谈C15级及以下等级的混凝土配合比设计

liushimeng13j

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<TD class=tb>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。 <BR>表11.3.4 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 <BR>混凝土结构所处环境 无筋混凝土 钢筋混凝土 <BR>最大水灰比 最小水泥用量(kg／m3) 最大水灰比 最小水泥用量 <BR>(kg／m3) <BR>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 <BR>严寒地区或使用除冰盐的桥涵 0.55 275 0.50 300 <BR>受侵蚀性物质影响 0.45 300 0.40 325 <BR>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。 <BR>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。 <BR>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。 <BR>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。引自作者474747发表于2005年11月17日。” <BR>本人从事试验工作多年，一直为此类问题所困扰，偶遇此文，借此机会从规范、设计与施工三个角度谈谈个人的愚见，热忱欢迎同行跟进，积极评论，共同学习。 <BR>一、 规范 <BR>JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》P93－P95第11.3混凝土的配合比，第11.3.4节表11.3.4混凝土的最大水灰比和最小水泥用量,明确做了规定，我想这是每个从事试验检测工作人员都应该知道的，但为什么还会出现474747网友提出的类似问题呢？我们是否可以大胆地跳出规范考虑呢？对C15及以下砼配合比设计是否可以突破该规范条文限制的最大水灰比呢？该规范条文对C15及以下标号砼限制水灰比符合实际吗？ <BR>二、设计 <BR>设计单位对桥涵混凝土某些部位（一般为箱涵基础、管涵基础等）设计为C15及C10等低标号砼，是因为该部位该标号的混凝土强度及耐久性，能够满足设计要求。施工单位试验检测人员有必要依据现行JGJ55－2000《普通混凝土配合比设计规程》对C15及以下标号混凝土配合比进行设计。 <BR>三、 施工 <BR>如果C15及以下标号砼配合比设计，水灰比不能大于0.60，那么C15及以下标号砼施工单位再进行设计就毫无意义了。下面以C20普通混凝土配合比设计为例进行分析： <BR>1、设计条件（取某高速公路在建工程结构物配合比）配制某桥基础、墩台混凝土，要求混凝土设计强度C20，使用原材料为：P.O32.5（普通硅酸盐水泥强度等级32.5），中砂，碎石，（最大粒径40mm），饮用水，要求坍落度30-50mm。混凝土由机械拌和，插入式振捣器捣实，以假定容重法计算该混凝土配合比。 <BR>2、设计计算步骤： <BR>⑴．确定试配强度 <BR>设施工单位无历史统计资料，则按照公式计算，标准差取值σ=5MPa（强度保证率按95%） <BR>fcu,o≥fcu,k+1.645σ <BR>fcu,o≥20+1.645×5=28.2Mpa <BR>(2)、确定水灰比:W/C=aa*fce/( fcu,o+aa*ab* fce) <BR>=(0.46*1.13*32.5)/(28.2+0.46*0.07*1.13*32.5) <BR>=0.58 <BR>（fce –水泥28d抗压强度实测值，计算采用水泥富余系数1.13。该工程水泥实测强度平均值为39.0Mpa，按水泥实测值计算的水灰比为0.61不符合规范JTJ041-2000要求，依据规范取最大水灰比0.60试配） <BR>(3)、取单方用水量(查表) 根据石子和捣实条件及施工经验取185 Kg/m3 <BR>(4)、计算水泥用量Co=Wo/(W/Co)=185.0/0.60=308 Kg/m3 <BR>(5)、假定容重mcp=2360Kg/m3(根据参考资料及原材料试验结果) <BR>(6)、(查表)选取砂率Qs=35% <BR>(7)、计算砂用量: ①ms0=(2360-308-185)*35%=653Kg <BR><BR>(8)、计算碎石用量: ①mg0=（2360-308-185）×65%=1214 Kg <BR>(9)、混凝土理论重量比:Mco : Mso : Mgo : W/C <BR>① 1 :2.12 :3.94 :0.60 <BR>3、试配和调整：以检查拌和物的性能，如坍落度、粘聚性、保水性、砂率情况、实测容重等，是否符合设计要求，提出砼强度试验的基准配合比，（经验证该配合比满足设计要求，确定为基准配合比）。 <BR>4、较基准配合比分别增加和减少0.05个水灰比，用水量不变，砂率分别增加和减少1％，提出另外两个配合比（略）。 <BR>5、制作混凝土强度试验试件，检验坍落度、粘聚性、保水性及容重。 <BR>结束语：该基准配合比实测坍落度为30mm，容重为2380 Kg/m3，28d抗压强度为31.1 Mpa，各项指标均满足规范和设计要求。由该例举配合比不难看出，该C20砼配合比所采用的水灰比已经是规范要求的最大水灰比了，在不突破规范水灰比0.60的前提下，C15以下混凝土无法设计了。笔者单从水灰比的角度片面强调低标号砼，C15及以下标号配合比设计，最大水灰比0.60的限制，不但不符合设计单位的设计理念，而且直接导致施工单位增加工程成本，出现严重‘超标号’现象，违背了混凝土配合比设计的技术性质之一“经济性”的要求。目前交通部没有出版公路水泥混凝土配合比设计规程，所以JTJ041-2000‘桥规’P93 11.3.2条规定普通混凝土的配合比，可参照现行中华人民共和国建设部行业标准JGJ55－2000《普通混凝土配合比设计规程》通过试配确定。那么该规程P7页表4.0.4混凝土的最大水灰比和最小水泥用量附表下，注2配制C15级及以下等级的混凝土，可不受本表限制。是否可以套用啊？ <BR></TD></TR></TABLE></TD></TR>
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