中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁沈阳 110179
摘要：介绍赤道几内亚吉布洛上调水库混凝土配合比设计的基本原则，详细的阐述了混凝土配合比设计的步骤，结合配合比设计的条件要素，从混凝土配合比设计、试配、调整三个方面，阐述混凝土配合比设计的全过程，突出强调了试配应注意的问题和重要性，进一步明确混凝土配合比设计是在经验、理论指导下的实践性过程。
关键词：混凝土；设计；试配；调整；配合比设计
1 混凝土配合比简介
非洲赤道几内亚国吉布洛上调水库项目是该国的重点工程，主要有混凝土重力坝和土坝混合建设。建设中混凝土配合比是决定混凝土质量的重要技术指标。混凝土的配合比，应以质量比计，并应通过设计和试配选定。试配时宜选用现场加工的材料，混凝土拌合物应满足和易性、凝结速度等技术条件，制成的混凝土应符合强度、耐久性（抗冻、抗渗、抗侵蚀）等质量要求。普通混凝土的配合比，参照现行《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55），通过试配确定。混凝土的试配强度，应根据设计强度等级，考虑施工条件的差异和变化以及材料质量可能的波动。对于有特殊要求的混凝土的配合比设计（包括抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土），亦可参照设计规程经过试配确定。在施工过程中，及时积累资料，为调整混凝土配合比提供依据。吉布洛上调水库工程根据结构情况和施工条件确定混凝土拌合物的坍落度7～13cm；混凝土的最大水灰比和最小水泥用量应符合表1的规定。
表1 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量
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表注：1.1本表中的最小水泥用量，包括外渗混合材料。当采用人工捣实混凝土时，水泥用量应增加25kg/m3。当掺用外加剂且能有效地改善混凝土的和易性时，水泥用量可减少25kg/m3。
1.2混凝土的大水泥用量（包括代替部分水泥的混合材料）不宜超过500kg/m3，大体积混凝土不宜超过350kg/m3。
1.3在混凝土中掺外加剂时，应符合下列规定：
a在钢筋混凝土中不得掺用氯化钙、氯化钠等氯盐。
b从各种组成材料引入的氯离子含量（折合氯盐含量）如大于规范要求数值时，应采取有效的防锈措施（如掺入阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实性等）。当采用洁净水和无氯骨料时，氯离子含量主要以外加剂或混合材料的氯离子含量控制。
c无筋混凝土的氯化钙或氯化钠掺量，以干质量计，不得超过水泥用量的3%。
d掺外加剂的混凝土的含气量宜为3.5%～5.5%。
e对有外加剂的混凝土碱含量应进行控制。每立方米混凝土的总含碱量，不超过规范要求；当处于受严重侵蚀的环境，不得使用有碱活性反应的骨料。
f粉煤灰、火山灰及粒化高炉矿渣等混合材料作为水泥代替材料或混凝土拌合物的填充材料掺于硅酸盐水泥、普通水泥或其它水泥配制的混凝土拌合物中时，其掺量应通过试验确定，用于代替部分水泥时的掺量不应大于现行国家标准《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GBI344）的规定。
1.4通过设计和试配确定配合比后，填写试配报告单，混凝土配合比使用过程中，根据混凝土质量的动态信息，及时进行调整。
2 选用合适的材料
2.1骨料情况
赤道几内亚吉布洛上调水库所使用的粗骨料为自制人工碎石骨料，其石料来源于隧洞、厂房及尾水渠开挖的石渣。石料强度较高，为88～119MPa；细骨料为20%的人工破碎粗砂（细度模数2.5～3.3）和80%的当地天然细砂（细度模数1.5～2.2）。经筛分混合后的中砂，细度模数达2.1～2.6。含泥量不大于1%时选用粒径较大、级配良好的石子配置的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，降低水化热反应。
2.2水泥供应情况
水泥的选用主要考虑当地水泥的品种和强度等级。并根据工程的特点和所处的环境气候条件等因素进行分析选择。赤道几内亚使用最为广泛的水泥有赤几巴塔P.O 42.5 R型水泥、土耳其P.O 42.5 R型水泥及中国P.O 42.5 型普通硅酸盐水泥。
以下是当地各种水泥物理力学性能表详见表2：
表2
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2.3外加剂
外加剂采用中国产JF-3高效缓凝减水剂和JF-10高效引气减水剂。规定掺量为0.5%～1.2%。
2.4混凝土浇筑工艺
本工程采用国内通用的混凝土施工工艺。拌和设备为自动连续拌和站，拌和时间为35S。
运输采用10m3混凝土搅拌运输罐车，运距为1-2.5km。入仓采用吊罐、溜管、溜筒等方式。
3．砼配合比设计
3.1砼配合比设计原则：
吉布洛上调水库砼配合比的设计原则是根据当地现有的材料、环境温度和施工条件，在充分满足砼和易性、抗压强度的前提下适当节约水泥，提高砼抗裂、抗渗和耐久性。
3.2砼配合比设计计算方法：
3.2.1 本砼配合比设计是根据中国水利水电砼施工规范，在满足设计强度和施工和易性条件下，经济合理地选出砼单位体积中各组成材料的用量来计算配制的。
3.2.2 砼配置强度fcu计算公式：(MPa)
Fcu配=fcu设+1.65×σ强度差（4～6）≥fcu设（20%～40%）的富于系数
3.2.3根据各部位、各标号、各级配的砼（配比）浇筑方法，分别选定出适宜本工程部位需要的坍落度，并选择出规定范围内的3个上中下线水灰比，初定以之相适应的单位用水量，并根据用水量和水灰比选择3个水泥用量。
3.2.4根据砼各标号级配和砂石骨料容重选定出各级配砼配置容重（一级配2340～2440、二级配2400～2460、三级配2480～2530）kg/m3。
3.2.5根据各标号砼施工方法选定出最佳砂率，据砂率和水、水泥用量按砼容重计算出砂子和石子总用量。
3.2.6根据实际机制破碎骨料粒径和配置经验选定出最佳骨料级配百分比含量（二级配：小石47%～50%、中石53%～50%；三级配：小石29%～31%，中石31%，大石38%）计算出各配比各级配骨料用量。
3.2.7根据外加剂使用说明和与现场材料（砂浆）适用性能选定出上中下3个外加剂掺量。
3.2.8将计算出的各砼配合比材料用量进行综合调整并确认准确。
4．砼配合比试配
表3 砂石骨料含水试验检测表
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4.2试配的砼配合比
4.2.1根据吉布洛上调水库现场砂石骨料和水泥的各项参数，分别设计坍落度7～9cm 坍落度11～13cm，人工砂和天然砂的各标号砼理论配合比试配，并进行各项参试对比。 经实际试配对比情况，设计出坍落度7～9cm 坍落度11～13cm，混合砂的配合比进行适配。因吉布落现场中石生产量不足而相应调整的少中石砼配合比参数。经试验试配强度及各项性能指标均满足规范要求。
5 砼配合比调整应用
5.1砼拌合物出现泌水的调整防治
砼配合比在实际施工拌合中因水泥厂家、砂子细度、外加剂与砼拌合物适应性的变化常会出现泌水现象，尤其是在施工初期使用的混合砂和人工破碎粗砂配合比施工中尤为明显，故调整拌合物泌水如下：
5.1.1调整外加剂掺量
通过试验，适当减少外加济掺量，由原来的0.8%～0.6％调至0.55%～0.45％。
5.1.2适当延长搅拌时间
根据不同厂家的水泥，通过试验、拌和，观测试验得出适当延长20秒的拌和时间，将砼拌合物的泌水过程预先控制在入仓之前。
5.1.3调整砂率
根据砂的细度模数变化，及时调整砂率。尽量使用中细的天然干砂，适当增加1～2个砂率，增加4～8kg水泥，相应减少小石掺量是限制砼泌水简便实用的有效办法。
5.2少中石和混合配合比的调整应用
5.2.1由于人工破碎砂配合比砂细度偏粗，混凝土和易性较差易产生泌水而天然砂配合比砂细度偏细对混凝土流动性、强度均有影响。经2：8（粗：细）调配后的混合中砂配合比，其水泥用量、砂率砼和易性强度均达到最佳效果。
5.2.2在混凝土实际施工拌合生产中，砼生产高峰期与中石生产量不足尤为突出，由此调整少中石砼配合比，调整原则为减中石增加小石和大石，调整砂率砼至最佳和易性。
6 结束语
良好的砼配合比是砼质量保证的重要因素，提前做好各种砼原材料检测、反复试验各种砼配合比、保证砼和易性砼强度，严控砼泌水控制，采取防治措施，保证满足施工需要的最佳配合比。
参考文献
[1]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55）
[2]《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GBI344）
[3] 水利水电工程施工手册.《水利水电工程施工手册》编委会编.-北京.中国电力出版社.2002年.
作者简介
吴振茂（1969-）男，山东德州人 工程师 主要从事施工技术管理工作。