高明磊

（江蘇中源工程管理股份有限公司， 江蘇 南京 211500）

0 引言

配重混凝土是基于常見的混凝土材料進行功能優(yōu)化和性能改善的一種新型建筑材料，這種材料干表觀密度大于2600kg/m3，通過合理的應(yīng)用可以防止建筑物部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)浮沉或者配重不均等問題。而由于密度和原材料組成不同，因此重混凝土的配合比設(shè)計與普通混凝土的配合比設(shè)計相比存在很大差異，不能單純只關(guān)注混凝土的強度和和易性。在配合比設(shè)計時，需要加入不同密度級別的骨料來調(diào)節(jié)配重混凝土的密度等級，而針對鋼箱梁兩端配重混凝土的應(yīng)用特點選取合適的配合比設(shè)計方法，例如可以采取體積法來搭配不同密度等級的重質(zhì)材料，這樣在達到了密度指標(biāo)要求的同時又保證了施工經(jīng)濟性。

1配重混凝土的配合比設(shè)計

1.1配合比的設(shè)計思路

施工單位在確定配重混凝土的配合比過程中，大多是依據(jù)材料的性能以及實際的施工要求來確定，因此配合比設(shè)計思路應(yīng)該緊緊圍繞著現(xiàn)場施工以及施工建設(shè)目的展開。具體內(nèi)容如以下幾點所示：

（1）由于當(dāng)前我國對于配重混凝土的設(shè)計密度尚不明確，所以在實際的施工過程中，沿用的是傳統(tǒng)的普通混凝土材料的配合比設(shè)計方法。同時很多施工單位針對混凝土配合比的設(shè)計公式掌握還不充分，而這也是導(dǎo)致當(dāng)前我國配重混凝土配合比缺乏科學(xué)性和可靠性的重要原因之一。

（2）骨料是影響很多的材料密度的關(guān)鍵因素之一，也就是說在混凝土材料的拌合及配合比設(shè)計過程中，對于骨料類型的選擇以及加量的多少控制效果，決定了最終的配重混凝土密度和質(zhì)量是否達到建設(shè)要求標(biāo)準(zhǔn)。目前能夠應(yīng)用于現(xiàn)代化建設(shè)施工過程的骨料類型包括：赤鐵礦、磁鐵礦、鐵砂、配重砂以及鋼段和燒結(jié)球等。但是由于建設(shè)施工項目眾多并且混凝土材料配合比的要求也非常復(fù)雜，所以現(xiàn)階段國內(nèi)骨料品種的數(shù)量以及不同密度等級的質(zhì)量，還無法實現(xiàn)對全部建設(shè)工程項目的深度滿足。另外在很多建設(shè)施工項目中，僅僅依靠對粗骨料和細(xì)骨料進行搭配和使用，往往并不能夠達到施工計劃所規(guī)定的材料密度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此施工技術(shù)人員需要通過有效的方法來制備密度較大的重混凝土材料，但是由于密度大的材料在存放和運輸?shù)倪^程中很容易產(chǎn)生離析或者大面積塌落等不良現(xiàn)象，因此需要進一步調(diào)整骨料的搭配方案以及重骨料和普通骨料的摻雜比例。通常工作人員會根據(jù)建設(shè)施工需求適當(dāng)提高高密度骨料的摻入量，并按照每立方米混凝土作為標(biāo)準(zhǔn)單位進行配合比的計算，確?；炷敛牧险w密度達到要求標(biāo)準(zhǔn)。

（3）合理控制混凝土配合比中的水泥用量，是當(dāng)前很多施工企業(yè)對于現(xiàn)場施工所提出的嚴(yán)格要求。水泥量的多少會影響到混凝土材料性能的發(fā)揮是否穩(wěn)定，而通常建設(shè)施工過程中所用到的硅酸鹽水泥，其用量應(yīng)保持在300kg/m3以上。而合理控制水泥用量則能夠確保水化熱現(xiàn)象以及混凝土建筑結(jié)構(gòu)收縮問題被有效緩解，而這也是解決大部分橋梁與道路建設(shè)工程中表面裂縫不良現(xiàn)象的重要途徑。此外，礦物摻和料也是混凝土配合比設(shè)計過程中不可忽視的一個重要因素，它對于混凝土材料粘附性和密度的增加，對于提高施工質(zhì)量起到了至關(guān)重要的影響。

（4）外加劑是針對具體建設(shè)施工項目的性能要求，對混凝土材料進行定向的性能改變和優(yōu)化的重要材料。而在重混凝土配合比設(shè)計中，所使用的外加劑應(yīng)盡可能選擇減水率大、保塑性好的高效泵送劑。除此之外，含氣量也是混凝土外加劑選擇與控制的一個重要指標(biāo)，通常情況下含氣量在1%以內(nèi)的外加劑是符合建設(shè)施工要求的。

（5）在配重混凝土攪拌的過程中，施工技術(shù)人員要嚴(yán)格控制用水量，用水量過高將會導(dǎo)致混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗壓性能以及抗裂縫性能達不到標(biāo)準(zhǔn)。同時重混凝土的密度也會隨著用水量的增加而相應(yīng)降低，這種情況如不進行有效的控制將會嚴(yán)重影響到材料性能的發(fā)揮以及工程質(zhì)量的保障，因此降低用水量的要求需要工作人員格外重視。

1.2配合比的確定

（1）重混凝土配合比設(shè)計方法。在配置重混凝土材料時，可以按照體積法對混凝土中的添加材料的類型，進行重新的設(shè)計以及更加科學(xué)的規(guī)劃。要將體積法計算公式作為添加各類材料比例的參考標(biāo)準(zhǔn)和操作基礎(chǔ)，并重點把握重骨料的配合比，同時對單位體積重混凝土中水泥、骨料、外部添加劑以及水的用量進行確定。

（2）重混凝土的試驗配合比。結(jié)合工程建設(shè)施工要求和原材料的性能以及價格標(biāo)準(zhǔn)等情況，通過精確的計算得出了配重混凝土試驗配合比的部分比例參數(shù)，例如水膠比、砂率以及外加劑摻量等。而通過進一步計算得出水泥、粉煤灰、礦粉以及水的用量之后，借助體積法計算公式得出初始試驗配合比，具體數(shù)據(jù)如表1所示。但是由于混凝土材料中骨料的類型選擇以及摻入量的設(shè)計，不僅僅影響著混凝土材料的性能與用途，同時與施工過程中材料成本的性價比以及經(jīng)濟效益有著密不可分的聯(lián)系。因此如果選用單一的粗骨料或者細(xì)骨料配置重混凝土，往往實際的工程造價要超過企業(yè)預(yù)算的范圍，所以在這種情況下可以適當(dāng)選取一些價格相對較為低廉的骨料，在不會對混凝土整體密度指標(biāo)造成較大影響的情況下適當(dāng)摻入。而新型骨料實驗配合比數(shù)據(jù)則如表2 表3 所示。

2 試驗研究

試驗研究是以實際施工過程中所需要的重混凝土配合比作為研究基礎(chǔ)，通過按照4 種不同的配合比例進行試配，最終根據(jù)試驗研究結(jié)果對比在不同配合比的前提下，探究配重混凝土的和易性和經(jīng)濟性是否符合建設(shè)施工要求。具體試配試驗結(jié)果如表4 所示。

表4 試配試驗結(jié)果

2.1 和易性對比研究

在4 種型號的配合比類型中，2 號和3 號配合比發(fā)生了不同程度的離析現(xiàn)象，同時2 號的性能改變也相對更為嚴(yán)重，由于骨料的配合比設(shè)計存在不合理之處，因此導(dǎo)致混合料的黏聚性和密度均有不同程度的下降。而1 號和4 號在配合比和易性方面已經(jīng)滿足了建設(shè)施工要求，而通過這一試驗結(jié)果的深入分析，我們可以

發(fā)現(xiàn)在配合過程中只有嚴(yán)格的控制用水量才能達到更好的性能要求。

2.2 經(jīng)濟性對比研究

經(jīng)濟性指的是施工單位通過對配合比進行設(shè)計和優(yōu)化，使配重混凝土的密度與各方面性能均達到建設(shè)施工要求標(biāo)準(zhǔn)范圍，同時又不會超出太高的密度從而維持了施工的經(jīng)濟要求。而通過和易性對比之后所選出的1 號和4 號配合比方案，其中經(jīng)濟性也存在著較大差異。1 號配合比的實際密度要比設(shè)計方案中高出很多，因此經(jīng)濟性較差，在實際施工過程中不能選擇。而在4 號配合比設(shè)計方案中由于調(diào)整了鐵砂的用量，因此使得整個重混凝土的配合比成本相對降低，所以在建設(shè)施工過程中選擇4 號配合比方案更為合適。

3 實際施工應(yīng)用

3.1 施工生產(chǎn)質(zhì)量控制的應(yīng)用

在工程施工過程中，通過應(yīng)用科學(xué)的重混凝土配合比設(shè)計方案，對工程項目中準(zhǔn)備階段的混凝土配比、攪拌以及生產(chǎn)過程進行嚴(yán)格的監(jiān)督與控制。同時現(xiàn)場施工管理人員要根據(jù)建設(shè)需求以及進度的變化，適當(dāng)向工程設(shè)計人員反饋配重混凝土配合比的實際應(yīng)用效果，以便工作人員對設(shè)計方案進行及時的調(diào)整來適應(yīng)現(xiàn)場施工的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 運輸澆筑環(huán)節(jié)的應(yīng)用

配重混凝土由于密度較大因此導(dǎo)致單位體積內(nèi)的質(zhì)量較高，而建設(shè)施工過程中往往需要進行大量的材料運輸，因此這便給運輸和澆筑環(huán)節(jié)工作帶來了很大的不便。而通過對科學(xué)的重混凝土配合比設(shè)計方案應(yīng)用，可以通過調(diào)整罐車的運輸路線和運輸方式，通過加強運輸過程中質(zhì)量檢查和材料性能維護來保障配重混凝土的實用性和經(jīng)濟性。

4 結(jié)束語

綜上所述，配重混凝土的配合比設(shè)計方案重在保障混凝土材料的密度和質(zhì)量達到建設(shè)要求標(biāo)準(zhǔn)，同時在此基礎(chǔ)上盡可能通過調(diào)整內(nèi)部原材料的成分和用量，使施工企業(yè)能夠在保障質(zhì)量和工程效果的同時提高經(jīng)濟效益。而相關(guān)工程設(shè)計人員應(yīng)積極加強對于配重混凝土配合比原理和要求的了解，通過大量的實踐和探究，提高重混凝土配合比設(shè)計在實際施工過程中的應(yīng)用效果。