摘要：本文通过对法国规范DREAX-GORISSE的配合比设计方法的介绍并结合国内混凝土配合比试验经验，结合在阿的工程实例，各取所长，总结出了一种符合阿尔及利亚实际施工情况的混凝土配合比设计方法。希望能给在阿尔及利亚从事混凝土试验工作的同行提供借鉴。
关键词：阿尔及利亚、混凝土配合比设计、骨料级配曲线
1.概述
阿尔及利亚国家的混凝土相关试验标准大多是来至法国规范，比如混凝土骨料的检测上，采用洛杉矶试验法检测石子的抗磨损能力，用砂当量法来检测砂子的清洁程度，在混凝土抗压强度上采用Φ16x32cm的圆柱体试块等等。同样的，阿尔及利亚在混凝土配合比设计上采用的也是法国DREAX-GORISSE的配合比设计方法。下面结合本人在阿尔及利亚的试验经验，谈一下对该国混凝土配合比设计的认识和体会。
2.阿尔及利亚所用混凝土原材
2.1水泥
阿尔及利亚混凝土所用水泥大多是国有配额控制，根据项目建设情况向当地水泥生产厂家申请水泥指标，水泥型号多数为CPJ CEM II/A42.5，类似于国内42.5水泥。
2.2砂石骨料
该国砂石骨料分为0/4mm的砂子，和4/8mm，8/16mm，16/25mm，25/40mm的石子。几乎都是人工破碎骨料，生产厂家众多，但因为水资源的缺乏绝大多数骨料石粉含量都偏高。
3.法国DREAX-GORISSE的配合比设计方法
3.1混凝土强度计算理论
法国混凝土配合比设计中强度计算理论遵从保罗米修（Bolomey）公式：
fc---混凝土28天抗压强度（计算时考虑1.15的强度储备系数），MPa；
FCE---水泥28天强度，MPa；
C---水泥用量，kg/m³；
E---集料干燥状态下的水用量，kg/m³；
G---混凝土骨料参数，其取值依据见表3-1
表3-1 骨料参数G取值
3.2水泥和水用量的确定
3.2.1水泥用量的确定
根据保罗米修公式求得C/E后，依照施工塌落度的需求查图3-1，内插计算出每立方混凝土的水泥用量（kg/m³）。
图3-1 水泥用量----塌落度关系图
3.2.2单位用水量的确定
当混凝土骨料最大颗粒粒径D=20mm时，混凝土单位用水量可根据C/E及水泥用量C直接求出。如果使用D＜20mm的骨料，因为骨料比表面的增大应该增大单位用水量，反之亦然。单位用水量修正值可查表3-2
表3-2 混凝土用水量调整表
3.3确定最佳混凝土骨料级配
3.3.1标准级配曲线
混凝土的骨料级配组成采用的是AFNOR型筛分曲线图解法，即以骨料粒径和与其相应的筛孔模数为横坐标，以骨料通过百分率为纵坐标，在上面画出一条标准OAB级配曲线，此曲线即为标准级配曲线。其中O点为0.08mm粒径通过百分率0的点，B点为骨料最大粒径Dmax通过百分率100%的点，A点坐标（X，Y）由下式求得：
当Dmax≤20mm时，X= Dmax/2；
当Dmax＞20mm时，X=（38+Dmax对应的模数）/2。
Y=50－
＋K’ ；K’=K＋Ks＋Kp
K：是一个与骨料特性、振捣方法及水泥用量相关的系数，具体取值查表3-3
Ks=（6Mfs－15）；Mfs为欧洲标准计算下的砂子细度模数，和国内标准相差不大。
Kp：对于泵送混凝土，按照混凝土塑性等级可以在4~8之间取值，其他混凝土可取kp=0
表3-3 K取值表
3.3.2确定混合骨料的体积百分率
图3-2 骨料体积百分率图解
如上图3.2骨料体积百分率图，在图中分别将粗骨料G1、G2及细骨料S的筛分通过百分率曲线绘制出来，以G1线上通过百分率为5%的点和G2线上通过百分率为95%的点连接，得到其与标准O.A.B曲线的交点，则G1的体积百分比G1%等于100%减去该交点的纵坐标值；以G2线上通过百分率为5%的点和S线上通过百分率为95%的点连接，其与标准O.A.B曲线的交点纵坐标即为细骨料S的体积百分比S%；则骨料G2的体积百分比为100%－G1%－S%。
3.3.3混凝土配合比计算
1m³混凝土中骨料的总体积
V=1000×γ－C/3.1；
V---混凝土中骨料总体积，L；
C----水泥质量Kg；
γ---混凝土密度系数，可查表3-4
表3-4 混凝土密度系数γ取值表
注：以上γ值是在砾石和河砂组成的集料，对于碎石和河砂密度系数减去0.01；对于碎石和机制砂密度系数减去0.03
骨料G1的体积 V1=V×G1%；骨料G1的质量W1=V1×ρG1
骨料G2的体积 V2=V×G2%; 骨料G1的质量W1=V1×ρG2
砂子S的体积 V3= V×S%; 骨料G1的质量W1=V1×ρs
式中ρG1、ρG2、ρs分别为粗骨料和砂子相对应的密度（g/cm³）
4.法国配合比设计方法与国内配合比设计方法比较
（1） 法国混凝土配合比设计在水灰比和配制强度的选取上同国内一样继承了Bolomey公式模式，但是法国配合比强度理论公式中引入的关于骨料品质的参数G的取值范围过大，对于经验相对较少的实验人员来说难于准确取值，从而造成所取灰水比相差较大。（比如同样配制C25混凝土，采用当地42.5标号水泥，采用1.13富余系数，骨料最大粒径D=25mm，当选取一般骨料G=0.40时，求得C/E=2.0；选取很好的骨料G=0.60时求得C/E=1.5。而且这个差距随着所用水泥标号的增加而增大）特别是在选用不同料场粗细骨料品质不一需要相互混合做配比的情况下，骨料参数G难以取值。
（2） 在确定混凝土单位体积用水量及水泥用量时，法国配合比设计方法中提供的最大混凝土塌落度仅为12cm，并且也没有像国内混凝土配合比设计理论一样引入减水率的概念，这样为配制大塌落度混凝土增加了难度，往往造成在配制同标号大塌落度混凝土时水泥用量偏高。
（3） 法国配合比设计方法在确定骨料级配时，根据骨料性质、筛分曲线以及塌落度的大小通过图解的方法确定各骨料的比例，较之国内差别较大。国内规范只是规定了一些参数范围，采取按比例混合的方法，尽可能使混合料密度最大，而国内规范推荐的混合比例是根据国内骨料的生产粒径得出的大致范围，并不适用于阿尔及利亚本国骨料特点。而同时，因阿尔及利亚所用骨料分为4/8mm，8/16mm，16/25mm，25/40mm等多种单粒径，在配制最大粒径D=25mm连续级配混凝土时就需要三种骨料混合，在配制最大粒径D=40mm连续级配混凝土时需要四种骨料混合，国内的最大密度理论显然难以奏效。本人刚来阿尔及利亚初期，在配制混凝土时就曾认为4/8mm的骨料粒径太小而弃之不用，简单的套用国内50%：50%左右的比例来掺合8/16mm和16/25mm进行最大密度试验试配混凝土，其结果现在看来仅仅是差强人意。
根据以上三点，笔者认为在阿尔及利亚设计混凝土配合比的过程中，可以采用国内配合比设计和法国配合比设计相结合的方法，首先用国内配合比设计求解水灰比及单位用水量，然后再根据骨料筛分情况用法国配比设计图解法确定各级骨料含量，从而得出混凝土基准配合比。
5.阿尔及利亚混凝土配合比设计实例
阿尔及利亚某工业建筑要求配制强度等级为C30的泵送混凝土，骨料最大粒径为D=25mm，采用当地国有石场生产的骨料，密度ρ=2.68g/cm³。砂子采用细度模数为2.77的河砂，密度ρ=2.69g/cm³。水泥采用当地42.5水泥，外加剂选用当地复合减水剂，厂家推荐掺量为0.8%~1.2%，减水率约为20%。
混凝土配制强度,查表取强度标准差σ=5 MPa
Fcuo＝fcuk＋1.645σ＝30＋1.645×5＝38.2 MPa
计算水灰比 E/C
3）水泥用量及单位用水量确定
根据碎石最大粒径及塌落度要求选取单位用水量为240kg，mw＝240×（1－20%）=192kg，水泥用量为192/0.56=343kg，根据阿尔及利亚规定，钢筋混凝土水泥最小用量至少为350kg/m³，选单位水泥用量350 kg.
4）骨料级配比例确定
砂石骨料筛分结果见下表：
表5-1 骨料通过百分率筛分结果
表5-2 砂子通过百分比筛分结果
标准曲线O.A.B的确定：
根据法国混凝土配合比设计骨料级配理论
A点横坐标X=（38+45）/2≈42
A点纵坐标Y=50－
＋K＋Ks＋Kp
=50－5＋4＋(6×2.77－15) ＋4
=54.62
图5-1 二级配骨料的设计图解
图5-2 三级配骨料的设计图解
根据骨料的筛分情况可以看出该料场骨料16/25mm粒径逊径量比较大，据此得出两种骨料级配方案：图5-1为用4/8mm，16/25mm两种骨料级配方案，图5-2为用4/8mm，8/16mm，16/25mm三种骨料级配方案。最终选用4/8mm，16/25mm两种骨料级配方案
16/25 ＝48%；4/8 ＝10.5%；河砂0/4＝41.5%
根据阿尔及利亚钢筋混凝土规范，砂子砂率不能大于40%，按比例调整骨料级配为：
16/25 ＝49%；4/8 ＝11%；河砂0/4＝40%
根据表3-4查混凝土密度系数为0.805
1m³混凝土中骨料总体积V＝1000×0.805－
＝692（L）
16/25＝692×0.49×2.68＝909（kg）
4/8 ＝ 692×0.11×2.68＝204 （kg）
砂子 ＝692×0.40×2.69 ＝745（kg）
水泥 ＝350（kg）
水 ＝192（kg）
经试拌确定外加剂掺量为1%，单位用水量增加为195kg。
总结：
法国混凝土配合比设计方法在骨料级配的确定上根据骨料筛分曲线用图解法求得，比较简单明了易于掌握，特别是针对阿尔及利亚本国骨料粒径范围小级配多的情况切实可行。本文简单的对比了法国及国内混凝土配合比设计方法，各取所长，希望能给从事混凝土试验工作的同仁们提供些许借鉴。
参考文献:[1]Formulation des Bétons: Methode de dreux-Gorisse
[2]《法国混凝土配合比设计方法及应用》苏格兰
[3]《阿尔及利亚钢筋混凝土结构工程施工规范》DTRBE 2-1
论文作者:贺志丹
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/18
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