碾压混凝土的配合比设计

2.2.1碾压混凝土的原材料

　　原材料主要有水泥、粉煤灰、混凝土粗细骨料、水、外加剂等，必须严格控制各种原材料质量符合规范要求。

　　（1）水泥。优选32. 5R 或42. 5R低热矿碴硅酸盐水泥，以控制坝内温升，有效降低坝体内温度应力。水泥质量技术要求如表6所列。

　　（2）粉煤灰。优先选用一级粉煤灰，质量应满足GB1596 - 91的规定（表7）

表6 水泥质量标准

表7 粉煤灰质量技术标准

　　（3）混凝土粗细骨料质量指标要求应满足《水工混凝土施工规范》(SDJ 207 – 82)的规定（表8、9）。

　　（4）拌和用水。选用清洁无腐蚀性河水。

表8 细骨料质量技术标准 

表9 粗骨料质量技术标准

2.2.2 碾压混凝土的配合比设计 

2..2.2.1配合比设计方法

碾压混凝土的配合比设计至今尚无统一的方法。目前已有的各种方法都是从不同角度出发建立的，其中有的带有假想性质，有的带有经验性质。归纳起来，大致有如下的步骤:

(1)收集配合比设计所需的技术资料

技术资料包括混凝土所处的工程部位;工程设计对混凝土提出的设计技术要求;施工承包商的施工技术水平;工程可能使用的原材料的品质及单价等。

(2)初步确定配合比

1)初步确定配合比参数在进行初步配合比参数选择之前，需确定粗骨料的最大粒径、各粒径等级粗骨料所占的比例。坝体内部碾压混凝土的最大粗骨料粒径一般取为80mm。中国已建工程内部碾压混凝土的粗骨料比例一般为大石:中石:小石等于3: 4: 3或4: 3: 3。对于外部防渗层碾压混凝土，最大粗骨料粒径一般取为40mm。粗骨料比例一般为中石:小石等于5:5 或4.5 :5.5。粗骨料的最大粒径及各粒径等级粗骨料所占的比例确定之后，进行配合比参数(水胶比、掺合料掺量、浆砂比和砂率)的初步确定。确定这些参数可以采用单因素试验分析选择法、正交试验设计选择法或工程类比选择法。后者，只适用于不具备进行大量室内试验条件的小型工程。

2)计算每立方米碾压混凝土中各种材料的用量计算可采用绝对体积法、假定表观密度法或填充包裹理论法。具体的计算方法在这里不再赘述。可参见《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T-5330-2005）。

(3)试拌调整及实验室配合比确定

试拌调整工作，首先是检验拌和物的VC值是否满足要求。若VC值偏大，可保持水胶比不变增大水和胶凝材料用量；若VC值偏小，可保持砂率不变增加骨料用量。在调整VC值的同时，需观察拌和物的砂率是否适当。若拌和物的砂率不足，拌和物抗分离性能差，可适当增大砂率，反之则减少砂率。其次是测定拌和物的实际表观密度，据此计算每立方米混凝土各种材料的实际用量。经试拌调整得出的混凝土配合比还需进行其他混凝土性能(如强度、耐久性等)校核。一般可采用三个不同的配合比，其中一个为经过试拌调整得出的配合比，另外两个配合比的水胶比可分别比试拌调整得出的配合比适当增大和减少。三个配合比的用水量相同，用砂量根据所增减的胶凝材料体积等量减少或增加，以保持拌和物的VC值基本不变。每个配合比的混凝土根据要求制作性能检验试件，养护到规定龄期进行试验，根据试验结果确定实验室配合比。

(4)现场碾压试验及施工配合比确定

室内试验得出的实验室配合比，其砂、石材料一般是以饱和面干状态为基准的。施工现场砂、石材料的含水状况及级配一般与实验室不同，故施工时各种材料的实际称量应按砂、石的含水状况及级配进行修正。在目前的条件下，一个工程在进行碾压混凝土施工之前都必须进行现场碾压试验，其目的是：①检验施工生产系统的运行和配套情况，落实施工管理措施；②检验实验室配合比对于施工设备的适应性(包括可碾性、易密性和抗分离的性能)；③确定施工参数(包括铺层厚度、碾压遍数、施工层面允许间隔时间等)和冷缝处理措施等；④其他要求的试验研究。根据现场碾压试验结果，必要时对配合比进行调整，得出施工配合比。

2.2.2.2配合比参数

(1)水胶比

水胶比即混凝土中用水量与胶凝材料(水泥及掺合材料)的质量比。根据已建35座碾压混凝土坝的统计，水胶比的情况如表10。表10的资料显示，中国碾压混凝土的水胶比绝大多数在0.40～0.69范围，0.50～0.59范围内占多数，平均水胶比为0.553。

表10 碾压混凝土的水胶比情况(根据35个工程的75个配合比进行的统计)

(2)掺合料掺量

掺合料掺量是指胶凝材料中掺合料所占的比例。根据已建35座碾压混凝土坝的统计，掺合料掺量的情况如表11。表11的资料显示，中国碾压混凝土的掺合料掺量绝大多数在30%～69%范围，50%～69%范围内占大多数，掺合料的平均掺量为53.21%。

表11 碾压混凝土的掺合料掺量情况(根据35个工程的75个配合比进行的统计)

(3)浆砂比

浆砂比是指碾压混凝土中胶凝材料浆(水泥、掺合材料和水)与砂的质量比。已建35座碾压混凝土坝的浆砂比的情况如表12。表12的资料表明，中国碾压混凝土的浆砂比绝大多数在0.30～0.49范围，0.30～0.39范围内占大多数，浆砂比的平均值为0.371。

表12 碾压混凝土的浆砂比的情况(根据35个工程的75个配合比进行的统计)

(4)砂率

砂率是指碾压混凝土中砂子质量占骨料质量的百分数。已建35座碾压混凝土坝碾压混凝土砂率的情况如表13。表13的资料表明，中国碾压混凝土的砂率绝大多数在25%～40%范围，30%～34%范围内占多数，砂率的平均值为33%。

表13 碾压混凝土的砂率的情况(根据35个工程的75个配合比进行的统计)