混凝土防撞护栏滑模施工配合比设计(Faury法)及质量控制

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇混凝土防撞护栏滑模施工配合比设计(Faury法)及质量控制范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要]：本文以阿尔及利亚东西高速公路M4标混凝土防撞护栏的滑模施工为背景，着重从混凝土原材料的选取、配合比的设计（faury法）及质量控制进行归纳总结，希望能为以后类似施工提供参考。

[关键词]：混凝土护栏滑模施工配合比设计（Faury法）质量控制

中图分类号： O213 文献标识码： A

1、工程概况

阿尔及利亚东西高速公路是采用欧洲标准设计的一条贯穿整个国家东西方向的交通大动脉，全长1216公里，分为东、中、西三个标段，中、西两个标段为中国中信—中国铁建联合体承建。本文所介绍的是由中铁十二局集团承建的阿尔及利亚东西高速公路中标段M4标的混凝土防撞护栏，全长53公里。此条高速公路的混凝土防撞护栏分为两种，一是路肩处的GBA，二是中央分隔带处的DBA，如图1所示：

2、工作原理

施工中采用的是美国力霸5700-C型混凝土滑模机，该机通过橡胶履带独立行走，行走方向和高度是通过事先放样挂好的控制线和传感器来实现。施工时将高塑、干硬性混凝土，通过罐车运输，导入滑模机的接料口，再经过螺旋输送装置进入震动箱，箱内的混凝土在滑模机行走的过程中经过振捣棒的振捣后，再通过变形截面模具挤压作用生产出成型的混凝土防撞护栏。

3、工作特点

混凝土防撞护栏的滑模施工是目前欧美国家普遍采用的的施工方法，其主要特点是：a、机械化强度高，不需要重复支模，减少了大量的人力、物力，在大规模施工中，对于降低成本的优势尤为明显；b、行动灵活可以自由快速转场；c、施工速度快，日平均施工速度约为500米；d、对路面污染小，易于清理；e、连续施工成型的防撞护栏整体性好、线型圆顺、表面光滑、颜色均匀，使工程质量得以显著提高。但此类施工方法也有一定的局限性，主要表现为：a、对构造物有严格的要求，要求构造物横断面不发生变化，纵向不断延伸，且纵向钢筋少，无箍筋；b、场地的要求，滑模机必须沿平整的道路行走，只能施工在道路上（旁）的构造物，且要求构筑物的纵坡与道路的纵坡保持一致；c、由于防撞护栏的高度尺寸要比路面的厚度尺寸大很多，对混凝土的质量要求较高，控制难度较大。

配合比设计的要求

混凝土防撞护栏的滑模施工对于混凝土的要求非常严格，要保证高质量高速度的施工，配合比的设计一定要合理，一定要满足强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求。采用滑模施工工艺时，混凝土配合比的设计，在保证强度的前提下，一定要保证混凝土的工作性能。如果混凝土的坍落度稍大，施工后的护栏易出现塌边、掉角、甚至无法成型；如果坍落度稍小容易出现蜂窝、麻面，甚至断裂不易成型。如果水泥用量过高不能满足混凝土护栏的耐久性的要求，而混凝土所产生的水化热大，容易产生裂纹；水泥用量过少，无法满足混凝土的强度要求；如果砂率过大，导致护栏表面粗糙，可能出现细小的裂纹，严重影响外观质量；如果砂率过小，保证不了混凝土的和易性，使滑模施工无法进行。

5原材料的选取:

5.1水泥

水泥采用的是当地ACC水泥厂生产的CPJ-CEMII/A42.5普通硅酸盐水泥，水泥的化学成份、物理力学性能都符合法国规范NF P15-300/301的规定。

5.2粗骨料

粗骨料选用了质地坚硬、耐磨性好、洁净度高的BOUZEGZA碎石场生产的3-8mm和8-15mm的机轧碎石。碎石的各项指标均符合《技术条款》CCTP第3册中混凝土所用粗骨料的要求和NF P18-540的要求，即含泥量≤1.5% ，洛杉机磨耗LOS≤30% ，微得瓦尔MDE≤25%。

5.3细骨料

细骨料应选用了质地坚硬、级配好的中砂。但是经过调查发现当地没有符合要求的中砂，最后我们选取了TIZIOUZOU砂场生产的细度模数为3.49的粗砂和BOOSSAADA砂场生产的细度模数为0.97的细砂，按7：3的比例配置了细度模数为2.65的中砂。混合砂的砂当量ES ≥75%，但细骨料的各项指标也要满足CCTP第3册中混凝土所用细骨料的要求。

5.4外加剂

由于滑模混凝土要求含气量为6%，所以在混凝中除了添加减水剂外，还要添加引气剂，经过多次的试验后选取了与水泥相容性好的SIKA PLASTIMENT BV40的减水剂和AER 5的引气剂，其掺量分别为水泥用量的1.0%和0.3%。

5.5拌合水

混凝土的用水要经过试验室取样鉴定，水的化学成分符合NF P98-100 中类型Ⅰ 的要求，选用了Khemise El Khechna 营地的饮用水。

6、混凝土配合比的设计（Faury法）

Faury法是采用欧洲标准设计的，是通过原材料干燥成分混合后的最佳曲线，确定混凝土各原材料的参配比例，同时最大限度的向理想参考曲线靠近，以最优成本实现混凝土配合比的设计，此方法适用于所有的集料。现以中标段M4标防撞护栏B30混凝土的配合比设计为例详细介绍了Faury法的计算过程。

6.1确定试配强度fcu,o

设计强度为B30即直径为160mm*高320mm的圆柱体试件的轴向抗压强度，相当于150mm3立方体试件强度的37.5MPa，混凝土的试配强度为fcu,o=30+30*15%=34.5MPa。

6.2 A值和K值的选取

根据砂子和碎石的生产特性，对于天然河砂和机轧碎石A=36，K=0.28 注：A值是用来调整砂率，K值用来调整水灰比。

6.3水泥用量的确定：

根据规范要求，B30混凝土的水泥用量不得少于350Kg/m3，从而初步确定水泥用量为360Kg。

6.4原材料混合曲线图的确定

根据表1中原材料的颗粒级配分析和性能表，来确定一条最接近标准曲线的混合曲线，如图2所示。

表1：原材料颗粒级配分析和性能表

名称筛孔直径（mm） 细砂 粗砂 碎石 3/8 碎石 8/15

16 100.00

12.5 96.96

10 64.16

8 100.00 18.49

6.3 100 92.46 2.15

5 92 79.49 1.18

2.5 65.5 26.87 0

1.25 100 45.3 9.85

0.63 99.6 28.5 2.97

0.315 94.5 15.8

0.16 9.3 4.7

0.08 4.2 3.9

表观密度 2.636 2.668 2.670 2.673

图2 颗粒级配及混合曲线图

6.5用水量及其它干燥材料的确定

根据表1的分析结果：

(1)d1=12.5（dn筛孔直径)），d2=10（dn-1的筛孔直径）

(2)x=3.04(dn-1的筛余)，y=94.81(dn-1/2筛余-dn-1的筛余)

(3)最大粒径Dmax=d1+（d1-d2）*(x/y)=12.6

(4)Dmax / 2=6.3，=1.659,A+17*=64.2

(5)每立方米混凝土中水的体积=K/*1000=168L

(6)每立方米混凝土中所有干料的体积=1000-168=832L

(7)水泥的体积为360/3.1=116L,水泥的百分比V水泥(%) =13.94%

(8)砂+碎石的百分比V骨料 (%)=86.06%

(9)根据原材料的级配分析及标准曲线结果确定其它各骨料的体积百分比为：

V细砂(%)=11.68%，V粗砂(%)=25.63%，V3/8碎石(%)=15.87%，V8/15碎石(%)=32.85%

细砂质量=V细砂(%)*所有干料体积*表观密度/100=11.68*832*2.636/100=256Kg，

按此方法依次计算得出粗砂=567Kg，3/8mm碎石=351Kg，8/15mm碎石=729Kg

(11)减水剂按水泥用量的1%进行添加其用量=3.6Kg

(12)引气剂按水泥用量的0.3%进行添加其用量=1.08Kg，最终得到了理论配合比如表2所示

表2：混凝土配合比

名 称 水泥 粗砂 细砂 3/8mm碎石 8/15mm碎石 减水剂 引气剂 水

质量（Kg） 360 567 256 351 729 3.6 1.08 169

注：水灰比= 0.47，砂率=43%

6.6根据所计算的理论配合比进行试配，并对混凝土的坍落度、坍落度损失及抗压强度进行了试验。其结果为：出机坍落度=5cm，在市内温度为25℃时，30min后坍落度=3cm，抗压强度3天=22.5MPa，7天=31.4MPa、28天=36.9MPa，试验结果均满足设计要求。

7、混凝土的质量控制

7.1原材料的控制：原材料的进场检验是确保混凝土质量的第一个质量控制关，对原材料进行随机抽样试验是保证混凝土质量连续性的重要手段，必须按照《技术条款》CCTP规定的频率进行检测，对于不合格的原材料要一律做清场处理。尤其强调每一批次的水泥进场都要抽样进行混凝土配合比的适应性试验，并等运到现场15天后方可使用。每一批次外加剂进场后要按照配合比的参配比例进行试配，以确保外加剂与水泥的相容性及减水性。

7.2搅拌机的控制

在搅拌机进行投入生产前要经过阿尔及利亚国家计量局进行检测标定，并且要每3个月进行一次标定，待检测标定合格后方可使用。

7.3施工配合比的控制

混凝土实际使用的砂石料一般都含有水分，而且含水量经常随气象条件发生变化，所以在每次混凝土搅拌前都要对砂石料进行含水量的测定，并将设计配合比换算成骨料在实际含水量情况下的施工配合比。然后将施工配合比输入电脑程序中，强制性搅拌机根据设置的好的程序进行搅拌施工。

7.4搅拌时间的控制

搅拌混凝土的目的是使所有骨料的表面全部裹满水泥浆，从而使混凝土各种材料拌合成匀质体。混凝土的搅拌时间根据多次试验发现对混凝土的含气量影响不大，最主要是影响混凝土的和易性。如果搅拌时间过短会使混凝土搅拌不均匀，和易性差，导致混凝土无法进行施工；如果搅拌时间过长，混凝土的坍落度要减小，主要是因为搅拌时间会造成骨料吸水量加大，使混凝土热料中的自由水分减少，造成混凝土的坍落度损失，因此在实际工作中应控制搅拌时间，单从坍落度方面考虑，对于这种干硬性混凝土的搅拌时间应控制在90s左右。

7.5坍落度的控制

混凝土坍落度是混凝土拌合物工作性的一个重要指标。保持和减小坍落度损失是确保混凝土质量的重要因素。由于滑模施工所需的干硬性混凝土的坍落度较小，控制难度较大，要根据天气及运输距离的长短来考虑坍落度的损失，在搅拌站要控制好出机坍落度确保在4-6cm，然后进入现场还要进行塌落度的测试，施工时的坍落度一定要控制在2-4cm。

7.6混凝土的运输控制

为了保证滑模机的摊铺速度，每台滑模机要准备3台混凝土罐车，每台罐车的运输方量为5-6方，尽量缩短第一盘与最后一盘混凝土的时间差，以避免混凝土的等待时间过长，坍落度损失大的现象。混凝土搅拌车在运输过程中要匀速搅拌，避免因转速过快，引起水泥浆贴附骨料发生离析现象， 同时也严禁停罐运输，严禁在运输途中加水，一定要确保混凝土的质量。如果是在高温下进行施工，要对原材料及混凝土罐车的表面进行洒水降温，以减小坍落度的损失。

7.8成型混凝土养护控制

成型的混凝土在指压无痕或初凝后在其表面喷洒混凝土的养护液，喷洒要均匀，不得露喷或多喷，否则混凝土表面会有有颜色差异，然后再用塑料薄膜覆盖养护，养护7天为宜，这样可以有效的防止混凝土表面出现收缩裂纹。

8、结束语

阿尔及利亚东西高速公路M4标混凝土防撞护栏是严格按照上述混凝土配合比进行施工，铺筑后的混凝土防撞护栏线型流畅、圆滑、无蜂窝、麻面、变形、坍塌、掉角、侧面外鼓、裂缝等现象。其强度和工作性均符合设计要求，确保了工程质量和施工进度。

参考文献

《阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款CCTP》

法国规范NF P15-300/301,NF P18-540,NF P98-100

《béton prêt à l'emploi》即XP P18-305

《composition et désage des béton》