淺議混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程及控制點(diǎn)_第1頁(yè)
淺議混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程及控制點(diǎn)_第2頁(yè)
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淺議混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程及控制點(diǎn)摘要:對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程的幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行分析,主要介紹一下配合比設(shè)計(jì)過(guò)程及控制點(diǎn)。關(guān)鍵詞:混凝土、配合比設(shè)計(jì)一、前言混凝土隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,其用途越來(lái)越廣泛。我公司預(yù)制場(chǎng)主要的產(chǎn)品就是混凝土預(yù)制構(gòu)件。因此混凝土質(zhì)量的控制在預(yù)制場(chǎng)起著舉足輕重的作用,是整個(gè)施工過(guò)程質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵所在。經(jīng)過(guò)這幾年對(duì)混凝土配合比的試驗(yàn)及生產(chǎn)中的應(yīng)用,獲及了一些試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù),積累了一些經(jīng)驗(yàn),提出一些看法供商討。二、原材料在混凝土中的作用及控制普通混凝土是由水泥、石子、砂加水按適當(dāng)比例配合,經(jīng)均勻拌制、密實(shí)成型、養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人造石材。為了保證混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量,組成混凝土的各種材料必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。水泥是組成混凝土的不可缺少的材料。水泥是一種無(wú)機(jī)粉狀水硬性膠凝材料,加水?dāng)嚢韬蟪伤苄詽{體,能在空氣和水中硬化,能把砂石等材料牢固地膠結(jié)在一起,且具有一定強(qiáng)度。水泥的品質(zhì)在很大程度上決定了混凝土的質(zhì)量。因此對(duì)水泥必須嚴(yán)格控制。我公司預(yù)制場(chǎng)要求在每批水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須有出廠合格證或進(jìn)場(chǎng)試驗(yàn)報(bào)告,并抽樣送中心試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè),符合要求的才能使用。粗集料石子在混凝土中堆聚成緊密的架構(gòu),砂與水泥、水混合成砂漿,填充架構(gòu)的空隙,砂石在混凝土中起骨架作用,水泥起膠凝作用。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)石子的質(zhì)量控制一般從一下幾點(diǎn)進(jìn)行:1、表觀密度。根據(jù)GB/T14685-2001標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)大于2500Kg/m3。2、顆粒級(jí)配。石子的顆粒級(jí)配就是石子顆粒的分級(jí)和有良好的搭配。良好的骨料級(jí)配可用較小的加水量拌制出流動(dòng)性好、離析泌水少的混合料,并能在相應(yīng)的成型條件下,得到均勻密實(shí)的混凝土,同時(shí)達(dá)到節(jié)約水泥的效果。因此,在混凝土中一般采用連續(xù)級(jí)配的石子,單粒級(jí)配宜用于組合成具有要求級(jí)配的連續(xù)粒級(jí),但如必須單獨(dú)使用,則應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,并應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)證明不會(huì)發(fā)生離析或影響混凝土的質(zhì)量。3、針片狀顆粒含量。石子中的針片狀顆粒過(guò)多,會(huì)影響混凝土混合料的和易性,并傾向于一個(gè)方向排列,對(duì)混凝土的耐久性不利,這些顆粒還易于折,不易振搗密實(shí),從而影響混凝土的質(zhì)量。4、含泥量及泥塊含量。含泥量及泥塊含量的大小影響石子與砂、水泥的粘結(jié),因此必須予以控制。如含泥量偏高,必須在使用前三天對(duì)石子進(jìn)行水洗,使其達(dá)到規(guī)范要求。不可邊沖洗邊使用。5、強(qiáng)度。石子在混凝土中起骨架作用,因此石子的強(qiáng)度直接影響混凝土的強(qiáng)度。石子的強(qiáng)度以壓碎值表示,在使用前必須對(duì)石子進(jìn)行壓碎值試驗(yàn)。根據(jù)GB/T14685-2001標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)小于20%。細(xì)集料砂中河砂比較清潔,顆粒較圓,拌制的混凝土和易性較好。我公司預(yù)制場(chǎng)采用產(chǎn)自福建的中粗河砂。對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的砂經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)檢測(cè):1、表觀密度。2、顆粒級(jí)配。砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配的好壞,對(duì)混凝土的技術(shù)性能有很大影響。當(dāng)砂的用量相同時(shí),如果過(guò)粗,則拌出的混凝土粘聚性較差,容易產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象;如果過(guò)細(xì),則它的總表面積較大,需要包圍在砂表面的水泥漿較多,拌制的混凝土粘度較大,水泥的耗用量相應(yīng)增大。因此,拌制混凝土所用的砂既不要過(guò)粗,也不要過(guò)細(xì)。我公司預(yù)制場(chǎng)一般采用細(xì)度模數(shù)為2.6左右的中砂。3、含泥量及泥塊含量。含泥量對(duì)混凝土質(zhì)量有很大影響。含泥量過(guò)多,混凝土容易產(chǎn)生塑性干縮裂縫,降低混凝土強(qiáng)度,增加浮漿量,降低混凝土的耐磨性。常用的混凝土拌和用水按水源可分為飲用水、地表水、地下水。符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水,可用于拌制各種混凝土。我公司采用自來(lái)水,可免檢。所有混凝土用的材料都必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能應(yīng)用。三、配合比設(shè)計(jì)過(guò)程有了合格的原材料,才能進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。在配合比設(shè)計(jì)前要先掌握設(shè)計(jì)圖紙對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的全部要求,重點(diǎn)是各種強(qiáng)度和耐久性要求及結(jié)構(gòu)件截面的大小、鋼筋布置的疏密,還要了解是否有特殊性能要求及施工工藝,根據(jù)要求考慮采用水泥品種、石子粒徑、混凝土坍落度及外加劑的摻量。首先確定混凝土配制強(qiáng)度;然后根據(jù)要求選用合適的水泥品種,計(jì)算出水灰比;接著根據(jù)選用的石子粒徑及坍落度確定用水量;根據(jù)石子及水灰比確定混凝土的砂率;用體積法或重量法計(jì)算石子及砂的用量。這樣一個(gè)完整的配合比就出來(lái)了,但是在確定各材料用量時(shí)還要考慮JTJ268-96《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》中的一些規(guī)定。四、配合比設(shè)計(jì)實(shí)例我公司中心試驗(yàn)室在碼頭工程施工中,設(shè)計(jì)配制了大量的水工混凝土配合比。下面以********公司萬(wàn)噸級(jí)碼頭工程預(yù)制樁配合比為例進(jìn)行分析:查看圖紙,設(shè)計(jì)高水位為1.69米,設(shè)計(jì)低水位為-1.19米,預(yù)制樁樁頂標(biāo)高1.20米,屬浪濺區(qū)。預(yù)制樁最小橫截面邊長(zhǎng)為150mm,鋼筋最小凈距為50mm,根據(jù)該結(jié)構(gòu),按照J(rèn)TJ268-96規(guī)范規(guī)定,石子最大粒徑的選擇按構(gòu)件最小截面邊長(zhǎng)為13.5*1/4=33.75mm,鋼筋凈距為50*3/4=37.5mm,為滿足最低要求,選擇石子的最大粒徑為31.5mm。預(yù)制樁配筋率不超過(guò)1.5%且采用HZS拌和樓攪拌施工工藝,坍落度選30-50mm,預(yù)制樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C50,選用P.O42.5水泥。由于預(yù)制樁為預(yù)應(yīng)力混凝土,需要在五天放松張拉鋼筋,因此對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度要求較高,要求在五天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上,為獲得更好的混凝土和易性,決定摻減水劑等外加劑。水泥:選用三獅P.O42.5,經(jīng)抽檢28天抗折強(qiáng)度為9.15Mpa,抗壓強(qiáng)度為54.3Mpa,水泥細(xì)度為2.4%,其初終凝時(shí)間及安定性均符合要求。粗集料:選用鎮(zhèn)海汶溪碎石,經(jīng)檢驗(yàn)其級(jí)配符合5-31.5mm連續(xù)顆粒級(jí)配,表觀密度為2628Kg/m3,壓碎值為6.8%,含泥量0.3%符合規(guī)范要求。細(xì)集料:采用福建河砂,經(jīng)檢驗(yàn)細(xì)度模數(shù)Mx=2.69,級(jí)配屬Ⅱ區(qū),含泥量為0.5%符合規(guī)范要求。水:自來(lái)水。外加劑:江山老虎山牌TOR803,摻量為1.0%,減水率為15%.試配強(qiáng)度:fcu,o=fcu,k+1.645σ=50+1.645*5.5=59.0475Wafce0.46*1.13*42.5水灰比:===0.365Cfcu,o+a*b*fce59.0475+0.46*0.07*1.13*42.5用水量:選用185Kg/m3,摻外加劑后,水用量W=185*(1-15%)=157Kg/m3水泥用量C=157/0.365=430Kg/m3,采用重量法,假設(shè)混凝土容重為2400Kg/m3根據(jù)碎石最大粒徑為31.5mm,水灰比為0.365,砂的細(xì)度模數(shù)為2.69及構(gòu)件的配筋情況,查JGJ55-2000設(shè)計(jì)規(guī)程及JTJ268-96施工規(guī)范,砂率選32%砂用量:S=(2400-157-430)*32%=580Kg/m3石用量:G=2400-157-430-580=1233Kg/m3基準(zhǔn)配合比為:C:S:G:W=430:580:1233:157=1:1.35:2.87:0.365通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)配合比的試配,試拌情況為:含砂情況偏多,棍度上,保水性中,粘聚性一般,坍落度為40mm實(shí)測(cè)容重2420Kg/m3。根據(jù)JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》,再調(diào)整水灰比及砂率,另外作了兩個(gè)配合比。調(diào)整配合比一:水灰比選用0.32,每方水不變W=157,水泥C=157/0.32=490,砂率選用31%,砂S=(2400-157-490)*31%=543,石子G=2400-157-490-543=1210。試拌情況為:含砂情況中,棍度中,保水性好,粘聚性良好,坍落度為30mm實(shí)測(cè)容重2436Kg/m3。調(diào)整配合比二:水灰比選用0.4,水W=157,水泥C=157/0.4=393(因構(gòu)件在浪濺區(qū),根據(jù)JTJ268-96《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》中在海水環(huán)境耐久性要求,每方水泥最低用量必須在400Kg以上)水泥選400。砂率選用31%,砂S=(2400-157-400)*31%=571,石子G=2400-157-400-571=1272。試拌情況為:含砂情況中,棍度中,保水性中,粘聚性一般,坍落度為60mm實(shí)測(cè)容重2416Kg/m3。按JTJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》,計(jì)算混凝土配合比校正系數(shù)δ:δ=混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值/混凝土表觀密度計(jì)算值。其中基準(zhǔn)配合比δ=2420/2400=1.0083,調(diào)整配合比一δ=2436/2400=1.015,調(diào)整配合比二δ=2416/2400=1.0067。按規(guī)程規(guī)定,當(dāng)混凝土表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2%時(shí),對(duì)配合比中每項(xiàng)材料用量可不作調(diào)整。經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水養(yǎng)護(hù),三個(gè)試驗(yàn)配合比強(qiáng)度如下表基準(zhǔn)配合比調(diào)整配合比一調(diào)整配合比二3天43.5,40..848.1,45..337.9,35..77天52.2,50..857.0,55..346.4,48..928天57.9,60..163.1,65..352.6,55..6通過(guò)三個(gè)配合比的混凝土強(qiáng)度及試拌情況的比較,考慮到混凝土是一種非均勻質(zhì)材料,由于原材料質(zhì)量和生產(chǎn)中各種因素的影響,使混凝土的實(shí)際強(qiáng)度具有波動(dòng)性,預(yù)制樁的早期強(qiáng)度要求高這個(gè)特點(diǎn),為保證質(zhì)量,認(rèn)為調(diào)整配合比一這個(gè)配合比比較適合預(yù)制樁混凝土的施工。經(jīng)過(guò)實(shí)際施工,證明這個(gè)配合比滿足預(yù)制樁混凝土的各項(xiàng)要求,并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。五、生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工中的控制施工生產(chǎn)中測(cè)定集料的含水率非常重要,直接影響混凝土配合比的應(yīng)用。正確測(cè)定集料的含水率,適當(dāng)調(diào)整配合比中原材料的用量,使試驗(yàn)室的混凝土配合比各數(shù)據(jù)能正確在施工現(xiàn)場(chǎng)體現(xiàn)。在施工中應(yīng)對(duì)以下幾方面予以重點(diǎn)控制:1、砂、石材料應(yīng)嚴(yán)格計(jì)量。不少單位在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),往往第一車砂、石用磅秤一下,隨后就采用在小推車上畫(huà)線的辦法來(lái)控制重量,從而導(dǎo)致砂、石材料用量偏差,使配合比中各材料比例失調(diào),影響混凝土質(zhì)量,這是不可取的。我公司預(yù)制場(chǎng)采用HZS混凝土拌和樓,利用電腦自動(dòng)控制計(jì)量,能確保材料用量的準(zhǔn)確性。2、嚴(yán)格控制混凝土施工時(shí)的用水量。在實(shí)際施工中,操作者為方便施工,往往追求較大的坍落度,擅自增加用水量而不管強(qiáng)度是否能達(dá)到要求,因此,在施工中應(yīng)多次抽檢混凝土的坍落度、棍度及和易性,確保水灰比不變。3、混凝土的質(zhì)量與拌和時(shí)間有著密切的關(guān)系??刂泼堪杌炷恋臄嚢钑r(shí)間能有效控制混凝土的質(zhì)量。自全部材料裝入攪拌機(jī)起至開(kāi)始卸料時(shí)止,其連續(xù)攪拌的最短時(shí)間應(yīng)按攪拌機(jī)出廠說(shuō)明書(shū)的規(guī)定,當(dāng)缺乏資料時(shí),可按JTJ268-96《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》表規(guī)定混凝土坍落度(mmm)攪拌機(jī)機(jī)型攪拌機(jī)出料量(LL)<250250-500>500≤30自落式90120160強(qiáng)制式6090120>30自落式6090120強(qiáng)制式606090當(dāng)混凝土摻外加劑時(shí),其攪拌時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)30-60s;摻粉煤灰時(shí),起攪拌時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)60s。我公司預(yù)制場(chǎng)采用HZS混凝土拌和樓,每次攪拌前都有專業(yè)技術(shù)人員檢查電腦,攪拌完畢后,

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