1、水工配合比設(shè)計工法1.前言目前，我國在建的船閘工程中，船閘主體的擋水工程多以混凝土墻體為主，水工混凝土 的質(zhì)量優(yōu)劣直接決定了船閘的施工質(zhì)量、安全運(yùn)行和使用壽命。由于水工混凝土工作條件的 復(fù)雜性、長期性和重要性等特點(diǎn)其設(shè)計指標(biāo)貨配合比設(shè)計方法均與普通混凝土有很大區(qū)別。 水工混凝土抗凍、抗?jié)B、抗裂和溫控指標(biāo)要求比較高）混凝土配合比應(yīng)采用低膠凝材料用量、 高摻合料摻量和外加劑，混凝土拌合物應(yīng)采用較小的坍落度，合適的含氣量和滿足施工條件 的凝結(jié)時間。為了保證水工混凝土的高質(zhì)量，其配合比的試驗(yàn)尤其重要。工法特點(diǎn)2.0.1降低膠凝材料用量減少混凝土水化熱。2.0.2提高摻合料的參量，是混凝土具有良好的耐久

2、性。2.0.3選擇合適的砂率，是混凝土拌合物具有良好的和易性，以便于施工。2.0.4建立配合比試驗(yàn)工藝流程，保證配合比試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。適用范圍適用于不同環(huán)境下施工的大體積混凝土配合比試驗(yàn)。工藝原理根據(jù)配合比設(shè)計要求的各種指標(biāo)及規(guī)范要求計算理論配合比規(guī)劃布置能夠滿足配合比 試驗(yàn)的的試驗(yàn)室，準(zhǔn)備足夠的合格的各種原材料。工法重點(diǎn)是突出砂率對混凝土和易性的影 響及混凝土膠凝材料的選擇和摻合料的摻配對混凝土耐久性影響。根據(jù)計算的配合比進(jìn)行混 凝土試拌及各種性能檢測，通過調(diào)整各種原材料的用量，提交滿足設(shè)計、施工要求并且經(jīng)濟(jì) 合理的試驗(yàn)室配比。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝施工藝流程52操作

3、要點(diǎn)5.2.1編制配合比計劃根據(jù)設(shè)計要求，按照工程所處環(huán)境編制合理的配合比配置計劃5.2.2布置試驗(yàn)室由于所設(shè)計的配合比是用于施工，所以試驗(yàn)室布置應(yīng)科學(xué)合理，能夠精確的檢測計劃檢測的混凝土各性能指標(biāo)。試驗(yàn)室一般布置8-12間其中拌合室是配合比試驗(yàn)的重要場所，般布置在35平米以上，其室內(nèi)要布置混凝土攪拌機(jī)、振動臺、拌合鋼板以及料倉和必要 的水源等。1、混凝土攪拌機(jī)：推薦使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，其容量不得少于60L。2、料倉：應(yīng)能儲存足夠的配合比試驗(yàn)所用的各種原材料，并保證各種原材干燥且不 相互摻雜。3、水泥室、集料室：應(yīng)配置檢測水泥、粉煤灰以及粗細(xì)骨料各項(xiàng)指標(biāo)的試驗(yàn)設(shè)備。4、力學(xué)室：應(yīng)有做夠的空間布置

4、各種力學(xué)設(shè)備，并相互之間不影響，所配置的壓力 試驗(yàn)機(jī)和萬能試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能滿足檢測混凝土力學(xué)性能的要求。5、養(yǎng)護(hù)室成型混凝土養(yǎng)護(hù)的重要場所應(yīng)保證濕度在95%以上，溫度控制在18-20二5.2.3原材料的檢測及準(zhǔn)備為保證所試拌的混凝土具有代表性、準(zhǔn)確性，應(yīng)提前檢測各種原材，按照規(guī)范要求選 材，備料要求同一批進(jìn)場的同一規(guī)格的原材料，并檢測原材料的各種性能為配合比設(shè)計做 好準(zhǔn)備。1、膠凝材料:水泥、摻合料等膠凝材料應(yīng)保持干燥，應(yīng)用防潮器具盛放，且使用后應(yīng) 注意封存。2、粗細(xì)骨料：拌合用的骨料應(yīng)提前運(yùn)入室內(nèi)，應(yīng)盡量使骨料干燥，每次使用前都應(yīng) 翻拌均勻，并檢測含水率。3、外加劑：應(yīng)提前配置并封存，且準(zhǔn)備數(shù)量必

5、須滿足配合比設(shè)計用量。5.2.4理論配合比的計算1、確定混凝土配制強(qiáng)度：fcu.oZfcu.k+1.6458式中：fcu.o一混凝土試配強(qiáng)度（MPa）;fcu.k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）2、水灰比：W/C=aaxfce（fcu.o+aaxabxfce）式中：電、ab一回歸系數(shù)，查表取值：0.46、0.07fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值（MPa）根據(jù)規(guī)范對混凝土所處環(huán)境要求及混凝土拌合物和易性需要，經(jīng)綜合考慮，選用水膠比3、選取每立方米混凝土用水量：mwn = mw0X（1P）式中：mw0一混凝土用水量，根據(jù)相關(guān)規(guī)范查表得，6外加劑減水率4、計算單位水泥用量：m虻mwnHwR5、計算

6、摻合料用量：根據(jù)配合比配置計劃選擇合適的摻合料，計算摻合料用量，重新 計算水泥用量。6、計算單位外加劑摻量：根據(jù)外加劑品種及減水率的不同選擇外加劑摻量。8、選定砂率：根據(jù)粗細(xì)集料的品種和最大粒徑集合配合比設(shè)計要求選擇合適的砂率，泵送混凝凝土 一般為38%-43%，普通混凝土一般為32%-38%，可結(jié)合實(shí)際情況選擇。9、計算粗集料單位用量：mc-Pc + mf0-Pf+ms0-Ps +mg0-Pg +mw0-Pw + 0-01a=1ms0 /（ms0+mg0）邛s式中：Pc一水泥密度Pf一粉煤灰密度Ps一細(xì)集料的表觀密度 Pg粗骨料的表觀 密度 Pw一水的密度a一混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù),在不使用引

7、氣劑型外加劑時可取為1。5.2.5混凝土拌合混凝土拌合室配合比配置過程中最重要的環(huán)節(jié)，水工混凝土應(yīng)盡量避免人工拌合，應(yīng)使 用攪拌機(jī)拌合，攪拌機(jī)所攪拌的混凝土應(yīng)控制在攪拌機(jī)容量的1/3-2/3之間。拌合室溫度 應(yīng)控制在15-251之間，拌合所用各種原材溫度應(yīng)與室內(nèi)溫度相同。攪拌前攪拌機(jī)內(nèi)部和拌 合鋼板應(yīng)使用和配合比同水灰比的砂漿掛漿。第一罐混凝土一般不作為混凝土各種性能指標(biāo) 檢測使用。卸料后應(yīng)用鑲到將攪拌機(jī)內(nèi)存留的漿體刮出，并用鐵鍬將拌合鋼板上的混凝土翻拌幾次，知道混凝土均勻、穩(wěn)定。5.2.5混凝土和易性檢測經(jīng)過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)混凝土的坍落度和含氣量損失不可避免所以應(yīng)保證混凝土拌合物的 穩(wěn)定性。1、

8、坍落度檢測：應(yīng)提前將坍落度筒、搗棒及鋼板潤濕，并以2次檢測結(jié)果的平均值為 準(zhǔn)。2、坍落度損失檢測：分別測試混凝土拌合出機(jī)后20、30、60分鐘時坍落度，并計算 坍落度損失率，注意拌合物的用量不宜少于40L，側(cè)過坍落度的料不能重復(fù)使用。3、混凝土凝結(jié)時間的測定：用不同截面積的金屬測針，在一定時間內(nèi)豎直插入混凝土 拌合物篩出的砂漿中，以達(dá)到一定深度時所受阻力值的大小評定。4、拌合物砂率評定：一般采用鑲刀抹面觀察含砂情況5.2.6混凝土的成型與養(yǎng)護(hù)1、試件成型：混凝土骨料的最大粒徑不得超過時間最小邊長的1/3。試膜裝料前內(nèi)壁 應(yīng)均勻刷油。采用振動臺或振搗棒成型時可一次性裝滿試件，裝料稍有富裕，人工成

9、型是應(yīng) 分2次裝入，并按規(guī)范要求插搗。時間成型后及時抹面編號，注明日期、編號及強(qiáng)度等級。 試件編號后應(yīng)放入養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)不同強(qiáng)度等級、不同摻合料摻量、不同凝結(jié)時間及環(huán) 境決定拆模時間，試件拆模后應(yīng)及時送入養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。2、養(yǎng)護(hù)室條件：必須滿足溫度203C，濕度大于90%的保溫保濕條件，并安裝自動 調(diào)控裝置，以保證試件的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。3、試件養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)室內(nèi)應(yīng)配備養(yǎng)護(hù)架，試件放在養(yǎng)護(hù)架上，試件之間應(yīng)有10-20mm 間隙。5.2.7混凝土強(qiáng)度及其他力學(xué)性能和耐久性能根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和配合比要求檢測混凝土的力學(xué)性能和耐久性。5.2.8施工配合比的確定經(jīng)試驗(yàn)檢測，符合設(shè)計要求并經(jīng)現(xiàn)場符合的配合比就是滿足施工

10、條件的施工配合比5.2.9施工配合比的調(diào)整設(shè)計好的配合比在使用過程中現(xiàn)場的實(shí)際情況和原材料的差異造成了再施工過程中配合比調(diào)整的重要性。一般來說，配合比的水膠比、膠凝材料用量、摻合料的摻量是不變的，只能根據(jù)施工的要求輕微變動砂率和碎石級配來調(diào)整并可以調(diào)整外加劑摻量來滿足施工需要。6.材料與設(shè)備水工混凝土配合比設(shè)計所需的主要材料見表6.1表6.1主要材料名稱。品種控制標(biāo)準(zhǔn)作用水泥普通硅酸鹽水泥、中熱硅酸 鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥根據(jù)配合比技術(shù)要求和工程需要選擇滿足混凝土的各項(xiàng)工作指標(biāo)摻合料粉煤灰、礦粉根據(jù)配合比技術(shù)要求符合規(guī)范要求提高混凝土的和易性及耐久性，節(jié)約成本粗骨料碎石、卵石級配良好、壓碎值良

11、好，就地取材混凝土的骨架，決定混凝土的強(qiáng)度細(xì)骨料人工砂、天然砂級配良好。潔凈提高混凝土的和易性以便與施工水可飲用水符合規(guī)范要求與膠凝材料膠結(jié)反應(yīng)外加劑高效減水劑、緩凝劑、抗凍劑、引氣劑滿足施工技術(shù)指標(biāo)要求改善混凝土的和易性，提高混凝土的耐久性，節(jié)省其他材料水工混凝土配合比設(shè)計所需的主要材料見表6.2表6.2機(jī)具設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量震篩機(jī)ZBSX-92130T壓力機(jī)WAY-3001強(qiáng)制式砼拌和機(jī)SJD601萬能試驗(yàn)機(jī)WE-6001混凝土振動臺HCZT-11水泥安定性蒸煮箱FZ-311水泥細(xì)度負(fù)壓篩析儀FSY-150B1水泥膠砂流動度儀NLD-31水泥凝結(jié)時間測定儀Sm/m1水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱GB/T17671-40A1水泥膠砂攪拌機(jī)JJ-51水泥膠砂振動臺ZT-961水泥凈漿攪拌機(jī)NJ-160B1水泥膠砂抗折試驗(yàn)儀KZJ-5001電子天平(30kg)精確至1g1個砼貫入測定儀1200t壓力機(jī)JYE-2000B1水泥比表面積測定儀/1標(biāo)準(zhǔn)試模150*150*150mm6組標(biāo)準(zhǔn)篩砂石各一套1坍落度桶(一套)/2電子天平(2kg)精確至0.01g1靜水天平(帶網(wǎng)欄)量程5000g1混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室設(shè)備BYZ-8 0冷熱噴淋全自動1抗?jié)B試模175*185*1502組抗凍試模100*100*400mm2組7.質(zhì)量控制7.0.1配合比設(shè)計及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)