水工混凝土试验室配合比的转化和调整

第９卷第５期　南水北调与水利科技　Ｖｏ１．９　Ｎｏ．５　２０１１年１Ｏ月　Ｓｏｕｔｈ－ｔｏ－Ｎｏｒｔｈ　Ｗａｔｅｒ　Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　０ｃｔ．２０１１　ｄｏｉ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１２０１．２０１１．０５１３３　水工混凝土试验室配合比的转化和调整　韩玉莲　，司天鹏　，刘佩河　（１．河北省水利科学研究院，石家庄０５００５１；２．中国水利水电第十三工程局有限公司，山东德州２５３０００）　摘要：结合水利工程施工实践及试验室配比所依据的规范，根据现场砂石骨料的含水率、粒径大小、外加剂的状态等　实际情况及施工工艺、混凝土状态等因素及时对试验室配合比进行转化和调整，使试验室配比能更好的应用于工程　当中，以确保混凝土在浇筑过程中质量能得到很好的控制，保证工程顺利实施。　关键词：含水率；骨料粒径；调整；试验室配合比；施工配合比　中图分类号：ＴＵ５２８　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—１６８３（２Ｏｌ１）０５—０１３３—０３　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍｉｘｔｕｒｅ　Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＨＡＮ　Ｙｕ－ｌｉａｎ　，ＳＩ　Ｔｉａｎ－ｐｅｎｇ２，ＬＩＵ　Ｐｅｉ—ｈｅ０　（１．Ｈｅｂｅｉ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｉｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ＸＩＩＩ，Ｄｅｚｈｏｕ　２５３０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｒａｔｉｏ，ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｅｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ａｎｄ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｉｎ　ｔｉｍｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｏｎ－ｓｉｔｅ　ｓａｎｄ　ａｎｄ　ｇｒａｖｅｌ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ，ａｄｄｉ—　ｔｉｖｅｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔａｔｅ，ｔＯ　ｍａｋｅ　ｉｔ　ｂｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉ—　ｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｗｅｌｌ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｔｏ　ｇｅｔ　ｔｈｅ　ｓｍｏｏｔｈ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ；ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ；ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；１ａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　在水利工程施工中，经常会使用各种各样的混凝土配合　一定的含气量，所以含气量与水灰比同样是混凝土的重要指　比，可以说没有混凝土配合比就无法进行混凝土施工，水利　标，配合比的调整要保证混凝土的含气量在要求范围内。三　工程对配合比的使用有较严格的使用规定。从试验室给定　是施工要求。调整后的混凝土拌和物需满足施工的坍落度、　的各种试验室配合比不能直接运用到施工中，原因是试验室　和易性等要求。以上三条是混凝土施工配合比调整必须坚　配合比所用各种材料的用量为试验室标准状态下的用量，与　持的原则。　施工现场的材料状态不尽相同。同时又由于拌合量、计量精　度、原材料质量波动等原因使得试验室配合比不能直接用于　２试验室配合比产生过程　施工，必须经过施工配合比转化调整才能使用。　如果要调整施工配合比必须了解试验室配合比的产生　１施工配合比调整的原则　过程，才能准确调整施工配合比，并保证试验室配合比的各　项指标值不发生变化。根据ＳＬ３５２—２００６￣水工混凝土试验规　试验室配合比是根据混凝土特性和质量要求决定的，所　程》［　，砂、石料由已确定的水量、胶凝材料用量和砂率，根据　以施工配合比的调整首先要考虑保证试验室配合比混凝土　“绝对体积法计算”，即：　所能达到的所有性能。一是混凝土的水胶比。水胶比是决　，　一１一［‰／　＋耽　／　／　＋　］　定混凝土性能的一项最重要的指标，在实际施工中因原材料　砂子用量：巩一　，ｇｓ　１０　的变化差异，如骨料的级配、形状、超逊径，砂子的砾石含量　石子用量：ｍｇ一　，ｇ（１一ｓ　）　以及砂石的含水率等有可能使混凝土的和易性、坍落度难以　式中：　，　一每立方米混凝土中砂、石的绝对体积（ｍ３）；　一　满足施工要求，需调整配合比，但这一调整必须保证混凝土　砂子饱和面干表观密度（ｋｇ／ｍｓ）；　一石子饱和面干表观密　的水灰比不变。二是含气量。耐久性要求混凝土要保证有　度（ｋｇ／ｍａ）。　收稿日期：２０１１－０８—０３　修回日期：２０１１一Ｏ８—２５　网络出版时间：２０１１－０９—０４　网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１３．１３３４．ＴＶ．２０１１０９０４．０８２０．０２５．ｈｔｍｌ　作者简介：韩玉莲（１９６４一），女，河南长垣人，高级工程师，主要从事工程质量检测及建筑材料等方面研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａｎｙｕｌｉａｎ８８３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｉｎ．ｃｎ　｜　！　．１３３．　第９卷总第５６期・南水北调与水利科技・２０１１年第５期　通过上面公式可以看出，试验室配合比砂子石子的密度　都是以饱和面于表观密度为准的。表观密度的定义——多　数材料为多孔物质，具有与外部相通的开口孔和不通的闭　孔，将含有闭孔材料的密度称为“表观密度”。表观密度一材　根据检测实际２０￣４０　ＩＴＩ１ＴＩ碎石为干燥状态（６２２－－ｘ）ｘ　×１００　一０．５　ｚ一６１８．９０５　施工用水量应按下式计算：　一　１Ｌ％～　料的质量／（实质部分的容积＋闭孔容积）。同时还要了解材　料的几种含水状态：干燥状态——骨料含水率等于或接近于　零；气干状态——骨料含水率与大气湿度相平衡，但末达到　干燥；饱和面干状态——骨料其内部孔隙含水达到饱和而其　表面干燥；湿润状态——骨料不仅内部孔隙含水达到饱和，　而且表面还附着一部分自由水。　一式中：ｗ施一施工配合比调整后的单位体积用水量（ｋｇ）；　ｗ试一试验配合比提供单位体积用水量（　）；ｗ饱一砂、石为　饱和面干状态的吸水率；ｗ　一砂、石饱和状态后的吸水率。　调整结果见表２。　表２根据砂石骨料含水率进行调整结果　Ｔａｂｌｅ　２　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａｄｊｕｓｔ　ｔｈｅ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｓａｎｄ　ａｎｄ　ｇｒａｖｅｌ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　般混凝土配合比以干燥状态的骨料为基准，而水利工　程常以饱和面干状态的骨料为基准，这一点一定要注意。通　过饱和面干和表观密度的定义，可以理解为水工混凝土试验　室配合比中砂石材料为材料内部为含水状态并达到饱和。　饱和面干含水率以吸水率表示，将吸水率试验办法用于测定　材料吸水率，即测定以烘干重量为基准的饱和面干吸水率，　砂吸水率计算公式为：　口】一　×１００　式中：　一以干砂为基准的饱和面干吸水率（％）；Ｇｏ一饱和　面干砂样质量（ｇ）；Ｇ一烘干砂样质量（ｇ）。　碎石吸水率的计算公式为：　０＂３　－－ｍ】一—ｔＪ１×１００　－ＬＪ１　式中：　一以干砂为基准的吸水率（　）；Ｇ】一烘干试样质量　（ｇ）；Ｇ３一饱和面干试样在空气中的质量（ｇ）。　３施工配合比的调整　３．１根据材料含水率的不同进行材料用量调整　在施工配合比的调整中一般将砂石材料烘干至恒重，这　样其实已经把材料所含的饱和水一起烘干了，这与试验室的　材料状态已不一致，计算时应该只去除饱和面干状态以外的　水分（自由水）。例试验室配合比见表１。　表１试验室配比　Ｔａｂｌｅ　１　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｒａｔｉｏ　水泥粉煤灰砂子　ｚＯ　水减水剂　剂　／器。）ｚｓｅ　ｓ　ｅｓｓ　ｓｚｚ　注：试目ｅ骨料均以饱和面干骨料计算，５～２Ｏ　ｍｍ碎石吸水率为０．３６　，２０～　４０　ｍｍ碎石吸水率为０．５％，砂子吸水率为１．２　。　现场实际检测５～２Ｏ　ｎｌｉＴｌ、２０￣４０　ｍｍ碎石含水率为零，　砂子含水率为３　，施工配合比应做以下调整，水泥材料不　变，粉煤灰材料不变，砂子应去除以干砂为基准的饱和面干　吸水率１．２　Ａ，ｏ砂子实际含水率应为３　一１．２　一１．８％，此　含水率为砂料表面含水率。５～２０　ｍｍ碎石所吸水率　０．３６　的水量应添加到实际用水量当中，２０￣４０　ｍｍ碎石所　吸水率０．５　的水量应添加到实际用水量当中。计算如下：　中砂（　一６５８）／６５８×１００％一１．８　－ｚ一６６９．８４４　根据检测实际５～２０　ｍｍ碎石为干燥状态（６２２一　）／ｚ　×１００　一０．３６　ｚ：６１９．７６９　．１３４　娃　采　砂子　加　水减　剂　名称　泥灰　碎石　碎石　／（　。）２３６　７５　６５８　６２２　６２２　ｌ４ｏ　１．８６６　Ｏ．Ｏｌ８７　材料含　水质量　ｆ　｝　１１．８４４—２．２３１—３．０９５一　５１８　／　施工　配合比　２３６　７５　６６９．８４４　６１９．７６９　６１８．９０５　１３＆４８２　１．８６６　０．０１８７　３．２根据工地实际情况对其它材料进行稀释调整　同时试验室配合比中给定的引气剂的掺量为胶凝材料　的万分之零点六，实际拌合站计量系统均无法达到如此精　度，实际施工中必须进行稀释处理，施工现场是按照１００倍　稀释处理的，稀释处理后施工配合比根据用水量又进行了调　整，计算如下：　引气剂混合溶液０．０１８７×１００＝ｌ＿８７　此时的施工用水量的计算应为：　Ｗ　一Ｗ０＋Ｗ饱一Ｗ　一Ｗ外　式中：Ｖ　－￣ｂ２ＨＮ稀释过程中添加的水量。　调整结果见表３。　表３根据外加剂进行调整结果　表３　Ｂｅ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅ　材料　水粉煤　ｂ　５～２Ｏ　ｍ　２０＂￣４０　Ｈｍ，　减水　引气　名称泥灰　碎石　碎石　剂　剂　３．３砂石材料粒径变化对配合比的调整　３．３．１碎石超逊径的调整　碎石子的超径含量是指在某一粒径的石料中大于超逊　径筛孔尺寸上线的称超径颗粒，小于逊径筛孔尺寸下限的称　逊径颗粒。超径部分可视为上一级骨料，逊径部分可视为下　一级骨料，小石的逊径可视为砂。碎石超逊径发生较大变化　时，碎石比例调整会使混凝土和易性变差，坍落度不稳定。　因施工现场超逊径是在碎石干燥状态下测定，要调整其用量　需知道试验室配合比中石干燥单位立方用量。砂、石干燥立　韩玉莲等・水工混凝土试验室配合比的转化和调整　方用量应等于各自单位立方饱和面干重量除以（１＋饱和面　干吸水率）。　混凝土的含气量随引气剂剂量增加而增加，所以施工配合比　应根据现场检测混凝土的含气量适当增减引气剂的掺量，水　工混凝土含气量一般为３．５　～５．５　。　３．３．２砂中的含石量对配合比的调整　一般做配合比试验时，大都把砂中９．５　ｉｎｉｎ以上颗粒筛　４．４特殊天气　在浇筑过程中有时会遇到雨天气候，这样需对配合比进　除，再进行试配，有些试验室还把４．７５　ｍｒｎ以上的颗粒筛　除，其所出的配合比报告中的砂的用量当然就是不含这些颗　粒砂的用量了。但在实际中，有些砂确实存在着这一部分含　量。如果不考虑这个含量，按原配合比材料用量不变执行，　行随时调整，拌合站进入单盘拌合操作，不得连续拌合，这样　有利于随时调整，同时加强对各种露天材料含水率的检测频　次和现场塌落度的检测频次，在出机口可适当降低塌落度。　就等于是减少了砂用量，而增加了碎石用量，违背了原配合　比。这会导致混凝土空隙率增大，和易性降低，结构整体强　度下降。如果用人工过筛工作量之大不切合实际，应根据砂　５结语　调整混凝土施工配合比的正确与否，直接关系到混凝　中实测９．５　ｍｍ（如配比报告是筛除４．７５　ｒｎｌＴｌ以上颗粒，则　相应按４．７５　ｍｍ）以上颗粒含量，进行换算，把砂用量相应调　大，碎石用量相应调低，才能满足原配比要求　、　４其他因数可能引起的配合比调整　４．１　高浇筑环境气温　在低温条件下施工，水份蒸发、散失不大，可以不予以考　虑。但在高温条件下，如炎热夏季，高温干燥棚内施工等，水　份会大量蒸发、散失。这时，就应适当增加拌合用水量，以弥　补这一部分损失，保证混凝土的正常用水量。　４．２模板及相连结构的吸水作用　在使用非钢模板，特别是就地利用的墙体，地面来代替　模板时，会从新浇筑混凝土中吸收大量的水份，还有相连结　构的吸水作用，会引起新浇筑混凝土的接触面局部缺水，强　度降低，严重的还可能会造成质量事故隐患。因此，除提前　浇水措施外，还应在这些部位适当增加用水量。实际上在每　次浇筑前底层先铺一层同等级砂浆，可以消除因振捣作用导　致石子下沉，浆体上浮，造成底层缺浆现象，保证结构的整体　性，还能有效防止施工缝的质量通病。　４．３根据现场测定数据调整引气剂用量　目前，不少施工单位只是单纯的认为，引气剂会导致抗　压强度的损失和表面光洁度的降低，并且添加引气剂会引入　气泡，这与传统的要求正好相反当，其实这是错误的认识，适　当掺人引气剂时不会影响混凝土的其他性能，同时引气后形　成相互独立的、微小的空气泡就被引入混凝土中，这宛如滚　珠轴承的作用，将显著改善混凝土的拌和物的和易性，并减　少泌水和离析。掺引气剂能使混凝土的含气量增加３　～　６％。引气剂所引入的气泡直径为０．０２５～０．２５　ｒｎＩｎ。这种　微气孔，对于混凝土，由于气泡彼此隔离，切断毛细孔通道，　使水分不易渗入，可减缓其水分结冰膨胀的作用，提高混凝　土的抗冻性。在水泥用量不变及坍落度不变的条件下能使　混凝土的抗冻性提高３倍左右。水工混凝土中潮湿的环境　下特别是水位变化区，要求必须添加引气剂。掺引气剂能使　土的强度等级、抗冻等级、工作度等，是保证工程质量的重　要环节，所以必须认真、细致地做好这一工作。按规范要　求，在混凝土施工时，根据现场的砂、石集料的实际含水量，　将试验室配合比换算调整成施工配合比。但如果仅仅只限　制于此，而不考虑其它多变因素，一味墨守成规，反而不利　于满足混凝土性能、质量的要求，也不符合配合比设计的宗　旨。对试验室给定的配合比须进行验证试验，及时发现试验　室配合比与使用地材料的匹配程度，同时及时发现施工过程　中各种材料的细微变化并加以适当调整是保证混凝土质量　的根本所在。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　－Ｉ１］ＳＬ３５２—２００６，水工混凝土试验规程ＩＳ］．（ＳＬ３５２—２００６，ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｅｓｔ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ／－ｓ３．（ｉｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ））　［２］　崔娟，沈振中，高沥青混凝土心墙混合坝地震永久变形特性　口］．水电能源科学，２０１０，２８（１）：７３—７６．（ＣＵＩ　Ｊｕａｎ，ＳＨＥＮ　Ｚｈｅｎｚｈｏｎｇ．Ｃｈａｒａｃｔｅ　ｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｄａｍ　ｗｉｔｈ　Ａｓｐｈａｌｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏＣｒｅ　Ｗａｌｌ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ，２０１０，２８（１）：７３—　７６．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　［３］孙勇．无黏结部分预应力混凝土叠合梁受力性能的研究［Ｄ］．　北京：中国农业大学，２００５（０７）．（ＳＵＮ—Ｙｏｎｇ．Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆｌｅｘｕｒａｌ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ｌａｍｉｎａｔｅｄ　Ｂｅａｍｓ　ｗｉｔｈ　Ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ　ａｎｄ　Ｐａｒｔｌｙ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｄ］．Ｂｅｒｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ａｇｒｉｃｕｌｒｕｒａｌ　Ｕ—　ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５（Ｏ７）．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　［４］刘方超，王向东混凝土损伤参数的截面积效应试验研究［Ｊ］．水　电能源科学，２０１１，２８（５）：１０２—１０４．（ＬＩＵ　Ｆａｎｇｃｈａｏｌ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｎｇｄｏｎｇ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｉｚｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｄａｍａｇｅ　Ｐａ—　ｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｏＣｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ，２０１１，２８　（５）：１０２—１０４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　［５］冯威，张伟．基于混合模型的混凝土坝物理力学参数反演分析　ＥＪ］．水电能源科学，２０１１，２８（５）：７３—７５．ＦＥＮＧ　Ｗｅｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ．Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｄａｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｍｏｄｅｌ　Ｉ－Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ。２０１１，２８（５）：７３—７５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　释８　ｇ　．赫ｍ嘲赫　４强翻　《％　∞《蕊　１３５．