路面水泥混凝土配合比设计的优化研究

路面水泥混凝土配合比设计的优化研究

摘要：我国经济的发展带动了建筑工程行业的巨大发展，建筑行业的竞争也越来越激烈，努力提高企业竞争力，已成为企业发展和盈利的根本。工程成本中材料要占70%以上，控制材料管理，才能真正控制住工程的成本。而水泥混凝土是路面工程重要的组成材料，对路面水泥混凝土进行不断的配比设计与优化是十分重要的。可以说，水泥混凝土配合会直接影响工程设计的强度、实用性能及工程成本。对路面施工中的水泥混凝土进行配合比设计的优化，可以使路面工程的质量得到保障，工程成本有效降低。本文通过对路面水泥混凝土配合比设计，对砂、石和水泥等材料的用量和性能进行试验研究，选择更合适的水泥混凝土配合比进行施工，使混凝土更符合施工和规范的需要。

关键词：路面水泥混凝土配合比设计优化

路面水泥混凝土配合比设计具体指混凝土材料间比例的关系，一般以每立方米的混凝土内材料质量表示，有时以材料实际用量比例来表示，一般将水泥比例设计为1。在水泥混凝土进行配合比设计试验时，通过假定的公式和密度，通过多次反复的试验和调整，直到选出最佳的配合比，方可在实际路面施工时使用。路面施工应用水泥混凝土既需要混凝土有着极强的抗压强度，还要有极强的抗折强度，要保持干缩性小与耐久性强的优势。现阶段，我国路面施工一般使用抗压强度作为混凝土设计施工的技术指标。很多城市的路面板厚计算是按照抗折的强度进行的，所以，一定要进行适当的混凝土配合比，才能使路面抗折强度的指标设计更合理。

一、路面水泥混凝土配比设计的试验

1、混凝土强度的试配

为了更好的实现混凝土的抗折强度和耐久性，使路面施工具有简便的操作，使施工成本有效的节约，可以对水灰比和单位用水量、含砂率等参数进行更好的计算和配比。对混凝土中的水泥和砂、掺合料等材料的实际用量，都进行配比和论述。

按照混凝土规定标号，保证混凝土强度的统计标准，对混凝土试配的强度进行计算，一般使用标准的差时：

=+（1）

=R/（1-）（2）

Λ是保证系数，一般要按照公路的等级选取，见表1。

b是强度的标准差，可以根据不同地区的实际情况进行选择，见表2[1]。

Ｒ是路面混凝土设计的抗折强度。是一般设计中对混凝土规定的标号。

则是变异的系数，一般要按照历史资料进行统计和计算[2]。

表1：保证率的系数

表2：混凝土的强度标准差（Ｍpa）

2、水灰比的试验配比

水灰比的大小和混凝土的强度有着十分密切的关系，所以，一定要选择适当的水灰比配比，一般计算公式为：

Ｗ/Ｃ=Ａ+B ） (3)

A指的是系数，当骨料选择碎石，可以取0.46的系数，如果选择卵石，要选择0.48的系数。

Ｂ指的是系数，当骨料选择碎石，可以取0.52的系数，如果选择卵石，可以取0.61的系数[3]。

指的是水泥实际施工中的抗压强度。

3、单位用水量的影响

路面水泥混凝土用水量在施工中受很多因素的影响，石子品种和料径、砂粗细的程度都会影响水泥混凝土的用水量，而不同材料有着不同的含水量，可以根据不同的参数进行选择，可以更好的配比混凝土用水量，经过试验和配比，确定混凝土实际的施工用水量。如果使用减水剂，也会影响混凝土的用水量[4]。

4、含砂率对的试验配比

含砂率大小会直接影响混凝土工作的性能，使混凝土的强度和密度和耐久度都有很大的影响。一般集料松散的容量和石子空隙率都会影响砂率，在砂率实际的配比试验中，要通过混凝土的砂率表进行选择，各种精中砂和掺合料的影响都要进行有效的调整，而砂率的计算为：

=a ·(P/)×100% （4）

是砂率，而是砂密度 kg/

5、水泥和掺料的试验配比

为了实现混凝土施工后路面的性能，可以适当在混凝土中添加活性的矿物料，设定矿物料系数为m，混凝土实际掺入的混合料就可以计算为：

Ｍ=m

在水泥混凝土的试验配比中使用掺合料，可以有效的降低混凝土材料的成本，为企业减少工程成本，提高经济效益，使企业的竞争力得到提高。

二、优化的路面水泥混凝土配合比设计

通过以上水泥混凝土的配合比试验，可以看出，与传统配合比的设计相比，优化配合比的试验设计具有更多的优势，主要从以下几方面实现[5]。

1、传统的配合经验

根据传统的配合经验进行路面水泥混凝土配合比的确定，这种确定方法是使用传统的确定方法得出的。路面水泥混凝土要实现设计要求的强度，完成规定的使用寿命，可以通过前人的总结并留下来的资料或者经验，对水泥混凝土各分量比例进行确定。对于砂比率和水灰比都可以采用经验查询，表格查询及经验归纳得到具体的计算公式，通过计算，得出水泥混凝土各种配比的用量。而不同砂与不同的水灰都要按照不同的公式进行计算，通过对前人资料的查阅与归纳，将配合比选择的经验进行总结与归纳。而经验配合比还可以进行进一步的试验，将归纳和总结的数据进行修订，将参数进一步完善，使水泥混凝土实现更优化的配比和施工。

2、优化后基准的配合比

基准的配合比发展于经验配合比基础之上，将水泥混凝土和易性作为具体的评判标准，做出配合比的确定。

工作程序可以对经验的配合比进行配制，搅拌后，观察混凝土流动与粘结的情况，而固定的水灰比保持参数的不变，假如试验中流动性不够，可以适当的增加水泥浆，粘结若不够，可以将砂比率改变，最终使混凝土实现设计的需要。

3、按强度的配合比进行混凝土配合比的计算

实验中的材料与实际施工中有很大的不同，大多实验中使用的材料已经过了烘干的处理，并不像实际施工中的材料还存在很多水分，所以，在实际施工中，一定要对强度的配合比进行再次的计算和修改，才能使实际材料在计算中消除水分，而得出最终的水泥混凝土施工配合比。优化之后的水泥混凝土配合比设计的优化研究，与传统经验配合比相比较，具有更科学、更合理的优势，在不同施工环境与不同负载路面，都有不同的施工要求，要进行各不相同的设计，只有这样，才能更好的进行工程建设，保证公路质量[6]。

结束语：

综上所述，我国公路路面在施工中需要使用大量的水泥混凝土，所以在水泥混凝土的配合比设计中，虽然有着十分复杂的操作程序，但是，为了使我国高速公路的施工质量得到保障，使高速公路可以更安全的通行，延长高速公路的使用寿命，在施工前，进行水泥混凝土的配合比设计还是十分必要的。只有按照步骤逐步的操作，进行混凝土的配合比设计，不要一味的应用前人的参数和结果，要尽量根据工程当地的具体情况，进行创新的试验和配合比设计，才能更好的提高混凝土的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]李志国.试述影响水泥混凝土配合比设计的因素[J].民营科技，2010，19(4) : 261-262．

[2]房正平，王承荣.路面水泥混凝土配合比设计的优化[J].泰州职业技术学院学报，2009，9(1):63-65．

[3]林训常，黄莉，熊明祥.水泥混凝土配合比设计探讨[J].城市建设2010，12：258-259．

[4]狄吉峰.浅谈路面水泥混凝土的配合比设计[J].内蒙古教育:职教版，2013，3(3):181-182.

[5]熊明祥.水泥混凝土配合比设计的经济性优化研究[J].价值工程，2011，8（14）：161-162.

[6]孙爱民．浅析砂、石质量对混凝土质量的影响[J]．安徽建筑，2010，3：151-152．