公路桥梁工程高强度混凝土配合比设计
摘要：作为基础设施，公路桥梁工程在我国的社会发展中扮演着重要的角色，不仅仅是缓解了交通压力，而且提高了人们的出行水平，做好公路桥梁工程施工尤为重要。高强混凝土作为当前工程中应用较多的材料，在提升桥梁公路质量方面具有较大的优势，如何进行高强混凝土配合比设计，科学、合理化的制定各项参数是高强混凝土设计的重点。基于此，本文首先介绍了高强混凝土在公路桥梁工程中的作用，然后结合具体工程实例，详细阐述了高强度混凝土的配合比设计，最后针对高强度混凝土配合比设计提出了几点管理控制措施以及注意事项，希望能够为今后的公路桥梁工程提供参考。
关键词：公路;桥梁工程;高强度混凝土;配合比
引言
在当前公路桥梁施工过程中，混凝土结构应用最多，其质量的优劣在一定程度上直接和工程质量挂钩。说道混凝土结构的强度等级，在公路桥梁施工过程中，应用最多的大都是C60以上的混凝土材料，这种强度等级的混凝土属于高强度混凝土，其材料的配合比设计非常重要，不能有丝毫马虎，除了常见的水、水泥、砂石等材料，外部添加剂的使用也要注意用量，只有这样，才能够更好地提高公路桥梁的施工质量，希望通过本文的介绍，可以进一步加深人们对高强混凝土的认识，更好地推动公路桥梁工程的发展。
1.高强混凝土在公路桥梁工程应用中的作用
1.1减小体积
公路桥梁工程相比较过去的混凝土结构，采用高强混凝土可以在提升混凝土强度的同时减小构件截面尺寸，以此来减下结构自身重重量，满足公路桥梁结构的质量和施工要求。使用高强度混凝土时能够最大限度的降低结构自身的重量，减小截面的构件尺寸。例如，公路桥梁施工中的一些受弯部件可以采用高强度混凝土浇筑，在满足设计要求的前提下，适当增加配筋率，减小截面高度，从而节约相关混凝土材料使用成本，满足公路桥梁施工的设计要求。
1.2延长寿命
高强混凝土由于自身强度较高，相较于传统的混凝土结构，高强度混凝土结构的寿命更长，通过延长使用寿命可以进一步提高结构整体的抗裂能力，可有效避免公路桥梁结构因长时间暴露于外部空气和水分而发生结构变形和开裂，对研究公路桥梁工程自身的耐久性具有重要意义。
2.工程实例
2.1工程概况
以具体某工程作为实例，该公路采用双向四车道公路技术标准，按照设计要求，规定时速为100km/h，路基宽度26.0m，路基宽度和桥涵宽度相同，工程荷载为公路-I，桥梁和路基的计划洪水频率为1/100。按照结构抗震设计规范，地震运动的最大加速度为0.05g，平曲线的最小半径通常为1000m。桥梁设计采用高强度等级C60混凝土建造。C60高强混凝土水泥含量高，内聚强度强，水化热大，容易发生收缩开裂。所以说，加强混凝土配合比的设计非常重要。
2.2原材料的选定
2.2.1水泥
在整个公路桥梁工程设计中，水泥料的选择至关重要。选用的材料强度方面要满足要求，水化热反应要小，具有一定的粘稠度，满足施工过程中外部添加剂的影响。基于上述考虑，本工程挑选的水泥材料型号P.052.5并采用同批次熟料，助磨剂和石膏的牌号选择主要参考表1。
2.2.2细骨料
细骨料为Ⅱ区中砂，细度为2.5-2.8。必须保留每批河沙的样品进行储存，并对样品进行比较，以确保性能符合要求。表2显示了本项目中使用的中砂的特性。
2.2.3粗骨料
选择粗砾石，连续级配从5到20毫米。碎石强度需要满足设计要求，物料干净，针状颗粒少，要求杂质少。技术指标见表3。
2.2.4粉煤灰和外加剂
粉煤灰接受FI级灰，这要求质量稳定、灰质量稳定且颜色一致。该添加剂是一种减水率高、流挂低、与水泥基材料相容性好的高性能添加剂。综合考虑各种减水剂材料的性能以及参数，本工程采用IPCA减水剂类型
2.2.5水
水是饮用水。
3.高强度混凝土配合比设计
3.1计算理论混合比
首先，水与粘合剂的比例选择为0.30以适应测试。砂比的选择与水泥泵送要求有关，并进行相应的调整。当然，使用质量法计算粗骨料和细骨料的量。
3.2混合比优化
结合本工程实际情况，配合比设计必须满足即期强度、长期性能和耐久性的要求，并充分考虑经济成本。
3.2.1确定剂量率
通过实验，选择了6组不同比例的水泥基材料，根据所需水量的比例、流动性和强度曲线的变化，确定了粉煤灰与矿粉混合料的最佳用量。表4显示了每种比例的物质含量的测试数据结果。
从表4中的数据可以看出，不同组成比例的水泥基材料在所需水的比例、浆体的流动性和砂浆的强度方面存在差异。C2水泥材料水泥含量70%，矿粉含量30%，C1所需含水量97%，浆体流动性1750mm，3d砂浆强度27.1MPa，7d砂浆强度62.7MPa。所需水量比例小，强度大，但流动性低，不方便进行泵送。因此，需要添加粉煤灰或水来调节混凝土的流动性。C3水泥材料水泥含量70%，粉煤灰含量30%，C1需水量104%，浆体流动性240mm，3d砂浆强度25.1MPa，7d砂浆强度56.4MPa。对水的要求比较高，达到104%的C1。因此，粉煤灰的用量不宜过高。
水泥净浆的流动性为210mm，砂浆强度为3d25.9MPa和7d57.6MPa。事实证明，流动性很好，对水的需求不是很大。C5的矿粉含量为10%，粉煤灰含量为20%。含水率为98%C1，浆体的流动性为200mm，砂浆强度3d25.4MPa，7d58.5MPa。可以看到C4和C5的性能差别不大。C6的水泥含量为60%，矿粉掺量20%，粉煤灰含量20%，所需水量相对于C1为99%，浆体流动性200mm，砂浆强度3d21.6MPa，7d58.2MPa，砂浆实力是在一定程度上。C7的水泥含量为60%，礦粉含量为10%，粉煤灰含量为30%，相对于C1所需的含水量为102%，浆体流动性为230mm，3d砂浆强度为20.7兆帕，7d为55.8MPa，增加了需水量，增加了流动性，但强度明显降低。最后根据以上分析确定水泥含量为64%，粉煤灰含量为12%，矿粉含量为24%。混凝土具有最高的可加工性，相对来说比较经济环保。
3.2.2确定合适的混合量
外加剂掺量混物含量为1.0%和1.1%时，坍落度损失比较高，但将掺量调整到1.2%可以最大限度地减少坍落度损失。
3.2.3确定最终的混合比例
通过分析混凝土配合比和力学性能试验数据，结合以往其他项目的高强混凝土配合比数据，确定最终配合比如表5所示。
4.高强混凝土原材料的选择与管理
4.1高强混凝土的试配
最大限度地发挥高强混凝土的性能。必须选择质量相对较高的原材料，如粉煤灰、粗细材料和混合料等，这些材料直接影响到高强混凝土的施工质量。因此，原材料的选择需要对原材料的质量进行彻底的检验，尤其是高强混凝土的粗细骨料，必须经过严格细致的验证。使用高强混凝土时，要避免高强混凝土质量受原材料质量影响的现象。
4.2高强混凝土搅拌设备的选择
高强度混凝土具有高粘度。因此，在搅拌高强混凝土时，要选择性能好的搅拌设备。此外，添加原料和添加剂的顺序必须严格按照规定的顺序，否则会影响高强混凝土的搅拌质量，增加高强混凝土径流的可能性。高强度混凝土需要更长的搅拌时间。并保证搅拌的均匀性。避免影响高强混凝土的混合质量和性能的不均匀混合。
4.3高强混凝土的浇筑和振捣
浇筑高强混凝土时，必须遵守施工方案的要求，将相关布料均匀铺设，以免影响混凝土浇筑质量。高强混凝土的浇筑厚度必须严格控制，高强混凝土路面的厚度必须控制在500mm以内。自由下落的高度不得超过2m，防止由于高强度混凝土的分散而导致的不规则性。振捣高强混凝土时，高强混凝土具有良好的流动性。因此，可以采用低频振捣器来振捣高强混凝土，并相应增加各振点之间的距离，以减少振捣所需的时间，能够显著提高高强度混凝土的均匀性和密度，振捣高强度混凝土时，严禁用振动器拉动混凝土，使混凝土表面平整，否则，高强振捣混凝土容易出现离析现象。
4.4高强混凝土的养护
施工过程中的高强混凝土。添加了高效减水剂和添加剂，它不仅可以防止混凝土中的水蒸发，还需要确保环境中的水已水合，以尽量减少干燥收缩的发生，特别是是夏季施工期，应特别注意高强混凝土的早期防水和养护，然后放置高强混凝土并振捣。高强混凝土表面必须覆盖篷布或塑料布，以防止高强混凝土中水分蒸发。冬季施工高強混凝土时，必须注意保温，防止高强度混凝土的性能受到低环境温度的影响，保证高强混凝土的强度和耐久性。
5.结语
由上可得，高强度混凝土的配合比设计对于公路桥梁施工来说非常重要，本文通过结合具体的工程实例，对高强度混凝土的配合比设计进行了具体得分析，包括材料的选取，数量的搭配等，最大程度的保证了高强度混凝土自身的质量能够满足施工要求。此外，也要求相关单位注重高强度混凝土的日常管理工作，注意各种参数的计算，提高工程质量，更好地推动公路桥梁工程的发展。
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作者：王适
摘 要：文章以广(州)乐(昌)高速公路T23合同段项目为依托，通过优化水泥混凝土配合比设计和改进施工技术，并在实际施工过程中加以应用，以提高结构物的质量。
关键词：混凝土;配合比;优化设计;技术改进
公路桥梁、隧道、涵洞作为公路施工的基本组成部分，与公路建设同步发展。随着工程的建设开展，混凝土质量好坏已成为影响工程质量的关键因素之一，所以，对混凝土配合比设计和施工技术的研究有重要意义。
基于以上考虑，针对越来越多的桥梁、隧道、涵洞工程的施工，为寻求最大的经济效益、避免质量事故以及改善混凝土施工质量，提出混凝土配合比设计及施工技术研究，并通过研究形成实用的混凝土配合比设计和施工技术工艺措施。本文以广(州)乐(昌)高速公路T23合同段项目为依托，介绍结构物混凝土配合比优化设计及施工技术的改进，以提高混凝土施工质量。
1 工程概况
广乐高速T23合同段位于英德市连江口镇，起点桩号K185+ 100，终点桩号K199+830，路线全长14.730km。本项目主要有连江口隧道1座，右线长2168m、左线长2265m，大、中桥共11座(包含互通2座)，互通匝道桥3座，通道、涵洞共30道(包含改路)等。
本项目在配合比设计及优化方面主要以甲供水泥固定不变为前提，综合经济适用及最大限度提高混凝土性能两方面因素，严格选取并控制沿线地材及外加剂质量，再以水泥及地材固定不变前提下，通过大量试验调整外加剂性能从而控制混凝土综合性能，并在施工过程中持续监控。同时施工过程中先后采用了大块钢模板、模板漆、模板布、普通钢模板加焊不锈钢板等工艺进行各项施工过程控制，改善混凝土外观。
2 原材料的选用
2.1 水泥
本项目水泥为业主甲供，水泥进场应满足国家标准GB175的有关规定。
2.2 细集料
细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂，也可选用采用专门磨机机组生产的人工砂。不宜使用山砂。在不具备可靠冲洗条件的情况下，不得使用海砂。
项目范围内不存在山砂及海砂，沿线北江砂场较多，水路及陆路运输均可，出产河砂较洁净杂质较少且基本不含云母等晶体颗粒，但因取砂位置不同细度存在一定差异，主要为中、粗砂。配制混凝土时优先选用中砂。当采用粗砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性。
细骨料的颗粒级配(累计筛余百分率)应严格控制满足规范要求。
2.3 粗集料
根据规范及实际要求，分别对石场的石口位置及选料、机械配备、加工工艺、碎石质量等环节提出了具体要求，其中要求必须进行反击破2次循环工艺，以此有效保证碎石颗粒形状及针片状颗粒含量，最大限度的提高混凝土强度。进场后骨料级配、含泥量、针片状等检测合格后方可使用。
2.4 拌合用水
拌合用水和蒸馏水(或符合国家标准的生活饮用水)进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，且初凝和终凝时间应符合水泥国家标准的规定;水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度不得低于用蒸馏水(或符合国家标准的生活饮用水)拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。
本项目出于山林地带，地表水汇集后均排入连江，水质经检测达到饮用水标准，能够满足拌合用水要求。
2.5 外加剂
外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显改善或提高混凝土耐久性能的质量稳定产品。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。
3 水泥混凝土的配合比设计
3.1 混凝土配合比的计算
混凝土配合比的计算严格按照试验检测规程进行，规范内相关内容已做详细说明，这里不再重复。
3.2 混凝土配合比的确定、调整与选定
混凝土配合比的最终确定主要分为三个步骤：根据计算结果进行配合比的试配、根据试配检测的试验结果对配合比进行调整、根据调整后的配合比进行验证，最终选定各项性能指标满足要求且经济、合理的配合比。
3.2.1 混凝土配合比的试配
(1)进行混凝土配合比试配时应采用工程中实际使用的原材料，宜于生产使用的方法相同。当试拌得出的拌合物坍落度不能直接满足要求，或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量和砂率，直到符合要求为止。然后得出混凝土强度实验用的基准配合比。
(2)混凝土强度试验时采用三个配合比，其中一个应为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05;用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。当不同水灰比的拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。
(3)制作混凝土试块强度试验试件时，应检查混凝土拌合物的坍落度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。
(4)进行混凝土强度试验试件时，每种配合比的至少应制作一组(3块)试件，标准养护到28天时试压。
3.2.2 混凝土配合比的调整
根据试验得出的混凝土强度与其相对应得水灰比(w/c)关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度(fcu.o)相应的水灰比，并按下列原理确定每立方米混凝土的材料用量。
(1)用水量(mw)应在基准配合比用水量的基础上，根据制件强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定。
(2)水泥用量(mc)应以用水量乘以选定出来的水灰比计算确定。
(3)粗骨料和细骨料用量(mg和ms)应在基准配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的水灰比进行调整后确定。
作者：林卫芬
摘要：本文阐述了铁路工程高性能混凝土配合比的设计步骤和设计依据及高性能混凝土原材料检验指标及检验方法、高性能混凝土生产质量控制和质量检验，并结合制梁生产，在蒙华铁路MHTJ-24标公安县制梁场配合比设计及制梁生产中进行了应用。
关键词：铁路工程高性能混凝土;配合比设计和施工工艺控制;应用
一、高性能混凝土配合比设计
(—)高性能混凝土配合比设计步骤
1、确定初步理论配合比设计参数
(1)配制强度和标准差
配制强度fcu，0，的确定要依据混凝土强度fcu，k与施工单位混凝土强度差σ，结合目前我国的国家标准规定来确定混凝土强度与标准差的数据。但应注意，根据《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2018)及《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)之规定，在进行水下混凝土配合比设计时，其设计强度要达到普通混凝土设计强度的1.15倍：水下混凝土的配制强度按下式确定：
fcu，0≥fcu，k×1.15+1.645σ(1.1-2)
水泥用量不宜小于350kg/m3;当掺用外加剂，掺合料时，水泥用量可减少，但不得小于350kg/m3。根据《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》(TB/T3043-2005)之规定每立方米混凝土水泥用量不宜小于400kg，混凝土胶凝材料总量不宜大于500kg。
(2)1.2水胶比W/B
①1.2.1按国家现行《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)中有关混凝土的水胶比计算公式1.2.1.1计算：
W/B﹦αa×f b/(fcu，0+αa×αb×f b)(1.2.1.1)
式中：W/B—混凝土水胶比;
αa、αb—回归系数。采用碎石时分别取0.53、0.20;采用卵石时分别取0.49、0.13
f b：胶凝材料28d胶砂抗压强度(MPa)，可实测，且试验方法按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671)执行，当胶凝材料28d胶砂抗压强度值(f b)无实测值时，可按(1.2.1.2)式计算：
f b=γfγs fce(1.2.1.2)
式中：γfγs：粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数。
fce：水泥28d胶砂抗压强度((MPa)，可实测，也可以按下式计算：
fce=γc f ce，g(1.2.1.3)
γc—水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定，当缺乏实际统计资料时，也可按规范取值;
f ce，g—水泥强度等级值(MPa)。
②1.2.2按耐久性设计要求确定。
根据计算所得到的水胶不大于耐久性的要求来确定水胶比的参数，从而可以确定最终的水胶比数值。
(3)1.3每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量mw0
①1.3.1当水胶比处于0.4～0.8之间，此时要根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)来确定相应的技术参数。
②1.3.2当水胶比小于0.4时，结合实际需要来确定流动性、粘聚性与沁水性。
掺和剂加入之后混凝土满足流动性要求的水量数据为：
mw0=m′w0(1-β)
式中mw0—掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
m′w0—未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
β—外加剂的减水率(%)。外加剂的减水率应经试验确定。
(4)1.4每立方米混凝土中外加剂用量(ma0)按下式计算：
Ma0= mb0βa
ma0—计算配合比每立方米混凝土中外加劑用量(kg/m3);
Mb0—计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3);
βa—外加剂掺量(%)，应经混凝土试验确定。
(5)1.5胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量：
①1.5.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量(mb0)按下式计算，并进行试拌调整，在拌和物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量。
mb0：计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3);
mW0：计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
W/B：水胶比。
②21.5.2每立方米混凝土的矿物掺合料用量(mf0)按下式计算：
mf0= mb0βf
mf0： 算配合比每立方米混凝土中矿物掺和料用量(kg/m3);
βf：矿物掺合料掺量(%)
(6)1.6砂率SP
①1.6.1可参考行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)
(7)1.7粗细骨料用量：
①1.7.1当采用质量法计算混凝土配合比时，粗细骨料用量应按式1.7.1计算：
式中：
mg0：计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量(kg/m3);
mg0：计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量(kg/m3);
βs：砂率(%);
Mcp：每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg)，可取2350 kg/m3～2450 kg/m3。
2、配合比设计计算
2.1高性能混凝土配合比例参数确定时，骨料处于干燥状态之下，也就是含水率小于0.5%的干燥骨料，细骨料应该使用10mm方孔筛进行筛选。混凝土配合比的确定要参考国家标准与设计方案来确定。
2.2高性能混凝土的配合比参数的确定存在较多的影响因素、试验周期比较长且工作任务比较多，所以在早期配合中应该选择正交试验方式，最终可以确定合理的配合比参数，工作效率也能够得到提升。
二、有耐久性设计要求混凝土生产质量控制
㈠、一般规定
1、施工前的准备和配合比的选定
1.1原材料进厂质量验收控制
根据《铁路混凝土工程施工质量验收标准》等相应的国家规定和设计方案来进行参数确定。
1.2、混凝土施工配合比换算
①混凝土材料在制作前，应该全面的检测砂、石含水率等参数，然后再确定最佳的配合比参数。
②混凝土生产过程中，应该充分考虑到拌和物性能与外部环境，然后考虑到砂、石含水率等参数，并且根据实际情况来确定最佳的配合比参数，从而可以提升混凝土的结构。
2、当出现下列情况时应重新进行配合比选定。
2.1原材料更换时
混凝土材料在搅拌制作的过程中，如果需要更换其中的水泥、外加剂、矿物材料等主要组成原材料的品种、规格，就要再次进行试验，确定性能符合要求之后才能进行制作，此时主要针对的是力学性能、耐久性能等方面，如果不合格则要再次调整配合比例，达到要求为止。
2.2铁路混凝土通常都是在统一搅拌站进行混合制作的，按照既定的方式来进行。混凝土集中搅拌站在正式投产之前，要按照实际情况来制定严格的管理制度、合理生产工艺以及最佳的环境保护方案，所有工作人员需持有上岗证书，所有使用到的搅拌、检测、计量等工器具都能够满足使用的需要。经过监理工程师的检查确认之后才能投入到生产中。
㈡、有耐久性设计要求的混凝土的搅拌
1、设备
搅拌设备是混凝土制作过程中主要使用的设备，目前主要有卧轴式、行星式与逆流式等几种，在加入原材料前应该使用电子计量设备来进行准确的称量，保证数据的精确度达标。原材料的称量最大偏差符合如下要求：
胶凝材料(水泥、掺合料等)±1%;
外加剂±1%;
粗、细骨料±2%;
拌合用水±1%。
2、投料顺序以及搅拌时间的要求
搅拌过程中要按照施工工艺进行投料，依次投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，充分混合均匀之后再加入水进行搅拌，制作成为砂浆之后可以加入粗骨料，直到全部搅拌均匀位置。上述所有环节需要搅拌30s以上，整个搅拌过程需要控制在2min～3min。
3、保证混凝土入模温度的措施
①冬季混凝土搅拌的过程中，应该先计算热工系数，然后经过试验确定搅拌之前水与骨料应该加热温度。
②夏季环境温度比较高的情况下进行搅拌，首先需要采取措施将水泥温度降低到40℃以下。存放粗、细骨料的位置要遮阴，然后加入温度较低的水以此来降低混和料的问题，或者是选择在清晨或者傍晚等環境温度比较低的情况下进行搅拌，从而可以确定混凝土材料温度处于合理范围内。
③如果设计方案中没有明确规定，混凝土材料的入模温度应该保持在5～30℃之间。
4、自觉执行首盘混凝土鉴定
混凝土搅拌站每日需要按照不同混凝土材料来确定合适的配合比参数，首盘混凝土在搅拌完成之后需要使用专业设备来进行温度、塌落度、含气量、水胶比等参数的检测，只有经过检测并且合格的配合比例才能正式投入生产中，否则将继续调整、检测。
㈢、有耐久性设计要求的混凝土的运输
混凝土拌和物在搅拌完成之后使用混凝土搅拌车来进行运输，通常都需要在制作完成之后的60min之内运输到施工现场中，并且需要在1/2初凝时间之前完成入泵，所有的混凝土材料都要在初凝前完成浇筑施工。对于交通不通畅和环境温度过高的情况下，应该采取措施来避免塌落度不合格的情况出现。
(四)有耐久性设计要求的混凝土的浇筑
1、混凝土浇筑现场的控制指标
入模前，对于运输到施工现场的首辆运输车内混凝土材料进行性能检测，主要就是温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等主要性能，符合要求之后才能进行施工。浇筑施工的过程中，需要间隔浇筑50m3就要进行一次抽检，每班或者每个结构部分至少需要抽检2次。
①混凝土拌和物温度：当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。
②混凝土拌和物坍落度：控制在试验室签发的混凝土配合比坍落度的±20mm范围内。
③混凝土拌和物含气量：应满足设计要求的入模含气量。
④混凝土拌和物泌水率：混凝土拌和物不得泌水。
因此，在开始施工前要按照当前的技术标准来确定不同配合比的混凝土参数，提供给质量检查人员。
2、特殊条件下的混凝土浇筑
特殊条件下的混凝土浇筑包括以下几个方面：
①夏季炎热环境下混凝土浇筑;
②大风干燥环境下混凝土浇筑;
③冬季温度过低下浇筑;
④大体积混凝土浇筑。
在进行上述特殊条件下混凝土浇筑时，必须进行专门的施工组织设计，并报质量监控部门进行审批。重点审核：配合比设计是否合理;采取的措施是否有效可行;配套设施设备是否齐全;质量保证体系是否完备。
(五)有耐久性设计要求的混凝土的振捣
1、振捣工艺的基本要求
①根据实际施工的需要可以选择拆入式振捣棒、附着式平板振捣器等设备来进行振捣施工。振捣时间需要严格控制，不能损坏模板、钢筋以及其他的预埋件。
②根据施工工艺方案来进行混凝土的振捣施工，浇筑完成之后立即开始振捣施工，不能存在漏振或者过振的情况，每个振捣位置应该以表面泛浆或者不再出现气泡为合格标准，通常都要控制在30s以下。
③应用插入式振捣棒施工的过程中，需要保证振捣棒垂直插入到振捣位置上。如果需要改变振捣棒的水平位置，此时应该先将振捣棒逐渐的拔出，然后将其移动到需要振捣的位置上，不能在混凝土结构内部进行平移。
(六)、有耐久性设计要求的混凝土的混凝土的养护
1、技术条件一般規定
①混凝土振捣施工结束之后，要及时将混凝土表面覆盖，从而可以减少暴露时间，避免水分蒸发过快而导致出现表面裂缝的问题。
②混凝土带模养护的过程中，应该采用表层包裹、浇水、喷淋水等方式来进行保护养护处理，从而可以保持表层的湿润度。
③混凝土拆模或者表层覆盖物拆除之后，需要及时对其进行蓄水、浇水与覆盖洒水等方式进行养护施工，也可以通过在表层覆盖一层具有较高水分的麻布等材料达到保湿的效果，从而可以防止表面水分蒸发过快而导致表面裂缝的存在。如果工程允许，则应该适当的延长覆盖的时间，从而可以更好的提升混凝土结构的综合性能，不会出现结构损坏的问题。
④在进行洒水养护的过程中，需要严格控制混凝土结构与水的温差，保证其不会超过15℃。
⑤混凝土养护施工的过程中也需要进行必要的保温处理，避免由于温度变化过于严重而导致其结构出现损坏的问题。养护过程中应该保证混凝土芯部与表层、表层与环境温度的温差控制在20℃以下，如果混凝土的结构较为复杂，则应该将温差控制在15℃以下。大体积混凝土需要根据工程的实际情况来选择合适的养护施工方案，严格控制内外温差，从而可以消除裂缝等病害问题。
⑥混凝土养护施工的过程中，需要选择具有代表性的结构部分来进行温度的检测，主要针对的是芯部温度、表层温度、环境温度以及空气湿度等参数，要综合考虑到所有的影响因素之后再确定合理的养护措施，以确保混凝土的结构性能达到工程的需要。
⑦昼夜平均温度低于5℃或者环境温度在-3℃以下，应该根据冬季环境的要求来进行施工。
2、梁体养护
①预制梁体混凝土可以选择使用蒸汽养护、自然养护等方式来养护。
②蒸汽养护需要经过静停、升温、恒温、降温等四个环节。静停时需要保证棚内的温度在5℃以上，需要在浇筑结束之后4h就能够进行温度的提升，但是升温速度应该保持在10℃/天以下;恒温阶段需要确保蒸汽温度在45℃以下，芯部温度在60℃以下;降温过程中，降温速度小于10℃/天。恒温养护时要综合考虑到混凝土结构强度、配合比例与环境等影响因素。
③自然养护的过程中，要将混凝土结构严密包裹，要达到设计所要求的混凝土强度之后才能进行拆模。在芯部与外表面、外表面与环境温度差在15℃以下时才能停止养护。
④如果环境温度在5℃以下，需要采取必要的保温措施。在混凝土表层中喷洒一定量的养护剂，禁止直接洒水养护。
3、梁体混凝土蒸养时的静停时间
①静停就是开始混凝土的预养护过程中，该环节主要的目的就是让混凝土结构达到初期结构强度的要求，可以通过抵抗外力或者温度应力的方式来防止混凝土结构出现损坏的问题。该阶段是必要存在的，按照施工工艺进行养护。
②梁体混凝土全部使用引气混凝土来进行施工。如果静停时间比较短，一方面会因为蒸养和温度梯度而导致水化严重的情况存在，否则将会给结构性能造成严重的影响。另一方面，引入气泡会在温度价高的情况下出现膨胀、上浮等问题，就会给混凝土结构造成巨大的损伤，也会影响其结构的耐久性与力学性能，无法满足工程的使用需要。
③因此，在施工开始之前，要结合工程的实际需要来确定混凝土的配合比参数，此时需要经过准确的试验确定，要充分的了解静停时间与混凝土材料的力学性能存在在的直接联系，且要充分考虑到施工工艺与生产周期，根据需要来制定科学合理的蒸养制度。
(七)拆模
1、拆模时强度要求
混凝土拆模时应该保证其满足设计方案的要求，如果设计中并未明确规定具体参数，就要按照如下要求来进行：
①混凝土强度达到2.5MPa以上才能开始侧模拆除施工，并且在损坏边角结构的情况下来进行模板的拆除施工。
②底模应该符合6.7.1的之后之后才能开始拆模。
2、 拆模时温度要求
①通常来说，混凝土结构的芯部与表层、表层与外部环境的温差超过20℃不能进行拆模施工。如果出现大风或者环境温度下降过快的情况下也禁止拆模。对于冬季环境温度过低的情况，在0℃以下不能拆模。夏季环境温度比较高或者空气比较干燥，此时可以进行分段拆模施工，保证边拆边盖。
②冬季环境温度过低时进行拆模，应该采取必要的保温措施，而夏季环境温度过高的情况下应该采取适当的隔热措施，避免在天气骤然变化而产生的严重的温差应力导致裂缝。混凝土拆模完成之后有可能与流动水接触，此时需要确保在与流动水接触之前进行全面的养护，且养护时间不能少于14d，整体结构的强度达到设计要求的75%以上。养护完成之后应该立即开始回填施工，同时需要确保混凝土强度达到设计要求前不能被侵蚀。
(八)施工控制注意事项
1、要严格执行验收标准，做好原材料按批次抽样送检，做好混凝土检查试件的取样、制作、拆模、编号和养护工作。
2、按验收标准规定，做好砂、石含水率测定，当采用烘干法测定砂、石含水率时，应注意将砂实测含水率降低0.5个百分点、将石实测含水率降低0.2个百分点使用。
3、遇现场砂、石原材料级配出现明显变化时，应及时取有代表性试样进行颗粒级配分析，并根据实测结果对施工配合比进行及时调整，以保证施工配合比尽可能与理论配合比相符。
4、以实测混凝土拌合物坍落度为依据，严格控制拌合用水量，一般应按照“坍落度偏小时加水减砂，坍落度偏大时减水减加砂”方法进行控制。注意在调整时应执行循序渐进的原则：以每次增减1～2㎏砂石用量去进行操作。
(九)有耐久性设计要求的混凝土施工中的检验项目及检验批次控制
1、 坍落度
混凝土材料运输到施工地点开始浇筑施工之前，需要进行塌落度参数的检测，该参数应该达到施工工艺的要求。浇筑施工的过程中需要浇筑50 m3就进行1次塌落度检测，并且需要做好塌落度数据的详细记录。
2、 含气量
混凝土入模前应该检查含气量，此时需要间隔浇筑50 m3或者每班来进行一次检测。
3、 混凝土入模温度
冬季施工环境温度比较低的情况下，混凝土的入模温度应该在5℃以上;夏季环境温度比较高的情况下，混凝土入模温度要控制在30℃以下。每班需要进行3次温度检测，并且做好数据记录。
4、 检查试件
① 每拌制100盘且不超过100m3就要进行取样一次。
② 每班工作时混凝土搅拌不足100盘，取样一次。
③ 现浇混凝土各个结构部分取样一次。
④ 每次取样需要保留一组试件，具体的留置数量要按照设计或者施工工艺要求确定。
⑤ 设计方案中明确对弹性模量数据有要求时，应该在浇筑的过程中需要随机抽取试样进行检测，对于标准养护28d应该确保其弹性模量达到设计方案规定的要求。
⑥ 混凝土耐久性能应该符合下表6.9.1中的相应规定要求。
隧道衬砌每200m应至少制作抗渗检查试件一组。抗渗试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作，其标准养护28d的抗渗等级应符合设计要求。
5、同条件养护试件
①桥梁每个结构部分都要按照设计方案中的强度等级要求来选择相同养护条件之下的试样来进行性能检测。
②如果设计方案中对于混凝土结构的弹性模量有着明确的要求，此时就要保证弹性模量达到设计方案的要求，主要是通过现场取样检测的方法来确定弹性模量参数，但是需要注意在相同养护条件下，选取试件不能少于一组。
三、高性能混凝土配合比设计在蒙华铁路MHTJ-24标公安县制梁场T梁预制中的应用实例
(一)配合比的调整与确定
根据计算配合比进行试拌，在水胶比不变的前提下，通过调整配合比其他参数使混凝土拌合物物理性能，指标坍落度、和易性均符合设计和施工要求，修正计算配合比为：
水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料：减水剂：引气剂：水=402：88：572：1215：4.90：2.45：146
(1)、以此配合比作为混凝土强度试验用的基准配合比进行试验。将水胶比按基准配合比相应增加和减少0.02，用水量不变，进行水胶比分别为0.29、0.31、0.33，砂率βs，为31%、32%、33%的三个不同配合比的混凝土进行试验。
(2)确定理论配合比
根據《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011和试拌情况及强度数据，TB/T3275-2018《铁路混凝土》>50强度等级胶凝材料最大用量500Kg/m3，水胶比0.29配合比胶凝材料用量503Kg/m3，超过规定值，故水胶比0.29配合比不满足规范要求，不作试拌。水胶比0.33配合比28天强度63.7MPa，不能达到试配强度69MPa，不符合规范要求。本着经济合理的原则，同时保证混凝土工程质量，选定水胶比为0.31的混凝土配合比，依据实测容重2434Kg/m3，校正系数为1.002，不超过假定容重计算值的2%，不做修正，通过计算最终确定配合比。
(二)每m3混凝土中碱含量、CI-含量、SO3计算;电通量试验结果统计：
1、混凝土总碱含量计算：(Kg)
混凝土总碱含量参数的确定是通过原材料复检与混凝土配合参数所确定的，其中粉煤灰是按照总碱量1/6计算的，混凝土的总含碱量在3.0Kg/m3以下，可以满足正常使用的要求。
2、混凝土中的CI-含量计算：
混凝土CI-含量确定要结合原材料复检结果与配合参数确定，并且需要保证CI-含量综合控制在胶凝材料的0.06%以下。根据该检测数据，可以得出混凝土材料内有害物质的含量是否超出标准规定的要求。
3、混凝土中的SO3含量计算：
混凝土SO3含量主要是根据原材料复检与混凝土配比参数可以确定，SO3含量之和要控制在胶凝材料总量的4.0%以下。
4、混凝土电通量试验统计：
根据《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》(TB/T3043-2005)的要求，C60T梁电通量在1000C以下，符合标准规定的要求。
5、水泥的密度为3070kg/m3，粉煤灰的密度为2410kg/m3，水的密度为1000kg/m3计算结果如下：
该配合比中水泥的体积比：402÷3070=0.131
该配合比中粉煤灰的体积比：88÷2410=0.036
该配合比中水的体积比：146÷1000=0.146
该配合比的浆体体积比为：(0.131+0.036+0.146)/1=0.313
0.313≤0.35符合要求
6、混凝土抗渗试验统计：
根据《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》(TB/T3043-2005)的要求，C60T梁梁体混凝土的抗渗等级≥P20，实测龄期28d抗渗≥P20符合要求。
(三)强度分析：
经过28d的养护之后，混凝土强度已经达到设计方案要求的122.7%，达到本次工程的施工需要，可以满足交通荷载运行的需要。在经过养护28d之后检测，其试配强度达到了设计方案中要求的107%，可以应用到实践中。
四、结语
综上所述，高性能混凝土广泛应用在铁路工程当中，要根据使用的原材料进行高性能混凝土配合比优化实际，对配合比各项指标进行检验，设计出经济合理满足设计和规范要求的配合比。同时在工程中要严格按照配合比施工，加强施工工艺的控制，确保混凝土工程实体合格，从而为施工生产服务，从而推动社会进步和经济发展。
参考文献：
[1]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB 10424-2014)[S].中国铁道出版社.2016，22-59.
[2]《铁路混凝土》(TB/T 3275-2014)[S].国家铁路局.2016：3-25.
[3]《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB 10005-2010[S].2010：6：30.
[4]《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》(TB/T 3043-2005[S]中华人民共和国铁道部.2005，2-16.
(作者单位：中铁三局集团第二工程有限公司)
作者：董建国
C30普通混凝土配合比设计
一、原材料
1、水泥：黄石华新水泥厂产堡垒牌P.O42.5水泥;
2、粉煤灰：阳逻电厂产Ⅰ级粉煤灰;
3、砂：巴河产Ⅱ区中砂;
4、碎石：侏儒檀居石料厂产5~16mm和16~31.5mm二级配碎石，掺配比例为40：60;
5、水：洁净水;
6、外加剂：上海三瑞化学有限公司产VIVID-500聚羧酸高效减水剂，掺量为胶凝材料用量的0.9%。
二、技术要求
1、坍落度： 120±20mm
2、设计强度：C30
三、配合比设计 (一)基准配合比
1、计算试配强度： fce=30+1.645×5=38.2MPa
2、计算水胶比: 水泥强度的富裕系数考虑为1.05. W/C=0.46×42.5×1.05/(38.2+0.46×0.07×42.5×1.05)=0.52 取W/C=0.50
3、选取用水量： 根据减水剂的减水率，用水量取150 kg / m3.
4、计算胶凝材料用量：
胶凝材料用量为：150/0.50=300kg/m3.
5、计算水泥用量和粉煤灰用量：
综合考虑验收标准要求和施工实际，粉煤灰掺量取为28%。 则：
水泥用量C=300×(1-28%)=216 kg/m3 粉煤灰用量F=300×28%=84 kg/m3
6、选取砂率： 砂率取38%。
7、计算砂、石用量： 假定混凝土密度为2400 kg/m3 则：
216+84+S+G+150=2400
(1) S/(S+G)=38%
(2) 综合(1)和(2)，得 砂用量S=818kg/m3
石用量G=1040kg/m3，其中：5~16mm碎石416 kg/m3， 16~31.5mm624 kg/m3
8、计算外加剂用量： 外加剂掺量为0.9% 则外加剂用量为360×0.9%=3.24kg/m3 则基准配合比为 水泥：粉煤灰：砂：石：水：减水剂=270：90：818：1040：162：3.24 (二)水胶比下调0.04,为0.41 用水量为162kg/m3 则胶凝材料用量为395 kg/m3,水泥用量为296kg/m3,粉煤灰用量为99kg/m3。砂率为44%，则砂用量为802kg/m3，石用量为1021kg/m3，外加剂用量为3.555kg/m3 配合比为：
水泥：粉煤灰：砂：石：水：减水剂=296：99：802：1021：162：3.555 (三)水胶比上浮0.04,为0.49 用水量为162 kg/m3 则胶凝材料用量为331 kg/m3,水泥用量为248kg/m3,粉煤灰用量为83kg/m3。砂率为45%，则砂用量为849kg/m3，石用量为1038kg/m3，外加剂用量为2.979 kg/m3 配合比为：
水泥：粉煤灰：砂：石：水：减水剂=248：83：849：1038：162：2.979
十、附件
(1)配合比选定报告; (2)混凝土配合比设计计算表; (3)混凝土碱含量、Cl-总含量计算书; (4)混凝土配合比抗压强度试验报告; (5)混凝土配合比抗裂性试验报告; (6)混凝土配合比电通量试验; (7)混凝土含气量试验;
(8)混凝土配合比泌水率试验报告; (9)原材料试验报告;
试验完成时间:2008年09月25日
设计编号:GHS1-0017
一、概述：
C30普通混凝土配合比主要用于广东怀集至广西贺州高速公路灵峰(桂粤界)至八步段公路桥梁工程。使用部位为桥梁墩柱、台身、盖梁、护栏、涵洞盖板、搭板等。设计所用原材料均取自工地料场。
二、设计依据：
1、JGJ55—2000《混凝土配合比设计规程》;
2、JTG E30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》;
3、JTJ041—2000《公路桥涵施工技术规范》。
4、广贺高速公路灵峰(桂粤界)至八步段设计文件。
三、工程要求：
1、强度等级：C30普通混凝土;
2、混凝土入模坍落度：140～160mm;
3、水灰比：0.40～0.55;最大水泥用量≤500 kg/m3;
4、砂率：30%～40%;
5、碎石针片状含量≤15%，最大粒径<37.5mm，含泥量≤1%;
6、砂含泥量≤3%;
四、设计步骤：
1、原材料的质量检测与选定
a、水泥：海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·O42.5水泥，各项指标均符合要求。(试验报告附后)
b、砂：南丰砂场中砂，细度模数MX=2.78，含泥量1.6%(试验报告附后);
c、石子：采用西莨石场碎石, 5~31.5mm连续级配，最大粒径31.5mm，含泥量0.8%。(试验报告附后) d、水：河水。(试验报告附后) e、外加剂：采用山西远大化工建材有限公司生产的YD—1型缓凝减水剂(水剂，浓度为30%)，最佳掺量经试验确定为水泥重量的2.0%，实际减水率18%。 2、配合比设计:
a、基准配合比设计(001-1)
①试配强度：
fcu.0= fcu.k+1.645σ=30+1.645×5=38.2 (MPa) ②计算水灰比: W/C=aa·fce/(fcu0+aa·ab·fce) =0.46×42.5/(38.2+0.46×0.07×42.5)=0.49 即取
W/C=0.49;
③计算用水量: mw0按经验选取225kg/m3，掺缓凝减水剂2.0%，减水率18%，则 mw0=225×(1-18%)=184 (kg/m3);
④计算水泥用量: mc= mw0÷W/C=184÷0.49=376 (kg/m3) 该水泥用量满足规范要求。
⑤计算砂率：βs0按经验选取38%;
⑥计算减水剂用量：mj=376×2.0%=7.52(kg/m3) ⑦砂石重量，设混凝土密度为2420kg/m3。
376+ms0+mg0+184+7.52=2420
38%=ms0/(ms0+mg0)×100% 解之得：ms0=704(kg/m3)
mg0=1148(kg/m3) ⑧初步配合比：
水泥：砂：碎石：水：减水剂
376 ： 704 ： 1148 ： 184
：
7.52
： 1.87 ： 3.05 ： 0.49 ：
0.020 试拌15L，则各档材料用量为： 材料名称
试拌用量(kg)
校正用量(kg)
水泥
5.64 无
砂
10.56 无
碎石
17.22 无
水
2.681 无
减水剂
0.1128 无
注：实际用水量从外加剂用量中折减70%的溶液水。
实测拌和物性能良好，出机坍落度165mm;30min后实测坍落度150mm;实测混凝土密度为：2430 kg/m3;计算密度=376+704+1148+184+7.52=2420 kg/m3; 则：∣2430-2420∣/2420=0.4%<2%; 根据JGJ55—2000《混凝土配合比设计规程》，当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值与计算值的比值不超过2%时，该配合比可不做调整。 则基准配合比确定为(编号为001-1)： 水泥：砂：碎石：水：减水剂
376 ： 704 ： 1148 ： 184
：
7.52 1
： 1.87 ： 3.05 ： 0.49 ：
0.020 水灰比W/C=0.49，砂率βs0=38%;
b、调整配合比(001-2)水灰比减少0.05，砂率减少1%，则 ①水灰比：W1/C1=W/C-0.05=0.49-0.05=0.44 ②砂率:βs1=38%-1%=37% ③用水量: mw0=184(kg/m3)
④计算水泥用量: mc= mw0÷W/C=184÷0.44=418(kg/m3) 该水泥用量满足规范要求;
⑤计算减水剂用量：mj=418×2.0%=8.36(kg/m3) ⑥计算砂石重量，设混凝土密度为2420kg/m3。
418+ms0+mg0+184+8.36=2420
37%=ms0/(ms0+mg0)×100% 解之得：ms0=670(kg/m3)
mg0=1140(kg/m3) ⑦初步配合比：
水泥：砂：碎石：水：减水剂
418 ： 670 ： 1140 ： 184
：
8.36
： 1.60 ： 2.73 ： 0.44 ：
0.020
c、调整配合比(001-3)水灰比增加0.05，砂率增加1%，则 ①水灰比：W2/C2=W/C+0.05=0.49+0.05=0.54 ②砂率:βs2=38%+1%=39% ③用水量: mw2=184(kg/m3) ④计算水泥用量: mc1= mw2÷W2/C2=184÷0.54=341(kg/m3) 该水泥用量满足规范要求。
⑤计算减水剂用量：mj=341×2.0%=6.82(kg/m3) ⑥计算砂石重量，设混凝土密度为2420kg/m3。
341+ms0+mg0+184+6.82=2420
39%=ms0/(ms0+mg0)×100% 解之得：ms0=736(kg/m3)
mg0=1152(kg/m3) ⑦初步配合比： 水泥：砂：碎石：水：减水剂
341 ： 736 ： 1152 ： 184
： 6.82
： 2.16 ： 3.38 ： 0.54 ：
0.020 d、试拌校正(均按25L试拌，并已扣除外加剂中70%的溶液水) 设计编号 材料名称
001—1
001—2
001—3
称量
实际用量
称量
实际用量
称量
实际用量
水泥(kg)
9.40 9.40
10.45
10.45 8.53 8.53
砂(kg)
17.60
17.60
16.75
16.75
18.40
18.40
碎石(kg)
28.70
28.70
28.75
28.75
28.80
28.80
水(kg)(kg)
4.468
4.468
4.454
4.454
4.481
4.481 减水剂(kg)
0.188
0.188
0.209
0.209
0.1705
0.1705
实测坍落度(mm)
165 150 170
实测混凝土密度(kg/m3)
2430
2415
2430
设计混凝土密度(kg/m3)
2420
2420
2420
根据JGJ55—2000《混凝土配合比设计规程》，当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值与计算值的比值不超过2%时，该配合比可不做调整。
六、确定理论配合比: 设计 编号
试配 强度 (MPa)
水 灰 比
水泥 用量
(kg/m3)
坍 落 度
(mm)
配合比
7d 抗压 强度 (MPa)
28d 抗压
强度(MPa)
001—1 38.2 0.49 376 165
376：704：1148：184：7.52 34.0 39.2
001—2 38.2 0.49 418 150
418：670：1140：184：8.36 38.4 43.6
001—3 38.2 0.49 341 170
341：736：1152：184：6.82 28.8 36.1
微膨胀混凝土配合比：(强度：C30)强度C30每立方混凝土材料用量： 水泥：砂：碎石：水：UEA膨胀剂
376 ： 704 ： 1148 ： 184
：37.8～40kg
配合比： 1
： 1.87 ： 3.05 ： 0.49 ：
0.1 水灰比W/C=0.49，砂率βs0=38%; 微膨胀混凝土配合比：(强度：C40) 强度C40每立方混凝土材料用量：
水泥：水：砂：碎石: UEA膨胀剂 432 ：168 ：558 ：1242
kg/m3 10 : 3.9 : 12.9 : 28.8:
37.6～39kg 1 : 0.39 ：1.29 : 2.88 : 0.1 水灰比W/C=0.49，砂率βs0=38%;
注：灌缝前必须先扩深相邻附近处原切割缝 严格控制水灰比
材料要求：生活用水;中粗砂(含泥量不超3%);42.5普通硅酸盐水泥;有效外加剂。 二〇一四年六月一日星期日
一、 工程名称
中铁三局集团大西铁路客运专线站前施工-七标段桥梁桩基，施工里程范围DK468+927.6～DK477+356.46
二、 配合比设计要求
1、设计年限：100年
2、环境等级：T1
3、强度等级：C30混凝土
4、水灰比胶凝材料限值：最大水胶比为0.55，胶凝材料用量为280～400kg/m3
5、主要技术性能指标：
⑴工作性能：混凝土生产采用集中搅拌，罐车运输。混凝土要求和易性好，流动性好，混凝土不泌水，坍落度180-220mm。 ⑵力学性能：满足C30混凝土力学性能指标要求。
⑶耐久性能：满足《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》中的要求。
三、 配合比设计依据
1、《普通混凝土配合比设计规程》
2、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》
3、《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》
4、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》
5、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》
四、配合比所用原材料选用情况
1、水泥：采用山西新绛威顿水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，试验方法《水泥标准稠度、凝结时间、安定性检验方》GB/T1346-2001，《水泥比表面积测定方法》GB/T8074-2008，其各种指标均符合《铁路混凝土工程式施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
2、粉煤灰：采用山西晋阳粉煤灰有限公司的Ⅱ级粉煤灰，试验方法采用《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005进行，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
3、矿渣粉：采用曲沃县旭东建材有限公司生产的高炉矿渣粉，试验依据《用民于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
4、细骨料：采用霍州市鸿达砂厂河砂，细度模数2.6，试验依据《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》JGJ52-2006，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程式施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
5、粗骨料：采用李岗石料厂，颗粒级配符合《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》JGJ52-2006，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程式施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
6、外加剂：选用山西黄腾化工有限公司聚羧酸高性能减水剂，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程式施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
7、水：采用关口村拌合站井水，试验依据《混凝土拌和用水标》JGJ63-2006，所检各项指标均符合《铁路混凝土工程式施工质量验收补充标准》混凝土分项工程原材料标准局部修订条文(铁建设【2009】152)
呼伦贝尔省际通道建设项目
试
验
报
告
委托单位：佳木斯市路桥工程有限公司省际通道新扎段第01合同段
报告编号： XZTJ010330004
试验日期：2003-8-26
合 同 号： XZTJ01
通知日期：2003-9-2
试 验 号： —53
C30水泥混凝土配合比设计
一、 设计资料及依据：
1、 设计强度：ƒcu,k=30MPa
2、 设计用途：桥耳背墙等。
3、 设计坍落度：H=5-7cm
4、 《招标文件》、《公路工程集料试验规程》、《公路工程水泥混凝土试验规程》、《普通硅酸盐水泥配合比设计规程》等。
二、 原材料：
1、水泥：黑龙江省北疆集团龙江集团龙江水泥有限公司产“北江”牌 P.O325级普通硅酸盐水泥。
2、细集料：采用苇莲河砂场产中砂。
3、粗集料：采用规格为 5-31.5mm和20-40mm碎石。
4、水：采用洁净的饮用水。
三、 配合比设计
1、 确定混凝土的试配强度ƒcu,0 由于无该单位历年混凝土施工统计资料，强度标准差σ取5.0Mpa，试配强度 ƒcu,0= ƒcu,k +1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa。
试验：
计算：
复核：
试验室主任：
1
呼伦贝尔省际通道建设项目
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委托单位：佳木斯市路桥工程有限公司省际通道新扎段第01合同段
报告编号： XZTJ010330004
试验日期：2003-8-26
合 同 号： XZTJ01
通知日期：2003-9-2
试 验 号： —53
2、 计算水灰比(W/C)
(1)、按已确定试配强度计算水灰比： ƒcu,0=Aƒce*(C/W-B) [W/C] =A*ƒce/( ƒcu,0+AB*ƒce) ƒce =γc*ƒce,k=1.13×32.5=36.7MPa A=0.46
B=0.07 [W/C] =0.46×36.7/(38.2+0.46×0.07×36.7)=0.43
(2)按耐久性校核水灰比：按强度计算水灰比0.43，综合考虑采用水灰比为0.44。
3、 确定单位用水量mwo
1) 为满足施工要求，坍落度宜为50~70mm，取坍落度H=60mm。
2) 初步确定单位用水量 : 由坍落度及碎石最大粒径查表得mwo=185Kg/m3
4、 确定单位用灰量：
mco=mwo/(W/C)=185/0.44=420Kg/m3
5、 确定砂率βs
根据规范和施工经验，取砂率 βs=35%
试验：
计算：
复核：
试验室主任：
呼伦贝尔省际通道建设项目
试
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委托单位：佳木斯市路桥工程有限公司省际通道新扎段第01合同段
报告编号： XZTJ010330004
试验日期：2003-8-26
合 同 号： XZTJ01
通知日期：2003-9-2
试 验 号： —53
6、 确定粗、细集料用量mgo ，mso
采用质量法，选砼拌和物的假定湿表观密度ρh=2400kg/m
3 mc0+mw0+ms0+mg0=2400 ms0/(ms0+mg0) =0.35 得：
ms0=628Kg/m3
mg0=1167Kg/m3
7、 确定配合比：
根据级配要求，5-31.5cm和2-4 cm两种规格的碎石分别占40%、60%比例，则
水泥
：
砂子
：
碎石
： 水
W/C=0.44
420
：
628
：
1167
：
185
：
1.50
：
2.78
：
0.44
将水灰比0.44上下各调0.05求得0.39和0.49两组
水灰比根据
4、
5、
6、计算步骤，得出配合比为：
水泥
：
砂子
：
碎石
： 水
W/C=0.39
474
：
609
：
1132
：
185
：
1.28
：
2.39
：
0.39
试验：
计算：
复核：
试验室主任：
呼伦贝尔省际通道建设项目
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委托单位：佳木斯市路桥工程有限公司省际通道新扎段第01合同段
报告编号： XZTJ010330004
试验日期：2003-8-26
合 同 号： XZTJ01
通知日期：2003-9-2
试 验 号： —53
水泥
：
砂子
：
碎石
：
水
W/C=0.49 378
：
643
：
1194
： 185
：
1.70
：
3.16
：
0.49
8、 根据上述三组配合比进行试拌，测得坍落度均在设计坍落度范围内，且和易性好，用15*15*15的标准试模进行制件，测其7天和28天抗压强度，最终确定配合比。
9、 从强度结果看，建议采用水灰比为0.44这组配合比进行现场施工。
试验：
计算：
复核：
试验室主任：
C30
水：175kg水泥：461kg 砂：512kg 石子：1252kg 配合比为：0.38:1:1.11:2.72 .
普通混凝土配合比计算书
依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)(J64-2000)以及《建筑施工计算手册》。
一、混凝土配制强度计算
混凝土配制强度应按下式计算：
fcu，0≥fcu，k+1.645σ
其中：σ——混凝土强度标准差(N/mm2)。取σ=5.00(N/mm2);
fcu，0——混凝土配制强度(N/mm2);
fcu，k——混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)，取fcu，k=20(N/mm2);
经过计算得：fcu，0=20+1.645×5.00=28.23(N/mm2)。
二、水灰比计算
混凝土水灰比按下式计算：
其中：
σa，σb—— 回归系数，由于粗骨料为碎石，根据规程查表取 σa=0.46，取σb=0.07;
fce—— 水泥28d抗压强度实测值，取48.00(N/mm2); 经过计算得：W/C=0.46×48.00/(28.23+0.46×0.07×48.00)=0.74。
三、用水量计算
每立方米混凝土用水量的确定，应符合下列规定： 1.干硬性和朔性混凝土用水量的确定：
1)水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种，粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量按下两表选取：
2)水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。
2.流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算：
1)按上表中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量; 2)掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：
其中：mwa——掺外加剂混凝土每立方米混凝土用水量(kg);
mw0——未掺外加剂时的混凝土的用水量(kg);
β——外加剂的减水率，取β=500%。 3) 外加剂的减水率应经试验确定。
混凝土水灰比计算值mwa=0.57×(1-500)=0.703 由于混凝土水灰比计算值=0.57,所以用水量取表中值 =195kg。
四、水泥用量计算
每立方米混凝土的水泥用量可按下式计算：
经过计算，得 mco=185.25/0.703=263.51kg。
五. 粗骨料和细骨料用量的计算 合理砂率按下表的确定：
根据水灰比为0.703，粗骨料类型为：碎石，粗骨料粒径：20(mm)，查上表，取合理砂率βs=34.5%;
粗骨料和细骨料用量的确定，采用体积法计算，计算公式如下：
其中：mgo——每立方米混凝土的基准粗骨料用量(kg);
mso——每立方米混凝土的基准细骨料用量(kg);
ρc——水泥密度(kg/m3)，取3100.00(kg/m3);
ρg——粗骨料的表观密度(kg/m3)，取2700.00(kg/m3);
ρs——细骨料的表观密度(kg/m3)，取2700.00(kg/m3);
ρw——水密度(kg/m3)，取1000(kg/m3);
α——混凝土的含气量百分数，取α=1.00;
以上两式联立，解得 mgo=1290.38(kg)，mso=679.67(kg)。
混凝土的基准配合比为： 水泥：砂：石子：水=264：680：1290：185 或重量比为： 水泥：砂：石子：水=1.00：2.58：4.9：0.7。
C30混凝土配合比
1、设计依据及参考文献
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1)
2、混凝土配制强度的确定 2-1.设计要求C30。 2-2.混凝土配制强度计算
根据JGJ/T55-2000;混凝土配制强度：
fcu.o≥fcu.k+1.645δ
δ为5MPa fcu.k为30 MPa 由fcu.o≥30+1.645×
5 ≥38.2(MPa)
3、配合比基本参数的选择 3-1.水灰比(W/C)
根据JGJ/T55-96及图纸和技术规范(1)
W/C=aafce/(fcu.o+aa.ab.fce)
aa为0.46
ab为0.07
fce为1.13*32.5=36.7MPa 由此，W/C=0.43。
3-2.坍落度的选择
根据该C30配合比使用部位，查表，坍落度选为55~70mm。 3-3.砂率的选择
根据坍落度查表，砂率选为30%。 3-4.用水量选择(mwo)：
根据坍落度数值及所用碎石最大粒径为40mm，用水量mwo选用185kg。 3-5.水泥用量(Mco)：
Mco=185/0.43=429kg 3-6.砂用量(Mso)：
根据试验选用每m3混凝土拌合物重量(Mcp)为2400kg, 用砂量Mso=(Mcp-Mwo-Mco)*0.30 =536kg 3-7.碎石用量(Mgo)：
Mgo=Mcp-Mwo-Mco-Mso =1250kg 3-8.配合比： 根据上面计算得
水泥 ：水
：砂
: 碎石 429 ：185 ：536 ： 1250 1 : 0.43: 1.25: 2.91
4、调整水灰比：
调整水灰比为0.40，用水量为185kg，水泥用量为Mco=185/0.40=463kg，按重 量法计算砂、石用量分别为：Mso==526kg，Mgo=1226kg
5、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试用配合比1和2，分别进行试拌： 配合比1： 水泥:水:砂:碎石 = 429:185:536:1250 = 1:0.43:1.25:2.91; 试拌材料用量为：水泥：水：砂:碎石 = 10:4.3:12.5:29.1kg; 拌和后，坍落度为50mm,达到设计要求; 配合比2： 水泥：水：砂:碎石 = 463:185:526:1226 = 1: 0.40:1.136: 2.65 试拌材料用量为：水泥：水：砂:碎石 = 10.6:4.24:12.04:28.09kg; 拌和后，坍落度仅35mm,达不到设计要求，故保持水灰比不变，增加水泥用量600g，增加拌和用水240g，再拌和后，坍落度达到65mm，符合设计要求。此时，实际各材料用量为：水泥：水：砂:碎石 = 11.2:4.48:12.04:28.09kg。
6、经强度检测(数据见试表)，第
1、2组配合比强度均达到试配强度要求，综合经济效益因素，确定配合比为第1组，即：
水泥 ：水
：砂
：碎石 10 : 4.3 : 12.5 : 29.1
kg 1 : 0.43 ：1.25 : 2.91 429 ：185 ：536 ：1250
kg/m3
一、 基准混凝土配合比的计算
(一) 确定配置强度
取标准差：ó=5.0Mpa Fcu.o≥fcu.k+1.645ó=38.2Mpa (二) 确定水灰比
aa=0.46 ab=0.07 fce=46.0Mpa W/C=aafce/(fcu.o+aaabfce)=0.53 (三) 确定用水量
根据<<普通混凝土配合比设计规程>>第4.0.1-2表查得当塌落度75-90mm、碎石20mm时,用水量取215时,塌落度每增加20mm,增加用水量5kg.该工程采用泵送混凝土塌落度取160 mm +30 mm =190mm. 增加用水量(190 mm -90 mm)/20X5=25kg 由此确定用水量为 215+25=240kg (四) 确定水泥用量
Mco=Mwc/(W/C)=240/0.53=452kg
二、 掺用减水剂和粉煤灰时对用水量及水泥用量进行调整;
(一) 掺用J2B-3后水用量为
Mw=Mwo-MabX(1-30%)=168kg
(二) 调整水灰比
根据用水量的调整，同时对水灰比进行调整，并满足《混凝土泵送施工技术规程》第3.2.5条泵送混凝土的水灰比为0.4-0.6的规定。
将水灰比调整为0.45(1) 0.48(2) (三) 调整水泥用量
由Mco=Mwo(W/C),当水灰比取0.45时.Mco=373kg 当水灰比取0.48时.Mco=350kg
三、 按重量法计算得每立方米混凝土的砂、石用量
查表含砂率取 βs=39.5 当水灰比取0.45时
Mso=(M总-Mc-Mw)X 0.395=(2380-373-168-6.0)X 0.395=724kg Mfo=2380-373-168-6.0-726=1109kg 当水灰比取0.48时
Mso=(M总-Mc-Mw)X 0.395=(2380-350-168)X 0.395=733kg Mfo=2380-350-168-6.0-735=1123kg
四、按取代水泥率算出每立方米混凝土的水泥用量
粉煤灰为II级 砼强度为C30时 粉煤灰取代水泥百分率(βc) f=19% 当水灰比取0.45时 Mg(1)=373 X 0.19=70.9kg 取71 kg
Mc=373 X (1-0.19)=302kg 当水灰比取0.48时 Mg(2)=350 X 0.19=66.5kg 取67kg
Mc=350 X(1-0.19) =283.5kg 超量系数k取1.5时
Mg(1)=71 X 1.5=106kg 即粉煤灰超量为106-71=35 Mg(2)=67 X 1.5=100kg 即粉煤灰超量为100-67=33
五、由此得每立方米粉煤灰混凝土材料计算用量
当水灰比取0.45时 当水灰比取0.48时. Mc=302kg Mc=283kg Mw=168kg Mw=168kg Ms=689kg Ms=700kg Mf=1109kg Mf=1123kg Mg=106kg Mg=100kg Mad=6.0 Mad=6.0 2
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