中美混凝土配合比选择规程比较

1、中美混凝土配合比选择规程比较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

2、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

3、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

4、设计的主要参数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。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

5、.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。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。表1水灰比或水狡比28 d抗压强度之间的关系28 d抗压强度Ml，水反比展量比；无引气混遍土引气温盆土400.42350.470.39300.540.45250.610.52200.W0.6150.790.7平

6、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。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。中国规范中用水量的选定水胶比在0.400.70范围，当无试验资料时，其初选用水量可按表2选取表2 常态混避土初选用水量kg/n/坍落度 mm卯石最大粒径j mm碎由最大粒径/mni204(1HO150如40,。网10 1加冏140120IOS17515S135120川-小J65145125110闻）140】2550 - 701701501301151X51651451307（）我）175155IJ5120I

7、W170150)35注本表适用于维度模数为24 fm的天然中科 当使用里砂或精砂时，用水量 需增加或或少32）采用人工砂时用水量需增加5尿/一 lOkg/m1. 3）推入火山灰质掺合料时，用水量需增加lOkg/m屋20 kg/m3： 用皴AM（茨时用水量可减少5 kg/m3 ,旧值,一 ）菜用外加剂时，用水 黄应根据外加列的减水率作话当谓整外加剂的减水率应通过试验确定，5） 本表适用于骨料含水为饱和面干状态表3坍落度和骨料公称最大粒径不同时近似用水量和含气量对应公称室大骨料粒径混凝土的单位用水量k一坍落度；n】m12,5192537.55075150无引气混凝土25-502U719919017

8、916615413075 -100二 F2162 ?1931811的145124130 . 17524322S21620219017H160近似含气12.52L510.5住 30.2引气混凝土25-戈1m17516K】珊150142HJ775 100202m1H41751H515713119150 - 1752162051971K4174166154-推荐WF均含气量，根据不同的吊零等级，戈低臂暴理4.543.532.5215中等显维65.554.54.543.53极度皋秀7.57665.55三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

9、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。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。表4 常态混凝土砂率初选（中砂）%骨科最大粒径EE水胶比0.400.500.600.7020 邦制事）烟卜424

10、2 -44403(1-3232 -3454-36SO24 -2626 -2S30-3215020 2222 2424*2626 * ir !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10mm60mm之间的混凝土及掺用外加剂和掺合料 的混凝土，具砂率应经试验确定。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）确定粗骨料的用量（见表5）,然后用质量法或绝对体积法求出砂 的用量（其中粗骨料的体积通过表中的捣实体积和捣实容重及其密度 求得）。表5单位体积中混灌土粗骨料的体积骨料最大

11、役役mm细骨料绢度模数不同时r单位体积混凝土中 用骨料在干燥拽实状态下所占的除积2.42, 639.50.50.4K0.460.4412.50.590.570.550.53190.660.640.620.6250.71任朋0.67O.ft5380.750.730.71O.W500,7M0P760.740.72750,20, g()r7N0,7t1150U.K7UrS50.83OKI以上体积是以配制出工作性适于一般钢筋混凝土结构的经验 关系为依据的，对于工作性较小的混凝土，如混凝土路面工程所要求 的粗骨料体积可增加10%左右，而工作性较大的，例如用泵送法浇筑 时，可减少10%。中美规范骨料确定方法对比对于粗骨料，我国规范考虑了卵石与碎石的区别，对于粗骨 料的级配则认为其符合规范要求，并指出若为单粒级则砂率应适当增 大。这些规定过于笼统，广泛。事实上，砂率取值的大小还与粒形和 级配有关。粗骨料粒形和级配对砂率的影响最终可归结为一个性质：空 隙率。无论是粒形还是级配，都是因为其对空隙率的影响而间接对砂 率产生影响。把粗骨料的捣实容重与其表观密度相比较我们就可以求 得粗骨料的空隙率，从而绕开纷繁复杂的种种细节表征出粗骨料的性 质对砂率总的影响