薛 文 丽

(山西远方路桥(集团)有限责任公司，山西 大同 037006)

0 引言

针对水泥混凝土路面工程的质量，路面水泥混凝土的施工控制质量、水泥混凝土的配合比设计是重要的影响因素。大量实践证明，即便使用相同的原材料，如果没有合理设计配合比，路面便会出现多种不同的早期破坏现象，包括断板、磨损等，由此可知，水泥混凝土的配合比设计、水泥混凝土的施工质量是非常重要的。和其他常规的静载结构混凝土比较，路面水泥混凝土具有相同的技术指标，路面水泥混凝土的一些技术指标是非常严格的。所以，针对路面水泥混凝土的配合比设计，它具有自身的特征，并非所有原材料都能够运用到路面的建设中。基于此，本文对水泥混凝土配合比设计方法进行深入研究，具有重要意义。

1 水泥混凝土配合比的设计方法

1.1 原材料的选择

1)水泥。

根据建设工程的具体施工情况，以选择出合理的水泥。对质量高、性能稳定的水泥进行优先选用，如果水泥品种是之前从未使用过的，必须要对其进行深入调研。

2)集料。

第一，细集料。针对水泥混凝土的性能，砂对其的影响是非常大的，所以必须要对级配比较好的河砂进行优先选用。中砂级配应合理，应将其控制在2.5～2.8之间。由于细沙表面积是比较大的，在相同强度条件下，水泥使用量越多，则裂缝发生率越高，进而会大大增加水泥混凝土路面的施工成本，大大提高水泥混凝土路面的养护难度。

第二，粗集料。针对粗集料，应保证其具有较高的密度和强度，较少的含泥量和针片状，同时要具有较好的级配。对于集料来说，级配是一些极为重要的技术指标，在极大程度上影响着水泥混凝土的强度与和易性。所以在对水泥混凝土进行掺配过程中，在使级配要求得以满足的基础上，应对多种掺配方案进行制定，同时对密度、体积较高的方案进行选择。

3)外加剂。

在对水泥混凝土拌合过程中，常常需要加入一定的外加剂，以对水泥混凝土的性能进行有效改善。一般来说，外加剂的加入量应控制在水泥质量的5%以内。通过对合适的外加剂进行选用，能够对水泥混凝土的质量进行有效改善，对施工条件进行有效优化，便于水泥混凝土的施工。

1.2 水泥混凝土配合比的计算

1)水泥混凝土试配强度的确定。

根据式(1)，对水泥混凝土的配置强度fcu,0进行计算。

fcu,0=fcu,k+1.65σ

(1)

其中，fcu,k为混凝土立方体的抗压强度标准值;σ为水泥混凝土强度的标准差。

2)水泥混凝土水灰比的确定。

根据式(2)，计算水泥混凝土的水灰比(W/C)。

(W/C)=(aa×fce)/(fcu,0+aa×ab×fce)

(2)

其中，fce为水泥28 d抗压强度的实测值；aa,ab均为回归系数。

3)水泥混凝土用水量的确定。

根据式(3)，计算水泥混凝土的用水量。

mc0=mw0/(W/C)

(3)

其中，mw0为1 m3水泥混凝土的用水量；mc0为1 m3水泥混凝土的水泥用量。

4)砂率。

根据有关设计规范，选择适宜的砂率。如果粗骨料的级配比较好、粒径比较大、表面比较光滑和平整，则这种粗骨料具有比较小的孔隙率，相邻骨料之间所产生的摩擦力并不大，在这种情况下，应选用比较小的砂率。如果砂的细度模数不大，由于砂内含有比较多的细颗粒，能够有效保证水泥混凝土的保水性和粘聚性，在这种情况下，宜选用比较小的砂率。假如水泥浆的稠度比较高、水灰比比较小，则应选用比较小的砂率。针对施工材料的流动性，如果施工对其提出比较高的要求，由于运输不当等原因，水泥混合物常常会发生离析现象，在这种情况下，只有对比较大的砂率进行选用，才能够确保材料的工作性满足相关规定要求。

1.3 水泥混凝土配合比的试配

根据上述内容，对水泥混凝土的不同参数进行计算和明确，对其进行有效试拌，同时深入观察、检测水泥混凝土的工作性和坍落度。在进行水泥混凝土配合比试验过程中，至少要进行3个配合比试验。

2 水泥混凝土配合比的优化设计

2.1 外加剂的使用量

在考量外加剂时，应对多种因素进行深入分析，包括外部环境、施工时间、外加剂的减水率等。在进行水泥混凝土的配合比设计时，常常会运用多种不同的外加剂，根据各种不同的比例来进行配合比设计，在外加剂、水灰比固定的条件下，将凝结时间、含气量、坍落度作为主要依据，合理调整外加剂的使用量。第一，要对基本配合比进行明确；第二，对初步的外加剂掺入量进行确定；第三，根据试拌混凝土的坍落度，合理调整外加剂的掺入量。

2.2 水灰比的优化

根据有关规范及要求，水灰比在0.38～0.45之间的粗集料是75%时，对各种水灰比下的用水量和水泥用量进行计算，具体情况如表1所示。在实际使用过程中，宜将水泥28 d抗折强度、水泥混凝土28 d的试配强度作为主要依据，以确定合理的水灰比。

表1 不同水灰比的水泥用量、用水量

3 水泥混凝土配合比设计过程中的注意事项

3.1 对盲目配比设计进行有效避免

在设计水泥混凝土配合比之前，设计人员应将以下几大准备工作做好：第一，为正确掌握水泥混凝土的耐久性和强度，应将图纸作为主要依据，同时要对钢筋布置的疏密、结构件截面大小进行深入了解，以对石子粒径大小进行确定，对合适的水泥品种进行选择。第二，深入了解建筑工程的施工工艺，包括工程对凝结时间提出的要求、机械化使用程度等，以对外加剂掺合量进行合理选用。

3.2 对水泥混凝土配合比计算错误现象进行避免

在设计水泥混凝土配合比过程中，为能够获取正确的计算结果，设计人员应能够对不同指标之间存在的问题进行充分掌握。通过深入考虑工程建设的一些特殊情况，同时有效结合水泥混凝土的自身强度，以合理确定水泥混凝土的强度配比。

3.3 水泥混凝土配合比的试配和调整

第一，水泥混凝土配合比的试配。在试配水泥混凝土时，应选用强制式搅拌机。在试配水泥混凝土过程中，水泥混凝土的强度测试和搅拌量应满足有关规定和要求，同时应保证试配标准和施工标准二者的一致性。

第二，水泥混凝土配合比的调整。在调整水泥混凝土时，应将水胶比和水泥混凝土强度之间的线性关系图作为主要依据，以有效调整水泥混凝土的用量，然后将试验强度、基准配合比作为主要依据，以确定合适的方案。在对试验配合比方案进行确定以后，应将施工现场实际情况作为主要依据，有效转换试验配合比，使其变为施工配合比。

3.4 对经济效益给予高度重视

在有关规范标准得以满足的基础上，在试验室中应对不同的配合比进行配制，从多个角度进行分析后，对最佳的配合比方案选择出来，同时适当调整不同的评定方法、施工部位等。此外，在试验室中还应有效收集施工过程所涉及到的一些数据，同时统计分析以上数据，以对合适的水泥用量、砂率、水灰比等进行有效确定。

4 结语

在设计水泥混凝土配合比时，应先对原材料的质量进行有效保证，然后选用级配比较好的集料，同时根据设计图纸，详细了解水泥混凝土的工作性，以对合适的设计参数进行选取，以进行配合比设计。与此同时，应对计算与试验过程控制给予高度重视，确保试验结果和计算结果的正确性，以能够优化水泥混凝土的配合比设计。