碾壓混凝土的配合比設計

2.2.1碾壓混凝土的原材料

　　原材料主要有水泥、粉煤灰、混凝土粗細骨料、水、外加劑等，必須嚴格控制各種原材料質量符合規范要求。

　　（1）水泥。優選32. 5R 或42. 5R低熱礦碴硅酸鹽水泥，以控制壩內溫升，有效降低壩體內溫度應力。水泥質量技術要求如表6所列。

　　（2）粉煤灰。優先選用一級粉煤灰，質量應滿足GB1596 - 91的規定（表7）

表6 水泥質量標準

表7 粉煤灰質量技術標準

　　（3）混凝土粗細骨料質量指標要求應滿足《水工混凝土施工規范》(SDJ 207 – 82)的規定（表8、9）。

　　（4）拌和用水。選用清潔無腐蝕性河水。

表8 細骨料質量技術標準 

表9 粗骨料質量技術標準

2.2.2 碾壓混凝土的配合比設計 

2..2.2.1配合比設計方法

碾壓混凝土的配合比設計至今尚無統一的方法。目前已有的各種方法都是從不同角度出發建立的，其中有的帶有假想性質，有的帶有經驗性質。歸納起來，大致有如下的步驟:

(1)收集配合比設計所需的技術資料

技術資料包括混凝土所處的工程部位;工程設計對混凝土提出的設計技術要求;施工承包商的施工技術水平;工程可能使用的原材料的品質及單價等。

(2)初步確定配合比

1)初步確定配合比參數在進行初步配合比參數選擇之前，需確定粗骨料的最大粒徑、各粒徑等級粗骨料所占的比例。壩體內部碾壓混凝土的最大粗骨料粒徑一般取為80mm。中國已建工程內部碾壓混凝土的粗骨料比例一般為大石:中石:小石等于3: 4: 3或4: 3: 3。對于外部防滲層碾壓混凝土，最大粗骨料粒徑一般取為40mm。粗骨料比例一般為中石:小石等于5:5 或4.5 :5.5。粗骨料的最大粒徑及各粒徑等級粗骨料所占的比例確定之后，進行配合比參數(水膠比、摻合料摻量、漿砂比和砂率)的初步確定。確定這些參數可以采用單因素試驗分析選擇法、正交試驗設計選擇法或工程類比選擇法。后者，只適用于不具備進行大量室內試驗條件的小型工程。

2)計算每立方米碾壓混凝土中各種材料的用量計算可采用絕對體積法、假定表觀密度法或填充包裹理論法。具體的計算方法在這里不再贅述。可參見《水工混凝土配合比設計規程》（DL/T-5330-2005）。

(3)試拌調整及實驗室配合比確定

試拌調整工作，首先是檢驗拌和物的VC值是否滿足要求。若VC值偏大，可保持水膠比不變增大水和膠凝材料用量；若VC值偏小，可保持砂率不變增加骨料用量。在調整VC值的同時，需觀察拌和物的砂率是否適當。若拌和物的砂率不足，拌和物抗分離性能差，可適當增大砂率，反之則減少砂率。其次是測定拌和物的實際表觀密度，據此計算每立方米混凝土各種材料的實際用量。經試拌調整得出的混凝土配合比還需進行其他混凝土性能(如強度、耐久性等)校核。一般可采用三個不同的配合比，其中一個為經過試拌調整得出的配合比，另外兩個配合比的水膠比可分別比試拌調整得出的配合比適當增大和減少。三個配合比的用水量相同，用砂量根據所增減的膠凝材料體積等量減少或增加，以保持拌和物的VC值基本不變。每個配合比的混凝土根據要求制作性能檢驗試件，養護到規定齡期進行試驗，根據試驗結果確定實驗室配合比。

(4)現場碾壓試驗及施工配合比確定

室內試驗得出的實驗室配合比，其砂、石材料一般是以飽和面干狀態為基準的。施工現場砂、石材料的含水狀況及級配一般與實驗室不同，故施工時各種材料的實際稱量應按砂、石的含水狀況及級配進行修正。在目前的條件下，一個工程在進行碾壓混凝土施工之前都必須進行現場碾壓試驗，其目的是：①檢驗施工生產系統的運行和配套情況，落實施工管理措施；②檢驗實驗室配合比對于施工設備的適應性(包括可碾性、易密性和抗分離的性能)；③確定施工參數(包括鋪層厚度、碾壓遍數、施工層面允許間隔時間等)和冷縫處理措施等；④其他要求的試驗研究。根據現場碾壓試驗結果，必要時對配合比進行調整，得出施工配合比。

2.2.2.2配合比參數

(1)水膠比

水膠比即混凝土中用水量與膠凝材料(水泥及摻合材料)的質量比。根據已建35座碾壓混凝土壩的統計，水膠比的情況如表10。表10的資料顯示，中國碾壓混凝土的水膠比絕大多數在0.40～0.69范圍，0.50～0.59范圍內占多數，平均水膠比為0.553。

表10 碾壓混凝土的水膠比情況(根據35個工程的75個配合比進行的統計)

(2)摻合料摻量

摻合料摻量是指膠凝材料中摻合料所占的比例。根據已建35座碾壓混凝土壩的統計，摻合料摻量的情況如表11。表11的資料顯示，中國碾壓混凝土的摻合料摻量絕大多數在30%～69%范圍，50%～69%范圍內占大多數，摻合料的平均摻量為53.21%。

表11 碾壓混凝土的摻合料摻量情況(根據35個工程的75個配合比進行的統計)

(3)漿砂比

漿砂比是指碾壓混凝土中膠凝材料漿(水泥、摻合材料和水)與砂的質量比。已建35座碾壓混凝土壩的漿砂比的情況如表12。表12的資料表明，中國碾壓混凝土的漿砂比絕大多數在0.30～0.49范圍，0.30～0.39范圍內占大多數，漿砂比的平均值為0.371。

表12 碾壓混凝土的漿砂比的情況(根據35個工程的75個配合比進行的統計)

(4)砂率

砂率是指碾壓混凝土中砂子質量占骨料質量的百分數。已建35座碾壓混凝土壩碾壓混凝土砂率的情況如表13。表13的資料表明，中國碾壓混凝土的砂率絕大多數在25%～40%范圍，30%～34%范圍內占多數，砂率的平均值為33%。

表13 碾壓混凝土的砂率的情況(根據35個工程的75個配合比進行的統計)