公路混凝土配合比设计依据

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1、公路混凝土配合比设计依据严格按照技术规范的相关规定，进行砼配合比设计，是保证砼施工质量的重要环节。砼有四项技术性质，即工艺性质，力学性质，砼的变形，和砼的耐久性。砼配合比设计，要按照 这四项技术性质，分别满足设计强度的要求，满足施工和易性的要求，满足耐久性的要求，以及满足经济 性的要求。 在公路工程监理实践中，发现部分工地试验室，设计砼配合比当中，存在不满足四项要求的现象。尤其突 出的是低强度等级砼配合比设计，水灰比与单位水泥用量，低于相关规范的规定。水下砼配合比设计，砂 率与单位用水量，低于相关规范的规定等等。水灰比、砂率、单位用水量，是砼配合比设计的三大参数。正确运用这三大参数，决定砼配合

2、比 设计的成败。 有的工地试验室，在低强度等级砼配合比设计中，运用给定的计算公式，所求出的水灰比较大。水灰比越 大，单位水泥用量则越小，没有对照相关规定就直接指导施工，是严重的设计错误。因为，砼结构所处环 境不同，耐久性要求对其约束也有所不同。如设计强度等级c 15的砼配合比，坍落度30mm，水泥强度等 级32.5，单位用水量189 kg/m3。按照公式计算，水灰比为0.66，水泥用量为286kg / m3，计算方法没 有错误。经过监理审核，对照JTJ 0412000公路桥涵施工技术规范表11.3.4的规定。表11.3.4 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 混凝土结构所处环境 无筋混凝土 钢筋

3、混凝土最大水灰比最小水泥用量(kg / m3)最大水灰比最小水泥用量(kg/m3)温暖地区或寒冷地区，无侵蚀物质影响，与土直接接触 0.60 250 0.55275严寒地区或使用除冰盐的桥涵 0.55 275 0.50 300受侵蚀性物质影响 0.45300 0.40 325注：本表中的水灰比，系指水与水泥(包括外掺混合材料)用量的比值。 本表中的最小水泥用量，包括外掺混合材料。当采用人工捣实混凝土时，水泥用量应增加25kg/m3。当 掺用外加剂且能有效地改善混凝土的和易性时，水泥用量可减少 25kg/m3。 严寒地区系指最冷月份平均气温W-10C且日平均温度在W5C的天数145d的地区。该结

4、构物为无筋混凝土，所处环境，限制最大水灰比不能大于0.60，该配合比的水灰比为0.66， 显然不能满足耐久性要求。有的工地试验室，在水下砼配合比设计中，砂率仅仅给定38。相对于高强度砼，砂率很高，然 而对于水下砼而言砂率则太低。由于细集料少，粗集料多，砼流动性和粘聚性较差，泌水严重，砼在运输 过程中易离析，不能满足施工和易性要求。从而在水下砼浇灌中，往往堵塞管道，造成断桩事故。砂率所 以给定错误，在于设计者没有执行有关规范的规定。依据JTJ 0412000公路桥涵施工技术规范6.5. 3水下混凝土配制 4 混凝土配合比的含砂率宜采用，水灰比宜采用 0.50.6。有试验依据时含砂率和 水灰比可酌

5、情增大或减小。经过监理审核，该水下砼配合比砂率在0.40.5范围之外，应重新试配。 要避免砼配合比设计错误，必须熟悉施工技术规范的相关规定。因此，把分散于各技术规范中，有关砼配 合比设计的条文，集中于本文中，与同行共勉。一、水下砼1、可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。 水泥的初凝时间不宜少于2.5h，水泥的强度等级不宜低于42.5。2、粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加砼配合比的含砂率。 集料的最大粒径不应大于导管内径的 1/61/8 和钢筋最小净距的 1/4，同时不应大于 40mm。3、细集料宜采用级配良好的中砂。4、砼配合比的

6、含砂率宜采用 0.40.5，水灰比宜采用0.50.6 。有试验依据时含砂率和水灰比可酌情增 大或减小。5、砼拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。 灌注时应保持足够的流动性，其塌落度宜为 190220mm。砼拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺用量可参照本规范第 11 章有关规定办理。6、每立方米水下砼的水泥用量不宜少于350kg,当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300 kg。7、水下砼技术指标：强度等级(MPa)均方差(MPa)配制强度(MPa)砂细度模数砂含泥量泥块含量云母含量碎石压碎值碎石针片状碎石含泥量碎石泥块含量小于 2.5mm

7、 的颗粒含量20 426.62.33.0W5%W2%2%W16%W25%W2%W0.5%W5%25 533.230 5382W3%W1%W15%W1%W0.7%摘自JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范P44二、C50C80高强砼1、砼抗压强度的试件以边长为 150mm 的标准尺寸立方体。2、家选择高强度水泥，可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。立窖生产的水泥须经仔细检验其化学成分后 方可使用。3、细集料宜采用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2%。4、粗集料应采用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配制的砼强度高50%以上，含泥量应 小于 1%，针片状颗粒含量应

8、小于 5%，骨料的最大粒径宜小于 25mm。5、配制高强度砼必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定，外加剂 的性能必须符合本规范第11.2.5条的规定。6、配制时宜外掺的混合料为磨细的粉煤灰、沸石粉、硅粉。混合料的技术条件应符合本规范第11.2.6条 的规定，其掺量应根据试验确定。7、高强度砼中的氯离子含量，对位于温暖或寒冷地区、无侵蚀物质影响、与土直接接触的桥梁，不应超过水泥重量的 0.2%；对于位于严寒和海水区域，受侵蚀环境，使用除冰盐的桥涵，不应超过水泥重量的 0。1%； 砼的含碱总量的限制要求同本规范第 11.3.6.条。8、水灰比宜控制在0.240.3

9、8的范围内。9、所用水泥重量不宜超过500kg/m3，水泥与混合材料的总量不超过550600 kg/m3。粉煤灰掺量不宜超 过胶结料重量的30%，沸石粉不超过10%，硅粉不宜超过810%。掺用混合材料的种类和数量，必须经试验报监理工程师批准后确定。10、高强砼的砂率宜控制在 28%34%的范围内。11、高效减水剂的掺量宜为胶结料的 0.5%1.8%。12、高强砼技术指标：强度等级(MPa)配制系数配制强度(MPa)砂细度模数砂含泥量 碎石针片状含量 碎石含泥量 碎石最大粒径C50 1.15 倍 57.5 不小于 2.6 应小于 2% 应小于 5%1% 宜小于 25mmC60 69.0C70 1

10、.12 倍 78.4C80 89.6摘自JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范P109三、小碎石砼1 小碎石砼的粗骨料可采用细卵石或碎石，最大粒径不宜大于 20mm。2、塌落度：片石砌体为5070mm,块石砌体为70100mm。3、为改善砼拌和物的和易性，可通过试验，在拌和物中掺入一定数量的减水剂或粉煤灰。摘自JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范P142四、喷射砼1、O 1喷射砼的设计强度等级不应低于C15；02竖井、重要隧道和斜井工程，喷射砼的设计强度等级不应低于C20；03喷射砼1d龄期的抗压强度不应低于1 Mpa；04钢纤维喷射砼的设计强度等级不应低于C20,其抗拉强度不应

11、低于2 Mpa抗弯强度不应低于6 M pa。2、喷射砼的体积密度可取 2200 kg/m3。3、应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰水泥，必要时，可采用特 种水泥。水泥强度等级不应低于 32.5Mpa。4、应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，干法喷射时，砂的含水率宜控制在5%7%;当采用 防粘料喷射机时，砂的含水率可为 7%10%中。应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不宜大于15mm ；当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的 石材。5、在使用速凝剂之前，应做水泥与速凝剂的相容性试验，做水泥净浆凝结效果试验，初凝不得大于5min, 终凝不得大于

12、min；在采用其它类型的的外加剂或几种外加剂复合使用时，也应做相应的性能试验和使用 效果试验。当工程需要采用外掺料时，掺量应通过试验确定，加外掺料后喷射砼必须满足设计要求。6、混合水中，不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水及P值小于4的酸性水，和含 硫酸盐按 SO4 计算超过混合用水量重量的 1%的水。7、干法喷射水泥与砂、石之重量比，宜为 1.0：4.01.0：4.5；湿送喷射水泥与砂、石之重量比，宜为 1.0：3.51.0：4.0； 水灰比宜为 0.420.50；砂率宜为 50%60%。8、干混合料宜随拌随用，无速凝剂掺入的混合料，存放时间不应超过2h，干混合料掺速凝剂后

13、，存放时 间不应超过20min。9、用于湿法喷射的混合料拌制后，应进行塌落度试验，其塌落度宜为 812cm。 12、喷射砼技术指标：强度 等级(MPa) 1d的抗压强度水泥强度等级砂细度模数水泥净浆凝结效果碎石最大粒径初凝 终凝不应低于 C15 不应低于 1MPa 不应低于 32.5 MPa 宜大于 2.5 不应大于 5min 不应大于 10min 15m m 的通过率为 100%13、喷射砼抗压强度标准试块制作方法:O1标准试块应采用从现场施工的喷射砼板件上切割成要求尺寸的方法制作。模具尺寸为长450X宽350X 高120 （cm）,其尺寸最小的一个边为敞开状。O2 标准试块制作应符合下列步

14、骤：A 在喷射作业面摘自GB50086-2001锚杆喷射砼支护技术规范P44五、泵送砼1、泵送砼应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰水泥，并不宜采用火山灰质硅酸 盐水泥。2、粗集料的最大粒径：分类 m 碎石不宜大于管径 卵石不宜大于管径泵送高度 小于 51/31/2.5501001/41/3100以上1/51/4粗骨料应采用连续级配。 针片状颗粒含量不宜大于 10%。3、泵送砼宜采用中砂，其通过0.315 筛孔的颗粒含量不应小于15%，通过0.160筛孔的含量不应小于15%。中华人民共和国交通部公路工程国内招标文件范本（2003年版）下册P208公路混凝土路面配合比设 计一

15、、对原材料的要求：3.1 水泥：特重、重交通路面宜采用旋窑道路硅酸盐水泥，也可采用旋窑硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥； 中、轻交通的道路可采用矿渣硅酸盐水泥；低温天气施工或有快通要求的路段可采用 R 型水泥，此外宜采 用普通型水泥。各交通等级路面水泥抗折强度、抗压强度应符合表 3.1.1 的规定：表 3.1.1 各交通等级路面水泥各龄期抗折强度、抗压强度交通等级 特重交通 重交通 中、轻交通龄期（d）328328328抗压强度（Mpa）,三 25.357.522.052.51642.5抗折强度（Mpa）,三 4.57.54.07.03.56.53.3 粗集料：粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石，并应符合表3.3.1 的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗盐（冻）要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料等级不低于II 级，无抗盐（冻）要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土路面及贫混凝土基层可使用使用III级粗集 料。有抗盐（冻）