農(nóng)業(yè)水利工程施工現(xiàn)場混凝土配合比的調(diào)整

杜榮權(quán)

摘要農(nóng)業(yè)水利工程中施工現(xiàn)場水泥強(qiáng)度的富余系數(shù)、骨料的含水量和級配對混凝土的配合比都有影響,繼而影響混凝土的質(zhì)量。闡述了在施工實(shí)踐中總結(jié)的現(xiàn)場混凝土配合比調(diào)整的方法,以供水利工作者參考。

關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)水利工程;混凝土配合比;調(diào)整

中圖分類號TV431文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)15-0271-02

隨著農(nóng)業(yè)水利事業(yè)的蓬勃發(fā)展,水工混凝土越來越多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)中。但在個(gè)別項(xiàng)目施工中出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不夠、離差系數(shù)較大等不良現(xiàn)象,與未正確調(diào)整施工現(xiàn)場混凝土配合比有很大關(guān)系。就現(xiàn)場混凝土配合比的調(diào)整做了一些總結(jié),供廣大水利工作者參考。

1各種原因?qū)炷恋氖┕べ|(zhì)量造成的后果

按照國家標(biāo)準(zhǔn),普通混凝土配合比是以干骨料為基準(zhǔn),并以重量計(jì)算為主?，F(xiàn)場用骨料均有一定的含水量,需要將設(shè)計(jì)配合比調(diào)整為生產(chǎn)用施工配合比。常規(guī)調(diào)整做法是檢測現(xiàn)場骨料的含水率,然后從用水量中扣除骨料中的水分,適當(dāng)補(bǔ)充水分所占重量的骨料,然而這種做法在實(shí)際操作中往往不能拌制出理想的混凝土,甚至連一點(diǎn)膠凝性都顯示不出來,現(xiàn)場的工人只有自行決定增加水的用量,導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度或高或低。另外,粗骨料的級配往往也是影響混凝土和易性的主要因素。級配良好的混凝土流動性好,在泵送混凝土中表現(xiàn)得尤其明顯。在工地上,按照實(shí)驗(yàn)室提供的配合比施工,其和易性往往不好。這是因?yàn)?①在室內(nèi)混凝土拌合物多數(shù)為人工拌合,且數(shù)量較少,流動性不易判定;②很多委托單位從開始委托到開始施工,時(shí)間很短,實(shí)驗(yàn)室倉促應(yīng)對,往往按照經(jīng)驗(yàn)調(diào)整。

2施工現(xiàn)場混凝土配合比的調(diào)整

2.1水泥標(biāo)號對水泥用量的影響

根據(jù)實(shí)測水泥28d強(qiáng)度的結(jié)果來看,不同水泥廠水泥富余系數(shù)不盡相同,同一水泥廠不同品種水泥在不同時(shí)期也存在一定程度的差異,并存在較大的偏高標(biāo)準(zhǔn)值的現(xiàn)象。同時(shí)大部分施工企業(yè)為節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用和避免工程繁瑣,不嚴(yán)格按施工檢驗(yàn)程序送檢,一般1個(gè)單項(xiàng)工程僅在開工前進(jìn)行1次原料檢測,僅以這1次送檢結(jié)果作為整個(gè)工程的材料質(zhì)量指標(biāo),以偏概全?？蓪⒋舜螜z測結(jié)果僅作為1個(gè)參考性指標(biāo),在實(shí)際配合比設(shè)計(jì)時(shí)宜按0.7～0.9的系數(shù)加以折算修正,既考慮到水泥富余系數(shù)的變化,又考慮到不使折減值低于標(biāo)準(zhǔn)值以致影響合格判定。

2.2骨料含水量對單位用水量的影響

單位用水量的選取通常參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行,也就是說根據(jù)坍落度和石子類別及最大粒徑確定,只有水灰比小于0.4的混凝土以及特殊成型工藝的混凝土的單位用水量才通過試驗(yàn)通定。因此坍落度又與砂率βs之間存在相應(yīng)的關(guān)系,βs的峰值所對應(yīng)的坍落度即為最佳值。為了合理確定單位用水量,各地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳笆戏N類,通過多次試驗(yàn)制定出適合當(dāng)?shù)氐纳奥师聅與坍落度曲線,以便配合比設(shè)計(jì)時(shí)采用。根據(jù)本地的試驗(yàn)情況,用于基礎(chǔ)部位時(shí),坍落度一般取10~30mm,主體部位坍落度取30~50mm,單位用水量分別為150~160kg/m³和170~180kg/m³。一般來說,卵石混凝土用水量取下限,碎石混凝土用水量取上限。在拌制混凝土?xí)r,含水的骨料在拌制過程中析出水分,增加坍落度,起到了增加用水量的作用;干燥的骨料在拌制時(shí)吸收水分,降低坍落度,起到減少用水量的作用。但是真正起作用的水只有骨料表面的吸附水,只有在濕潤狀態(tài)的骨料才能發(fā)揮釋水的作用,而氣干狀態(tài)的骨料在拌制時(shí)仍然吸水,面干狀態(tài)的骨料在拌制時(shí)既不吸水也不釋水,處于平衡狀態(tài)。所謂含水量是指骨料顆粒中的全部水量,而在混凝土拌制過程中起作用的表面含水量只是指吸附在骨料顆粒表面的水量,即從前述的第4狀態(tài)減去第3狀態(tài)的水量之值。通過查閱資料和試驗(yàn)可知,面干骨料的內(nèi)部含水是不能在拌制混凝土和振搗過程中釋出來,這部分水只能在混凝土干縮過程中逐漸被析出,而且不會影響混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。然而骨料表面的水不論是吸水還是釋水,都會引起水灰比的變化。如有試驗(yàn)表明,將骨料的實(shí)際表面含水量少測定了1%,則坍落度就會影響2~3cm,抗壓強(qiáng)度就會影響6%～8%。因此,在現(xiàn)場配制生產(chǎn)混凝土?xí)r,必須要調(diào)整用水量。

2.3骨料級配的確定

砂率的選取是配合比設(shè)計(jì)中一個(gè)重要而又難以準(zhǔn)確把握的參數(shù)。這是因?yàn)橛绊懮奥实囊蛩剌^多,而且目前還沒有粘聚性的定量指標(biāo),所以無法建立砂率與粘聚性的關(guān)系。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),通常參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》,根據(jù)水灰比、石子類別和最大粒徑查表選取。表中所列砂率是一個(gè)浮動較大的變動值,而計(jì)算所需定值的選取要借助實(shí)際配合比經(jīng)驗(yàn)。因此,可以根據(jù)公式βs=(ρosγ/ρosγ+ρog)-α(公式中ρos和ρog為砂石料的堆積密度;α為砂漿剩余系數(shù),通常取1.1~1.4,細(xì)砂時(shí)α=1.1,精砂時(shí)取α=1.4,中砂時(shí)取α=1.2～1.3;γ為石子空隙率,可查找相關(guān)石子試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)選取)得出計(jì)算值,與《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中所列數(shù)值進(jìn)行對比取舍。若計(jì)算出的βs值在《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》所列數(shù)值的范圍以外,則取最為接近的數(shù)值作為計(jì)算時(shí)的砂率值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)情況來看,砂率的選取基本為28%～32%,僅個(gè)別預(yù)制構(gòu)件混凝土配合比的砂率稍大,可達(dá)到35%～38%。

在施工中拿到混凝土配合比以后并非照單施工,而是首先確定骨料的最佳級配,試拌一些拌合物,觀察其和易性,然后再大量生產(chǎn)。實(shí)踐證明,這樣做不但混凝土的和易性較好,而且混凝土較密實(shí),強(qiáng)度高,還能節(jié)省水泥,不失為現(xiàn)場調(diào)整的一個(gè)好的輔助手段?，F(xiàn)以一次級配為例介紹如下:①首先將小石子和中石子用原孔篩20mm分開,并且將小石子和中石子的超粒徑情況分別試驗(yàn),做好記錄。②稱中石子大約7kg,倒入200mm×200mm×200mm的混凝土試模中,放在振動臺上,振動3min(也可人工插搗)。③稱小石子大約5kg,倒入試模中,放在振動臺上,振動3min,至小石子完全鉆入中石子空隙中為止。如果小石子數(shù)量不足,可再放入一些,直至小石子不再明顯下沉而且混雜的中石子與試模齊平為止。④準(zhǔn)確稱量試模中小石子和中石子的重量,即為小石子和中石子的最佳比例。⑤重復(fù)試驗(yàn)1次,取其平均值作為施工控制指標(biāo)。按照上述方法,再結(jié)合現(xiàn)場中石子和小石子超粒徑情況,就可以準(zhǔn)確調(diào)整骨料級配,得到最佳效果。

2.4現(xiàn)場混凝土配合比的調(diào)整

在測量了骨料的表面含水率以后,就要按正確方法將設(shè)計(jì)配合比根據(jù)骨料表面水量情況進(jìn)行配合比調(diào)整,其計(jì)算方法如下:

用水量調(diào)整計(jì)算式:S′=S+G×W±g×W;用骨料用量調(diào)整計(jì)算公式:G′= G±G×W,g′= g±g×W(式中S為每立方米混凝土選定用水量(即設(shè)計(jì)用水量);S′為調(diào)整后的用水量;G為粗骨料設(shè)計(jì)用量;G′為調(diào)整后粗骨料用量;g為細(xì)骨料設(shè)計(jì)用量;g′為調(diào)整后細(xì)骨料用量;W為粗骨料或細(xì)骨料的面干狀態(tài)吸水率或表面含水率)。

注意配合比用水量的調(diào)整計(jì)算有時(shí)不能1次完成,在雨雪天過后骨料表面含水量過大時(shí)要進(jìn)行第2次針對增加部分的骨料水量調(diào)整計(jì)算。

對采用普通硅酸鹽水泥,粗骨料為符合標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)顆粒級配,細(xì)骨料的含泥量不超標(biāo),水灰比為0.4～0.8,不摻外加劑的普通塑性混凝土配合比中的材料用量,經(jīng)多年的實(shí)驗(yàn)室試配和工程經(jīng)驗(yàn),有一定規(guī)律性:

(1)用水量主要與混凝土坍落度、細(xì)骨料的粗細(xì)、粗骨料的品種、粗骨料的粒徑有關(guān)。當(dāng)其他條件相同時(shí):①坍落度按10~30mm、35~50mm、55~70mm、75~90mm順序每調(diào)1檔,用水量應(yīng)增加10kg/m³左右;②細(xì)骨料按粗、中、細(xì)順序每調(diào)1檔,用水量應(yīng)增加8kg/m³左右;③碎石比卵石的用水量應(yīng)增加15kg/m³左右;④粗骨料最大粒徑按40.0mm、31.5 mm、20.0mm、16.0mm順序每調(diào)1檔,用水量應(yīng)增加12kg/m³左右。

(2)砂率主要與水灰比、細(xì)骨料的粗細(xì)、粗骨料的品種、粗骨料的粒徑有關(guān)。當(dāng)其他條件相同時(shí):①水灰比按0.4、0.5、0.6、0.7順序每調(diào)1檔,砂率應(yīng)增加3%左右;②細(xì)骨料按細(xì)、中、粗順序每調(diào)1檔,砂率應(yīng)增加2%左右;③碎石比卵石的砂率應(yīng)增加2%左右;④粗骨料最大粒徑按40mm、20mm、16mm順序每調(diào)1檔,砂率應(yīng)增加2%左右;⑤粗骨料為單粒級時(shí),砂率應(yīng)增加2%左右。

(3)單位水泥用量主要與混凝土的強(qiáng)度等級、水泥強(qiáng)度等級、坍落度、細(xì)骨料的粗細(xì)、粗骨料的粒徑、溫度有關(guān)。當(dāng)其他條件相同時(shí):①混凝土強(qiáng)度等級按C15、C20、C25、C30、C35順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加40kg/m³左右;②水泥強(qiáng)度等級按52.5、42.5、32.5順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加40kg/m³左右;③坍落度按10~30mm、35~50mm、55~70mm、75~90mm順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加20kg/m³左右;④細(xì)骨料按粗、中、細(xì)順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加15kg/m³左右;⑤粗骨料最大粒徑按40mm、20mm、16mm順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加35kg/m³左右;⑥溫度按25~35℃、15~25℃、5~15℃順序每調(diào)1檔,水泥用量應(yīng)增加20 kg/m³左右。

3結(jié)語

綜上所述,在合理確定混凝土配制強(qiáng)度的基礎(chǔ)上確定水泥強(qiáng)度、單位用水量以及適宜的砂率是配制混凝土配合比設(shè)計(jì)的核心所在?，F(xiàn)場混凝土配合比可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試配和工程經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。

4參考文獻(xiàn)

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