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无砂混凝土的配合比设计及质量控制 乐震 （中交隧道局三公司，南京 211102） 摘要 ：本文采用正交试验法对无砂混凝土进行抗压强度，抗渗试验的研究，从而根据石武客专中交隧道局二工区的现场实际施工需要选定配合比，并通过试验和施工总结出一些质量控制的宝贵经验。 关键词：无砂混凝土 配合比 强度 渗透 质量控制 前言 无砂混凝土是由粗骨料，水泥和水拌合而成的一种多孔的混凝土，由水泥浆包裹粗集料相互连接形成的一种空穴均匀的蜂窝状结构，具有一定的强度和透水性。在施工中，多用于大坝、挡墙、桥涵台等一些排水或反渗的结构，以代替施工复杂反滤层和渗水结构，并可承受一定负荷，具有透水性和过滤性好，施工简便，省料等优点。 本标段有多个桥涵，需设计合适的无砂混凝土施工无砂混凝土砌块，从而来满足桥涵的排水和反渗要求，设计的无砂混凝土同时也需要满足一定的强度，来承受外界的负荷。 配合比设计 配合比设计需要从强度等级和抗渗两方面考虑。强度等级主要是由于水灰比来决定，而抗渗主要决定于孔隙率和有效孔隙率。一般从骨灰比方面控制，随着孔隙率的增大，强度会逐渐减小，由于孔隙率的存在，无砂混凝土的强度会比一般混凝土要小得多。我们先用三种不同粒径的碎石分别采用不同的水灰比和骨灰比通过正交试验，来适配，从而从试件检测效果来选定合适的配合比。 2.1原材料 水泥采用42.5的普通硅酸盐水泥；粗骨料采用10-20mm，5-10mm，2.5-2mm 3种粒径的碎石。 2.2配合比设计过程 影响无砂混凝土的因素主要是W/C（水灰比），C/S（灰骨比）及粗集料的粒径大小。首先用正交试验法分别对上述三种粒径的粗集料无砂混凝土进行试验。以往试验表明，骨料粒径越大，总的比表面积就越小，需要包裹的水泥用量就越少，即需要的灰骨比越小。通常水泥用量越多，水化产物也会相应的增多，从而提高了胶结料的数量和胶结强度，对于无砂混凝土来说，不同于一般混凝土的地方在于它的空隙率较大，要满足一定的强度和刚度，则必须保证较高剂量的水泥，同时也要考虑到过高的水泥用量会带来较大的干缩和温缩，对于水泥用量的确定必须通过技术和经济两方面考虑，故设计如下方案进行试验。 表1 无砂混凝土配合比试验水平因数表 水平 因素 W/C C/S 水泥等级 骨料粒径（mm） 1 0.35 1:4 42.5 2.5-5 2 0.40 1:5 42.5 2.5-5 3 0.42 1:6 42.5 2.5-5 4 0.45 42.5 2.5-5 5 0.50 42.5 2.5-5 1 0.35 1:5 42.5 5-10 2 0.40 1:6 42.5 5-10 3 0.42 1:7 42.5 5-10 4 0.45 42.5 5-10 5 0.50 42.5 5-10 1 0.35 1:6 42.5 10-20 2 0.40 1:7 42.5 10-20 3 0.42 1:8 42.5 10-20 4 0.45 42.5 10-20 5 0.50 42.5 10-20 分别由上表提供的各组数据进行试配，分别做出相应的试件进行，强度试验和渗透试验，强度试验在材料试验机上进行，渗透试验装置采用自行加工的渗透设备进行（如图1所示） 试验结果如下： 表2试验结果汇总表 实验 项目 粒径（mm） W/C 2.5-5.0 5.0-10 10-20 C/S 1/4 1/5 1/6 1/5 1/6 1/7 1/6 1/7 1/8 28d抗压强度R（MPa） 8.2 5.0 4.9 7.4 6.1 3.5 6.2 5.4 4.1 0.35 9.6 6.5 6.4 8.3 6.7 6.3 8.9 8.5 5.6 0.40 13.2 7.6 4.2 12.6 10.1 9.6 8.0 7.4 5.0 0.42 15.3 8.8 5.5 10.5 8.3 8.0 7.1 5.5 4.5 0.45 10.8 6.0 5.2 8.9 6.5 5.0 6.6 5.5 4.2 0.50 渗透系数K1（cm/s） 0.35 0.42 0.53 1.30 1.66 1.84 2.43 2.59 3.23 0.35 0.30 0.38 0.45 0.91 1.23 1.51 2.20 2.52 2.82 0.40 0.25 0.32 0.36 0.65 0.89 1.25 2.11 2.22 2.68 0.42 0.17 0.21 0.23 0.52 0.63 0.86 2.01 2.12 2.42 0.45 0.10 0.13 0.17 0.36 0.41 0.77 1.87 2.05 2.11 0.50 孔隙率% 11.90 13.20 15.10 19.12 20.47 23.83 27.1