1、 中法混凝土配合比設計方法對比 李新華摘 要：本文以海外工程摩洛哥布里格里格河斜拉橋項目為實例，以項目施工中使用的承臺混凝土為研究對象，分別運用法國DREUX法和中國規范進行了配合比設計，分析其中的差異和優劣。Key：配合比設計；對比；差異；分析1前言2007年是我國加入WTO后承諾開放國內建筑市場的第一年，很多國外的工程建筑企業涌入國內，參與國內的市場競爭，面對國外的先進技術和管理，國內建筑市場競爭壓力日益增大，越來越多的國內企業將目光投向到國外市場。其中尤以非洲市場的前景最為廣闊，每年需要大量資金用于基礎設施建設和維護工程。中國建筑企業海外市場主要集中在非洲地區，而其中大部分在法語區，在這

2、些地區很多采用的是法國試驗規范標準，與中國的規范標準存在差異。拉巴特繞城高速公路為摩洛哥國家重點建設項目，全長約41km，摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋為該項目的重點控制工程，全長951.66m。在該項目中混凝土配合比設計要求采用法國DREUX法進行設計，現結合摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋項目實例，以強度等級為C30的承臺混凝土為依據，介紹運用DREUX法進行承臺C30混凝土配合比設計的方法和過程，并與國內混凝土配合比方法得出的結果進行對比分析。2材料分析2.1 水泥混凝土使用的是摩洛哥最大的水泥廠拉法基生產的普通硅酸鹽水泥CPJ45，其化學成分和物理性能見表2-1和2-2。另外對水泥的運輸儲存溫度

3、進行了規定，水泥的進場溫度不得高于70。水泥的各項性能指標與國內的標準有差異。表2-1 拉法基CPJ45水泥的物理性能表2-2 拉法基CPJ45水泥的化學成分2.2 細骨料根據本項目附近的資源條件，混凝土細骨料采用的是Kenitra的0-1mm沙丘砂和Bymaro的0-4mm機制砂。按質量比30%的沙丘砂和70%的機制砂混合而成的混合砂，解決了沙丘砂細度模數過小和機制砂細度模數過大的問題。兩種細骨料和混合料的試驗結果見表2-3。表2-3 0-1mm沙丘砂和0-4mm機制砂以及混合料的試驗結果2.3 粗骨料表2-4 4-16mm碎石試驗結果該斜拉橋承臺混凝土采用的是Bymaro的4-16mm的玄

4、武巖碎石，其試驗結果見表2-4。其中扁平系數是用特定的扁平篩測定，與針片狀顆粒含量的測定方法不同。2.4 減水劑該承臺混凝土采用的減水劑是Sikafluid R，為深褐色液體，其推薦用量為水泥質量的0.3%-2.5%。試驗結果見表2-5。表2-5 減水劑Sikafluid R的試驗結果2.5 混凝土拌合用水該項目所有的混凝土用水都是使用的拉巴特城市飲用水。3 DREUX法混凝土配合比設計DREUX法要求混凝土配合比設計及試驗分三步進行，即配合比設計與試驗、適應性試驗和檢查試驗，與我國的混凝土配合比設計有很大區別。根據法國規范CCTP-D中相關規定了，C30承臺混凝土必須下列要求，水泥類型CPJ

5、45，最小水泥用量為330kg/m3，最大水灰比0.5，坍落度10-14cm。3.1 計算灰水比28=Gc（-0.5） （1）式中：28- 混凝土設計強度，計算時考慮1.15的強度保證系數，MPa；c- 水泥標號，MPa；C - 水泥用量，kg/m3E - 用水量，kg/m3G -骨料參數，其值依據骨料粒徑和質量查表3-1確定表3-1 骨料參數G取值表將參數28=1.1530=34.5MPa，c=45MPa，取G=0.45代入式（1）中，計算得：灰水比2.20。3.2 計算水泥和水的用量根據計算所得的灰水比2.20和坍落度取12cm，查DREUX法水泥用量與水灰比關系圖3-1，查得水泥用量為“

6、400+添加劑”。則用水量為E=400/2.2=182kg。圖3-1 DREUX法水泥用量與水灰比關系圖這個用水量是相對于粗骨料最大粒徑D=25mm 的混凝土的標準用水量，實際中使用的是D=16mm的粗骨料，為了保證混凝土相同的工作性能，用水量也應適當增加。根據表3-2調整用水量。表3-2 DREUX法D25mm用水量修正表調整后的用水量E0=E（1+4%）=189kg，考慮到外加劑減水率為10%，實際用水量E0=189（1-10%）=170kg。水泥用量調整為374kg。3.3 計算粗細骨料的用量法國標準中水泥混凝土骨料級配理論，采用的是間斷級配理論， 先將所有的粗細骨料的顆粒分析結果繪制在

7、圖3-2中。圖3-2為DREUX法骨料粒度分析圖，橫坐標為骨料粒徑和與之相對應的篩孔模數，縱坐標為骨料通過百分率。3.3.1 確定基準粒度成分線OAB在這個粒度分析圖中，確定基準粒度成分線OAB。其中0點為坐標原點、B點為最大粗骨料粒徑所對應的通過率為100%的點、A 點為級配的間斷點，其坐標確定方法如下：（1）橫坐標 Ax，當最大粒徑D 20mm時，Ax=D/2；當最大粒徑D20mm時， Ax =（38+D對應的 模數）/2。混凝土采用D=16mm的碎石，故Ax=16/2=8（2） 縱坐標Ay ，按下式（2）進行計算。Ay =50- +K+Kp+Ks （2）K為集料成型修正值，按表3-3內插

8、法求得K=1 。表3-3 K值計算表Kp為泵送混凝土修正值，當混凝土采用泵輸送方式運輸時，KpE5，10，若為泵送混凝土可取中值。非泵送取Kp=0。本項目采用泵送方式，故取Kp=7.5。Ks為細度模數修正值，當細度模數 2.5時，Ks=6Mf-15=62.66-15=0.96。所以縱坐標Ay=50-+1+7.5+0.96=55.46連接OA、AB，得出基準粒度成分線0AB。3.3.2 確定粗細骨料的體積比設計的混凝土由混合砂SM和碎石組成，在圖3-2中找到碎石通過率5%的點和混合砂SM通過率95%的點，過此兩點做直線，得到與標準曲線OAB的交點C，C點的縱坐標為即為混合砂占骨料的絕對體積比，由

9、圖知道，C的縱坐標49.5%，所以混合砂占骨料體積49.5%，碎石占骨料體積的50.5%。3.4 計算混凝土密實系數1m3混凝土中所含的固體物質（水泥及集料）的絕對體積定義為密實系數，密實系數隨骨料最大粒徑D 、坍落度、振搗強度的變化而變化，如表3-4。表3-4 DREUX法密實系數取值注：1）表中系數為每方混凝土中集料與粉料（水泥）體積系數之和。2）表中取密實系數時其集料為卵石，若集料不同時需調整：（1）河砂+碎石密實系數-0.01；（2）機制砂+碎石密實系數-0.03根據表3-4，用內插法計算密實系數=0.810，在本配合比設計中密實系數取值0.810-0.02=0.790。3.5 計算骨

10、料各成分重量組成水泥的用量374kg/m3，水泥密度2.98g/cm3，每方混凝土水泥體積Vc=374/2980=0.126m3。骨料的總體積V=-Vc=0.664m3。混合砂質量=Vs=27000.4950.664=887kg，其中沙丘砂占30%為266kg，機制砂占70%為621kg。碎石質量=Vg=27800.5050.664=932kg水泥質量C=374kg；用水量E0=170kg，外加劑摻量按水泥摻量的1.5%為5.6kg。3.6 混凝土的計算配合比混凝土的計算配合比各材料用量為 ：水泥：沙丘砂： 機制砂：碎石： 水：減水劑=374：266：621：932：170：5.6至此，運用D

11、REUX法計算混凝土理論配合比已經完成。在施工前，還要進行各成分波動試驗，分別是1）砂率各增加和減少10%；2）水泥用量各增加和減少20kg；3）用水量各增加和減少10kg。當成分波動滿足要求后，再進行適應性試驗，以確定滿足攪拌站和現場生產施工要求。4按國內規范進行混凝土配合比計算4.1 計算試配強度和水灰比試配強度fcu，0fcu，k+1.645=30+1.6455=38.2MPa；水灰比W/C=a.fb/（ fcu，0+a. bfb）=0.5343.9/（38.2+0.530.243.9）=0.544.2 計算用水量和水泥用量根據坍落度和碎石粒徑查表得用水量為235kg，考慮到添加減水劑，

12、實際用水量為mw0=235（1-10%）=212kg，水泥用量mc0=212/0.54=393kg，減水劑摻量為水泥用量的1.5%=5.9kg4.3 砂率的確定根據細度模數查表知：砂率=37%4.4 用體積法計算各材料的用量+0.01=1 （3）=0.37 （4）式中c、s、g、w分別為水泥、細骨料、粗骨料和水的表觀密度，為混凝土含氣量百分數，不摻加引氣劑或引氣型外加劑時取1。代入各參數計算得到：mc=393kg；mw=212kg；ms=663kg；mg=1129；mj=5.9kg混凝土的計算配合比得到各材料用量為 ：水泥：沙丘砂： 機制砂：碎石： 水：減水劑=393：199：464：1129

13、：212：5.95 中法配合比設計結果的對比表通過中國規范和法國規范分別對C30的混凝土配合比進行計算，得出的結果存在差異，見表5-1。表5-1 中法配合比設計結果對比6 結論通過兩種方法得出的結果對比和分析，可以得出以下結論。（1）試配強度不同，國內混凝土配合比試配強度更高，保證系數更高一些。（2）混凝土抗壓強度的試驗方法不同，法國標準采用的是圓柱體試件，試件初裂后荷載立即下降，而國內的立方體試塊，初裂后荷載仍能繼續增加，存在虛荷載。圓柱體試塊更能準確反映出試塊的真實強度。（3）法國標準中的用水量是通過圖表計算而得，從而得到水泥用量。而國內標準用水量是通過經驗數據查表而得。法國標準更嚴謹。（4）在配合比設計過程中，法國DREUX法對骨料組成是通過分析砂和碎石的篩分曲線，用圖解的方法找出最佳的成分組成，而國內標準是通過經驗數據查表。兩種方法對比，無疑是法國標準更科學更合理。（5）法國DREUX法混凝土配合比設計對水泥的用量有很嚴格的規定，對骨料最大粒徑25mm的混凝土限制了水泥的最大用量為400kg/m3，如果用到最大用量仍無法滿足要求，就只能摻加添加劑或用更高品質的水泥。對控