寒冷地区碾压混凝土配合比设计

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发布时间：2021-09-16

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寒冷地区碾压混凝土配合比设计
张中石，李向东，王玉民
【1．黑龙江省哈尔滨市依兰县水务局．黑龙江依兰154800； 2．黑龙江省水利科学研究院。哈尔滨150080．
(3．黑龙江省齐齐哈尔水文局。黑龙江齐齐哈尔161000)
【摘要】采用四因素三水平正交设计的方法配制适用于寒冷地区的CIOF50W4碾压混凝土，并监测选用
配合比的碾压混凝土的物理力学性能。试验表明在水胶比、粉煤灰掺量和砂率的三因素中，对混凝土7d抗压强度
与流动性有影响的主要因素是水胶比，而粉煤灰与砂率在选定范围内对混凝土7d抗压强度与流动性几乎无影响。
【关键词】四因素三水平；C10F50W4碾压混凝土；水胶比
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)l0—0031一o2
碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，使用
硅酸盐水泥、掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨
料拌制成无坍落度的干硬性混凝土，采用与土石坝施
工相同的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。碾压
混凝土坝既具有混凝土体积小、抗压强度高、防渗性能
好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、
快速、经济、可使用大型通用机械的优点。
碾压混凝土可视为类似砾石土料的物质，它是由
固相、液相和气相组成的体系，拌和物在震动压实机具
所施加的震动和压力作用下，固相体积一般不发生变
化，但固相颗粒位置得到重新排列，颗粒之间产生相对
位移，彼此接近。小颗粒被挤压填充到大颗粒之间的
空隙中，空隙里的空气受挤压而逐步逸出，混凝土拌和
物逐步密实，密度逐渐增大。
1 原材料
水泥：P．042．5浩良河水泥；砂：本工程细骨料采
用伊春市美溪区兴达采石场的人工机制砂，细度模数
2．9，表观密度2720kg／m ；碎石：本项目粗骨料采用三
级配，产地伊春市美溪区兴达采石场，粒级分别为40
— 80ram、20 —40ram、5—20ram。
2 碾压混凝土参数确定
(1) 单位用水量选择。根据我国碾压混凝土的
工程经验，三级配碾压混凝土单位用水量一般为80—
90kg／m ，二级配为9O～119kg／nl，依据选择材料、计算
选择适当的用水量进行配合比验证。
(2) 水胶比选择。根据所选择的外加剂、原材
料等进行验证试验。碾压混凝土成型进行工作性、抗
压强度试验，确定碾压混凝土的水胶比。
(3) 砂率选择。碾压混凝土分别采用不同的砂
率拌制混凝土，并测试混凝土的密度、工作性、强度，根
据其测试指标选择对应的砂率即为最优砂率。
3 碾压混凝土配合比
(1) CIOF5OW4配合比设计。根据DL／T5330—
2005(水工混凝土配合比设计规程》进行参数选择，经
过计算选取水胶比、粉煤灰掺量和砂率作为主要因素，
采用 (3 )正交表(见表1)进行试验，各个配合比的
混凝土拌合过程中除因素、水平变化外，其他条件均相
同。试验方案及试验结果见表2。
表1 因素与水平
因素列
／％／％／a ／MPa
(2) C10F5OW4配合比正交分析。对表2中试
验数据进行单因素极差分析，得到表3。如表3所示
7d抗压强度与流动性的A因素极差远大于B因素、C
因素与D空列的极差。B因素与C因素的极差与D
空列的极差相当。说明A因素水胶比在0．35～041范
围内是影响C10F50W4三级配