水工混凝土试验规程附录57(水工混凝土配合比设计方法).doc

-_ 附录A 水工混凝土配合比设计方法 A.1 基本原则 A.1.1 水工混凝土配合比设计，应满足设计与施工要求，确保混凝土工程质量且经济合理。 A.1.2 混凝土配合比设计要求做到： 1 应根据工程要求，结构型式，施工条件和原材料状况，配制出既满足工作性、强度及耐久性等要求，又经济合理的混凝土，确定各组成材料的用量； 2 在满足工作性要求的前提下，宜选用较小的用水量； 3 在满足强度、耐久性及其他要求的前提下，选用合适的水胶比； 4 宜选取最优砂率，即在保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性并达到要求的工作性时用水量最小的砂率； 5 宜选用最大粒径较大的骨料及最佳级配。 A.1.3 混凝土配合比设计的主要步骤： 1 根据设计要求的强度和耐久性选定水胶比； 2 根据施工要求的工作度和石子最大粒径等选定用水量和砂率，用水量除以选定的水胶比计算出水泥用量； 3 根据体积法或质量法计算砂、石用量； 4 通过试验和必要的调整，确定每立方米混凝土材料用量和配合比。 A.1.4 进行混凝土配合比设计时，应收集有关原材料的资料，并按有关标准对水泥、掺和料、外加剂、砂石骨料等的性能进行试验。 1 水泥的品种、品质、强度等级、密度等； 2 石料岩性、种类、级配、表观密度、吸水率等； 3 砂料岩性、种类、级配、表观密度、细度模数、吸水率等； 4 外加剂种类、品质等； 5 掺合料的品种、品质等； 6 拌和用水品质。 A.1.5 进行混凝土配合比设计时，应收集相关工程设计资料，明确设计要求： 1 混凝土强度及保证率； 2 混凝土的抗渗等级、抗冻等级等； 3 混凝土的工作性； 4 骨料最大粒径。 A.1.6 进行混凝土配合比设计时，应根据原材料的性能及混凝土的技术要求进行配合比计算，并通过试验室试配、调整后确定。室内试验确定的配合比尚应根据现场情况进行必要的调整。 A.1.7 进行混凝土配合比设计时，除应遵守本标准的规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。 A.2 混凝土配制强度的确定 A.2.1 目前水工混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值采用两种方式。一种以强度等级“C”表示，与国际标准ISO3892接轨，龄期28d，强度保证率为95%，如C20；另一种是惯用的强度标号“R”表示，龄期90d或180d，强度保证率为80%，如R9015或R18015。不论哪种方式表示，混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在设计龄期用标准试验方法测得的具有设计保证率的抗压强度，以MPa计。 A.2.2 混凝土配制强度按公式(A.2.2-1)或公式（A.2.2-2）计算： (A.2.2-1) (A.2.2-2) 式中 fcu,0——混凝土配制强度，MPa； fcu,k——混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值，MPa； t——概率度系数，由给定的保证率P选定，其值按表A.2.2选用； s——混凝土立方体抗压强度标准差，MPa； cv——变异系数。 表A.2.2 保证率和概率度系数关系 保证率P （%） 70.0 75.0 80.0 84.1 85.0 90.0 95.0 97.7 99.9 概率度系数t 0.525 0.675 0.840 1.0 1.040 1.280 1.645 2.0 3.0 A.2.3 混凝土抗压强度标准差s 和变异系数cv，宜按同品种混凝土抗压强度统计资料确定。 1 统计时，混凝土抗压强度试件总数应不少于30组； 2 根据近期相同抗压强度、生产工艺和配合比基本相同的混凝土抗压强度资料，混凝土抗压强度标准差s按公式（A.2.3-1）计算： (A.2.3-1) 式中 fcu,i——第i组试件抗压强度，MPa； ——n组试件的抗压强度平均值，MPa； n——试件组数。 3 变异系数cv按公式（A.2.3-2）计算： (A.2.3-2) 4 当混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值小于或等于25MPa，其抗压强度标准差(s)计算值小于2.5MPa时，计算配制抗压强度用的标准差应不小于2.5MPa；当混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值等于或大于30MPa，其抗压强度标准差计算值小于3.0MPa时，计算配制抗压强度用的标准差应取不小于3.0MPa。 A.2.4 当无近期同品种混凝土抗压强度统计资料时，s值可按表A.2.4-1取用，cv可按表A.2.4-2取用。施工中应根据现场施工时段强度的统计结果调整s值。 表A.2.4-1 标准差σ选用值 MPa 设计龄期抗压强度标准值 ≤15 20～25 30～35 40～45 50 混凝土抗压强度标准差 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 表A.2.4-2 变异系数cv选用值 设计龄期抗压强度标准值 （MPa） ≤15 20～25 ≥30～35 变异系数cv 0.20 0.18 0.15 A.3 混凝土配合比的计算 A.3.1 混凝土配合比计算应以饱和面干状态骨料为基准。 A.3.2 混凝土配合比应按下列步骤进行计算： 1 计算配制强度fcu,0，求出相应的水胶比，并根据混凝土抗渗、抗冻等级等要求和允许的最大水胶比限值选定水胶比； 2 选取混凝土的用水量，并计算出混凝土的水泥用量（或胶凝材料用量）； 3 选取砂率，计算砂子和石子的用量，并提出供试配用的计算配合比。 A.3.3 根据混凝土配制强度选择水胶比。在适宜范围内，可选择3～5个水胶比，在一定条件下通过试验，建立强度与胶水比的回归方程式（A.3.3-1）或图表，按强度与胶水比关系式（A.3.3-2）选择相应于配制强度的水胶比。 (A.3.3-1) (A.3.3-2) 式中 fcu,0——混凝土的配制强度，MPa； fce——水泥28d龄期抗压强度实测值，MPa； ——胶水比； ——水胶比。 A、B——回归系数，应根据工程使用的水泥、掺合料、骨料、外加剂等，通过试验由建立的水胶比与混凝土强度关系式确定。 A.3.4 根据工程需要，通过试验确定混凝土强度增长率，即在标准养护条件下，其他龄期的强度与28d龄期的强度之比的百分数。 A.3.5 混凝土的水胶比应符合A.5.1的规定。 A.3.6 混凝土的用水量可按A.5.4或相应类别混凝土的用水量确定原则选取。 A.3.7 混凝土的胶凝材料用量（mc＋mp）、水泥用量mc和掺合料用量mp按下式计算： (A.3.7-1) (A.3.7-2) (A.3.7-3) 式中 mc——每立方米混凝土水泥用量，kg； mp——每立方米混凝土掺和料用量，kg； mw——每立方米混凝土用水量，kg； Pm——掺合料掺量； ——水胶比。 A.3.8 混凝土的砂率可按A.5.6或相应类别混凝土的砂率确定原则选取。 A.3.9 砂、石料用量由已确定的用水量、水泥（胶凝材料）用量和砂率，根据“绝对体积法”计算。 1 每立方米混凝土中砂、石的绝对体积为： (A.3.9-1) 砂料用量： (A.3.9-2) 石料用量： (A.3.9-3) 式中 Vs,g——砂、石的绝对体积，m3； mw——每立方米混凝土用水量，kg； mc——每立方米混凝土水泥用量，kg； mp——每立方米混凝土掺合料用量，kg； ms——每立方米混凝土砂料用量，kg； mg——每立方米混凝土石料用量，kg； a——混凝土含气量； Sv——体积砂率； rw——水的密度，kg/m3； rc——水泥密度，kg/m3； rp——掺合料密度，kg/m3； rs——砂料饱和面干表观密度，kg/m3； rg——石料饱和面干表观密度，kg/m3。 2 各级石料用量按选定的级配比例计算。 A.3.10 列出混凝土各组成材料的计算用量和比例。 A.4 混凝土配合比的试配、调整和确定 A.4.1 试配 1 在混凝土配合比试配时，应采用工程中实际使用的原材料。 2 在混凝土试配时，每盘混凝土的最小拌和量应符合表A.4.1的规定，当采用机械拌和时，其拌和量不宜小于拌和机额定拌和量的1/4。 表A.4.1 混凝土试配的最小拌和量 骨料最大粒径 （mm） 拌和物数量 （L） 20 15 40 25 ≥80 40 3 按计算的配合比进行试拌，根据坍落度、含气量、泌水、离析等情况判断混凝土拌和物的工作性，对初步确定的用水量、砂率、外加剂掺量等进行适当调整。用选定的水胶比和用水量，每次增减砂率1%～2%进行试拌，坍落度最大时的砂率即为最优砂率。用最优砂率试拌，调整用水量至混凝土拌和物满足工作性要求。然后提出混凝土抗压强度试验用的配合比。 4 混凝土强度试验至少应采用三个不同水胶比的配合比，其中一个应为A.5.1确定的配合比，其它配合比的用水量不变，水胶比依次增减，变化幅度为0.05，砂率可相应增减1%。当不同水胶比的混凝土拌和物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。 5 根据试配的配合比成型混凝土立方体抗压强度试件，标准养护到规定龄期进行抗压强度试验。根据试验得出混凝土抗压强度与其对应的水胶比关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的水胶比。 A.4.2 调整 1 按A.4.1试配结果，计算混凝土各组成材料用量和比例。 2 按下列步骤进行调整： 1）按确定的材料用量按公式（A.4.2-1）计算每立方米混凝土拌和物的质量： (A.4.2-1) 2）按公式(A.4.2-2)计算混凝土配合比校正系数： (A.4.2-2) 式中 d——配合比校正系数； mc,c——每立方米混凝土拌和物的质量计算值，kg； mc,t——每立方米混凝土拌和物的质量实测值，kg； mw——每立方米混凝土用水量，kg； mc——每立方米混凝土水泥用量，kg； mp——每立方米混凝土掺合料用量，kg； ms——每立方米混凝土砂子用量，kg； mg——每立方米混凝土石子用量，kg。 3 按校正系数d对配合比中每项材料用量进行调整，即为调整的设计配合比。 A.4.3 确定 1 当混凝土有抗渗、抗冻等其他技术指标要求时，应用满足抗压强度要求的设计配合比，进行相关性能试验。如不满足要求，应对配合比进行适当调整，直到满足设计要求。 2 当使用过程中遇下列情况之一时，应调整或重新进行配合比设计： 1）对混凝土性能指标要求有变化时； 2）混凝土原材料品种、质量有明显变化时。 A.5 常态混凝土配合比设计的基本参数 A.5.1 混凝土的水胶比应根据设计对混凝土性能的要求，通过试验确定，并不超过表A.5.1的规定。 表A.5.1 混凝土的水胶比最大允许值 部 位 严寒地区 寒冷地区 温和地区 上、下游水位以上（坝体外部） 0.50 0.55 0.60 上、下游水位变化区（坝体外部） 0.45 0.50 0.55 上、下游最低水位以下（坝体外部） 0.50 0.55 0.60 基 础 0.50 0.55 0.60 内 部 0.60 0.65 0.65 受水流冲刷部位 0.45 0.50 0.50 注：在有环境水侵蚀情况下，水位变化区外部及水下混凝土最大允许水胶比应减小0.05。 A.5.2 混凝土的水胶比还应满足设计规定的抗渗、抗冻等级等要求。混凝土抗渗、抗冻等级与水泥品种、水胶比、外加剂和掺和料品种及掺量、混凝土龄期等因素有关。对于大中型工程，应通过试验建立相应的关系曲线，并根据试验结果，选择满足设计技术指标要求的水胶比。在没有试验资料时，抗渗混凝土的水胶比可参考表A.5.2选用。抗冻混凝土的水胶比，宜根据混凝土抗冻等级和所用的骨料最大粒径按SL211选用。 表A.5.2 抗渗等级与水灰比关系 抗渗等级 水灰(胶)比 W2 <0.75 W4 0.60～0.65 W6 0.55～0.60 W8 0.50～0.55 ≥W10 ≤0.45 注：未掺外加剂和掺合料。 A.5.3 掺掺合料时混凝土的最大水胶比应适当降低，并通过试验确定。 A.5.4 混凝土用水量，应根据骨料最大粒径、坍落度、外加剂、掺合料以及适宜的砂率通过试拌确定。 1 水胶比在0.40～0.70范围，当无试验资料时，其初选用水量可按表A.5.4选取；  表A.5.4 常态混凝土初选用水量表 单位：kg/m3 混凝土坍落度 （mm） 卵石最大粒径 （mm） 碎石最大粒径 （mm） 20 40 80 150 20 40 80 150 10～30 160 140 120 105 175 155 135 120 30～50 165 145 125 110 180 160 140 125 50～70 170 150 130 115 185 165 145 130 70～90 175 155 135 120 190 170 150 135 注1：本表适用于细度模数为2.6～2.8的天然中砂。当使用细砂或粗砂时，用水量需增加或减少3 kg/m3～5 kg/m3； 注2：采用人工砂，用水量增加5 kg/m3～10 kg/m3； 注3：掺入火山灰质掺合料时，用水量需增加10 kg/m3～20 kg/m3；采用Ⅰ级粉煤灰时，用水量可减少5 kg/m3～10 kg/m3； 注4：采用外加剂时，用水量应根据外加剂的减水率作适当调整，外加剂的减水率应通过试验确定； 注5：本表适用于骨料含水状态为饱和面干状态。 2 水胶比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。 A.5.5 石子按粒径依次分为5mm～20mm、20mm～40mm、40mm～80mm、80mm～150mm（120mm）四个粒级。水工大体积混凝土宜尽量使用最大粒径较大的骨料，石子最佳级配（或组合比）应通过试验确定，一般以紧密堆积密度较大、用水量较小时的级配为宜。当无试验资料时，可按表A.5.5选取。 表A.5.5 石子级配比初选表 级配 石子最大粒径 （mm） 卵石 (小:中:大:特大) 碎石 (小:中:大:特大) 二 40 40:60:－:－ 40:60:－:－ 三 80 30:30:40:－ 30:30:40:－ 四 150 20:20:30:30 25:25:20:30 注：表中比例为质量比。 A.5.6 混凝土配合比宜选取最优砂率。最优砂率应根据骨料品种、品质、粒径、水胶比和砂的细度模数等通过试验选取。当无试验资料时，砂率可按以下原则确定： 混凝土坍落度小于10mm时，砂率应通过试验确定。混凝土坍落度为10mm～60mm时，砂率可按表A.5.6初选并通过试验最后确定。混凝土坍落度大于60mm时，砂率可通过试验确定，也可在表A.5.6的基础上按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。 表A.5.6 常态混凝土砂率初选表 单位：% 骨料最大粒径 （mm） 水胶比 0.40 0.50 0.60 0.70 20 36～38 38～40 40～42 42～44 40 30～32 32～34 34～36 36～38 80 24～26 26～28 28～30 30～32 150 20～22 22～24 24～26 26～28 注1：本表适用于卵石、细度模数为2.6～2.8的天然中砂拌制的混凝土； 注2：砂的细度模数每增减0.1，砂率相应增减0.5%～1.0%； 注3：使用碎石时，砂率需增加3%～5%； 注4：使用人工砂时，砂率需增加2%～3%； 注5：掺用引气剂时，砂率可减小2%～3%；掺用粉煤灰时，砂率可减小1%～2%。 A.5.7 外加剂掺量按胶凝材料质量的百分比计，应通过试验确定，并应符合国家和行业现行有关标准的规定。 A.5.8 掺合料的掺量按胶凝材料质量的百分比计，应通过试验确定，并应符合国家和行业现行有关标准的规定。 A.5.9 有抗冻要求的混凝土，必须掺用引气剂，其掺量应根据混凝土的含气量要求通过试验确定。对大中型水电水利工程，混凝土的最小含气量应通过试验确定；当没有试验资料时，混凝土的最小含气量应符合《水工建筑物抗冻设计规范》（SL211）的规定。混凝土的含气量不宜超过7%。 A.6 碾压混凝土配合比设计 A.6.1 碾压混凝土所用原材料应符合下列规定： 1 应选用强度等级不低于32.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥。 2 应优先选用优质粉煤灰或其它活性材料作为掺合料；掺量超过65%，应通过试验论证； 3 石料最大粒径一般不宜超过80mm。 4 当采用人工骨料时，人工砂的石粉（小于0.16mm颗粒）含量宜控制在10%～22%，最佳石粉含量应通过试验确定。 5 必须掺用外加剂，以满足可碾性、缓凝性及其他特殊要求。 A.6.2 碾压混凝土的水胶比应根据设计对碾压混凝土性能的要求，通过试验确定，并不超过表A.5.1的规定。 A.6.3 碾压混凝土用水量： 水胶比在0.40～0.70范围，当无试验资料时，其初选用水量可按表A.6.3选取。 表A.6.3 碾压混凝土初选用水量表 单位：kg/m3 碾压混凝土VC值 （s） 卵石最大粒径 （mm） 碎石最大粒径 （mm） 40 80 40 80 5～10 115 100 130 110 10～20 110 95 120 105 注1：本表适用于细度模数为2.6～2.8的天然中砂，当使用细砂或粗砂时，用水量需增加或减少5 kg/m3～10 kg/m3； 注2：采用人工砂，用水量增加5 kg/m3～10kg/m3； 注3：掺入火山灰质掺合料时，用水量需增加10 kg/m3～20 kg/m3；采用Ⅰ级粉煤灰时，用水量可减少5 kg/m3～10 kg/m3； 注4：采用外加剂时，用水量应根据外加剂的减水率作适当调整，外加剂的减水率应通过试验确定； 注5：本表适用于骨料含水状态为饱和面干状态。 A.6.4 碾压混凝土砂率： 1）碾压混凝土的砂率可按表A.6.4初选并通过试验最后确定。 表A.6.4 碾压混凝土砂率初选表 单位：% 骨料最大粒径 （mm） 水胶比 0.40 0.50 0.60 0.70 40 32～34 34～36 36～38 38～40 80 27～29 29～32 32～34 34～36 注1：本表适用于卵石、细度模数为2.6～2.8的天然中砂拌制的VC值为5s～12s的碾压混凝土； 注2：砂的细度模数每增减0.1，砂率相应增减0.5%～1.0%； 注3：使用碎石时，砂率需增加3%～5%； 注4：使用人工砂时，砂率需增加2%～3%； 注5：掺用引气剂时，砂率可减小2%～3%；掺用粉煤灰时，砂率可减小1%～2%。 2）在满足碾压混凝土施工工艺要求的前提下，选择最佳砂率。最佳砂率的评定标准为：(a)骨料分离少；(b)在固定水胶比及用水量条件下，拌和物VC值小，混凝土密度大、强度高。 A.6.5 石子最佳级配应通过试验确定。当无试验资料时，可按表A.6.5选取。 表A.6.5 石子级配初选表 级配 石子最大粒径 （mm） 卵石 (小:中:大) 碎石 (小:中:大) 二 40 40:60:－ 40:60:－ 三 80 30:40:30 30:40:30 注：表中比例为质量比。 A.6.6 碾压混凝土配合比的计算方法和步骤除应遵守A.3和A.4的规定外，尚应符合以下规定： 1 碾压混凝土拌和物的设计工作度(VC值)，可选用5s～12s。 2 大体积永久建筑物碾压混凝土的胶凝材料用量不宜低于130kg/m3。 3 为了确保工程质量，碾压混凝土的水胶比宜小于0.7。 4 碾压混凝土易产生离析，其粗骨料宜采用连续级配。 A.7 结构混凝土配合比设计 A.7.1 结构混凝土所用原材料应符合下列规定： 1 应选用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥和中热硅酸盐水泥。 2 粗骨料宜采用连续级配，其最大粒径应不超过钢筋最小净距2/3，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.5%。 3 砂料的含泥量不得大于3%，泥块含量不得大于1.0%。 4 外加剂宜采用减水剂、缓凝高效减水剂、引气剂和泵送剂。 5 宜掺用活性较好的矿物掺合料。 A.7.2 结构混凝土配合比设计的计算方法和试配步骤除应按A.3和A.4规定进行外，尚应符合下列规定： 1 结构混凝土配合比的水胶比应根据设计要求及A.5.1有关规定选取。 2 配制结构混凝土采用的砂率及外加剂和矿物掺合料的品种、掺量应通过试验确定。 3 配制结构混凝土配合比的用水量可按A.5.4确定。 4 结构混凝土的胶凝材料用量不应低于230kg/m3。 A.8 预应力混凝土配合比设计 A.8.1 配制预应力混凝土所用原材料应符合下列规定。 1 应选用质量稳定，强度等级不低于42.5级硅酸盐水泥，中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；不得使用矿渣水泥、火山灰水泥。 2 宜选用连续级配的粗骨料，其粗骨料的最大粒径不应大于40mm，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%。 3 砂料的细度模数宜选用2.6～2.8，含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.5%。 4 配制预应力混凝土时不宜掺用氯离子含量大于水泥质量0.02%的外加剂。 A.8.2 预应力混凝土配合比计算方法和试配步骤除应按A.3和A.4的规定进行外，尚应符合下列规定： 1 强度等级应不小于C30，配合比中水胶比可根据已有试验成果资料选取。 2 配制预应力混凝土所用砂率及外加剂的品种、掺量，应通过试验确定。 3 计算预应力混凝土配合比时，其用水量可按A.5.4条规定选取。 A.9 泵送混凝土 A.9.1 泵送混凝土采用的原材料应符合下列规定： 1 泵送混凝土应选用硅酸盐水泥，中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；不宜使用火山灰质硅酸盐水泥。 2 石料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜超过10%，粗骨料的最大粒径与输送管径之比宜符合表A.9.1的规定。 表A.9.1 粗骨料的最大粒径与输送管径之比 石子品种 泵送高度 (m) 粗骨料粒径与输送管径之比 碎石 <50 ≤1∶3.0 50～100 ≤1∶4.0 >100 ≤1∶5.0 卵石 <50 ≤1∶2.5 50～100 ≤1∶3.0 >100 ≤1∶4.0 3 泵送混凝土应掺用泵送剂或缓凝高效减水剂，宜掺加I、II级粉煤灰。 4 泵送混凝土宜采用细度模数为2.6～2.8的砂料，最好采用颗粒级配较好的河砂，砂中小于0.315mm含量不应少于15%。 A.9.2 泵送混凝土的用水量宜按下列步骤计算： 1 以表A.5.4中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg/m3，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量； 2 掺外加剂时的混凝土用水量可按公式（A.9.2）计算： (A.9.2) 式中 mw——掺外加剂时混凝土用水量，kg； mw0——未掺外加剂时混凝土用水量，kg； b——外加剂减水率。 3 外加剂的减水率应通过试验确定。 A.9.3 泵送混凝土试配时坍落度要求应按公式(A.9.3)计算： (A.9.3) 式中 Tt——试配时要求的坍落度，mm； Tp——入泵时要求的坍落度，mm； T——坍落度经时损失值，mm。 A.9.4 泵送混凝土配合比的计算和试配步骤除应按A.3和A.4规定进行外，尚应符合下列规定： 1 泵送混凝土水胶比不宜大于0.60。 2 泵送混凝土胶凝材料用量不宜小于300kg/m3。 3 泵送混凝土砂率宜为35%～45%。 4 泵送混凝土含气量不宜大于4%。 A.10 喷射混凝土配合比设计 A.10.1 喷射混凝土所用原材料应符合下列规定： 1 应优先选用强度等级不低于32.5级的硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；也可使用强度等级不低于42.5级的矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，必要时采用特种水泥。当掺用钢纤维时，水泥强度等级不宜低于42.5级。 2 应选用质地坚硬、级配良好的中粗砂。 3 宜选用最大粒径不超过15mm的天然卵石或人工碎石。当掺用钢纤维时，骨料最大粒径不宜超过10mm。 4 宜掺用无碱或低碱性速凝剂，速凝剂或其他外加剂的掺量应通过试验确定。在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结试验。掺速凝剂的喷射混凝土初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。 5 掺用粉煤灰等活性矿物掺合料时，其掺量应通过试验确定。 A.10.2 喷射混凝土配合比设计应遵循下列规定： 1 水泥用量应较大，但不宜超过400kg/m3； 2 干法喷射水泥与砂石的质量比宜为1:4.0～1:4.5，水胶比宜为0.40～0.45，砂率宜为45%～55%；湿法喷射水泥与砂石的质量比宜为1:3.5～1:4.0，水胶比宜为0.42～0.50，砂率宜为50%～60%； 3 用于湿法喷射的混合料拌制后，应进行坍落度测试，其坍落度宜为80mm～120mm； 4 当掺用钢纤维时，钢纤维的直径宜为0.3mm～0.5mm；钢纤维的长度宜为20mm～25mm，且不得大于25mm；钢纤维的掺量宜为干混合料质量的3.0%～6.0%。 A.10.3 喷射混凝土配合比设计设计方法和试配步骤应按A.3和A.4的规定进行。 A.11 抗冲磨混凝土 A.11.1 抗冲磨混凝土所用原材料应符合下列规定： 1 宜选用强度等级不低于42.5级的中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥； 2 应选用质地坚硬、含石英颗粒多、清洁、级配良好的中粗砂； 3 应选用质地坚硬的天然卵石或人工碎石。天然骨料的最大粒径宜采用40mm，对冲磨为主，无空蚀发生的过水部位，骨料的最大粒径可采用80mm。当掺用钢纤维时混凝土骨料的最大粒径不宜超过20mm； 4 应掺用高效减水剂，有抗冻要求的部位应掺加引气剂、减水剂； 5 应掺用优质粉煤灰、硅粉、磨细矿渣粉等活性矿物掺合料。矿物掺合料掺量应按多元粉体考虑，通过试验确定。 A.11.2 抗冲磨混凝土配合比设计方法和试配步骤除应遵循A.3和A.4规定进行外，尚应符合以下规定： 1 抗冲磨混凝土的配合比设计，除应满足强度要求外，还应进行抗冲磨强度试验； 2 抗冲磨混凝土的水胶比不宜大于0.40； 3 掺有硅粉的抗冲磨混凝土，应同时掺入补偿早期收缩的膨胀剂或减缩剂。 A.12 水下不分散混凝土配合比设计 A.12.1 水下不分散混凝土采用的原材料应符合下列规定： 1 水泥应采用硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；不宜采用掺混合材料水泥。 2 石料采用连续级配，其最大粒径不宜超过40mm。 3 砂料宜采用2.6～2.8细度模数的中砂。 4 外加剂应采用抗分散剂，高效减水剂。 A.12.2 混凝土配合比的计算和试配步骤应按A.3和A.4规定进行，同时还应符合下列规定： 1 配制水下不分散混凝土用导管法施工时，坍落度以150～180mm为宜；用夯击法施工时，坍落度宜采用70～100mm；采用装袋堆筑法施工时混凝土坍落度宜用50～70mm。 2 水下不分散混凝土所用外加剂的品种、掺量应通过试验确定。 3 水下不分散混凝土水泥用量不少于370kg/m3，水灰比不超过0.50。 4 砂率在40%～45%之间为宜。 附录B 水工砂浆配合比设计方法 B.1 砂浆配合比设计的基本原则 B.1.1 砂浆的技术指标要求应与其接触的混凝土的设计指标相适应。 B.1.2 砂浆所使用的原材料应与其接触的混凝土所使用的原材料相同。 B.1.3 砂浆应与其接触的混凝土所使用的掺合料品种、掺量相同，减水剂的掺量为混凝土掺量的70%左右；当掺引气剂时，其掺量应通过试验确定，以含气量达到7%～9%时的掺量为宜。 B.1.4 采用体积法计算每立方米砂浆各项材料用量。 B.2 砂浆配制强度的确定 B.2.1 砂浆的强度等级应按砂浆设计龄期立方体抗压强度标准值划分。水工砂浆的强度等级采用符号M后加设计龄期下角标再加立方体抗压强度标准值表示，若设计龄期为28d，则省略下角标，如M9015，M15。砂浆设计龄期立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为7.07mm的立方体试件，在设计龄期用标准试验方法测得的具有设计保证率的抗压强度，以MPa计。 B.2.2 砂浆配制抗压强度按下式计算： (B.2.2) 式中 fm,0——砂浆配制抗压强度，MPa； fm,k——砂浆设计龄期的立方体抗压强度标准值，MPa； t——概率度系数，由给定的保证率P选定，其值按表A.2.2选用； s——砂浆立方体抗压强度标准差，MPa。 B.2.3 砂浆抗压强度标准差，宜按同品种砂浆抗压强度统计资料确定。 1 统计时，砂浆抗压强度试件总数应不少于25组； 2 根据近期相同抗压强度、生产工艺和配合比基本相同的砂浆抗压强度资料，砂浆抗压强度标准差按公式（B.2.3）计算： (B.2.3) 式中 ——砂浆抗压强度标准差； fm,i——第i组试件抗压强度，MPa； ——n组试件的抗压强度平均值，MPa； n——试件组数。 3 当无近期同品种砂浆抗压强度统计资料时，s值可按表B.2.3取用。施工中应根据现场施工时段抗压强度的统计结果调整s值。 表B.2.3 标准差σ选用值 单位：MPa 设计龄期砂浆抗压强度标准值 ≤10 15 ≥20 砂浆抗压强度标准差 3.5 4.0 4.5 B.3 砂浆配合比计算 B.3.1 可选择与其接触混凝土的水胶比作为砂浆的初选水胶比。 B.3.2 砂浆配合比设计时用水量可按表B.3.2确定。 表B.3.2 砂浆用水量参考表(稠度40mm～60mm) 水泥品种 砂子细度 用水量 (kg/m3) 普通硅酸盐水泥 粗砂 270 中砂 280 细砂 310 矿渣硅酸盐水泥 粗砂 275 中砂 285 细砂 315 稠度10mm 用水量8 kg/m3～10 kg/m3 B.3.3 砂浆的胶凝材料用量（mc＋mp）、水泥用量mc和掺合料用量mp按下列公式计算： (B.3.3-1) (B.3.3-2) (B.3.3-3) 式中 mc——每立方米砂浆水泥用量，kg； mp——每立方米砂浆掺合料用量，kg； mw——每立方米砂浆用水量，kg； ——水胶比； Pm——掺合料掺量。 B.3.4 砂子用量由已确定的用水量和胶凝材料用量，根据体积法计算。 (B.3.4-1) (B.3.4-2) 式中 Vs——砂的绝对体积，m3； mw——每立方米砂浆用水量，kg； mc——每立方米砂浆水泥用量，kg； mp——每立方米砂浆掺合料用量，kg； a——含气量，一般为7%～9%； rw——水的密度，kg/m3； rc——水泥密度，kg/m3； rp——掺合料密度，kg/m3； rs——砂子饱和面干表观密度，kg/m3； ms——每立方米砂浆砂料用量，kg。 B.3.5 列出砂浆各组成材料的计算用量和比例。 B.4 砂浆配合比的试配、调整和确定 B.4.1 按计算出的配合比的各项材料用量进行试拌，固定水胶比，调整用水量直至达到设计要求的稠度。由调整后的用水量得出砂浆抗压强度试验配合比。 B.4.2 砂浆抗压强度试验至少应采用三个不同的配合比，其中一个应为B.4.1确定的配合比，其它配合比的用水量不变，水胶比依次增减，变化幅度为0.05。当不同水胶比的砂浆稠度不能满足设计要求时，可通过增、减用水量进行调整。 B.4.3 测定满足设计要求的稠度时每立方米砂浆的质量、含气量及抗压强度，根据28d龄期抗压强度试验结果，绘出抗压强度与水胶比关系曲线，用作图法或计算法求出与砂浆配制强度fm,0相对应的水胶比。 B.4.4 计算出每立方米砂浆中各组成材料用量及比例，并经试拌确定最终配合比。