彭楊利 李元福

【摘 要】設計道路混凝土配合比要考慮的主要技術指標是抗折強度。本著這樣的思想，通過對比實驗，研究分析配合比設計中幾個重要的參數(shù)，即水灰比、單位用水量及砂率對道路水泥混凝土設計的影響。

【關鍵詞】鄉(xiāng)村道路混凝土配合比設計

混凝土隨著材料科學的不斷發(fā)展，其用途也越來越廣泛，已到了跨行業(yè)、跨學科、互相滲透的非常廣泛的領域。水泥混凝土路面作為一種剛性路面，以其良好的穩(wěn)定性和耐磨性，在鄉(xiāng)村道路中逐步取代了傳統(tǒng)的柔性瀝青路面而得到廣泛應用。

雨林地區(qū)鄉(xiāng)村道路混凝土配合比設計除了要考慮常規(guī)的因素外，還必須結(jié)合其特殊的氣候條件進行調(diào)整，主要牽涉到幾個方面的內(nèi)容：一是保證混凝土硬化后的強度和耐久性；二是滿足施工工藝易于操作而又不遺留隱患的工作性；三是在符合上述兩項要求下選用合適的地方材料和計算各種材料用量；四是對上述設計的結(jié)果進行試配、調(diào)整，使之達到工程的要求。

水泥混凝土路面主要承受行車荷載，在車輛荷載的作用下，混凝土路面發(fā)生彎曲，下部承受拉應力，當混凝土拉應力無法承受上部的壓應力時，混凝土便開裂產(chǎn)生裂縫。因此增強混凝土抗彎曲性能，提高其抗折強度具有十分重要的意義。如何提高道路混凝土抗折強度？排除原材料因素和施工質(zhì)量因素，我認為，科學合理地設計混凝土配合比至關重要。普通混凝土是由水泥、水、砂、石四種材料組成的，混凝土配合比設計就是解決4種材料用量的3個比例，即水灰比、砂率、膠骨比（膠凝體與骨料的比例，通常也就是說的單位用水量）。配合比設計方面應注意以下幾個問題：1、配合比設計前的準備工作應充分；2、水灰比、砂率、單位用水量應合理；3、生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工中的控制；4、在保證質(zhì)量的前提下，應注重經(jīng)濟效益。

1、配合比設計前的準備工作應充分

在配合比設計前，設計人員要做好下列工作：

1.1、掌握設計圖紙對混凝土結(jié)構的全部要求，重點是各種強度和耐久性要求及結(jié)構件截面的大小、鋼筋布置的疏密，以考慮采用水泥品種及石子粒徑的大小等參數(shù)；

1.2、了解是否有特殊性能要求，便于決定所用水泥的品種和粗骨料粒徑的大?。?/p>

1.3、了解施工工藝，如輸送、澆筑的措施，使用機械化的程度，主要是對工作性和凝結(jié)時間的要求，便于選用外加劑及其摻量；

1.4、了解所能采購到的材料品種、質(zhì)量和供應能力。

2、水灰比、砂率、單位用水量應合理

根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ55—2000），混凝土配制參數(shù)應按式計算，但計算出來后還應合理調(diào)整。

2.1、水灰比

水灰比是影響混凝土強度的關鍵因素。理論上講，水灰比越小，混凝土強度越高。但過小的水灰比勢必會帶來較大的單位水泥用量，這不僅不經(jīng)濟，還會造成混凝土干縮變大，產(chǎn)生收縮裂縫；而且還會因水泥水化熱增加引起混凝土內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生溫度裂縫，影響混凝土質(zhì)量。

為保證混凝土富余強度和耐久性，水灰比不能過大；為節(jié)約成本，并防止混凝土產(chǎn)生收縮裂縫和溫度裂縫，水灰比也不能過小（單位水泥用量不能過大）。對一般鄉(xiāng)村道路混凝土而言，抗折強度設計值在4.0～4.5MPa間。按富余系數(shù)1.10～1.15計，當抗折強度設計值為4.0～4.5MPa時，應取水灰比0.45～0.50；大于0.50的水灰比對強度的保證率不夠。

2.2、砂率

砂率的微小變化往往會引起混凝土拌合物工作性能的較大改變。過小的砂率會使混凝土拌合物缺漿離析；過大的砂率又會使拌合物粘稠干澀，不易振實成型。這種工作性能不良的混凝土是很難保證強度要求的。我們在進行配合比設計時，通常采用JGJ55—200O規(guī)程中表4.0.2，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浮動較大的變動值，而計算所需定值的選取要借助實際配合比經(jīng)驗。根據(jù)多年的總結(jié)，西雙版納雨林地區(qū)鄉(xiāng)村道路混凝土的砂率取值在35%～40%之間變動。

2.3、單位用水量

單位用水量的選取通常參照JGJ55—2000規(guī)程中的表4.0.1—2進行，也就是說根據(jù)坍落度和石子類別及最大粒徑確定，單位用水量太少混凝土拌合物會過于粘稠，工作性差。在相同的水灰比下，隨著單位用水量的增加強度也呈下降趨勢。另外，過多的用水量在引起混凝土強度下降的同時，也因泌水貫穿的毛細孔通道影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性等。所以，在滿足混凝土工作性能的前提下，應盡量減少單位用水量。西雙版納雨林地區(qū)鄉(xiāng)村道路混凝土通常為低塑性混凝土，要求坍落度為10～30mm，因此單位用水量取160～170kg/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。

3、生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工中的控制

在生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工控制中應注意出現(xiàn)以下問題：

3.1嚴格控制混凝土施工時的用水量：在實際生產(chǎn)中，操作者為方便施工，往往追求較大的坍落度，擅自增加用水量而不管強度是否能達到要求；再加上現(xiàn)場質(zhì)檢人員的管理不到位，對水灰比缺少嚴格的控制等原因，均使混凝土實際用水量大于理論用水量，從而導致砼強度的降低。防治措施：加大質(zhì)檢抽查力度，控制操作者不得隨意增加用水量；若發(fā)現(xiàn)混凝土工作性能較差，操作者應及時向試驗員反饋實際情況，經(jīng)試驗員現(xiàn)場查找原因、分析情況后采取相應對策，并按試驗員的指令調(diào)整配合比；現(xiàn)場質(zhì)檢人員也應按規(guī)范要求經(jīng)常檢查混凝土的質(zhì)量動態(tài)信息，及時進行調(diào)整，確保混凝土按要求進行施工。

3.2調(diào)整生產(chǎn)配合比時，應準確測量生產(chǎn)現(xiàn)場砂、石的實際含水量：西雙版納雨林地區(qū)日溫差大，含水量變化明顯，應該經(jīng)常到現(xiàn)場檢查和了解，有部分試驗人員沒有按規(guī)定要求準確測量，而是采用目測法來估計砂、石的實際含水量，這樣做會導致生產(chǎn)配合比不準確。防治措施：砂、石中若含泥量超標，應在混凝土澆筑前三天沖洗完畢，并應在施工前按規(guī)范要求取樣并準確測量砂、石的實際含水量，調(diào)整施工配合比以從用水量中扣除含水量，補回砂、石量，嚴禁邊沖洗邊拌制混凝土。

3.3砂、石材料應準確計量：不少施工單位在生產(chǎn)時，第一車砂、石用磅秤一下，隨后就采用在小推車上畫線的辦法來控制重量，從而導致了砂、石材料的用量偏差。

防治措施：有條件的單位盡量采用混凝土拌和樓，利用電腦準確計量；若實在沒有，應不怕麻煩，堅持每車過磅，以控制材料用量。

4、在保證質(zhì)量的前提下，應注重經(jīng)濟效益

不少施工單位在配合比設計時純粹是為了達到設計強度，按規(guī)范要求或以往經(jīng)驗進行一組配合比設計，試配后強度達到要求就算完成了；若達不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人從材料調(diào)配、經(jīng)濟效益、混凝土工作質(zhì)量等方面綜合考慮。水泥用量過多，往往導致混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生和徐變增大，而且也相應增加了施工成本。防治措施：在規(guī)范要求允許的條件下，試驗室應配制不同的配合比，從經(jīng)濟、工作性能、質(zhì)量等方面綜合考慮擇優(yōu)選用，并應針對不同施工部位、不同評定方法給予適當調(diào)整，盡量避免凡是同一強度均使用一個配合比的做法。試驗室還應收集每次配合比及施工情況的詳細數(shù)據(jù)，并注意對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便得出本試驗室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范圍及σ數(shù)值，日積月累，就能成為一個很可觀、很寶貴的參考資料，對以后的施工將會起到不可估量的作用。當然，這些事情的實際操作是比較枯燥無味、短期效益不明顯的，應選派工作責任心較強，業(yè)務水平較高的人員去組織或收集，最重要的是單位領導應給予他們足夠的理解和支持。

參考文獻：

〔1〕JGJ55—2000普通混凝土配合比設計規(guī)程

〔2〕JTGF80/1—2004公路工程質(zhì)量檢驗評定標準

〔3〕JTGF30—2003公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范