基于工程統(tǒng)計(jì)資料的水工流動(dòng)性混凝土配合比定額研究

張子艷，王永剛，薛惠娟

(中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，西安 710065)

0 引 言

水工混凝土工程技術(shù)伴隨著工程建設(shè)的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。近幾十年來(lái)，混凝土施工技術(shù)迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：混凝土原材料不斷改進(jìn)，20世紀(jì)60年代以前，我國(guó)各水電站工程以使用天然砂石料為主，70年代烏江渡工程建成以灰?guī)r為料源的大型人工砂石料系統(tǒng)，產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。此后人工砂石料相繼為西南和中南地區(qū)一些大型水電工程所采用，本次研究中收集的近10年我國(guó)已建或在建的113個(gè)水電站工程約8 500個(gè)配合比樣本中有75%的工程采用人工砂石料；粉煤灰及其他摻合料在混凝土中的應(yīng)用越來(lái)越廣，不僅可降低水泥用量，有利于溫度控制，而且可提高混凝土的耐久性、流動(dòng)性、抗裂性和后期強(qiáng)度等性能；混凝土外加劑發(fā)展迅速且應(yīng)用量日益擴(kuò)大，混凝土摻加化學(xué)外加劑，可以改善其性能，并可節(jié)約水泥，提高施工效率，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，已成為混凝土不可缺少的組成部分。

水電工程混凝土配合比定額，是編制水電工程造價(jià)文件的重要參考性資料?，F(xiàn)行的水電建筑工程概算定額(2007版)、水電建筑工程預(yù)算定額(2004版)中沒(méi)有相關(guān)的資料提供技術(shù)支持，給水電工程造價(jià)文件編制帶來(lái)一系列困難。目前，造價(jià)專業(yè)人員編制混凝土配合比單價(jià)時(shí)，混凝土中各材料用量主要參考原水力發(fā)電建筑工程概算定額(1997版)附錄中收錄的“混凝土砂漿配合比及材料用量”[1]，該定額的原始資料來(lái)源于1970-1980年的水利水電工程，相對(duì)陳舊、定額消耗量偏大、使用混凝土標(biāo)號(hào)表示給使用帶來(lái)不便。另外，近年來(lái)，國(guó)家和相關(guān)行業(yè)頒布了不少新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)規(guī)程，使得“97附錄”已不能適應(yīng)現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范等要求。

水電工程混凝土施工技術(shù)蓬勃發(fā)展，近年來(lái)新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)規(guī)程的頒布，使得與之相適應(yīng)的混凝土配合比定額研究勢(shì)在必行。

1 工程數(shù)據(jù)的收集與整理

本次研究中收集的近10年我國(guó)已建或在建的113個(gè)水電站工程約2 520個(gè)流動(dòng)性混凝土配合比樣本，經(jīng)過(guò)研究除去樣本中參數(shù)不全或數(shù)據(jù)差異較大的樣本，可供研究使用的樣本為2 040個(gè)。

根據(jù)收集樣本，對(duì)水工混凝土配合比中原材料進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，對(duì)配合比中原材料的選擇如下。

1.1 水 泥

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，流動(dòng)性混凝土選用的水泥有普通硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥。其中普通硅酸鹽水泥約占81%，中熱硅酸鹽水泥約占18%，強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥約占97%，強(qiáng)度等級(jí)為32.5和52.5的水泥約占3%。因此本次研究中主要選擇強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥進(jìn)行研究。

1.2 粗骨料

根據(jù)收集到的工程實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)流動(dòng)性混凝土采用的粗骨料類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，實(shí)際工程中流動(dòng)性混凝土絕大多數(shù)采用人工碎石，約占粗骨料的83%，其次為天然骨料，約占粗骨料的9%，混合料約占粗骨料的8%。因此，本次研究中以人工碎石作為混凝土粗骨料進(jìn)行研究。

1.3 細(xì)骨料

砂子的質(zhì)量與普通混凝土要求相同，細(xì)骨料對(duì)混凝土拌合物的可泵性有很大的影響。泵送混凝土要求選用粒徑級(jí)配良好的中砂。本次研究中收集的流動(dòng)性混凝土配合比定額中砂的細(xì)度模數(shù)均為2.3～3.0，約有95%以上均采用中砂。

根據(jù)收集工程實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)流動(dòng)性混凝土采用的細(xì)骨料類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果以看出，實(shí)際工程中，流動(dòng)性混凝土中絕大多數(shù)采用人工砂，約占細(xì)骨料的83%，其次為天然砂，約占細(xì)骨料的9%，混合料約占細(xì)骨料的8%。因此，本次研究中以人工砂作為混凝土細(xì)骨料進(jìn)行研究。

1.4 摻合料

根據(jù)工程實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，流動(dòng)性混凝土中80%以上都摻摻合料，其中以粉煤灰摻量最為普遍，因此，本章只考慮不摻摻合料和摻粉煤灰兩種情況對(duì)流動(dòng)性混凝土進(jìn)行研究。

1.5 外加劑

實(shí)際工程資料中，流動(dòng)性混凝土配合比中外加劑類型主要是減水劑、引氣劑和泵送劑，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出減水劑和引氣劑約占99%。

1.6 水

水質(zhì)對(duì)水泥水化影響很大，所以在拌制流動(dòng)性混凝土?xí)r，不能使用含有影響混凝土正常凝結(jié)和硬化的有害雜質(zhì)或油脂類及糖類的水。可以采用飲用的自來(lái)水或清潔的天然水。拌制流動(dòng)性混凝土所用的水，應(yīng)該符合國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63-2006)的規(guī)定。

2 水工流動(dòng)性混凝土配合比定額編制方法

本研究中配合比材料消耗量確定遵循理論與實(shí)際相結(jié)合的辦法，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是以理論計(jì)算分析為基礎(chǔ)，其中配合比計(jì)算相關(guān)參數(shù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求和工程實(shí)際資料來(lái)確定，從而得出混凝土配合比。

2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

混凝土配置強(qiáng)度按公式(1)計(jì)算[2]。

fcu,0=fcu,k+tσ

(1)

式中：fcu,0為混凝土配制強(qiáng)度，MPa；fcu,k為混凝土設(shè)計(jì)齡期立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；t為概率度系數(shù)，由給定的保證率P選定，本次研究中P取95%，t取1.645；σ為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa，當(dāng)設(shè)計(jì)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20～25 MPa時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)σ為4.0 MPa。本論文研究中以C25混凝土為例，其值取4.0 MPa。

2.2 理論水膠比的計(jì)算

根據(jù)混凝土配置強(qiáng)度，按公式(2)計(jì)算理論水膠比[2]。

(2)

式中：W/B為混凝土水膠比；fcu,0為混凝土配制強(qiáng)度；aa、ab為回歸系數(shù)，骨料為碎石時(shí)，aa=0.53，ab=0.20；fb為膠凝材料28 d膠砂抗壓強(qiáng)度值，MPa，可按公式(3)計(jì)算。

fb=γfγcfce,g

(3)

式中：γf為摻合料影響系數(shù)，粉煤灰和?；郀t影響系數(shù)按表1取值；fce,g為水泥強(qiáng)度等級(jí)值；γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)，42.5水泥的 取值為1.16。

表1 粉煤灰影響系數(shù)γf選用值Tab.1 The selection value of fly ash influence coefficient γf

2.3 膠凝材料用量的理論計(jì)算

在水膠比和用水量確定的基礎(chǔ)上，膠凝材料理論用量可根據(jù)公式(4)計(jì)算確定。

(4)

式中：mc為水泥用量；mw為用水量；W/B為水膠比。

2.4 骨料用量的確定

根據(jù)“質(zhì)量法”原理，骨料用量計(jì)算過(guò)程見(jiàn)式(4)～式(6)。

砂石總質(zhì)量：

ms,g=mc,e-(mw+mc+mp)

(5)

砂子用量：

ms=ms,gSm

(6)

石子用量：

mg=ms,g-ms

(7)

式中：ms,g為混凝土中砂、石總質(zhì)量，kg/m3；mc,e為米混凝土拌合物質(zhì)量，，kg/m3；mw為混凝土用水量，kg/m3；mc為混凝土水泥用量，kg/m3；mp為混凝土摻合料用量，kg/m3；ms為混凝土中砂子用量，kg/m3；mg為混凝土中石子用量，kg/m3；Sm為質(zhì)量砂率。

3 配合比定額各參數(shù)的確定

3.1 強(qiáng)度等級(jí)

流動(dòng)性混凝土配置強(qiáng)度按公式(1)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)齡期按28 d考慮，抗壓強(qiáng)度保證率為95%。根據(jù)100多個(gè)工程實(shí)例的統(tǒng)計(jì)資料，流動(dòng)性混凝土強(qiáng)度等級(jí)分布情況見(jiàn)表2。

表2 流動(dòng)性混凝土強(qiáng)度等級(jí)統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistical table of strength grade of fluidity concrete

由表2可見(jiàn)，流動(dòng)性混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C10～C55都有，其中C15～C40約占97%。普通混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般有C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55[3]。因此，主要針對(duì)強(qiáng)度等級(jí)為C10～C50的混凝土進(jìn)行研究，本論文中以C25為例進(jìn)行研究。

3.2 坍落度

根據(jù)收集資料，對(duì)流動(dòng)性混凝土坍落度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可見(jiàn)，流動(dòng)性混凝土坍落度主要集中在140～180 mm，約占樣本總數(shù)的60%，其次為90～140 mm，約占樣本總數(shù)

表3 流動(dòng)性混凝土坍落度統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Slump statistics table of fluidity concrete

的24%，180～220 mm約占樣本總數(shù)的6%。結(jié)合《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(DL/T5330-2005)[4]和《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10-2011)[5]的規(guī)定，流動(dòng)性混凝土配合比研究中選取的坍落度值分別為100～140、140～180、180～220 mm，本論文中以140～180 mm進(jìn)行研究。

3.3 級(jí) 配

根據(jù)收集資料，對(duì)流動(dòng)性混凝土級(jí)配進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 流動(dòng)性混凝土級(jí)配統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Gradation statistics table of fluidity concrete

注：3級(jí)配中有130個(gè)樣本坍落度小于140 mm。

由表4可見(jiàn)，實(shí)際工程中流動(dòng)性混凝土絕大多數(shù)采用一、二級(jí)配，其中泵送混凝土中一、二級(jí)配約占98.5%，三級(jí)配混凝土主要用于溜槽施工中，因此，流動(dòng)性混凝土配合比定額中三級(jí)配的混凝土適用于溜槽混凝土。結(jié)合規(guī)范要求，泵送混凝土只考慮一、二級(jí)配。

3.4 水膠比

在其他條件不變的情況下，混凝土水膠比的大小直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，如美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACI)提出的混凝土強(qiáng)度與水膠比的大致關(guān)系如表5所列值[6]。水膠比、強(qiáng)度和可泵性對(duì)泵送混凝土來(lái)說(shuō)存在著互相制約的因素。因此，泵送混凝土配合比最重要的，就是根據(jù)強(qiáng)度和可泵性來(lái)考慮水膠比。一般來(lái)說(shuō)，水膠比大，對(duì)泵送有利，但硬化后混凝土的強(qiáng)度仍然取決于水膠比。

表5 混凝土強(qiáng)度與水膠比關(guān)系表Tab.5 Relationship between concrete strength and water-cement ratio

水膠比與泵送混凝土在管道中流動(dòng)的阻力有關(guān)，具體關(guān)系如圖1。由圖1可以表明，其流動(dòng)阻力隨著水膠比的減小，稠度降低而增加，在此情況下，其臨界水膠比為0.45，當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)數(shù)值時(shí)阻力顯著增加[6]。

圖1 水膠比對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)阻力的影響Fig.1 Water-cement ratio on the impact of flow resistance of oncrete mixtures

《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(DL/T5330-2005)規(guī)定，泵送混凝土水膠比不宜大于0.60。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料可見(jiàn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)與水膠比成反比關(guān)系，強(qiáng)度等級(jí)越高，水膠比越小，流動(dòng)性混凝土水膠比分布見(jiàn)圖2。

圖2 流動(dòng)性混凝土水膠比分布圖Fig.2 Distribution of water-cement ratio of fluidity concrete

由圖2可以看出，流動(dòng)性混凝土的水膠比基本集中在0.30～0.60之間，其中0.45左右最多，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也驗(yàn)證了圖1的結(jié)論。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，流動(dòng)性混凝土80%以上都摻有摻合料且絕大多數(shù)為粉煤灰。規(guī)范要求，摻摻合料時(shí)混凝土的水膠比要適當(dāng)降低，具體如何根據(jù)不同摻量調(diào)整水膠比，規(guī)范并沒(méi)有一個(gè)具體的方法。英國(guó)Dunstan教授[7]提出了一種新的理念，把粉煤灰作為一種獨(dú)立的組分，通過(guò)大量試驗(yàn)，將粉煤灰對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)和水泥的貢獻(xiàn)分離，建立強(qiáng)度-水膠比-粉煤灰摻量的三維關(guān)系。從Dunstan三維模型上“截”出一個(gè)平面來(lái)，平面上曲線的任意一點(diǎn)代表著不同水膠比、不同粉煤灰摻量的一系列等強(qiáng)度的拌合物，可以看出：在等強(qiáng)度面上，當(dāng)粉煤灰混凝土強(qiáng)度一定時(shí)，粉煤灰的摻量越大，水膠比就越小。從公式(2)也可以看出，隨著摻合料摻量的增加，水膠比降低。本章研究中，以實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，理論計(jì)算水膠比為參考，對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，最終確定的水膠比如表6。

表6 流動(dòng)性混凝土水膠比Tab.6 Water-cement ratio of fluidity concrete

3.5 用水量

《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(DL/T5330-2005)的規(guī)定，流動(dòng)性混凝土的初選用水量是在常態(tài)混凝土坍落度為90 mm用水量的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20 mm用水量增加5 kg/m3來(lái)計(jì)算，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)流動(dòng)性混凝土用水量見(jiàn)表7。

表7 流動(dòng)性混凝土初選用水量Tab.7 Primary water consumption of fluidity concrete

對(duì)實(shí)際工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)流動(dòng)性混凝土一般都摻減水劑和泵送劑，因此，本章研究中按摻減水劑和泵送劑考慮，在保持流動(dòng)性及水膠比不變的條件下，摻減水劑后流動(dòng)性混凝土初選用水量見(jiàn)表8。

表8 摻減水劑后流動(dòng)性混凝土初選用水量Tab.8 Primary water consumption of fluidity concreteafter adding water reducing agent

由表8可見(jiàn)，流動(dòng)性混凝土的用水量與坍落度、骨料最大粒徑有關(guān)，同級(jí)配情況下，坍落度越大用水量越大，同坍落度情況下，用水量隨級(jí)配的增大而減小。

根據(jù)工程實(shí)際數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以看出用水量與坍落度和級(jí)配有關(guān)，同級(jí)配情況下，用水量隨坍落度的增大而增大，同坍落度的情況下，用水量隨級(jí)配的增加而降低。一級(jí)配混凝土用水量集中在160～180 kg/m3，二級(jí)配混凝土用水量集中在140～170 kg/m3左右。

從圖3可以看出，用水量與砂率有關(guān)，砂率增大用水量隨著增大，泵送混凝土的砂率主要集中在30%～50%之間。

圖3 用水量與砂率關(guān)系Fig.3 Relationship between water consumption and sand ratio

結(jié)合工程實(shí)際和規(guī)范要求，綜合確定的流動(dòng)性混凝土用水量見(jiàn)表9。

3.6 膠凝材料用量

泵送混凝土最小水泥用量按日本建筑學(xué)會(huì)《泵送混凝土施

表9 流動(dòng)性混凝土用水量Tab.9 Water consumption of fluidity concrete

工法規(guī)程》規(guī)定應(yīng)不低于280 kg/m3，見(jiàn)表10[6]。

表10 泵送混凝土最小水泥用量Tab.10 The least cement consumption of pumping concrete

由表10可見(jiàn)，輸送管道內(nèi)徑大小與水泥用量成反比，輸送管水平距離長(zhǎng)度與水泥用量成正比。

在我國(guó)，《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(DL/T5330-2005)和《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10-2011)規(guī)定，膠凝材料用量不宜低于300 kg/m3。收集資料統(tǒng)計(jì)的流動(dòng)性混凝土中膠凝材料用量小于280 kg/m3的樣本數(shù)量約占樣本總量的14%，大于等于280 kg/m3的樣本約占樣本總量的86%。

根據(jù)工程實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，流動(dòng)性混凝土中80%以上都摻摻合料，其中以粉煤灰摻量最為普遍，因此，本章只考慮不摻摻合料和摻粉煤灰兩種情況對(duì)流動(dòng)性混凝土進(jìn)行研究。

圖4 粉煤灰摻量分布圖Fig.4 Distribution of fly ash content

從圖4可以看出，流動(dòng)性混凝土粉煤灰摻量在20%～30%時(shí)樣本數(shù)量最多，大于40%的樣本數(shù)量比較少，因此根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果并結(jié)合《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》(DL/T5055-2007)要求，流動(dòng)性混凝土研究中，以粉煤灰摻量0、10%、20%、30%、40%為研究范圍。

3.7 砂 率

泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土高7%～8%[6]，比較高的砂率是保證大流動(dòng)性混凝土不離析，少泌水及具有良好的成型和運(yùn)輸性能的必要要求，《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(DL/T5330-2005)和《混凝土泵送技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T10-2011)規(guī)定，泵送混凝土的砂率宜為35%～45%。

《水利水電工程施工手冊(cè)(第3卷混凝土工程)》[8]中對(duì)砂率的要求見(jiàn)表11。

表11 砂率選用參考值Tab.11 Selection of sand rate reference value

由表11可見(jiàn)，泵送混凝土的砂率不宜低于40%。

3.8 拌合物質(zhì)量

本課題主要以灰?guī)r為主，研究不同級(jí)配時(shí)流動(dòng)性混凝土拌合物質(zhì)量。

將實(shí)際收集的結(jié)構(gòu)混凝土原始配合比數(shù)據(jù)按級(jí)配和巖性進(jìn)行分類整理，對(duì)不同級(jí)配下灰?guī)r的拌合物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出級(jí)配與拌合物質(zhì)量的關(guān)系，隨著級(jí)配的增大，拌合物質(zhì)量呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

依據(jù)上述規(guī)律及實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得出流動(dòng)性混凝土拌合物質(zhì)量參考值，見(jiàn)表12所示。

表12 流動(dòng)性混凝土拌合物質(zhì)量參考值Tab.12 Quality reference value of fluidity concrete

3.9 粗細(xì)骨料用量

在膠凝材料用量及拌合物質(zhì)量已經(jīng)確定的情況下，根據(jù)公式(5)可計(jì)算出粗細(xì)骨料總重量。在砂率已知的情況下，根據(jù)公式(6)計(jì)算砂石骨料中砂的用量。最后，根據(jù)公式(7)計(jì)算砂石骨料中石子的用量。

3.10 外加劑用量

從統(tǒng)計(jì)資料可以看出，實(shí)際工程中以高效減水劑為主，約占減水劑總樣本數(shù)的90%，因此流動(dòng)性混凝土外加劑主要考慮高效減水劑和引氣劑，綜合摻量按膠凝材料的0.75%考慮。

4 配合比定額及其測(cè)算對(duì)比

4.1 流動(dòng)性混凝土配合比定額

通過(guò)對(duì)流動(dòng)性混凝土原材料及配合比參數(shù)的分析研究，最終確定流動(dòng)性混凝土原材料及配合比計(jì)算參數(shù)選擇如下。

(1)原材料選擇。水泥：普通硅酸鹽水泥；粗骨料：碎石，粒徑劃分為大石(80～40 mm)、中石(40～20 mm)、小石(20～5 mm)；細(xì)骨料：中砂；摻合料：粉煤灰，摻量從0～40%。

(2)配合比參數(shù)選擇。強(qiáng)度等級(jí)：C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50 9個(gè)等級(jí)；坍落度：100～140，140～180，180～220 mm；級(jí)配：一級(jí)配、二級(jí)配、三級(jí)配；水膠比、用水量、砂率、拌合物質(zhì)量、外加劑根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定。

通過(guò)上述分析統(tǒng)計(jì)，并利用式(1)～式(7)計(jì)算流動(dòng)性混凝土配合比中各種材料的用量，共得出流動(dòng)性混凝土配合比定額287個(gè)。

流動(dòng)性混凝土在配合比參數(shù)不同時(shí)分析計(jì)算的方法基本相同，由于篇幅限制，以下僅給出強(qiáng)度等級(jí)為C25，坍落度為140～180 mm的流動(dòng)性混凝土配合比定額研究成果，見(jiàn)表13。

表13 流動(dòng)性混凝土配合比定額Tab.13 Mix proportion of quota of fluidity concrete

4.2 流動(dòng)性混凝土配合比定額測(cè)算對(duì)比

將本次研究中得出的配合比定額與“97附錄”進(jìn)行對(duì)比，為了做到同口徑對(duì)比，兩者定額采用相同材料預(yù)算價(jià)格和材料種類。由于本次研究以普硅水泥42.5、人工中砂、人工碎石為基礎(chǔ)，所以應(yīng)根據(jù)“97附錄”的換算表，對(duì)“97附錄”中水泥強(qiáng)度等級(jí)、粗砂、卵石等進(jìn)行換算后進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表14和表15。

表14 流動(dòng)性混凝土配合比定額(強(qiáng)度等級(jí)C25)材料消耗量對(duì)比表Tab.14 The material consumption comparison table of mixproportion of quota of fluidity concrete(strength grade C25)

表15 流動(dòng)性混凝土配合比定額(強(qiáng)度等級(jí)C25)材料費(fèi)用對(duì)比表Tab.15 The material cost comparison table of mix proportionof quota of fluidity concrete(strength grade C25)

由表14可以看出，本次研究得到的混凝土配合比與“97附錄”配合比相比，由于外加劑的發(fā)展及用量的增加，使得外加劑用量增幅較大，增幅約為200%，外加劑的使用節(jié)約了水泥用量，使得水泥和水的用量有所下降，降幅分別為8%和15%左右； 對(duì)于一級(jí)配混凝土，中砂用量減少，降幅約為8%，由于拌合物質(zhì)量一定，碎石用量增加，增幅約為12%；對(duì)于二級(jí)配混凝土，中砂用量略有增加，增幅約1%，碎石用量略有降低，降幅約為0.5%。

由表14、15可見(jiàn)，總體上來(lái)說(shuō)，本次定額比“97附錄”水泥用量減少較多，骨料用量有所增加，外加劑增幅較大，拌合物總質(zhì)量普遍降低。拌合物材料總費(fèi)用也基本呈降低趨勢(shì)。

5 主要結(jié)論及建議

5.1 主要結(jié)論

(1)根據(jù)收集到的配合比資料，建立工程數(shù)據(jù)庫(kù)，并采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與剔除，收集的資料具有地域廣闊性、設(shè)計(jì)唯一性、骨料巖性及混凝土種類多樣性等特點(diǎn)，為本次水工混凝土配合比研究，以及原材料和環(huán)境條件變化時(shí)混凝土配合比的調(diào)整等提供了豐富的參考資料。

(2)在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，總結(jié)了流動(dòng)性混凝土的常用配合比參數(shù)，并依據(jù)分析結(jié)果確定其強(qiáng)度等級(jí)、坍落度、級(jí)配、水膠比、粉煤灰摻量等參數(shù)的取值區(qū)間。

(3)配合比計(jì)算。采用確定的水膠比、用水量、砂率、拌合物質(zhì)量等參數(shù)，結(jié)合理論計(jì)算方法對(duì)流動(dòng)性混凝土配合比中各種材料用量進(jìn)行計(jì)算，得出配合比定額287個(gè)。

(4)定額測(cè)算。將確定的配合比定額與對(duì)應(yīng)的“97附錄”分別進(jìn)行材料耗量、定額單價(jià)測(cè)算分析。測(cè)算結(jié)果表明，本研究中確定的配合比材料耗量與“97附錄”相比，水泥用量減少趨勢(shì)明顯，如混凝土中水泥用量減少約8%。另外，由于近年來(lái)混凝土技術(shù)的發(fā)展，混凝土中摻加外加劑的品種及比例都發(fā)生了巨大變化，本次統(tǒng)計(jì)樣本中外加劑摻量是“97附錄”中外加劑用量的3～4倍，甚至更多。在用量差異較為懸殊的情況下，對(duì)混凝土造價(jià)成本也造成了一定的影響。

上述研究成果是對(duì)“97附錄”調(diào)整系數(shù)的進(jìn)一步修正、完善與補(bǔ)充。這一方面有利于造價(jià)專業(yè)人員在編制水工混凝土單價(jià)時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取相應(yīng)的定額，另一方面也有利于將設(shè)計(jì)意圖更為準(zhǔn)確合理地體現(xiàn)在工程造價(jià)中，使工程概預(yù)算結(jié)果更好地反映工程實(shí)際。

5.2 建 議

本論文研究了流動(dòng)性混凝土配合比定額的特點(diǎn)、編制原理、編制方法及主要參數(shù)，形成了《水電工程流動(dòng)性混凝土配合比定額》研究成果，建議進(jìn)一步推進(jìn)各類混凝土配合比的研究及成果的推廣應(yīng)用，以便工程造價(jià)人員更好地估算工程投資，反映工程的實(shí)際情況。

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[1] 中華人民共和國(guó)電力工業(yè)部.水力發(fā)電建筑工程概算定額[M].1997.

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[3] 馬成功. 泵送普通混凝土配合比優(yōu)化研究[D].銀川:寧夏大學(xué).2014.

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