中美混凝土配合比选择规程比较.doc

1概述 随着水利水电国际市场的不断开发，国内的水电企业已经陆续走出国门。面对新的市场环境和文化差异，水电企业有机遇也有挑战。其中，规程规范方面的差异在实际工作中所带来的问题，就是施工技术人员所必须面对的。本文就中美两国关于常态混凝土配合比设计方法方面的差异进行比较，希望对国外施工技术人员带来一定的帮助。 2配合比设计的前期工作 混凝土配合比的选择即是在经济性和工作性，强度，耐久性，密度和表面质量之间寻找平衡。需要的这些性能决定于混凝土浇筑的地点以及浇筑时预计碰到的情况。在进行混凝土配合比设计时，应收集相关工程设计资料，明确以下设计要求： 1)混凝土强度及保证率； 2)混凝土的抗渗等级、抗冻等级及其他性能指标； 3)混凝土的工作性； 4)骨料最大粒径。 3配合比选择步骤中的异同 3.1中国规范中配合比设计的主要步骤 1)根据设计要求的强度和耐久性选定水胶比； 2)根据施工要求的工作度和石子最大粒径等选定用水量和砂率，用用水量除以选定的水胶比计算出胶凝材料用量； 3)根据体积法或质量法计算砂、石用量； 4)通过试验和必要的调整，确定每立方米混凝土各项材料用量和配合比。 3.2美国规范中配合比设计的主要步骤 1)根据混凝土的暴露等级决定其是否需要引气，再分别针对引气混凝土和无引气混凝土，根据施工要求的工作度和骨料最大粒径初选用水量和含气量； 2)根据设计要求的强度和耐久性选定水胶比； 3)用用水量除以选定的水胶比，计算出胶凝材料用量。再结合最小水泥用量的限制，选择最大值作为最终的胶凝材料用量； 4)根据骨料最大粒径、单位体积混凝土中粗骨料在干燥捣实状态下所占的体积，细骨料的细度模数，粗骨料的捣实容重选定粗骨料用量； 5)根据体积法或质量法计算细骨料的用量； 6)通过试验和必要的调整，确定每立方米混凝土各项材料用量和配合比。 3.3中美规范的差异 从3.1部分和3.2部分可以看出，中美规范在配合比选择的步骤中，最大的差别是中国规范中引入了砂率的概念，以确定粗细骨料的用量；而美国规范则没有砂率这个概念，在下文的配合比设计的基本参数中再进行详细的比较。 4配合比设计的主要参数 4.1水胶比的选择 水胶比不仅由强度决定，还决定于其他因素如耐久性。因为不同的骨料，水泥和胶凝材料在同样水胶比的情况下一般获得不同的强度，所以针对实际所使用的材料建立强度与水胶比的关系是非常必要的。 4.1.1中国规范中水胶比的确定 水胶比应根据设计对混凝土强度的要求，通过试验确定。对于大中型工程，应通过试验建立相应的关系曲线，并根据试验结果，选择满足设计技术指标要求的水胶比。同时，水胶比还应满足耐久性要求。 水胶比计算公式： 其中，A，B均为回归系数。回归系数A和B应根据工程所使用的水泥、骨料和通过试验建立水灰比与混凝土强度关系式确定，当不具备上述试验资料时，对碎石混凝土A可取0.48，B可取0.52，对卵石混凝土A可取0.50，B可取0.61；fce为水泥的实际强度，MPa；fcu，0为混凝土施工的配制强度，MPa。 4.1.2美国规范中水胶比的确定 当无试验资料可用时，对于含有Type1波特兰水泥(硅酸盐水泥)的混凝土，可以在表1中得到近似和相对固定的数据。用有代表性的材料，在试验室标准养护条件下试验28d的试块，表1中的水胶比可以得到与之对应的强度。 平均强度的选择，应该超出规定强度一定的幅度，以保证以后试验数据在规定的范围之内。 4.2用水量的选择 用水量与下列因素有关：骨料最大粒径，颗粒形状，骨料级配；混凝土温度；气体引入量；外加剂的运用等。 4.2.1中国规范中用水量的选定 水胶比在0.40～0.70范围，当无试验资料时，其初选用水量可按表2选取。 4.2.2美国规范中用水量的选定 表3提供了用不同的骨料最大粒径，有无引气情况下混凝土用水量的预估。根据骨料的特征和形状，用水量可能会高于或低于表中数据，但对初步预估这些数据已经足够精确。 4.3骨料的选定 对于良好级配的骨料，公称最大粒径大一些的骨料要比小粒径的所含空隙少。因此，对于单位体积的混凝土而言，大粒径骨料的混凝土需要更少的砂浆。一般的，骨料最大粒径应该在满足建筑物尺寸要求的同时选择最大的。 4.3.1中国规范中骨料的选定 我国用砂率(砂与粗细骨料的重量比)这一概念来表征砂石用量之间的关系。在配合比设计中，先求出单位体积混凝土中骨料的总重量，再用砂率求出砂、石各自的用量。砂率的取值如表4所示。 同时，规范还指出：对于细砂和粗砂需相应减小或增大砂率；对于坍落度不在10mm～60mm之间的混凝土及掺用外加剂和掺合料的混凝土，其砂率应经试验确定。 4.3.2美国规范中骨料的选定 ACI的混凝土配比设计方法中并未提出砂率这一概念。其基本思路是通过规定单位体积混凝土中粗骨料所占的体积(用捣实容重表征)确定粗