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摘 要：本文以海外工程摩洛哥布里格里格河斜拉桥项目为实例，以项目施工中使用的承台混凝土为研究对象，分别运用法国DREUX法和中国规范进行了配合比设计，分析其中的差异和优劣。
关键词：配合比设计；对比；差异；分析
1前言
2007年是我国加入WTO后承诺开放国内建筑市场的第一年，很多国外的工程建筑企业涌入国内，参与国内的市场竞争，面对国外的先进技术和管理，国内建筑市场竞争压力日益增大，越来越多的国内企业将目光投向到国外市场。其中尤以非洲市场的前景最为广阔，每年需要大量资金用于基础设施建设和维护工程。中国建筑企业海外市场主要集中在非洲地区，而其中大部分在法语区，在这些地区很多采用的是法国试验规范标准，与中国的规范标准存在差异。
拉巴特绕城高速公路为摩洛哥国家重点建设项目，全长约41km，摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥为该项目的重点控制工程，全长951.66m。在该项目中混凝土配合比设计要求采用法国DREUX法进行设计，现结合摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥项目实例，以强度等级为C30的承台混凝土为依据，介绍运用DREUX法进行承台C30混凝土配合比设计的方法和过程，并与国内混凝土配合比方法得出的结果进行对比分析。
2材料分析
2.1 水泥
混凝土使用的是摩洛哥最大的水泥厂拉法基生产的普通硅酸盐水泥CPJ45，其化学成分和物理性能见表2-1和2-2。另外对水泥的运输储存温度进行了规定，水泥的进场温度不得高于70℃。水泥的各项性能指标与国内的标准有差异。
表2-1 拉法基CPJ45水泥的物理性能
表2-2 拉法基CPJ45水泥的化学成分
2.2 细骨料
根据本项目附近的资源条件，混凝土细骨料采用的是Kenitra的0-1mm沙丘砂和Bymaro的0-4mm机制砂。按质量比30%的沙丘砂和70%的机制砂混合而成的混合砂，解决了沙丘砂细度模数过小和机制砂细度模数过大的问题。两种细骨料和混合料的试验结果见表2-3。
表2-3 0-1mm沙丘砂和0-4mm機制砂以及混合料的试验结果
2.3 粗骨料
表2-4 4-16mm碎石试验结果
该斜拉桥承台混凝土采用的是Bymaro的4-16mm的玄武岩碎石，其试验结果见表2-4。其中扁平系数是用特定的扁平筛测定，与针片状颗粒含量的测定方法不同。
2.4 减水剂
该承台混凝土采用的减水剂是Sikafluid R，为深褐色液体，其推荐用量为水泥质量的0.3%-2.5%。试验结果见表2-5。
表2-5 减水剂Sikafluid R的试验结果
2.5 混凝土拌合用水
该项目所有的混凝土用水都是使用的拉巴特城市饮用水。
3 DREUX法混凝土配合比设计
DREUX法要求混凝土配合比设计及试验分三步进行，即配合比设计与试验、适应性试验和检查试验，与我国的混凝土配合比设计有很大区别。
根据法国规范CCTP-D中相关规定了，C30承台混凝土必须下列要求，水泥类型CPJ45，最小水泥用量为330kg/m3，最大水灰比0.5，坍落度10-14cm。
3.1 计算灰水比
σ28′=G·σc′（-0.5） （1）
式中：σ28′- 混凝土设计强度，计算时考虑1.15的强度保证系数，MPa；
σc′- 水泥标号，MPa；
C - 水泥用量，kg/m3
E - 用水量，kg/m3
G -骨料参数，其值依据骨料粒径和质量查表3-1确定
表3-1 骨料参数G取值表
将参数σ28′=1.15×30=34.5MPa，σc′=45MPa，取G=0.45代入式（1）中，计算得：灰水比2.20。
3.2 计算水泥和水的用量
根据计算所得的灰水比2.20和坍落度取12cm，查DREUX法水泥用量与水灰比关系图3-1，查得水泥用量为“400+添加剂”。则用水量为E=400/2.2=182kg。
图3-1 DREUX法水泥用量与水灰比关系图
这个用水量是相对于粗骨料最大粒径D=25mm 的混凝土的标准用水量，实际中使用的是D=16mm的粗骨料，为了保证混凝土相同的工作性能，用水量也应适当增加。根据表3-2调整用水量。
表3-2 DREUX法D≠25mm用水量修正表
调整后的用水量E0′=E·（1+4%）=189kg，考虑到外加剂减水率为10%，实际用水量E0=189（1-10%）=170kg。水泥用量调整为374kg。
3.3 计算粗细骨料的用量
法国标准中水泥混凝土骨料级配理论，采用的是间断级配理论， 先将所有的粗细骨料的颗粒分析结果绘制在图3-2中。图3-2为DREUX法骨料粒度分析图，横坐标为骨料粒径和与之相对应的筛孔模数，纵坐标为骨料通过百分率。
3.3.1 确定基准粒度成分线OAB
在这个粒度分析图中，确定基准粒度成分线OAB。其中0点为坐标原点、B点为最大粗骨料粒径所对应的通过率为100%的点、A 点为级配的间断点，其坐标确定方法如下：
（1）横坐标 Ax，当最大粒径D ≤20mm时，Ax=D/2；当最大粒径D>20mm时， Ax =（38+D对应的 模数）/2。混凝土采用D=16mm的碎石，故Ax=16/2=8
（2） 纵坐标Ay ，按下式（2）进行计算。
Ay =50- +K+Kp+Ks （2）
K为集料成型修正值，按表3-3内插法求得K=1 。 表3-3 K值计算表
Kp为泵送混凝土修正值，当混凝土采用泵输送方式运输时，Kp∈E5，10]，若为泵送混凝土可取中值。非泵送取Kp=0。本项目采用泵送方式，故取Kp=7.5。
Ks为细度模数修正值，当细度模数 >2.5时，Ks=6Mf-15=6×2.66-15=0.96。
所以纵坐标Ay=50-+1+7.5+0.96=55.46
连接OA、AB，得出基准粒度成分线0AB。
3.3.2 确定粗细骨料的体积比
设计的混凝土由混合砂SM和碎石组成，在图3-2中找到碎石通过率5%的点和混合砂SM通过率95%的点，过此两点做直线，得到与标准曲线OAB的交点C，C点的纵坐标为即为混合砂占骨料的绝对体积比，由图知道，C的纵坐标49.5%，所以混合砂占骨料体积49.5%，碎石占骨料体积的50.5%。
3.4 计算混凝土密实系数γ
1m3混凝土中所含的固体物质（水泥及集料）的绝对体积定义为密实系数，密实系数随骨料最大粒径D 、坍落度、振捣强度的变化而变化，如表3-4。
表3-4 DREUX法密实系数γ取值
注：1）表中系数为每方混凝土中集料与粉料（水泥）体积系数之和。
2）表中取密实系数时其集料为卵石，若集料不同时需调整：（1）河砂+碎石密实系数-0.01；（2）机制砂+碎石密实系数-0.03
根据表3-4，用内插法计算密实系数γ=0.810，在本配合比设计中密实系数γ取值0.810-0.02=0.790。
3.5 计算骨料各成分重量组成
水泥的用量374kg/m3，水泥密度2.98g/cm3，每方混凝土水泥体积Vc=374/2980=0.126m3。骨料的总体积V=γ-Vc=0.664m3。
混合砂质量=Vs=2700×0.495×0.664=887kg，其中沙丘砂占30%为266kg，机制砂占70%为621kg。
碎石质量=Vg=2780×0.505×0.664=932kg
水泥质量C=374kg；用水量E0=170kg，外加剂掺量按水泥掺量的1.5%为5.6kg。
3.6 混凝土的计算配合比
混凝土的计算配合比各材料用量为 ：
水泥：沙丘砂： 机制砂：碎石： 水：减水剂=374：266：621：932：170：5.6
至此，运用DREUX法计算混凝土理论配合比已经完成。在施工前，还要进行各成分波动试验，分别是1）砂率各增加和减少10%；2）水泥用量各增加和减少20kg；3）用水量各增加和减少10kg。当成分波动满足要求后，再进行适应性试验，以确定满足搅拌站和现场生产施工要求。
4按国内规范进行混凝土配合比计算
4.1 计算试配强度和水灰比
试配强度fcu，0≥fcu，k+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa；
水灰比W/C=αa.fb/（ fcu，0+αa. αbfb）=0.53×43.9/（38.2+0.53×0.2×43.9）=0.54
4.2 计算用水量和水泥用量
根据坍落度和碎石粒径查表得用水量为235kg，考虑到添加减水剂，实际用水量为mw0=235（1-10%）=212kg，
水泥用量mc0=212/0.54=393kg，减水剂掺量为水泥用量的1.5%=5.9kg
4.3 砂率的确定
根据细度模数查表知：砂率β=37%
4.4 用体积法计算各材料的用量
++++0.01α=1 （3）
=0.37 （4）
式中ρc、ρs、ρg、ρw分别为水泥、细骨料、粗骨料和水的表观密度，α为混凝土含气量百分数，不掺加引气剂或引气型外加剂时α取1。
代入各参数计算得到：mc=393kg；mw=212kg；ms=663kg；mg=1129；mj=5.9kg
混凝土的计算配合比得到各材料用量为 ：
水泥：沙丘砂： 机制砂：碎石： 水：减水剂=393：199：464：1129：212：5.9
5 中法配合比设计结果的对比表
通过中国规范和法国规范分别对C30的混凝土配合比进行计算，得出的结果存在差异，见表5-1。
表5-1 中法配合比设计结果对比
6 结论
通过两种方法得出的结果对比和分析，可以得出以下结论。
（1）试配强度不同，国内混凝土配合比试配强度更高，保证系数更高一些。
（2）混凝土抗压强度的试验方法不同，法国标准采用的是圆柱体试件，试件初裂后荷载立即下降，而国内的立方体试块，初裂后荷载仍能继续增加，存在虚荷载。圆柱体试块更能准确反映出试块的真实强度。
（3）法国标准中的用水量是通过图表计算而得，从而得到水泥用量。而国内标准用水量是通过经验数据查表而得。法国标准更严谨。
（4）在配合比设计过程中，法国DREUX法对骨料组成是通过分析砂和碎石的筛分曲线，用图解的方法找出最佳的成分组成，而國内标准是通过经验数据查表。两种方法对比，无疑是法国标准更科学更合理。
（5）法国DREUX法混凝土配合比设计对水泥的用量有很严格的规定，对骨料最大粒径25mm的混凝土限制了水泥的最大用量为400kg/m3，如果用到最大用量仍无法满足要求，就只能掺加添加剂或用更高品质的水泥。对控制混凝土的水化热，减少混凝土的收缩变形有其科学性。
（6）法国DREUX法混凝土配合比设计及试验分三步进行，即配合比设计与试验、适应性试验和检查试验。提出基准配合比后，对各成分波动后进行试验，确保最不利的因素下混凝土的质量。在投入生产前，进行适应性试验，确保满足生产和施工的要求。这种严谨的做法值得我们借鉴。
参考文献
[1] 乔治·德勒（法），《混凝土指南》[M]，1988.
[2] 法国标准，XP P18-545《骨料》，2008.
关键词：配合比设计；对比；差异；分析
1前言
2007年是我国加入WTO后承诺开放国内建筑市场的第一年，很多国外的工程建筑企业涌入国内，参与国内的市场竞争，面对国外的先进技术和管理，国内建筑市场竞争压力日益增大，越来越多的国内企业将目光投向到国外市场。其中尤以非洲市场的前景最为广阔，每年需要大量资金用于基础设施建设和维护工程。中国建筑企业海外市场主要集中在非洲地区，而其中大部分在法语区，在这些地区很多采用的是法国试验规范标准，与中国的规范标准存在差异。
拉巴特绕城高速公路为摩洛哥国家重点建设项目，全长约41km，摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥为该项目的重点控制工程，全长951.66m。在该项目中混凝土配合比设计要求采用法国DREUX法进行设计，现结合摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥项目实例，以强度等级为C30的承台混凝土为依据，介绍运用DREUX法进行承台C30混凝土配合比设计的方法和过程，并与国内混凝土配合比方法得出的结果进行对比分析。
2材料分析
2.1 水泥
混凝土使用的是摩洛哥最大的水泥厂拉法基生产的普通硅酸盐水泥CPJ45，其化学成分和物理性能见表2-1和2-2。另外对水泥的运输储存温度进行了规定，水泥的进场温度不得高于70℃。水泥的各项性能指标与国内的标准有差异。
表2-1 拉法基CPJ45水泥的物理性能
表2-2 拉法基CPJ45水泥的化学成分
2.2 细骨料
根据本项目附近的资源条件，混凝土细骨料采用的是Kenitra的0-1mm沙丘砂和Bymaro的0-4mm机制砂。按质量比30%的沙丘砂和70%的机制砂混合而成的混合砂，解决了沙丘砂细度模数过小和机制砂细度模数过大的问题。两种细骨料和混合料的试验结果见表2-3。
表2-3 0-1mm沙丘砂和0-4mm機制砂以及混合料的试验结果
2.3 粗骨料
表2-4 4-16mm碎石试验结果
该斜拉桥承台混凝土采用的是Bymaro的4-16mm的玄武岩碎石，其试验结果见表2-4。其中扁平系数是用特定的扁平筛测定，与针片状颗粒含量的测定方法不同。
2.4 减水剂
该承台混凝土采用的减水剂是Sikafluid R，为深褐色液体，其推荐用量为水泥质量的0.3%-2.5%。试验结果见表2-5。
表2-5 减水剂Sikafluid R的试验结果
2.5 混凝土拌合用水
该项目所有的混凝土用水都是使用的拉巴特城市饮用水。
3 DREUX法混凝土配合比设计
DREUX法要求混凝土配合比设计及试验分三步进行，即配合比设计与试验、适应性试验和检查试验，与我国的混凝土配合比设计有很大区别。
根据法国规范CCTP-D中相关规定了，C30承台混凝土必须下列要求，水泥类型CPJ45，最小水泥用量为330kg/m3，最大水灰比0.5，坍落度10-14cm。
3.1 计算灰水比
σ28′=G·σc′（-0.5） （1）
式中：σ28′- 混凝土设计强度，计算时考虑1.15的强度保证系数，MPa；
σc′- 水泥标号，MPa；
C - 水泥用量，kg/m3
E - 用水量，kg/m3
G -骨料参数，其值依据骨料粒径和质量查表3-1确定
表3-1 骨料参数G取值表
将参数σ28′=1.15×30=34.5MPa，σc′=45MPa，取G=0.45代入式（1）中，计算得：灰水比2.20。
3.2 计算水泥和水的用量
根据计算所得的灰水比2.20和坍落度取12cm，查DREUX法水泥用量与水灰比关系图3-1，查得水泥用量为“400+添加剂”。则用水量为E=400/2.2=182kg。
图3-1 DREUX法水泥用量与水灰比关系图
这个用水量是相对于粗骨料最大粒径D=25mm 的混凝土的标准用水量，实际中使用的是D=16mm的粗骨料，为了保证混凝土相同的工作性能，用水量也应适当增加。根据表3-2调整用水量。
表3-2 DREUX法D≠25mm用水量修正表
调整后的用水量E0′=E·（1+4%）=189kg，考虑到外加剂减水率为10%，实际用水量E0=189（1-10%）=170kg。水泥用量调整为374kg。
3.3 计算粗细骨料的用量
法国标准中水泥混凝土骨料级配理论，采用的是间断级配理论， 先将所有的粗细骨料的颗粒分析结果绘制在图3-2中。图3-2为DREUX法骨料粒度分析图，横坐标为骨料粒径和与之相对应的筛孔模数，纵坐标为骨料通过百分率。
3.3.1 确定基准粒度成分线OAB
在这个粒度分析图中，确定基准粒度成分线OAB。其中0点为坐标原点、B点为最大粗骨料粒径所对应的通过率为100%的点、A 点为级配的间断点，其坐标确定方法如下：
（1）横坐标 Ax，当最大粒径D ≤20mm时，Ax=D/2；当最大粒径D>20mm时， Ax =（38+D对应的 模数）/2。混凝土采用D=16mm的碎石，故Ax=16/2=8
（2） 纵坐标Ay ，按下式（2）进行计算。
Ay =50- +K+Kp+Ks （2）
K为集料成型修正值，按表3-3内插法求得K=1 。 表3-3 K值计算表
Kp为泵送混凝土修正值，当混凝土采用泵输送方式运输时，Kp∈E5，10]，若为泵送混凝土可取中值。非泵送取Kp=0。本项目采用泵送方式，故取Kp=7.5。
Ks为细度模数修正值，当细度模数 >2.5时，Ks=6Mf-15=6×2.66-15=0.96。
所以纵坐标Ay=50-+1+7.5+0.96=55.46
连接OA、AB，得出基准粒度成分线0AB。
3.3.2 确定粗细骨料的体积比
设计的混凝土由混合砂SM和碎石组成，在图3-2中找到碎石通过率5%的点和混合砂SM通过率95%的点，过此两点做直线，得到与标准曲线OAB的交点C，C点的纵坐标为即为混合砂占骨料的绝对体积比，由图知道，C的纵坐标49.5%，所以混合砂占骨料体积49.5%，碎石占骨料体积的50.5%。
3.4 计算混凝土密实系数γ
1m3混凝土中所含的固体物质（水泥及集料）的绝对体积定义为密实系数，密实系数随骨料最大粒径D 、坍落度、振捣强度的变化而变化，如表3-4。
表3-4 DREUX法密实系数γ取值
注：1）表中系数为每方混凝土中集料与粉料（水泥）体积系数之和。
2）表中取密实系数时其集料为卵石，若集料不同时需调整：（1）河砂+碎石密实系数-0.01；（2）机制砂+碎石密实系数-0.03
根据表3-4，用内插法计算密实系数γ=0.810，在本配合比设计中密实系数γ取值0.810-0.02=0.790。
3.5 计算骨料各成分重量组成
水泥的用量374kg/m3，水泥密度2.98g/cm3，每方混凝土水泥体积Vc=374/2980=0.126m3。骨料的总体积V=γ-Vc=0.664m3。
混合砂质量=Vs=2700×0.495×0.664=887kg，其中沙丘砂占30%为266kg，机制砂占70%为621kg。
碎石质量=Vg=2780×0.505×0.664=932kg
水泥质量C=374kg；用水量E0=170kg，外加剂掺量按水泥掺量的1.5%为5.6kg。
3.6 混凝土的计算配合比
混凝土的计算配合比各材料用量为 ：
水泥：沙丘砂： 机制砂：碎石： 水：减水剂=374：266：621：932：170：5.6
至此，运用DREUX法计算混凝土理论配合比已经完成。在施工前，还要进行各成分波动试验，分别是1）砂率各增加和减少10%；2）水泥用量各增加和减少20kg；3）用水量各增加和减少10kg。当成分波动满足要求后，再进行适应性试验，以确定满足搅拌站和现场生产施工要求。
4按国内规范进行混凝土配合比计算
4.1 计算试配强度和水灰比
试配强度fcu，0≥fcu，k+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa；
水灰比W/C=αa.fb/（ fcu，0+αa. αbfb）=0.53×43.9/（38.2+0.53×0.2×43.9）=0.54
4.2 计算用水量和水泥用量
根据坍落度和碎石粒径查表得用水量为235kg，考虑到添加减水剂，实际用水量为mw0=235（1-10%）=212kg，
水泥用量mc0=212/0.54=393kg，减水剂掺量为水泥用量的1.5%=5.9kg
4.3 砂率的确定
根据细度模数查表知：砂率β=37%
4.4 用体积法计算各材料的用量
++++0.01α=1 （3）
=0.37 （4）
式中ρc、ρs、ρg、ρw分别为水泥、细骨料、粗骨料和水的表观密度，α为混凝土含气量百分数，不掺加引气剂或引气型外加剂时α取1。
代入各参数计算得到：mc=393kg；mw=212kg；ms=663kg；mg=1129；mj=5.9kg
混凝土的计算配合比得到各材料用量为 ：
水泥：沙丘砂： 机制砂：碎石： 水：减水剂=393：199：464：1129：212：5.9
5 中法配合比设计结果的对比表
通过中国规范和法国规范分别对C30的混凝土配合比进行计算，得出的结果存在差异，见表5-1。
表5-1 中法配合比设计结果对比
6 结论
通过两种方法得出的结果对比和分析，可以得出以下结论。
（1）试配强度不同，国内混凝土配合比试配强度更高，保证系数更高一些。
（2）混凝土抗压强度的试验方法不同，法国标准采用的是圆柱体试件，试件初裂后荷载立即下降，而国内的立方体试块，初裂后荷载仍能继续增加，存在虚荷载。圆柱体试块更能准确反映出试块的真实强度。
（3）法国标准中的用水量是通过图表计算而得，从而得到水泥用量。而国内标准用水量是通过经验数据查表而得。法国标准更严谨。
（4）在配合比设计过程中，法国DREUX法对骨料组成是通过分析砂和碎石的筛分曲线，用图解的方法找出最佳的成分组成，而國内标准是通过经验数据查表。两种方法对比，无疑是法国标准更科学更合理。
（5）法国DREUX法混凝土配合比设计对水泥的用量有很严格的规定，对骨料最大粒径25mm的混凝土限制了水泥的最大用量为400kg/m3，如果用到最大用量仍无法满足要求，就只能掺加添加剂或用更高品质的水泥。对控制混凝土的水化热，减少混凝土的收缩变形有其科学性。
（6）法国DREUX法混凝土配合比设计及试验分三步进行，即配合比设计与试验、适应性试验和检查试验。提出基准配合比后，对各成分波动后进行试验，确保最不利的因素下混凝土的质量。在投入生产前，进行适应性试验，确保满足生产和施工的要求。这种严谨的做法值得我们借鉴。
参考文献
[1] 乔治·德勒（法），《混凝土指南》[M]，1988.
[2] 法国标准，XP P18-545《骨料》，2008.