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【摘 要】设计道路混凝土配合比要考虑的主要技术指标是抗折强度。本着这样的思想，通过对比实验，研究分析配合比设计中几个重要的参数，即水灰比、单位用水量及砂率对道路水泥混凝土设计的影响。
【关键词】乡村道路混凝土配合比设计
混凝土随着材料科学的不断发展，其用途也越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、互相渗透的非常广泛的领域。水泥混凝土路面作为一种刚性路面，以其良好的稳定性和耐磨性，在乡村道路中逐步取代了传统的柔性沥青路面而得到广泛应用。
雨林地区乡村道路混凝土配合比设计除了要考虑常规的因素外，还必须结合其特殊的气候条件进行调整，主要牵涉到几个方面的内容：一是保证混凝土硬化后的强度和耐久性；二是满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性；三是在符合上述两项要求下选用合适的地方材料和计算各种材料用量；四是对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求。
水泥混凝土路面主要承受行车荷载，在车辆荷载的作用下，混凝土路面发生弯曲，下部承受拉应力，当混凝土拉应力无法承受上部的压应力时，混凝土便开裂产生裂缝。因此增强混凝土抗弯曲性能，提高其抗折强度具有十分重要的意义。如何提高道路混凝土抗折强度？排除原材料因素和施工质量因素，我认为，科学合理地设计混凝土配合比至关重要。普通混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例，即水灰比、砂率、胶骨比（胶凝体与骨料的比例，通常也就是说的单位用水量）。配合比设计方面应注意以下几个问题：1、配合比设计前的准备工作应充分；2、水灰比、砂率、单位用水量应合理；3、生产配合比的调整及施工中的控制；4、在保证质量的前提下，应注重经济效益。
1、配合比设计前的准备工作应充分
在配合比设计前，设计人员要做好下列工作：
1.1、掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求，重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数；
1.2、了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小；
1.3、了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量；
1.4、了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。
2、水灰比、砂率、单位用水量应合理
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000），混凝土配制参数应按式计算，但计算出来后还应合理调整。
2.1、水灰比
水灰比是影响混凝土强度的关键因素。理论上讲，水灰比越小，混凝土强度越高。但过小的水灰比势必会带来较大的单位水泥用量，这不仅不经济，还会造成混凝土干缩变大，产生收缩裂缝；而且还会因水泥水化热增加引起混凝土内外温差过大，产生温度裂缝，影响混凝土质量。
为保证混凝土富余强度和耐久性，水灰比不能过大；为节约成本，并防止混凝土产生收缩裂缝和温度裂缝，水灰比也不能过小（单位水泥用量不能过大）。对一般乡村道路混凝土而言，抗折强度设计值在4.0～4.5MPa间。按富余系数1.10～1.15计，当抗折强度设计值为4.0～4.5MPa时，应取水灰比0.45～0.50；大于0.50的水灰比对强度的保证率不够。
2.2、砂率
砂率的微小变化往往会引起混凝土拌合物工作性能的较大改变。过小的砂率会使混凝土拌合物缺浆离析；过大的砂率又会使拌合物粘稠干涩，不易振实成型。这种工作性能不良的混凝土是很难保证强度要求的。我们在进行配合比设计时，通常采用JGJ55—200O规程中表4.0.2，根据水灰比、石子类别和最大粒径查表选取。表中所列砂率是一个浮动较大的变动值，而计算所需定值的选取要借助实际配合比经验。根据多年的总结，西双版纳雨林地区乡村道路混凝土的砂率取值在35%～40%之间变动。
2.3、单位用水量
单位用水量的选取通常参照JGJ55—2000规程中的表4.0.1—2进行，也就是说根据坍落度和石子类别及最大粒径确定，单位用水量太少混凝土拌合物会过于粘稠，工作性差。在相同的水灰比下，随着单位用水量的增加强度也呈下降趋势。另外，过多的用水量在引起混凝土强度下降的同时，也因泌水贯穿的毛细孔通道影响混凝土的抗渗性、抗冻性等。所以，在满足混凝土工作性能的前提下，应尽量减少单位用水量。西双版纳雨林地区乡村道路混凝土通常为低塑性混凝土，要求坍落度为10～30mm，因此单位用水量取160～170kg/m3。一般来说，卵石混凝土用水量取下限，碎石混凝土用水量取上限。
3、生产配合比的调整及施工中的控制
在生产配合比的调整及施工控制中应注意出现以下问题：
3.1严格控制混凝土施工时的用水量：在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自增加用水量而不管强度是否能达到要求；再加上现场质检人员的管理不到位，对水灰比缺少严格的控制等原因，均使混凝土实际用水量大于理论用水量，从而导致砼强度的降低。防治措施：加大质检抽查力度，控制操作者不得随意增加用水量；若发现混凝土工作性能较差，操作者应及时向试验员反馈实际情况，经试验员现场查找原因、分析情况后采取相应对策，并按试验员的指令调整配合比；现场质检人员也应按规范要求经常检查混凝土的质量动态信息，及时进行调整，确保混凝土按要求进行施工。
3.2调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量：西双版纳雨林地区日温差大，含水量变化明显，应该经常到现场检查和了解，有部分试验人员没有按规定要求准确测量，而是采用目测法来估计砂、石的实际含水量，这样做会导致生产配合比不准确。防治措施：砂、石中若含泥量超標，应在混凝土浇筑前三天冲洗完毕，并应在施工前按规范要求取样并准确测量砂、石的实际含水量，调整施工配合比以从用水量中扣除含水量，补回砂、石量，严禁边冲洗边拌制混凝土。
3.3砂、石材料应准确计量：不少施工单位在生产时，第一车砂、石用磅秤一下，随后就采用在小推车上画线的办法来控制重量，从而导致了砂、石材料的用量偏差。
防治措施：有条件的单位尽量采用混凝土拌和楼，利用电脑准确计量；若实在没有，应不怕麻烦，坚持每车过磅，以控制材料用量。
4、在保证质量的前提下，应注重经济效益
不少施工单位在配合比设计时纯粹是为了达到设计强度，按规范要求或以往经验进行一组配合比设计，试配后强度达到要求就算完成了；若达不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应增加了施工成本。防治措施：在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。试验室还应收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出本试验室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围及σ数值，日积月累，就能成为一个很可观、很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。当然，这些事情的实际操作是比较枯燥无味、短期效益不明显的，应选派工作责任心较强，业务水平较高的人员去组织或收集，最重要的是单位领导应给予他们足够的理解和支持。
参考文献：
〔1〕JGJ55—2000普通混凝土配合比设计规程
〔2〕JTGF80/1—2004公路工程质量检验评定标准
〔3〕JTGF30—2003公路水泥混凝土路面施工技术规范
【关键词】乡村道路混凝土配合比设计
混凝土随着材料科学的不断发展，其用途也越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、互相渗透的非常广泛的领域。水泥混凝土路面作为一种刚性路面，以其良好的稳定性和耐磨性，在乡村道路中逐步取代了传统的柔性沥青路面而得到广泛应用。
雨林地区乡村道路混凝土配合比设计除了要考虑常规的因素外，还必须结合其特殊的气候条件进行调整，主要牵涉到几个方面的内容：一是保证混凝土硬化后的强度和耐久性；二是满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性；三是在符合上述两项要求下选用合适的地方材料和计算各种材料用量；四是对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求。
水泥混凝土路面主要承受行车荷载，在车辆荷载的作用下，混凝土路面发生弯曲，下部承受拉应力，当混凝土拉应力无法承受上部的压应力时，混凝土便开裂产生裂缝。因此增强混凝土抗弯曲性能，提高其抗折强度具有十分重要的意义。如何提高道路混凝土抗折强度？排除原材料因素和施工质量因素，我认为，科学合理地设计混凝土配合比至关重要。普通混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例，即水灰比、砂率、胶骨比（胶凝体与骨料的比例，通常也就是说的单位用水量）。配合比设计方面应注意以下几个问题：1、配合比设计前的准备工作应充分；2、水灰比、砂率、单位用水量应合理；3、生产配合比的调整及施工中的控制；4、在保证质量的前提下，应注重经济效益。
1、配合比设计前的准备工作应充分
在配合比设计前，设计人员要做好下列工作：
1.1、掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求，重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数；
1.2、了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小；
1.3、了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量；
1.4、了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。
2、水灰比、砂率、单位用水量应合理
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000），混凝土配制参数应按式计算，但计算出来后还应合理调整。
2.1、水灰比
水灰比是影响混凝土强度的关键因素。理论上讲，水灰比越小，混凝土强度越高。但过小的水灰比势必会带来较大的单位水泥用量，这不仅不经济，还会造成混凝土干缩变大，产生收缩裂缝；而且还会因水泥水化热增加引起混凝土内外温差过大，产生温度裂缝，影响混凝土质量。
为保证混凝土富余强度和耐久性，水灰比不能过大；为节约成本，并防止混凝土产生收缩裂缝和温度裂缝，水灰比也不能过小（单位水泥用量不能过大）。对一般乡村道路混凝土而言，抗折强度设计值在4.0～4.5MPa间。按富余系数1.10～1.15计，当抗折强度设计值为4.0～4.5MPa时，应取水灰比0.45～0.50；大于0.50的水灰比对强度的保证率不够。
2.2、砂率
砂率的微小变化往往会引起混凝土拌合物工作性能的较大改变。过小的砂率会使混凝土拌合物缺浆离析；过大的砂率又会使拌合物粘稠干涩，不易振实成型。这种工作性能不良的混凝土是很难保证强度要求的。我们在进行配合比设计时，通常采用JGJ55—200O规程中表4.0.2，根据水灰比、石子类别和最大粒径查表选取。表中所列砂率是一个浮动较大的变动值，而计算所需定值的选取要借助实际配合比经验。根据多年的总结，西双版纳雨林地区乡村道路混凝土的砂率取值在35%～40%之间变动。
2.3、单位用水量
单位用水量的选取通常参照JGJ55—2000规程中的表4.0.1—2进行，也就是说根据坍落度和石子类别及最大粒径确定，单位用水量太少混凝土拌合物会过于粘稠，工作性差。在相同的水灰比下，随着单位用水量的增加强度也呈下降趋势。另外，过多的用水量在引起混凝土强度下降的同时，也因泌水贯穿的毛细孔通道影响混凝土的抗渗性、抗冻性等。所以，在满足混凝土工作性能的前提下，应尽量减少单位用水量。西双版纳雨林地区乡村道路混凝土通常为低塑性混凝土，要求坍落度为10～30mm，因此单位用水量取160～170kg/m3。一般来说，卵石混凝土用水量取下限，碎石混凝土用水量取上限。
3、生产配合比的调整及施工中的控制
在生产配合比的调整及施工控制中应注意出现以下问题：
3.1严格控制混凝土施工时的用水量：在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自增加用水量而不管强度是否能达到要求；再加上现场质检人员的管理不到位，对水灰比缺少严格的控制等原因，均使混凝土实际用水量大于理论用水量，从而导致砼强度的降低。防治措施：加大质检抽查力度，控制操作者不得随意增加用水量；若发现混凝土工作性能较差，操作者应及时向试验员反馈实际情况，经试验员现场查找原因、分析情况后采取相应对策，并按试验员的指令调整配合比；现场质检人员也应按规范要求经常检查混凝土的质量动态信息，及时进行调整，确保混凝土按要求进行施工。
3.2调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量：西双版纳雨林地区日温差大，含水量变化明显，应该经常到现场检查和了解，有部分试验人员没有按规定要求准确测量，而是采用目测法来估计砂、石的实际含水量，这样做会导致生产配合比不准确。防治措施：砂、石中若含泥量超標，应在混凝土浇筑前三天冲洗完毕，并应在施工前按规范要求取样并准确测量砂、石的实际含水量，调整施工配合比以从用水量中扣除含水量，补回砂、石量，严禁边冲洗边拌制混凝土。
3.3砂、石材料应准确计量：不少施工单位在生产时，第一车砂、石用磅秤一下，随后就采用在小推车上画线的办法来控制重量，从而导致了砂、石材料的用量偏差。
防治措施：有条件的单位尽量采用混凝土拌和楼，利用电脑准确计量；若实在没有，应不怕麻烦，坚持每车过磅，以控制材料用量。
4、在保证质量的前提下，应注重经济效益
不少施工单位在配合比设计时纯粹是为了达到设计强度，按规范要求或以往经验进行一组配合比设计，试配后强度达到要求就算完成了；若达不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应增加了施工成本。防治措施：在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。试验室还应收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出本试验室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围及σ数值，日积月累，就能成为一个很可观、很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。当然，这些事情的实际操作是比较枯燥无味、短期效益不明显的，应选派工作责任心较强，业务水平较高的人员去组织或收集，最重要的是单位领导应给予他们足够的理解和支持。
参考文献：
〔1〕JGJ55—2000普通混凝土配合比设计规程
〔2〕JTGF80/1—2004公路工程质量检验评定标准
〔3〕JTGF30—2003公路水泥混凝土路面施工技术规范