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摘要：本文以风电场的风机基础混凝土配合比设计为基础，详述了混凝土配合比的设计调整计算过程，以达到施工质量优质效果。
关键词：风机基础；大体积混凝土施工；配合比
风机基础承担了较大的机舱、叶轮、塔架荷载及随机性和脉动性的风荷载，其施工质量事关风电场的安全运行，因此，必须严控风机基础大体积混凝土的施工质量，特别要从最为关键的混凝土配合比设计与计算入手，把好第一道关口。本文以某风电场为例，详述了其风机基础C40混凝土配合比的设计与计算。
1 风机基础混凝土配合比控制要求
（1）塌落度140～150mm；
（2）拌和水用量不宜大于175kg/m3；
（3）水胶比不宜大于0.50；
（4）含砂率宜为35%～42%。
2.基础C40混凝土配合比设计
2.1掺合料为粉煤灰的混凝土配合比
2.1.1试拌配合比确定
（1）确定试配强度（fcu，o）
f（cu，o）=（fcu，k）+tσ=40+1.645*5=48.23Mpa
f（cu，o）-混凝土的配置强度
（fcu，k）-混凝土设计强度
t：查《普通砼配合比设计规程》t为1.645
σ--砼强度标准差：5.0（C25—C45）
（2）计算水胶比W/B
按水泥强度要求计算水胶灰比
a、计算水泥实际强度：采用P.O 42.5水泥，水泥fcu，k=42.5 Mpa，水泥富余系数 rc＝1.16，水泥实际强度：
fce=fcu，k*rc=42.5*1.16=49.3Mpa
b、计算砼水灰比：已知砼试配强度f（cu，o）＝48.23 Mpa，水泥实际强度49.3Mpa，根据采用的水泥品种，强度及要求混凝土配制强度（碎石 a=0.53，b=0.20）
按式计算水胶比W/B
f（cu，o）=a*fce（B/W -b）
得出W/B=0.49，参考《大体积混凝土施工规范》要求，本次取水胶比W/B=0.44
（3）单位用水量mw0的确定
mw0=m’w0*（1-β）
mw0 计算配合比用水量单位（kg/m3）。
mw0’未添加外加剂时推定的满足实际用水量，混凝土拌合物坍落度控制为14-15cm，碎石粒径5-31.5mm，《普通砼配合比设计规程》查表5.2.1-2，选取并计算不掺外加剂时混凝土单位用水量为205+15=220kg/m3。
β 外加剂的减水率为17%
由公式计算得191.4kg/m3，依据《大体积混凝土施工规范》要求，拌和用水量不宜大于175kg/m3，本次拌和用水量取mw0=175kg/m3。
（4）单位水泥用量、粉煤灰、减水剂用量的确定
a每立方米混凝土胶凝材料用量kg
mb0=mw0/（W/B） mb0=397.73kg
b每立方米混凝土的粉煤灰掺合料用量mf0 kg
mf0= mb0*βf mf0=79.55kg
βf 粉煤灰掺合料掺量，依据《大体积混凝土施工规范》≦40%，《普通砼配合比设计规程》查表3.0.5-1取粉煤灰的掺量≦30%，本次粉煤灰的掺量取20%。
c每立方米混凝土水泥用量
mc0=mb0-mf0 mc0=318.18kg
d每立方米减水剂的用量
ma0=mb0*βa
Βa 减水剂掺量（2%）
ma0 为 7.95kg
（5）选定砂率
按粗集料最大粒径31.5 mm，水胶比为0.44，参考《大体积混凝土施工规范》中说明砂率宜为35%-42%，以及《普通砼配合比设计规程》表5.4.2中规定，选定砂率为βs=38％。
（6）计算砂石用量（采用质量法）
mw0+mf0+mc0+mg0+ms0=mcp
βs=ms0/（mg0+ms0）*100%
计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量mg0 =1132.91kg
计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量ms0=694.36kg
mcp 每立方米混凝土容重，C40混凝土容重为2400kg
（7）根据以上配合比计算结果，进行配合比实验，试验结果如下表1所示：
表1 添加粉煤灰配合比实验结果表
2.1.2调整配合比（一）
水胶比改为W/B=0.38，含砂率调整为βs=40%，用水量调整为166kg/m3，粉煤灰含量调整为23%，按计算公式得：
（1）每立方米混凝土水泥用量为 mc0=338kg
（2）每立方米混凝土粉煤灰用量为mf0=99kg
（3）每立方米混凝土粗骨料用量为mg0 =1078kg
（4）每立方米混凝土细骨料用量为ms0=719kg
（5）每立方米混凝土减水剂掺量为ma0 =7.43kg
（6）根据调整方案配合比计算结果，进行配合比试验，试验结果如下表2所示：
表2 添加粉煤灰配合比试验结果表（调整方案一）
2.1.3调整配合比（二）
水胶比改为W/B=0.34，含砂率为βs=40%，用水量调整为158g/m3，粉煤灰含量调整为21%，按计算公式得：
（1）每立方米混凝土水泥用量为 mc0=363kg
（2）每立方米混凝土粉煤灰用量为mf0=98kg
（3）每立方米混凝土粗骨料用量为mg0 =1064kg
（4）每立方米混凝土细骨料用量为ms0=709kg
（5）每立方米混凝土减水剂掺量为ma0 =7.83kg
（6）根据调整方案配合比计算结果，进行配合比试验，试验结果如下表3所示：
表3 添加粉煤灰配合比试验结果表（调整方案二）
2.2 掺合料为矿粉的混凝土配合比
用水量为140g/m3，水胶比为W/B=0.34，含砂率为βs=29%，矿粉含量19%，按计算公式得：
（1）每立方米混凝土水泥用量为 mc0=325kg
（2）每立方米混凝土矿粉用量为mf0=78kg
（3）每立方米混凝土粗骨料用量为mg0 =1008kg
（4）每立方米混凝土细骨料用量为ms0=416kg
（5）根据配合比计算结果，进行配合比试验，试验结果如下表4所示：
表4 添加矿粉配合比试验结果表
2.3 无参合料混凝土配合比
用水量为180g/m3，水胶比为W/B=0.4，含砂率为βs=36%，按计算公式得：
（1）每立方米混凝土水泥用量为 mc0=446kg
（2）每立方米混凝土粗骨料用量为mg0 =1118kg
（3）每立方米混凝土细骨料用量为ms0=615kg
（4）根据配合比计算结果，进行配合比试验，试验结果如下表5所示：
表5 无掺合料配合比试验结果表
3 基础主体C40混凝土施工配合比的选用
根据检测单位提供的混凝土配合比设计报告中水泥用量和混凝土抗压强度数值，参照《大体积混凝土施工施工规范》的要求，同时考虑水泥用量大小对混凝土温控的影响，以及施工成本的考虑，本次风机基础主体混凝土施工配合比采用表1中的数值进行配比。
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参考文献：
[1]《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）。
[2]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）。
作者简介：黄立波（1985-），男，湖南长沙人，工程师，主要从事清洁能源工程项目管理工作。