陈冬铭老师2019年一级建造师《港口与航道工程实务》精讲班课程，本节视频讲解一级建造师《港口与航道工程实务》港口与航道工程技术--港航工程混凝土（二），免费试听陈冬铭老师精讲班课程>>
陈冬铭老师介绍
一级建造师、高级工程师、讲师。原就职于中交一航局，积累了丰富的港航工程施工技术管理工作经验。自2014年以来，从事港航一级建造师培训。其授课紧紧围绕小专业特色：理论与实际结合紧密，伸入浅出，通俗易懂；考情研究透彻，思路清晰，框架明确；对考试重点把握准确，化繁为简，化零为整。
1E410000 港口与航道工程技术
第8讲 港航工程混凝土（二）
1E411062 港口与航道工程混凝土配制要求
一、港口与航道工程混凝土配制的基本要求
1.所配制混凝土的强度、耐久性符合设计要求。
2.所配制的混凝土应满足施工操作的要求。
3.所配制的混凝土应经济、合理。
【案例1E411062-1 】
1.背景
某工程施工工地对正常养护的混凝土取样进行强度试验。所取11组（N=11）混凝土立方体试块抗压强度分别为（Mpa）: 30.0; 31.0; 29.0; 28.0; 29.0; 32.0; 29.0; 28.0;28.5; 30.0; 28.0。
2. 问题
求算该工地混凝土立方体试件抗压强度的标准差σ。
【案例1E411062-2 】
1.背景
某公司沉箱预制场预制沉箱施工。设计要求沉箱预制混凝土立方体抗压强度的标准值为30MPa，该预制场实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差为3.0MPa（σ=3.0MPa）。
2. 问题
（1）进行该沉箱混凝土配合比设计时其施工配制强度应取多少?
（2）按上述配制强度施工，混凝土强度的合格率可达到多少?
3. 分析与答案
（1）混凝土施工配制强度=设计要求的混凝土立方体抗压强度的标准值+
1.645σ=30+1.645X3.0=34.935
施工配制强度取35MPa 。
（2）按35MPa配制强度施工，混凝土强度的合格率可达到95%以上。
当混凝土强度等级为C20或C25，计算的强度标准差小于2.5MPa时，计算配制强度用的混凝土立方体抗压强度标准差应为2.5MPa;当混凝土强度等级大于或等于C30，计算的强度标准差小于3.0MPa时，计算配制强度用的混凝土立方体抗压强度标准差应为3.0MPa。
某混凝土设计强度C30，实际统计的立方体抗压强度标准差为2.6MPa，求施工配置强度（ ）MPa。
A．32.3
B．32.6
C．34.1
D．34.9
233网校答案：D
233网校解析：当混凝土强度等级大于或等于C30，计算的强度标准差小于3.0MPa时，计算配制强度用的混凝土立方体抗压强度标准差应为3.0MPa。
（2）施工单位或施工工地没有近期足够数量的混凝土立方体抗压强度数据时，可暂按表1E411062-1中港口与航道工程混凝土立方体抗压强度标准差的平均水平（%），结合本单位的生产管理水平，酌情选取σ值。
注：采用压蒸工艺生产的高强混凝土管桩，可取σ0 =0.1fcu,k。
按fcu,0= fcu,k+1.645σ配制混凝土， 则混凝土施工生产留置试件的抗压强度满足设计要求的保证率为95% ，如图1E411062-1所示。
2. 水胶比的选择、胶凝材料用量的确定应同时满足混凝土强度和耐久性的要求
水胶比的选择：
（1）根据混凝土强度一水胶比关系曲线， 选择水胶比。
用实际施工应用的材料， 按指定的坍落度拌制数种不同水胶比的混凝土拌合物， 并根据28d龄期混凝土立方体试件的极限抗压强度， 建立强度与水胶比的关系曲线， 可以从曲线上查得与混凝土施工配制强度相应的水胶比。
（2）上述按强度要求得出的水胶比应与表1E411062-2、表1E411062-3所列港口与航道工程海水或淡水环境按耐久性要求规定的水胶比最大允许值相比较， 取其较小值作为配制港口与航道工程混凝土的依据。
【案例1E411062-4】
1.背景
某船坞工程的高性能混凝土，水泥用量为300kg/m3，磨细矿渣用量为300kg/m3，硅灰用量为18kg/m3，拌合水用量为216.3kg/m3。
2. 问题
（1）每立方米该高性能混凝土的胶凝材料用量是多少?
（2）该高性能混凝土水胶比为多少?
3. 分析与答案
（1）该高性能混凝土的胶凝材料用量为: 300+300+18=618kg/m3
（2）该高性能混凝土的水胶比为: 216.3/618=0.35
胶凝材料用量的确定：
（1）根据坍落度一胶凝材料用量关系曲线查得胶凝材料用量
按选定的水胶比，选择用水量，通过试验确定最佳砂率。以选定的水胶比和最佳砂率拌制数种胶凝材料用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与胶凝材料用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的胶凝材料用量。
（2）该胶凝材料用量应与表1E411062-4所列港口与航道工程海水环境按耐久性要求的最低胶凝材料用量相比较， 取其较大值作为配制港口与航道工程混凝土胶凝材料用量的依据。
注：1.有耐久性要求的大体积混凝土，胶凝材料用量应按混凝土的耐久性和降低胶凝材料水化热综合考虑。
2.当采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制混凝土时，宜适当掺加优质掺合料。
3. 分析与答案
混凝土的配制强度=30+1.645×3.0=34.9（MPa）取35MPa
参照所给关系曲线确定水胶比: 35MPa对应的水胶比为0.50，但比较港口与航道工程海水环境混凝土按耐久性要求的水胶比最大允许值严重受冻地区一水位变动区一钢筋混凝土为0.45<0.50 ，应取0.45。
参照所给关系曲线确定水泥用量:35MPa对应的水泥用量为350kg/m3，但比较港口与航道工程海水环境混凝土按耐久性要求的最低胶凝材料用量一水位变动区一钢筋温凝土F300对应的水泥用量为360kg/m3＞350kg/m3，应取360kg/m3。
4. 对于设计使用年限50年的工程， 处于浪溅区、水位变动区和大气区的钢筋混凝土和预应力混凝土结构， 混凝土抗氯离子渗透性应符合表1E411062-5的规定。
（二）关于施工可操作性的要求
所配制混凝土的施工可操作性，又称为混凝土的和易性或工作性，是一项很综合的性能。其含义应包括混凝土的流动性、可塑性、保水性、黏聚性、稳定性和易于密实的性能。至今，人们仍然普遍采用古老的坍落度值来表征混凝土的可操作性，所配制混凝土的坍落度以及坍落度损失限制应满足施工操作的要求。
影响和易性的因素主要有:水泥用量及品种、水胶比（用水量）、砂率、骨料性质、外加剂、施工时间、环境温度等。
混凝土坍落度应根据以下诸因素选定：混凝土结构物的断面、含筋量、运输方式与距离、浇筑方法、振捣能力、环境气候条件等。
在满足施工操作的条件下宜选用较小的坍落度。
【案例1E411062-3】
1.背景
某港口工程的超高强引气混凝土配合比为1:0.63:1. 93，水灰比为0.38; 有效减水剂的掺量为1% （占水泥重），混凝土的含气量为3%，水泥的相对密度为3.1 ，中砂的相对密度为2.75，碎石的相对密度为2.82。
（2）按《水运工程混凝土施工规范》的绝对体积法计算该混凝土的材料用量:
1kg水泥可配制混凝土的体积V.
（1/3. 1）+（0.63/2. 75）+（1. 93/2. 82）+0.38=V×（1-3%）
V=1. 67L
1m3该混凝土中的水泥用量=1000/1. 67=598. 8kg/m3
砂用量=598.8X0.63=377.2kg/m3
碎石用量=598.8X 1.93=1155.7kg/m3
拌合水用量=598.8X0.38=227.5kg/m3
减水剂用量=598.8X0.01=5.99kg/m3
某沉箱预制采用C40F300引气混凝土，以保证其抗冻性。混凝土配比为1:0.70:1.95，水灰比为0.40，混凝土含气量4%（水泥的相对密度为3.1，砂的相对密度为2.75，碎石的相对密度为2.82）。为防止混凝土开裂，项目决定优化配合比，用粉煤灰取代15%的水泥以减少水化热，超量取代系数1.5。施工单位为计算沉箱混凝土施工配置强度，通过强度试验得到25组混凝土试件的抗压强度，进而计算出其标准差为2.5MPa。
问题
1.计算出该沉箱混凝土的施工配置强度。按照该强度配置出的混凝土，可保证其强度满足设计要求的保证率为多少？
2.某次沉箱混凝土开罐前，施工单位测得砂的雨后含水率为3%，试计算制拌该1m3沉箱混凝土所需的水泥，砂用量各为多少？（已知拌合过程材料损耗率为5%）
233网校答案：
1.根据背景，沉箱混凝土强度为C40，其计算的强度标准差为2.5MPa，小于3.0MPa，故计算配置强度用的混凝土立方体抗压强度标准差应取3.0MPa。故其施工配置强度为：
Fcu,o=40+1.645×3.0≈45MPa
2.设1kg水泥可制拌的混凝土体积为V，则：
1/3.1+0.7/2.75+1.95/2.82+0.4=V×（1-4%）
可解出：V=1.74L
故取代前，有配合算得1m3混凝土的理论水泥用量为：1000/1.74=575kg
则1m3混凝土砂的理论用量为：575×0.7=403kg
配比优化且考虑损耗后的实际水泥用量为：575×（1-15%）×（1+5%）=513kg/m3
考虑含水率与损耗的实际拌合用砂量为：403×（1+5%）×（1+3%）=435kg/m3
