圍。密級配瀝青混合料宜根據(jù)公路等級、氣候及交通條件根據(jù)《規(guī)范》確定采用粗型（C型）或細(xì)型（F型）的混合料。對夏季溫度高、高溫持續(xù)時(shí)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(shè)計(jì)空隙率；對冬季溫度低，且低溫持續(xù)時(shí)間長的地區(qū)，或者重載交通較少的路段，宜選用細(xì)型密級配瀝青混合料（AC-F型），并取較低的設(shè)計(jì)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(yīng)與壓實(shí)層厚度向匹配，瀝青面層的壓實(shí)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(shí)。

2、確定最佳瀝青用量。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)層的要求，選取相應(yīng)的合格材料，先進(jìn)行礦料級配計(jì)算，找出最佳狀態(tài)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(shè)計(jì)級配中值，為確保高溫抗車轍能力，同時(shí)兼顧低溫開裂性的需要，配合比設(shè)計(jì)時(shí)宜適當(dāng)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(xì)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(shè)計(jì)空隙率。

現(xiàn)行《規(guī)范》中通過馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行最佳瀝青用量的確定。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)最佳瀝青用量，按一定的間隔（通常為0.5%）取5個(gè)或5個(gè)以上不同的油石比，分別成型馬歇爾試件，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測定穩(wěn)定度及流值，計(jì)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(jù)確定的最佳瀝青用量制件進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能檢驗(yàn)。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，若達(dá)不到相關(guān)要求，則應(yīng)另選材料、調(diào)整級配，或采取其他措施重做試驗(yàn)，直到符合要求，以此作為目標(biāo)配合比，供拌和機(jī)確定各冷料倉的供料比例、進(jìn)料速度及試拌使用。

（二）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段：對于間歇式拌和機(jī)，目標(biāo)配合比確定后，礦料按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的比例由冷料倉進(jìn)入熱料倉，通過二次篩分，確定各熱料倉的配合比，供拌和機(jī)控制室使用。同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例，以達(dá)到供料均衡。用熱拌和料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，采用目標(biāo)配合比確定的最佳瀝青用量的±0.3%等3個(gè)瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)，按照與目標(biāo)配合比相同的方法確定最佳瀝青用量，所得結(jié)果為生產(chǎn)配合比。對于連續(xù)式拌和機(jī)可省略生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)步驟。

（三） 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段：拌和機(jī)按生產(chǎn)配合比結(jié)果進(jìn)行試拌、鋪筑試驗(yàn)段，并取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，同時(shí)從路上

鉆取芯樣觀察空隙率的大小，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。標(biāo)準(zhǔn)配合比的礦料合成級配中，至少應(yīng)包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近優(yōu)選的工程設(shè)計(jì)級配范圍的中值，并避免在0.3mm-0.6mm處出現(xiàn)“駝峰”。對確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比，宜再次進(jìn)行車轍試驗(yàn)和水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

經(jīng)設(shè)計(jì)確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比在施工過程中不得隨意變更。生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)跟蹤檢測，嚴(yán)格控制進(jìn)場材料的質(zhì)量，如遇到材料發(fā)生變化并經(jīng)檢測瀝青混合料的礦料級配、馬歇爾技術(shù)指標(biāo)不符要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比，使瀝青混合料的質(zhì)量符合要求并保持相對穩(wěn)定，必要時(shí)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

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關(guān)鍵詞：混凝土；配合比設(shè)計(jì)；影響因素；

0.引言

水泥混凝土由于具有強(qiáng)度高、原材料儲量大、可塑性能優(yōu)異、成本低廉，在公路工程中起著極其重要的作用，是現(xiàn)代應(yīng)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(zhì)和用量等因素直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量、成本和性能，進(jìn)而關(guān)系到水泥混凝土結(jié)構(gòu)物的品質(zhì)、造價(jià)和壽命，但是現(xiàn)有水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)存在經(jīng)驗(yàn)成分較多，應(yīng)用中不宜量化控制的問題，這就限制了此類結(jié)構(gòu)的推廣及應(yīng)用。因此如何準(zhǔn)確確定組成材料及其用量，使其滿足工作性、強(qiáng)度和耐久性要求是關(guān)鍵所在。

1.混凝土配合比設(shè)計(jì)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(jià)最高。不同強(qiáng)度的混凝土應(yīng)選擇不同標(biāo)號的水泥。水泥的選擇還應(yīng)參照工程地區(qū)所處環(huán)境、工程特點(diǎn)、氣候等因素的影響，此外，選擇的水泥標(biāo)號要與配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相適應(yīng)。在高強(qiáng)度混凝土配合比設(shè)計(jì)中，水泥強(qiáng)度為混凝土抗壓強(qiáng)度的0.7～1.2倍，一般水泥強(qiáng)度為混凝土抗壓強(qiáng)度的1.1～1.6倍。由于水泥混凝土強(qiáng)度的不斷提高，高強(qiáng)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(yīng)優(yōu)先選用早強(qiáng)型水泥以縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

1.2細(xì)集料

我們把工程中所用的砂稱為細(xì)集料。為了提高水泥混凝土強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)要求，我們在混凝土用砂的選擇上應(yīng)選用密度高和比面小的砂。級配應(yīng)同粗集料組成的礦質(zhì)混合料一同表示。在水泥混凝用料中，砂中有害雜質(zhì)的含量也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，以保障水泥混凝土的強(qiáng)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(qiáng)度的形成起著重要的作用。水泥混凝土用粗集料應(yīng)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(huì)給混凝土強(qiáng)度帶來直接影響，粒徑越大單位用水量相應(yīng)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(huì)提高混凝土的強(qiáng)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(qiáng)度降低，不利于振搗還降低混凝土的強(qiáng)度。所以粗集料最大粒徑的增加會(huì)帶來雙重影響，抗折強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度的影響大。

1.4 水

為了保證混凝土的和易性、凝結(jié)強(qiáng)度及減少對鋼筋的腐蝕，確保工程質(zhì)量，必須選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水及經(jīng)檢測合格的水來拌制混凝土。若拌合用料的水質(zhì)不純，可能產(chǎn)生多種有害作用，對混凝土的質(zhì)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(xiàn)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(yīng)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(yīng)用更加廣泛。

（3）混凝土需要滿足的性能指標(biāo)提高，從單一的強(qiáng)度指標(biāo)擴(kuò)展到若干齡期的強(qiáng)度、工作性能和耐久性能等多項(xiàng)指標(biāo)。

（4）對結(jié)構(gòu)物壽命的要求延長。工程實(shí)踐證明，在正常使用條件下普通混凝土的使用期限可達(dá)50年～100年；而在惡劣環(huán)境條件下經(jīng)十幾年或更短時(shí)間就遭到嚴(yán)重破壞，需要修補(bǔ)，甚至更新重建。高性能混凝土的耐久性應(yīng)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(huán)境適應(yīng)性。

3.水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

隨著現(xiàn)代建筑工程技術(shù)要求的提高，水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想應(yīng)從強(qiáng)度設(shè)計(jì)向多種性能設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化，從可行性設(shè)計(jì)向優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化。合理的材料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該在符合相關(guān)規(guī)范給出的包括強(qiáng)度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經(jīng)濟(jì)和適用的混凝土。配合比設(shè)計(jì)中主要考慮的因素有：

（1）水灰比 有關(guān)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(yàn)表明，無論28d抗折強(qiáng)度還是抗壓強(qiáng)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(qiáng)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(chǎn)生應(yīng)力集中。水灰比愈小，水泥混凝土的強(qiáng)度也愈高，因此在滿足和易性要求的前提下，應(yīng)盡可能采用小的水灰比。此外，路面混凝土水灰比大小還應(yīng)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(shí)這種影響表現(xiàn)得比較遲鈍，但砂率的改變會(huì)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(zhì)。砂率過大，在水泥漿用量不變的情況下，會(huì)使混凝土的水泥漿顯得過少，成型的路面表現(xiàn)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(yàn)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(chǔ)上，適當(dāng)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(qiáng)度的影響在混凝土強(qiáng)度較高時(shí)表現(xiàn)得較明顯，當(dāng)水灰比相同時(shí)，混凝土隨集灰比的增長呈增長趨勢，這與集料數(shù)量增大、集料吸收的水分量增大、實(shí)際水灰比變小有關(guān)，與混凝土內(nèi)部孔隙總體積減少有關(guān)，還與較高標(biāo)號混凝土水泥用量較大有關(guān)。在適當(dāng)增大集灰比后，水泥膠結(jié)作用和集料的連鎖作用得到了充分的發(fā)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(jié)強(qiáng)度，這可以通過合理選擇原材料和正確的配合比設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。選用道路水泥或C3S和C4AF含量高的其他水泥品種；選用細(xì)度模數(shù)大，耐磨性好的細(xì)集料；巖石品種是選擇粗集料的關(guān)鍵，應(yīng)綜合考慮巖石的物理力學(xué)性能，通過比較試驗(yàn)確定；配合比設(shè)計(jì)采用合適的水灰比、砂率及集灰比至關(guān)重要，也應(yīng)盡量通過比較試驗(yàn)確定。

4.結(jié)論

合理的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該在符合相關(guān)規(guī)范給出的包括強(qiáng)度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經(jīng)濟(jì)和適用的混凝土。要對水泥混凝土路面配合比設(shè)計(jì)深入系統(tǒng)的研究，使混凝土配合比設(shè)計(jì)體系更加科學(xué)合理、方便快捷，從而推動(dòng)水泥混凝土科學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅，傅智. 路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)要求[J]. 公路，2013，07：10-24.

篇4

關(guān)鍵詞：鐵尾礦；混凝土；配合比設(shè)計(jì)； 泌水性

中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1.尾礦砂石混凝土配合比設(shè)計(jì)的回歸系數(shù)

按不同水灰比配制混凝土，根據(jù)28天混凝土強(qiáng)度和水泥28天的實(shí)測強(qiáng)度(53.6MPa)，計(jì)算鮑羅米公式的回歸系數(shù)αa和αb。

根據(jù)鮑羅米公式，在用水泥配制混凝土?xí)r，混凝土的28天強(qiáng)度與灰水比(c/w)成線性關(guān)系，即：

fcu,o=αafce(c/w-αb) (1)

fcu,o——混凝土的28天抗壓強(qiáng)度，fce——所用水泥實(shí)測強(qiáng)度；

αa和αb——回歸系數(shù)。

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)規(guī)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(qiáng)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(jī)械咬合力起的有限作用；斜率變緩應(yīng)當(dāng)是尾礦石級配不良引起的。

因此，對于本試驗(yàn)的水灰比范圍內(nèi)(w/c=0.60~0.33)，設(shè)計(jì)尾礦砂石混凝土強(qiáng)度時(shí)，可根據(jù)式(2)計(jì)算，或針對使用的集料自行統(tǒng)計(jì)回歸系數(shù)。換句話說，JGJ55-2000中的回歸系數(shù)不適用于尾礦砂石混凝土配合比設(shè)計(jì)，如果直接套用該《規(guī)程》中提供的回歸系數(shù)，則配制混凝土的實(shí)際強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)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(dòng)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(dāng)與否，會(huì)直接混凝土的泌水情況。適當(dāng)?shù)乃郾饶軌蚋纳苹炷恋恼尘坌院捅Ｋ浴?/p>

本試驗(yàn)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?；郀t礦渣(GBFS)部分取代細(xì)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(jì)算泌水率。

有實(shí)驗(yàn)可知，?；郀t礦渣(GBFS)部分取代細(xì)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(xì)集料時(shí)，當(dāng)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(xì)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?；郀t礦渣效果好。

從經(jīng)濟(jì)成本角度來講，粉煤灰和粒化高爐礦渣的價(jià)格遠(yuǎn)高于尾礦粉，尾礦粉是從尾礦中選砂時(shí)廢棄的細(xì)顆粒，可以通過調(diào)整選砂工藝使尾礦砂含較多的尾礦粉。

混凝土的強(qiáng)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(shí)，若完全用水泥作粉料，無疑代價(jià)太大，且浪費(fèi)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?；炷恋墓ぷ餍粤己谩Ｓ眠m當(dāng)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(jìn)而提高混凝土的抗?jié)B性能和耐久性。

高強(qiáng)度混凝土的水泥用量比較多，工作性能也比較好。而對低強(qiáng)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(qiáng)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、?；郀t礦渣或粉煤灰部分取代細(xì)集料，通過控制水粉比，既能保證混凝土的強(qiáng)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(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對參數(shù)的寬容度較大，只要保證強(qiáng)度，根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》選取用水量和砂率，可以很容易獲得預(yù)計(jì)的混凝土工作性。但是尾礦砂石混凝土的工作性對參數(shù)取值非常敏感，因此除了上述兩節(jié)述及的參數(shù)外，還需要進(jìn)一步優(yōu)化其它參數(shù)，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?xí)r，不能完全靠查閱《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)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(jù)最佳工作性原則修正砂率，然后兼顧強(qiáng)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(yīng)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?xí)r，其砂率相對于天然砂石混凝土總體上高出2個(gè)百分點(diǎn)。

2)高效減水劑摻量

砂漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)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(dòng)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?xí)r，高效減水劑摻量的差別沒有這么明顯。從前述混凝土流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)來看，配制尾礦砂石混凝土?xí)r，達(dá)到同樣的流動(dòng)度時(shí)，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(gè)百分點(diǎn)。

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

參考文獻(xiàn)：

【1】 中華人民共和國建設(shè)部.《 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

篇5

關(guān)鍵詞：橡膠瀝青；集料；橡膠瀝青混凝土；理論配合比；生產(chǎn)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(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）03-0020-02

1、前言

為滿足當(dāng)前及今后交通運(yùn)輸?shù)男枰?，我們盤錦市內(nèi)的國道305線雙繞河至甜水段路面大中修工程，上面層應(yīng)用了橡膠瀝青混凝土。其橡膠瀝青混凝土理論配合比設(shè)計(jì)及最佳瀝青用量的確定是由我和幾位試驗(yàn)人員完成的。經(jīng)過近一年來的通車使用，達(dá)到了設(shè)計(jì)的應(yīng)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(shè)計(jì)遵循現(xiàn)行JTG F40-2004《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，采用三階段配合比設(shè)計(jì)法：目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段，按設(shè)計(jì)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(zhì)瀝青的用量。1

2.1集料的合成級配確定

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。采用ARAC-13型。該級配的關(guān)鍵篩孔為4.75mm與0.075mm，應(yīng)在目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)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(jìn)行試驗(yàn)，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(shè)計(jì)

2.2.1 目標(biāo)配合比確定

按合成級配1和合成級配2分別計(jì)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(jìn)行馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)。拌合溫度控制在170~190℃，擊實(shí)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(guī)程完成馬歇爾試驗(yàn)并輸出各項(xiàng)指標(biāo)。之后要用計(jì)算法或軟件，以孔隙率為核心設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)要求礦料間隙率、瀝青飽和度、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)滿足表3的技術(shù)要求。根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)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(biāo)配合比

2.2.2 按設(shè)計(jì)確定的最佳油石比分別拌制混合料，兩面各擊實(shí)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(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)按照J(rèn)TG E50-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》操作完成。

表3橡膠瀝青混凝土技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果對比

由對比試驗(yàn)結(jié)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(xiàng)馬歇爾指標(biāo)和路用性能指標(biāo)均滿足表3的要求。任選一種可用于指導(dǎo)橡膠瀝青混凝土ARAC-13生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

2.3 生產(chǎn)配合比的確定

生產(chǎn)時(shí)宜采用間歇式拌和機(jī)，從二次篩分后進(jìn)入熱料倉的混合料取樣進(jìn)行篩分，以確定個(gè)熱料倉的礦料比例，供拌和機(jī)控制室使用。同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例，以達(dá)到熱料倉供料均衡，根據(jù)目標(biāo)配合比所設(shè)計(jì)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(jì)算出三個(gè)瀝青用量去拌制橡膠瀝青混凝土按規(guī)程要求并分別制試件做馬歇爾試驗(yàn)得出各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)后，即可確定生產(chǎn)配合比。

2.4 生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證

用生產(chǎn)配合比拌制橡膠瀝青混凝土去攤鋪試驗(yàn)路段，取拌合站拌合好的混合料及試驗(yàn)段路面取芯件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)，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(yàn)。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(chǎn)配合比，以此能驗(yàn)證生產(chǎn)配合比的可行性。

經(jīng)驗(yàn)證，確定合成級配1為該項(xiàng)目橡膠瀝青混凝土的生產(chǎn)配合比，用以作為生產(chǎn)質(zhì)量控制依據(jù)和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。遇到進(jìn)場礦料發(fā)生變化。合成級配、馬歇爾等技術(shù)指標(biāo)不符合技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)配合比，必要時(shí)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

3、橡膠瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 橡膠瀝青是橡膠粉按一定比例同基質(zhì)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(shè)計(jì)。特別應(yīng)注意在生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段，要嚴(yán)格控制冷料倉和熱料倉的配比，當(dāng)?shù)V料發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)調(diào)整配合比。在混合料拌合時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查瀝青泵、管道、計(jì)量器是否正常，堵塞時(shí)要及時(shí)停機(jī)進(jìn)行檢修。

3.2 在橡膠瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中，要以JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》和施工生產(chǎn)的實(shí)際情況相結(jié)合，既不能脫離現(xiàn)有的技術(shù)條件，也不能生搬硬套技術(shù)規(guī)范規(guī)定。同時(shí)要嚴(yán)格施工管理，監(jiān)控初壓與終壓溫度，使得混凝土生產(chǎn)始終控制在設(shè)計(jì)的最佳狀態(tài)為好。

3.3 我處所承擔(dān)的質(zhì)量監(jiān)督工作，是要數(shù)據(jù)證明的。經(jīng)過對試驗(yàn)段的檢測，壓實(shí)度達(dá)到98%以上，車轍試驗(yàn)、瀝青含量及級配檢驗(yàn)均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

3.4 在生產(chǎn)施工過程中，對發(fā)現(xiàn)的新問題必須及時(shí)進(jìn)行技術(shù)研討、及時(shí)修正和完善設(shè)計(jì)，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、指導(dǎo)施工，才能確保過程質(zhì)量。

4、結(jié)束語

橡膠瀝青混凝土路面具有高溫穩(wěn)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(yīng)用橡膠瀝青混凝土做路面面層，我們通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M成設(shè)計(jì)及試驗(yàn)段的鋪筑，確定了用于指導(dǎo)施工的生產(chǎn)配合比，自道路開放交通至今，無縱橫裂縫和車轍現(xiàn)象，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，收到了良好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 交通部公路科學(xué)研究所主編，《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)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(xué)研究所主編，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)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(guī)劃教材、21世紀(jì)交通版高等學(xué)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(yùn)輸部公路科學(xué)研究所主編，《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》

篇6

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)、瀝青混凝土應(yīng)用前景

近年來，瀝青路面在公路面中占居主導(dǎo)地位。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)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(fā)生的質(zhì)量問題也越來越多，有的前修后壞，有的使用周期達(dá)不到設(shè)計(jì)年限。這給瀝青路面的使用品質(zhì)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(shè)計(jì)作一探討。

1瀝青配合比設(shè)計(jì)

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(zhì)量的前提。瀝青混凝土面層的設(shè)計(jì)一般依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40―2004）(以下簡稱《規(guī)范》)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50―2006）和《公路工程集試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)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(jié)構(gòu)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(gè)比例還應(yīng)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(shù)規(guī)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(jī)的熨平板易拉動(dòng)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(xì)料彌補(bǔ)，易破壞瀝青混凝土混合料的級配，使局部部位的面層壓實(shí)度難以控制，或使瀝青混凝土面層空隙率偏大，滲水嚴(yán)重等。這使我們在選材上有了很大的局限性，要實(shí)現(xiàn)這一配合比的合理選擇，必須通過兩種渠道來把關(guān)：一是盡量多的考察集料資源，二是拌和機(jī)的振動(dòng)篩一定要根據(jù)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(zhì)量，必須對工程材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和檢驗(yàn)，這也是在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)前必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。選擇、確定原材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件對路面結(jié)構(gòu)和使用品質(zhì)的要求，按照《規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合地材的供應(yīng)情況，按照相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程的要求進(jìn)行檢驗(yàn)，然后擇優(yōu)選材，使材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都符合規(guī)定的技術(shù)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(guī)格的粗集料、細(xì)集料、填充料（礦粉）、膠結(jié)料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術(shù)性好（滿足技術(shù)指標(biāo)要求），經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)合環(huán)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(zhì)量的主要因素。因此選擇瀝青時(shí)，除了要注意瀝青自身品質(zhì)的優(yōu)劣以外，還要注意瀝青標(biāo)號對當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣、氣溫的適應(yīng)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(wěn)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(wěn)定性，所以選擇粗集料時(shí)，要嚴(yán)格按照粗集料的技術(shù)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(jié)合本地區(qū)選用的粗集料多為石灰?guī)r，這種耐磨性較差，但與瀝青的粘結(jié)力非常好，是修筑較薄瀝青路面的理想材料。主要規(guī)格有：20~40mm、10~20mm、5~10mm、3~6mm。1.2.4 細(xì)集料的選擇細(xì)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(wěn)定性。選擇細(xì)集料時(shí)，除考慮應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)外還應(yīng)考慮級配情況，與瀝青的粘結(jié)力以及耐磨性和對混合料的穩(wěn)定性。1.2.5 填料的選擇選擇填料時(shí)一定要考慮能否滿足親水性和細(xì)度要求，能否改善瀝青與集料的粘結(jié)力。根據(jù)集料的性質(zhì)不同選擇不同的填料，對于堿性集料，可選擇磨細(xì)的石粉作填料；對于中性材料，可使用磨細(xì)的石灰石粉；另外，根據(jù)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(shè)計(jì)《規(guī)范》規(guī)定對瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)采用三階段配合比設(shè)計(jì)法。這一方法的目的是為了使設(shè)計(jì)程序化和深入化，使設(shè)計(jì)結(jié)果更加符合生產(chǎn)實(shí)際，以充分起到指導(dǎo)施工的作用。1.3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)層的要求，選擇相應(yīng)的合格材料，先進(jìn)行礦料級配比計(jì)算，找出最佳狀態(tài)的配合比。一般情況下應(yīng)使試配結(jié)果盡量靠近級配范圍的中值。參照《規(guī)范》推薦，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)固定一個(gè)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(jìn)行馬歇爾穩(wěn)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(wěn)定性檢驗(yàn)和高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，若達(dá)不到相關(guān)規(guī)定則另選材料、調(diào)整級配或采取其他措施重做試驗(yàn)，直到符合要求，確定出較理想的目標(biāo)配合比。1.3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比確定以后，要使實(shí)際施工中所采用的瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)配合設(shè)計(jì)。試驗(yàn)前，首先根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的級配類型，選擇適當(dāng)尺寸的振動(dòng)篩。選擇時(shí)要遵循：（1）動(dòng)篩的最大篩孔應(yīng)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(nèi)；（2）振動(dòng)分檔應(yīng)使各熱料倉的材料保持均衡，以提高生產(chǎn)效率；（3）應(yīng)注意振動(dòng)篩的孔徑要與室內(nèi)試驗(yàn)方孔篩尺寸的對應(yīng)關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)，礦料按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的比例由冷料倉取樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)，使其合成級配在要求范圍內(nèi)并大致接近中值，按此配比進(jìn)行拌和，用熱拌合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，此試驗(yàn)的油石比采用目標(biāo)配合比確定的油石比±0.3%進(jìn)行試驗(yàn)。按照與目標(biāo)配合比相同的試驗(yàn)方法確定最佳用油量，所得結(jié)果為生產(chǎn)配合比。據(jù)此結(jié)果根據(jù)拌和設(shè)備的拌和能力確定每盤料所需各熱倉的礦料數(shù)量和瀝青的數(shù)量。

2 應(yīng)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(jī)滑行平穩(wěn)、舒適性強(qiáng)、對車輛、飛機(jī)振動(dòng)影響小等優(yōu)點(diǎn),而且施工機(jī)械化程度高、進(jìn)度快、質(zhì)量好、維護(hù)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(fā)達(dá)國家的高等級公路中應(yīng)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(fā)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(yù)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(jī)跑道的建設(shè)及其維修中將日益受到重視.據(jù)統(tǒng)計(jì),我國高速公路約需消耗瀝青350～400t/km(按四車道計(jì)) ,僅公路每年實(shí)際瀝青消耗量已經(jīng)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(jìn)口瀝青超過200 萬t ,瀝青生產(chǎn)和應(yīng)用過程中發(fā)生的費(fèi)用超過1000 億元人民幣. 依據(jù)“十一五”規(guī)劃,我國高速公路總里程將達(dá)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(fù)合材料結(jié)構(gòu)的長期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響.

篇7

關(guān)鍵詞： 耐久性； 氯離子滲透； 干縮； 抗裂

高性能混凝土是20世紀(jì)八九十年代基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的一種新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命[1-2]。本文針對項(xiàng)目需求，結(jié)合混凝土力學(xué)性能、抗?jié)B性、干縮性能進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，配制出了具有良好抗裂防滲的高性能混凝土。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

實(shí)驗(yàn)選取P?O42.5水泥，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表1所示；細(xì)集料選取河砂，顆粒級配滿足II區(qū)要求，細(xì)度模數(shù)為2.64；粗集料選取碎石，粒級符合5～26.5mm的連續(xù)級配，最大粒徑為26.5mm，其它主要物理化學(xué)性能滿足規(guī)范要求；礦物摻合料選用I級粉煤灰和超細(xì)礦粉，其技術(shù)指標(biāo)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(guī)范要求。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1） 力學(xué)性能。混凝土強(qiáng)度依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測定， 抗壓強(qiáng)度試件尺寸為150 mm ×150 mm ×150 mm立方體。

2） 滲透性能。混凝土抗?jié)B透性能采用 ASTMC1202標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氯離子滲透性試驗(yàn)方法進(jìn)行測試。

3） 干縮性能。根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，針對抗?jié)B透性較好的實(shí)驗(yàn)配合比進(jìn)行混凝土干縮性試驗(yàn)。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟

2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)

1） 工作性：要求混凝土的凝結(jié)時(shí)間和工作性滿足連續(xù)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(shí)；

2） 力學(xué)性能：要求混凝土28d配制強(qiáng)度大于50MPa，混凝土7d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的80%；

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

2.2 混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)室試配，擬設(shè)定高性能混凝土基準(zhǔn)配合比為：mc：ms：mg：mw =480：678：1138：144?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)參數(shù)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(zhǔn)混凝土配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體實(shí)驗(yàn)配合比如表4所示。

3結(jié)論

a. 混凝土砂率和礦物摻合料的摻量對混凝土力學(xué)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(qiáng)度先增大后減小。

b. 當(dāng)采用0.35的砂率，分別摻入8%、17%的粉煤灰、礦粉時(shí)，混凝土28d強(qiáng)度最高達(dá)62.0MPa；當(dāng)采用0.37的砂率，分別摻入15%、15%的粉煤灰、礦粉時(shí)，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(xiàn)

[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(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，37（6）：744-748.

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【關(guān)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(shè)計(jì)時(shí)速為350km/小時(shí)，運(yùn)營時(shí)速將達(dá)到400km/小時(shí)。我工區(qū)施工的濟(jì)南區(qū)段有298片混凝土現(xiàn)澆箱梁，五個(gè)大跨度現(xiàn)澆混凝土連續(xù)梁。由于工期緊，施工量大，我們對配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化。

2 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范，箱梁的混凝土技術(shù)要求為：環(huán)境作用條件等級為T2，28d抗壓強(qiáng)度C50、彈性模量≥3.55×104MPa，56天齡期凍融次數(shù)為≥200次、抗?jié)B≥P20、電通量≥1000C，設(shè)計(jì)使用年限為100年，所以該鐵路是以耐久性為主要設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。

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(dá)到高性能，就必須選擇優(yōu)質(zhì)的原材料。

2.2 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

高性能混凝土配合比首先應(yīng)考慮適量摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰、磨細(xì)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(jù)不同的環(huán)境條件、作用等級及設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行確定；再次是控制混凝土中的有害物質(zhì)――堿含量和氯離子；最后是考慮混凝土的施工工藝，達(dá)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(jì)算

3.1混凝土配置強(qiáng)度的計(jì)算

考慮混凝土采用現(xiàn)場拌和站集中攪拌，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度（MPa）

fcu，k――混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）

σ――混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）

3.2混凝土水灰比計(jì)算

水泥選用山東平陰山水水泥有限公司生產(chǎn)的42.5MPa普通硅酸鹽水泥，富余系數(shù)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(shù)，分別為0.46,0.07。

按照科技基 [2004] 120號《客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件》要求，水膠比不宜大于0.35，所以取0.32、0.29進(jìn)行試辦計(jì)算。（由于工期原因，為使現(xiàn)澆梁3至5天能進(jìn)行初張拉，根據(jù)3強(qiáng)度結(jié)果，最終選擇0.29水膠比，所以下文幾個(gè)表只列舉了0.29水膠比的試驗(yàn)結(jié)果）。

3.3混凝土砂率及粗骨料級配的確定

采用最優(yōu)砂率法，根據(jù)混凝土粗骨料的孔隙率試驗(yàn)進(jìn)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(biāo)段粗骨料粒徑為5―10mm和10―20mm人工碎石，細(xì)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(jì)算

混凝土單方材料計(jì)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(jì)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(xì)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(jì)算并試拌，經(jīng)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(shù)要求，礦物摻合料采用粉煤灰和礦渣粉雙摻的方式，同時(shí)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(biāo)檢測見表3。

表1

配合比編號 水泥（kg） 細(xì)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(kuò)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(qiáng)度（MPa） 壓縮彈性模量（GPa） 電通量（C） 28d抗凍性 抗裂性 抗?jié)B性

3d 7d 28d 7d 28d 56d 質(zhì)量損失率

（%） 相對動(dòng)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(jù)《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè)［2005］160號，鐵路高性能混凝土有害物含量計(jì)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(xì)骨料的用量×細(xì)骨料氯離子含量+粗骨料的用量×粗骨料的氯離子含量。

經(jīng)計(jì)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(xiàn)澆梁現(xiàn)場強(qiáng)度分析

上面三個(gè)圖分別為配合比A、B、C齡期為4-8天內(nèi)的強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)，從圖可以看出配合比早期強(qiáng)度B優(yōu)于A、C優(yōu)于B。

28天齡期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件平均強(qiáng)度來看，配合比B的后期強(qiáng)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(qiáng)度，但是有一個(gè)合理的范圍，到達(dá)這個(gè)范圍后再想提高混凝土的強(qiáng)度就只能借助于摻合料和外加劑。

同時(shí)，我們可以看出，根據(jù)不同的齡期強(qiáng)度要求，使用不同的配合比，對工程的進(jìn)度乃至成本十分重要。

4 結(jié)語

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關(guān)鍵詞：粉煤灰；混凝土；配合比設(shè)計(jì)

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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1引言

粉煤灰是火力發(fā)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(zhì)材料。粉煤灰作為一種優(yōu)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(hù)環(huán)境,而且能與水泥互補(bǔ)短長,均衡協(xié)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(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

2 粉煤灰效應(yīng)及在混凝土中的作用

2.1形態(tài)效應(yīng)

粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)，主要指粉煤灰的顆粒形貌、粗細(xì)、表面粗糙程度等特征在混凝土中的效應(yīng)。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(nèi)摩擦力而提高流動(dòng)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(xì)集料的程度，也有利于提高混凝土拌和物的流動(dòng)性。此外，還可以提高混凝土的勻質(zhì)性、粘聚性和保水性。

2.2火山灰效應(yīng)

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(yīng)生成類似水泥水化產(chǎn)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(qiáng)作用。

2/3微集料效應(yīng)

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

由于上述效應(yīng)的結(jié)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(xué)侵蝕、抗?jié)B透、抑制堿-骨料反應(yīng)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(zhì)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(qiáng)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(zhì)量,超量的粉煤灰取代部分細(xì)骨料。可以使摻粉煤灰的混凝土達(dá)到與不摻時(shí)相同的強(qiáng)度,可節(jié)約細(xì)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(shù)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(shè)計(jì)

粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計(jì)，以基準(zhǔn)混凝土配合比為基礎(chǔ)，按等稠度、等強(qiáng)度的原則，用超量取代法進(jìn)行調(diào)整。粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要目的是確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)的混合材料最佳組合，主要設(shè)計(jì)手段是通過試驗(yàn)、試配來完成。設(shè)計(jì)方法如下：

根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，計(jì)算試配強(qiáng)度如式（1）：

式中：一混凝土的施工配制強(qiáng)度，MPa；

一混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，MPa；

一施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。

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

確定基準(zhǔn)配合比。其方法與普通混凝土配比設(shè)計(jì)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(jì)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(qiáng)度要求時(shí)，取代率不超過10%。

計(jì)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(zhǔn)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(shù)，如表4所示。

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

式中：—粉煤灰超量系數(shù)。

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(xì)料用量，碎石用量不變。混凝土中砂用量S按式（4）計(jì)算。

式中：So一基準(zhǔn)配合比的砂用量；

Ps 一砂相對密度；

Co一基準(zhǔn)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(zhǔn)配合比的用水量選取。

根據(jù)計(jì)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(chǔ)上，進(jìn)行配合比的試拌調(diào)整。根據(jù)調(diào)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(qiáng)度等級的混凝土參考配比

各強(qiáng)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(yàn)結(jié)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(shí)混凝土強(qiáng)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(qiáng)度增長有利,但給施工造成不利,同時(shí)會(huì)助長混凝土塑性開裂?；炷翉?qiáng)度隨粉煤灰摻量的加大而降低,對于稍高標(biāo)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(jié)約水泥,同時(shí)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(xiàn)象明顯減少。

6結(jié)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(yōu)越性，與不摻粉煤灰的基準(zhǔn)混凝土相比，能夠充分利用粉煤灰的功能，除了節(jié)省水泥用量外，其質(zhì)量不低于基準(zhǔn)混凝土的主要質(zhì)量指標(biāo)，能滿足設(shè)計(jì)要求，而且強(qiáng)度還有所提高。在必要時(shí)，通過粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)，可以改善混凝土的性能，防止混凝土質(zhì)量降低并降低混凝土的成本，以滿足實(shí)際工程的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ 55-2011) [S]

[2] 粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GBJ 146-1990)[S].

篇10

關(guān)鍵詞：多孔混凝土 路面 配合比設(shè)計(jì)

多孔混凝土的特性是孔隙率大、強(qiáng)度高。作為一種生態(tài)型混凝土,但多孔混凝土在缺乏統(tǒng)一的配合比設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)的特征及功能需求來確定多孔混凝土的配合比。同時(shí)，注重孔隙的設(shè)計(jì)參數(shù)。不斷運(yùn)用膠結(jié)材料的改變與骨料粒徑等來滿足多孔混凝土的強(qiáng)度配比要求。路面用多孔混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟：首先按照配比設(shè)計(jì)的要求進(jìn)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(xiàn)出的密度及設(shè)計(jì)的要求來確定孔隙率并由孔隙率確定選用膠結(jié)材料的用量；第四,按照成型工藝的要求進(jìn)行水灰比的確定,明確單位體積內(nèi)水泥的用量與拌合水的用量。

1、多孔混凝土配合比的設(shè)計(jì)目標(biāo)

多孔混凝土是一種孔隙率較大、強(qiáng)度比較高的生態(tài)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(xiàn)蜂窩狀。形成多孔混凝土的條件主要有以下幾點(diǎn):(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(shí)，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(huì)產(chǎn)生出流漿。

設(shè)計(jì)好混凝土成型的方法能夠確保多孔混凝土的目標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)為孔隙率在18 %～22 %之間 ,抗折強(qiáng)度大于5.5 MPa ,抗壓強(qiáng)度大于38 Mpa?？紫堵适锹访娑嗫谆炷僚浜媳鹊闹匾Y(jié)構(gòu)參數(shù)。作為一項(xiàng)多孔混凝土配合比的重要的技術(shù)指標(biāo)，孔隙率的設(shè)計(jì)目標(biāo)有:第一，目標(biāo)孔隙率為Pd , 中、重程度的交通路面最佳目標(biāo)孔隙率在18 %～22 %范圍之內(nèi)。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證多孔混凝土具有多孔、透水、透氣性好的特點(diǎn)，達(dá)到多孔混凝土的使用效果及其功能和結(jié)構(gòu)要求。使孔隙率、滲透系數(shù)及強(qiáng)度這三個(gè)指標(biāo)達(dá)到最佳的配合要求，這也是保證多孔混凝土配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

2、多孔混凝土配合比設(shè)計(jì)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(jù)下式進(jìn)行計(jì)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(shù),碎石取0. 98 。

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

Wj 是單位體積內(nèi)多孔混凝土中膠結(jié)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(nèi)的目標(biāo)孔隙率。Pj是多孔混凝土中膠結(jié)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(gè)最佳水灰比的問題。由于, 水灰比很小,多孔混凝土經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦捎驳鹊葐栴}而出現(xiàn)攪拌不均勻、集料的表面出現(xiàn)包裹不完全的現(xiàn)象,會(huì)影響到多孔混凝土中集料顆粒間的粘結(jié),進(jìn)一步影響多孔混凝土的強(qiáng)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(qiáng)度。

綜上，我們可以參考《水泥膠砂流動(dòng)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(jié)材料的流動(dòng)度，如果凈漿擴(kuò)展度在160～180 mm 時(shí)則比較適合振動(dòng)成型,當(dāng)凈漿擴(kuò)展度在180～200 mm時(shí)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(jìn)行計(jì)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(dú)特的特點(diǎn)，和普通的混凝土相比，他們在配合比的設(shè)計(jì)上有一定的不同。在路面用多孔混凝土配合比的設(shè)計(jì)中,要求從多孔混凝土的結(jié)構(gòu)特征與其性能出發(fā)進(jìn)行考慮,提出一種比較簡捷的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行多孔混凝土的配合。同時(shí)，多孔混凝土的配合比在設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：: 各個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)中的物理意義要明確直觀，要避免使用經(jīng)驗(yàn)公式與經(jīng)驗(yàn)曲線，一定要針對多孔混凝土的自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開展設(shè)計(jì)思路。其次，配合比的設(shè)計(jì)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(qiáng)多孔混凝土的強(qiáng)度。另外，還可以通過減小多孔混凝土中骨料粒徑及加強(qiáng)膠結(jié)材料的強(qiáng)度來提高多孔混凝土的強(qiáng)度,如果對于孔隙直徑有其他要求時(shí)，還可以采取提高多孔混凝土膠結(jié)材料的強(qiáng)度來加強(qiáng)多孔混凝土的強(qiáng)度。

3、結(jié)論

本文，從路面用多孔混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行說明多孔混凝土配合比德設(shè)計(jì)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(shí)，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(guān)注。路面用多孔混凝土的組成材料及結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)，展現(xiàn)其孔隙率大、強(qiáng)度高的特性。當(dāng)下，我們采用的多孔混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法主要?dú)w為經(jīng)驗(yàn)“試配法”。 本文通過對于多孔混凝土的目標(biāo)設(shè)計(jì)，提出多孔混凝土的路用性能及功能性的要求,基于目標(biāo)的孔隙率提出對于多孔混凝土的配合比的設(shè)計(jì)目標(biāo)。并找出比較合適的配合比參數(shù)。

通過對于設(shè)計(jì)的方案的調(diào)整，掌握好公式中的各個(gè)參數(shù)能夠很好的控制多孔混凝土需求的孔隙率。同時(shí)，在多孔混凝土的配合比設(shè)計(jì)中不能夠直接對與混凝土抗折強(qiáng)度進(jìn)行配比,一定要滿足多孔混凝土的目標(biāo)孔隙率。再次，路用多孔混凝土的配合比設(shè)計(jì)的想法與實(shí)際的配合比參數(shù)的確定，需要在全目標(biāo)的混凝土孔隙率的范圍內(nèi)進(jìn)行，優(yōu)選出最佳的配合比運(yùn)用在施工中。

參考文獻(xiàn)

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

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