浅谈普通混凝土配合比中砂率的确定方法

第１３卷　第６期　２０１３住　中　国水运　ＶｏＩ．１３　Ｎｏ．６　２０１３　６月　Ｏｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｒｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｊｕｎｅ　浅谈普通混凝土配合比中砂率的确定方法　郑　燕　（奎屯市水管所，新疆奎屯８３３２００）　摘要：混凝土配合比必须满足工程结构设计和施工对混凝土的四点要求，但是在这四点要求里耐久性是具有决定　性作用的控制条件。为了保证耐久性的要求，在原材料及水灰比固定的条件下，能使拌合物的塌落度达到规定值时　（此时拌合物具有良好的粘聚性和保水性），用水量最小的含砂率，即最佳含砂率的确定就很重要。文中结合本地区　工程实际案例，从孔隙率法、试验图像综合法确定最佳含砂率的方法。　关键词：混凝土配合比；砂浆；耐久性；砂率；塌落度　中图分类号：ＴＵ５２８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１３）０６－０３１　７—０２　混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间的比例关　系，混凝土配合比一般用每ｌｍ。混凝土中各种材料的用量表　示；或者以各种材料的比例表示（以水泥质量为１）。普通混　凝土配合比设计的任务，都要满足工程结构设计和施工对混　凝土的以下四个方面的要求，即耐久性、强度、和易性与经　济性，那么在这四个方面中，最重要的是满足耐久性要求，　钢筋混凝土中，为了提高钢筋与混凝土的粘结作用，需要增　加水泥砂浆的用量，这样就提高了含砂率。　二、试验、图像综合法　该法是拌制五组以上不同砂率的混凝土拌合物，各组用　水量及水泥用量均相同，借鉴以往试验或工程资料中的数据　计算确定一个砂率，用该数据作为中心值，分别取大于和小　于中心值的砂率各２个，砂率值每组相差２—３％。用设计要　求的塌落度值初定的单位用水量以及初定的五个砂率值计算　出五个配合比。通过试拌，测定每组塌落度值，并同时检验　其粘聚性及保水性情况。一般砂率过大时，混凝土流动性较　因为耐久性是维持混凝土机构安全、正常使用的能力。　耐久性不好的原因有多种，原材料相同的情况下，其主要　原因是原材料的品质以及混凝土的密实度，那么造成混凝土密　实度不够的原因，一是多余拌合水的蒸发，二是砂浆量的不足。　由此，可以看出，适度的砂浆量是确保混凝土耐久性的必要条　件。因此，在配合比设计中，为了保证耐久性的要求，在原材　料及水灰比固定的条件下，能使拌合物的塌落度达到规定值时　小，而砂率过小时，因砂浆不足也降低拌合物的流动性。在　试拌过程中，如果塌落度大于要求值时，那么向拌合物中添　加砂石，但是保证砂率不能改变，然后再次拌合后，再测定　其塌落度，直至符合要求为止；当所测塌落度小于要求值时，　那么保证水灰比不变向拌合物中添加水泥和水，一直到符合　规定值。然后计算调整后的配合比及各材料用量。最后，根　（此时拌合物具有良好的粘聚性和保水性），用水量最小的含　砂率，即最佳含砂率的确定就很重要。现将我所预制厂根据实　际情况使用的最佳含砂率的确定方法简介如下。　一、孔隙率法　据调整后，塌落度符合要求的单位用水量绘制砂率与混凝土　单位用水量的关系曲线。　典型曲线如下图１所示。　在混凝土拌合物中，必须由足够的水泥浆包裹砂粒表面，　并填充砂粒间的空隙。用级配良好的砂子拌制的砂浆不仅可　以节约水泥，还可以提高混凝土的密实性及强度。但是我们　在拌制过程中要求水泥砂浆将石子表面所包裹，那么石子的　粒径变大，孔隙率也相应变大，使用的水泥砂浆相应增多，　Ｗｎｎ　，水＿１　ｔ　ｋ　／ｍ　）　所增加的这部分砂浆，我们称为砂浆系数。由此，可以看出，　根据石子的孔隙率和砂浆系数这两个参数的乘积，即可保证　水泥砂浆的总用量，然后用水泥砂浆的总用量减去水和水泥　的含量系数（一般为０．１５－０．１７）得到的余数即为含砂率。　斗　Ｉ　｝　。　辛。　』Ｉ　ｎ一４～　＼　＼　／　／　／　＼／　一十…～葡　）　这种通过石子的孔隙率来确定最佳含砂率的方法，我们称之　为孔隙率法。　ｒ……十　为了确定合理的含砂率，首先需要通过试验确定石子的　空隙率，并根据试验可知，不同的石子级配，所得的石子空　图１　单位用水量与砂率关系曲线　隙率不同。一般在５￣２０ｒａｍ粒径的是在孔隙率为４５．２％左　右。其次，在构件生产中，根据混凝土的水灰比为０．５时，　在拉模式构件生产中所需的砂浆系数为１．１５左右，而在水灰　比较低的干硬性混凝土中，它的砂浆系数则在１．３左右，在　收稿１９期：２０１３—０２—１３　由上图可以看出，混凝土单位用水量与砂率关系紧密。　混凝土单位用水量的多少，是控制混凝土拌合物流动性大小　的主要因素。因此，单位用水量的确定，应根据混凝土施工　要求的塌落度以及骨料的品种、级配等因（下转第３１９页）　作者简介：郑燕（１９７７一），女，新疆奎屯市水管所水利工程师。　第６期　付　等：预制砼底板钢吊箱在泉州湾大桥承台施工中的应用　３１９　下，吊箱结构受力状态。此工况下，整个吊箱的重量通过精　轧螺纹钢使底托梁与钢护筒顶部挑梁连接，将其传递到钢护　筒上。　工况二：浇筑封底混凝土，整个吊箱及封底混凝土的重　量仍然通过精轧螺纹钢传递到顶部挑梁上，此工况控制钢吊　箱底板及吊挂系统的强度。　工况三：钢吊箱抽水，封底混凝土达到设计强度后，吊挂　系统可拆除，关闭连通器，选择较低潮位抽水。计算时考虑不　利情况选取高潮位，取封底砼与钢护筒的接触面为固结约束。　此工况控制吊箱壁体的强度以及封底混凝土的强度、握裹力。　工况四：钢吊箱浇筑承台，计算时考虑不利情况选取高　潮位，取封底砼与钢护筒的接触面为固结约束。此工况控制　吊箱壁体的强度以及封底混凝土的强度、握裹力。　工况五：墩身施工，此时拆除吊箱内部支撑，验算高潮　位时吊箱壁体强度。　２．模型计算　用有限元软件ａｎｓｙｓ对钢吊箱结构进行三维模拟分析。　采用的单元分别有：板壳单元、梁单元、杆单元、管单元及　装。经计算，混凝土底板双层配筋，实配钢筋　１２＠２３０，　实体单元。板壳单元ｓｈｅｌｌ６３，模拟吊箱壁板、预制混凝土　底板；梁单元ｂｅａｍ１８８，模拟壁体梁系、挑梁、底托梁及　分配梁；杆单元ｌｉｎｋ１０，模拟吊杆；管单元ｐｉｐｅｉ６，模拟　钢管支撑；实体单元ｓｏｌｉｄ４５，模拟封底混凝土、承台混凝　！、　、　１　。　；土。钢吊箱整体模型见图２。　。　。，　１一　：　ｊ　≯　．：　；≯　ｉ　图４预制底板配筋图　五、结语　实践证明，采用预制混凝土底板钢吊箱施工深水高桩承　台具有可行性和可操作性。其结构受力合理，工艺先进、安　全可靠、操作简单、施工进度快，节省了钢材，降低工程造　图２钢吊箱整体计算模型　价，在今后类似工程中具有一定的参考和借鉴价值。　在几个工况中，工况二钢吊箱底板的控制工况。现将预制　参考文献　混凝土底板结构单独取出，计算其在浇筑混凝土工况下的强度。　［ｉ】刘自明．桥梁深水基础【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００３．　吊杆顶部采用铰接约束，预制混凝土底板搁置在分配梁　［２】庞建军，肖建平．高桩承台钢吊箱围堰施工工艺Ｕ］．铁道建　和底部托梁上。结构模型见图３。　筑，２００６　（上接第３１７页）素选择。确定单位用水量的原则是，在达　稠，流动性减小。如砂率过小，砂浆数量不足，不能保证粗骨　到流动性的要求下，尽量选用较少的单位用水量。图中最小　料周围形成足够的砂浆层，也会降低混凝土拌合物的流动性，　单位用水量相对应的砂率Ｐｓ。最佳砂率。当用大于和小于Ｐｓ。　同时还严重影响粘聚性和保水性。采用合理砂率的原则，是在　的砂率拌合混凝土时，为达到既定塌落度需要的单位用水量　用水量机水泥用量一定的条件下，能使混凝土拌合物获得最大　均高于Ｗ　．ｍ，用这种绘制砂率与混凝土单位用水量关系曲线　的流动性，并且能保持良好的粘聚性及保水性。　求最佳含砂率的方法为曲线法。　参考文献　砂率是混凝土配合比设计中一个比较重要的，但又很难准　［１】张维国．关于混凝土配合比设计中砂率的确定Ｕ１．交通与　确选择的参数。因为砂率的大小对混凝土拌合物的流动性、粘　经济，２００３，（１）．　聚性和保水性都有影响。当砂率过大，骨料的空隙率及总表面　［２］葛文红．浅析普通水泥混凝土配合比设计中砂率的确定　积增加，在一定数量水泥浆的条件下，混凝土拌合物会显得干　山西建筑，２００９，（３４）．