薛 文 麗

(山西遠(yuǎn)方路橋(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 大同 037006)

0 引言

針對(duì)水泥混凝土路面工程的質(zhì)量，路面水泥混凝土的施工控制質(zhì)量、水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)是重要的影響因素。大量實(shí)踐證明，即便使用相同的原材料，如果沒有合理設(shè)計(jì)配合比，路面便會(huì)出現(xiàn)多種不同的早期破壞現(xiàn)象，包括斷板、磨損等，由此可知，水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)、水泥混凝土的施工質(zhì)量是非常重要的。和其他常規(guī)的靜載結(jié)構(gòu)混凝土比較，路面水泥混凝土具有相同的技術(shù)指標(biāo)，路面水泥混凝土的一些技術(shù)指標(biāo)是非常嚴(yán)格的。所以，針對(duì)路面水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)，它具有自身的特征，并非所有原材料都能夠運(yùn)用到路面的建設(shè)中。基于此，本文對(duì)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究，具有重要意義。

1 水泥混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法

1.1 原材料的選擇

1)水泥。

根據(jù)建設(shè)工程的具體施工情況，以選擇出合理的水泥。對(duì)質(zhì)量高、性能穩(wěn)定的水泥進(jìn)行優(yōu)先選用，如果水泥品種是之前從未使用過的，必須要對(duì)其進(jìn)行深入調(diào)研。

2)集料。

第一，細(xì)集料。針對(duì)水泥混凝土的性能，砂對(duì)其的影響是非常大的，所以必須要對(duì)級(jí)配比較好的河砂進(jìn)行優(yōu)先選用。中砂級(jí)配應(yīng)合理，應(yīng)將其控制在2.5～2.8之間。由于細(xì)沙表面積是比較大的，在相同強(qiáng)度條件下，水泥使用量越多，則裂縫發(fā)生率越高，進(jìn)而會(huì)大大增加水泥混凝土路面的施工成本，大大提高水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)難度。

第二，粗集料。針對(duì)粗集料，應(yīng)保證其具有較高的密度和強(qiáng)度，較少的含泥量和針片狀，同時(shí)要具有較好的級(jí)配。對(duì)于集料來說，級(jí)配是一些極為重要的技術(shù)指標(biāo)，在極大程度上影響著水泥混凝土的強(qiáng)度與和易性。所以在對(duì)水泥混凝土進(jìn)行摻配過程中，在使級(jí)配要求得以滿足的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)多種摻配方案進(jìn)行制定，同時(shí)對(duì)密度、體積較高的方案進(jìn)行選擇。

3)外加劑。

在對(duì)水泥混凝土拌合過程中，常常需要加入一定的外加劑，以對(duì)水泥混凝土的性能進(jìn)行有效改善。一般來說，外加劑的加入量應(yīng)控制在水泥質(zhì)量的5%以內(nèi)。通過對(duì)合適的外加劑進(jìn)行選用，能夠?qū)λ嗷炷恋馁|(zhì)量進(jìn)行有效改善，對(duì)施工條件進(jìn)行有效優(yōu)化，便于水泥混凝土的施工。

1.2 水泥混凝土配合比的計(jì)算

1)水泥混凝土試配強(qiáng)度的確定。

根據(jù)式(1)，對(duì)水泥混凝土的配置強(qiáng)度fcu,0進(jìn)行計(jì)算。

fcu,0=fcu,k+1.65σ

(1)

其中，fcu,k為混凝土立方體的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;σ為水泥混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。

2)水泥混凝土水灰比的確定。

根據(jù)式(2)，計(jì)算水泥混凝土的水灰比(W/C)。

(W/C)=(aa×fce)/(fcu,0+aa×ab×fce)

(2)

其中，fce為水泥28 d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值；aa,ab均為回歸系數(shù)。

3)水泥混凝土用水量的確定。

根據(jù)式(3)，計(jì)算水泥混凝土的用水量。

mc0=mw0/(W/C)

(3)

其中，mw0為1 m3水泥混凝土的用水量；mc0為1 m3水泥混凝土的水泥用量。

4)砂率。

根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，選擇適宜的砂率。如果粗骨料的級(jí)配比較好、粒徑比較大、表面比較光滑和平整，則這種粗骨料具有比較小的孔隙率，相鄰骨料之間所產(chǎn)生的摩擦力并不大，在這種情況下，應(yīng)選用比較小的砂率。如果砂的細(xì)度模數(shù)不大，由于砂內(nèi)含有比較多的細(xì)顆粒，能夠有效保證水泥混凝土的保水性和粘聚性，在這種情況下，宜選用比較小的砂率。假如水泥漿的稠度比較高、水灰比比較小，則應(yīng)選用比較小的砂率。針對(duì)施工材料的流動(dòng)性，如果施工對(duì)其提出比較高的要求，由于運(yùn)輸不當(dāng)?shù)仍?，水泥混合物常常?huì)發(fā)生離析現(xiàn)象，在這種情況下，只有對(duì)比較大的砂率進(jìn)行選用，才能夠確保材料的工作性滿足相關(guān)規(guī)定要求。

1.3 水泥混凝土配合比的試配

根據(jù)上述內(nèi)容，對(duì)水泥混凝土的不同參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和明確，對(duì)其進(jìn)行有效試拌，同時(shí)深入觀察、檢測(cè)水泥混凝土的工作性和坍落度。在進(jìn)行水泥混凝土配合比試驗(yàn)過程中，至少要進(jìn)行3個(gè)配合比試驗(yàn)。

2 水泥混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 外加劑的使用量

在考量外加劑時(shí)，應(yīng)對(duì)多種因素進(jìn)行深入分析，包括外部環(huán)境、施工時(shí)間、外加劑的減水率等。在進(jìn)行水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，常常會(huì)運(yùn)用多種不同的外加劑，根據(jù)各種不同的比例來進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，在外加劑、水灰比固定的條件下，將凝結(jié)時(shí)間、含氣量、坍落度作為主要依據(jù)，合理調(diào)整外加劑的使用量。第一，要對(duì)基本配合比進(jìn)行明確；第二，對(duì)初步的外加劑摻入量進(jìn)行確定；第三，根據(jù)試拌混凝土的坍落度，合理調(diào)整外加劑的摻入量。

2.2 水灰比的優(yōu)化

根據(jù)有關(guān)規(guī)范及要求，水灰比在0.38～0.45之間的粗集料是75%時(shí)，對(duì)各種水灰比下的用水量和水泥用量進(jìn)行計(jì)算，具體情況如表1所示。在實(shí)際使用過程中，宜將水泥28 d抗折強(qiáng)度、水泥混凝土28 d的試配強(qiáng)度作為主要依據(jù)，以確定合理的水灰比。

表1 不同水灰比的水泥用量、用水量

3 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)

3.1 對(duì)盲目配比設(shè)計(jì)進(jìn)行有效避免

在設(shè)計(jì)水泥混凝土配合比之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將以下幾大準(zhǔn)備工作做好：第一，為正確掌握水泥混凝土的耐久性和強(qiáng)度，應(yīng)將圖紙作為主要依據(jù)，同時(shí)要對(duì)鋼筋布置的疏密、結(jié)構(gòu)件截面大小進(jìn)行深入了解，以對(duì)石子粒徑大小進(jìn)行確定，對(duì)合適的水泥品種進(jìn)行選擇。第二，深入了解建筑工程的施工工藝，包括工程對(duì)凝結(jié)時(shí)間提出的要求、機(jī)械化使用程度等，以對(duì)外加劑摻合量進(jìn)行合理選用。

3.2 對(duì)水泥混凝土配合比計(jì)算錯(cuò)誤現(xiàn)象進(jìn)行避免

在設(shè)計(jì)水泥混凝土配合比過程中，為能夠獲取正確的計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)能夠?qū)Σ煌笜?biāo)之間存在的問題進(jìn)行充分掌握。通過深入考慮工程建設(shè)的一些特殊情況，同時(shí)有效結(jié)合水泥混凝土的自身強(qiáng)度，以合理確定水泥混凝土的強(qiáng)度配比。

3.3 水泥混凝土配合比的試配和調(diào)整

第一，水泥混凝土配合比的試配。在試配水泥混凝土?xí)r，應(yīng)選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。在試配水泥混凝土過程中，水泥混凝土的強(qiáng)度測(cè)試和攪拌量應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定和要求，同時(shí)應(yīng)保證試配標(biāo)準(zhǔn)和施工標(biāo)準(zhǔn)二者的一致性。

第二，水泥混凝土配合比的調(diào)整。在調(diào)整水泥混凝土?xí)r，應(yīng)將水膠比和水泥混凝土強(qiáng)度之間的線性關(guān)系圖作為主要依據(jù)，以有效調(diào)整水泥混凝土的用量，然后將試驗(yàn)強(qiáng)度、基準(zhǔn)配合比作為主要依據(jù)，以確定合適的方案。在對(duì)試驗(yàn)配合比方案進(jìn)行確定以后，應(yīng)將施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作為主要依據(jù)，有效轉(zhuǎn)換試驗(yàn)配合比，使其變?yōu)槭┕づ浜媳取?/p>

3.4 對(duì)經(jīng)濟(jì)效益給予高度重視

在有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)得以滿足的基礎(chǔ)上，在試驗(yàn)室中應(yīng)對(duì)不同的配合比進(jìn)行配制，從多個(gè)角度進(jìn)行分析后，對(duì)最佳的配合比方案選擇出來，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整不同的評(píng)定方法、施工部位等。此外，在試驗(yàn)室中還應(yīng)有效收集施工過程所涉及到的一些數(shù)據(jù)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)分析以上數(shù)據(jù)，以對(duì)合適的水泥用量、砂率、水灰比等進(jìn)行有效確定。

4 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)計(jì)水泥混凝土配合比時(shí)，應(yīng)先對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行有效保證，然后選用級(jí)配比較好的集料，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，詳細(xì)了解水泥混凝土的工作性，以對(duì)合適的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行選取，以進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，應(yīng)對(duì)計(jì)算與試驗(yàn)過程控制給予高度重視，確保試驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果的正確性，以能夠優(yōu)化水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)。