中交第一公路工程局集团海外事业部 甘肃陇西 748100
摘要：混凝土工程中不可或缺的环节就是混凝土配合比。近年来，中美与其他国家在建筑相关土木工程领域合作不断增多。中美混凝土规范已经被广泛应用在越来越多的国际建设项目中。为了有效解决中美混凝土配合比中存在的问题和差异，就需要我们有效分析中美规范中配合比的设计步骤、用水量、水胶比以及骨料等选定内容，并解决各国同行由于“标准隔阂”产生的困扰，从而使国际间的合作与交流更加顺利。本文讲述了中美混凝土配合比的前期工作，并充分研究了中美混凝土配合比的设计步骤、用水量、水胶比以及骨料等选定内容，希望能给相关单位提供一定的参考与借鉴。
关键词：混凝土；配合比；用水量；骨料；差异
前言：随着科学技术的不断发展，水利水电行业也有了飞跃性的发展，国内水电企业已经陆续走向国际，与此同时，也给水利水电企业带来了新的困扰。其中施工技术人员最亟需解决就是在实际工作中所遇到的规程规范差异问题。由此可见，有效研究比较中美两国混凝土配合比设计的差异是至关重要的，其不仅可以解决困扰国外施工技术人员的问题，还可以增进国际间的合作，从而进一步推动中美两国的友好发展。
1.配合比设计的前期工作
工作性和经济性是混凝土配合比选择的重要点，其可以平衡表面质量、密度、耐久性以及强度，此性能决定于混凝土浇筑时预计碰到的情况。因此，必须明确相关设计要求，收集详细设计资料，才能顺利开展中美混凝土配合比设计，主要要求可分为四个方面：第一、混凝土的工作性；第二、混凝土的强度和保证率；第三、骨料最大粒径；第四、混凝土的抗冻等级、抗渗等级以及其他性能指标。
2.中美配合比选择步骤的差异
2.1中国规范配合比选择步骤
2.3中美规范的差异
只有一定的程序设计和原理才能设计出中美混凝土配合比。两国配合比设计步骤稍有不同，美国规范与中国规范相比，少了两个步骤，分别是砂率确定和胶凝材料胶砂强度计算，同时也多了两个步骤，分别是粗骨料干捣体积确定和含气量估计。中美在非引气普通混凝土配比计算时，美国对含气量的估算更为精准一些，而中国含气量一般按百分之一估算。美国主要根据选择骨料最大粒径，含气量估算值与最大粒径有着直接关系，粒径越小，含气值越大。美国对混凝土含气量的指标十分重视，主要因为气候与地理位置的原因，认为这是影响混凝土耐久性的关键因素。
3.配合比设计的主要参数
3.1水胶比的选择
主要由强度来决定水胶比，同时，也决定着耐久性与其他因素。在同样水胶比的情况下，胶凝材料和水泥一般获得不同的强度，所以，建立水胶比与强度的关系，在实际使用的材料中是非常重要的。
3.1.1中美规范中水胶比的确定
耐久性验算是中美配合比计算中，确定水胶比的重要步骤。中国规范均限制规定了不同环境等级下的混凝土最大水胶比，比如：美国规范允许的最大水胶比为0.5，而中国在潮湿环境下，规范中允许的最大水胶比为0.55，由此可见，中美规范对环境等级的划分是完全不同的。所考虑骨料含水基准也不同，虽然与中国规范相比，从这方面规定看比较严，但中国混凝土中浆体水灰需要减去0.02至0.04，所以，在耐久性限制水灰比上，两国还是比较接近的。
3.2用水量的选择
中美混凝土用水量都是根据骨料最大粒径和坍落度来进行确定的。在水灰比一定范围内，采用一定的骨料，只要单位用水量一定，混凝土拌合物的坍落度无太大变化，只有水泥数量适量变化。由此可见，中美在确定普通混凝土用水量过程中，都是基于固定用水量定则。也就是说，骨料最大粒径和混凝土坍落度来直接决定混凝土单位的用水量，与水泥用量无关。
3.3中美规范中混凝土粗细骨料的确定方法
3.3.1中国确定粗细骨料的方法
中国有一个概念叫砂率，在确定粗细骨料用量方法上，与美国的用量方法有很大不同，即细骨料含量占骨料总量质量的百分率。也就是说，如果砂率过小，润滑作用不明显，砂不足以将粗骨料悬浮撑起，易产生离析流浆现象，粘聚性和保水性较差；而砂率过大，骨料总表面积增大，需水量就会增加，因此，混凝土应有合理的砂率。需要根据粗骨料最大粒径和混凝土水胶比来确定合理的砂率。粗骨料粒径增大，合理砂率减少；水胶比越大，合理砂率越高。
3.3.2美国规范中确定粗细骨料的方法
美国在粗细骨料确定方法中，引入粗骨料在单位体积混凝土中所占的体积的概念，主要是其规范中没有使用砂率的概念。其中包含了，粗骨料孔隙率在捣实干燥下的信息，从反映粗骨料堆积孔隙率大小而言，与砂率有近似的地方，粗骨料在单位体积混凝土所占的体积分数更为精准。由此可见，粗骨料粒径越大，粗骨料所占体积分数也就越大，单位体积混凝土中粗骨料最大粒径与粗骨料所占体积分数有着直接关系。除此之外，砂越细，粗骨料体积分数越大，可见细骨料模数直接影响着体积分数。粗骨料所占体积在单位体积混凝土中的分数，需要根据砂子细度模数和骨料最大粒径来进行确定，并结合所测的干燥捣实容重，从而算出粗骨料用量。以此为基准，细骨料用量的计算方法，可采用质量法或体积法。
结束语：
综上所述，在混凝土配合比的选择方法中，中美规范中在计算方法和步骤中略有差异，主要因为参数的选择不同。在实际操作过程中，相关技术人员应比较两种方法，从而选择更适合施工工程的可行方法，配制出更适合的配合比。
参考文献：
[1]徐宏平，封亚辉，卢志刚，等．我国水泥ISO强度与美国ASTMC109强度关系的试验研究［J］．硅酸盐通报，2003，22（01）：77-80．
[2]ACI．ACI211．1-91（Reapproved2009）Standardpracticeforselectingproportionsfornormal，heavyweight，andmassconcrete［S］．USA：ACICommittee211，2009．
[3]中华人民共和国水利行业标准．SL352-2006，水工混凝土试验规程［S］．北京：中国建筑工业出版社，2006．
[4]ISO/DID7034，硬化混凝土芯样的钻取、检查和抗压试验［S］．Switzerland：ISO，1971．
[5]欧阳东．含掺合料因素的混凝土强度公式及其应用［J］．建筑技术，1998，（01）：37-39．
论文作者:康宝雄
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：骨料论文; 混凝土论文; 中美论文; 粒径论文; 用水量论文; 体积论文; 美国论文; 《基层建设》2019年第5期论文;