浅谈混凝土配合比设计中值得注意的几个问题

黄诗芸
摘要：本文针对对混凝土配合比设计中几个值得注意的问题进行了分析，并提出相应的防治措施，以供同行业的工程人员参考和借鉴。
关键词：混凝土；配合比设计；问题；防治
Abstract: in this paper the design of concrete proportion in some noticeable problems are discussed, and some corresponding prevention measures, for the same industry engineering personnel for reference.
Keywords: concrete; Mix design; Problem; Prevention and control

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一般指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土或混凝土。混凝土强度等级是以立方体抗压强度标准值划分，目前中国普通混凝土强度等级划分为14级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80。
普通混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例，即水灰比、砂率、胶骨比（胶凝体与骨料的比例）。伴随着混凝土材料科学的不断发展，其用途也越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、互相渗透使用非常广泛的领域。
混凝土配合比设计牵涉到几个方面的内容：一要保证混凝土硬化后的强度和所要求的其他性能和耐久性；二要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性；三是在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料用量；四是对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；五是达到上述要求的同时，设法降低成本。
根据笔者的观察和较深入的了解，认为混凝土在配合比设计方面应注意以下几个问题：
一、配合比设计前的准备工作应充分
混凝土配合比设计前应充分做好准备工作,掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求，重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子小、粒径的大小等参数；了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小；了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量；了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。根据这些资料合理地选用适当的设计参数，进行配合比设计。分析不同工程实际对混凝土强度的要求,确保混凝土强度达到设计要求;应注意配合比的调整和在施工中的控制,严格控制混凝土施工时的用水量,调整生产配合比时,砂、石材料应准确计量,准确测量生产现场砂、石的实际含水量;在保证质量的前提下,设法降低成本。
如果不对混凝土的配合比进行严格的管理，那么即使具有质量良好地混凝土生产原材料、先进的生产设备也无法生产出质量合格、经济合理的混凝土。在混凝土的配合比设计中，首先应重视原材料质量的控制，应选用工程性能良好地原材料，而原材料的质量在工程实践中，常常是有波动变化的。为准确把握原材料的质量水平，可以试验室试配时所采用的混凝土原材料的质量水平为标准，结合对原材料的质量验收过程中的数据来预测混凝土的质量变化，并根据预测的结果采取相应的补救措施。
二、正确认识在配合比设计中对膨胀剂的掺量不同
对于相同的膨胀剂不论使用何种水泥、砂、石、粉煤灰，都采用相同的掺量；不管混凝土的强度等级、抗渗等级、使用功能是否相同，都使用相同的掺量。在配合比设计时这种作法是不正确的，由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同、各地的砂石质量差异较大，因此，对于不同原材料相同强度等级、抗渗等级、限制膨胀率值的混凝土，膨胀剂的掺量应有所不同；对于不同强度等级、抗渗等级、限制膨胀率值的混凝土，膨胀剂的掺量应有所不同，不应一律采用厂家的推荐掺量。在试配时应该选择不同的掺量进行试拌，根据限制膨胀率的检测值选择适宜的膨胀剂掺量，通过各项技术指标的检测值确定符合委托要求的经济配合比。
三、生产配合比的调整及施工中的控制
在生产配合比的调整及施工控制中应注意出现以下问题：
1、严格控制混凝土施工时的用水量：在实际行产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自增加用水量而不管强度是否能达到要求；再加上现场质检人员的管理不到位，对水灰比缺少严格的控制等原因，均使混凝土实际用水量大于理论用水量，从而导致砼强度的降低。
防治措施：加大质检抽查力度，控制操作者不得随意增加用水量；若发现混凝土工作性能较差，操作者应及时向试验员反馈实际情况，经试验员现场查找原因、分析情况后采取相应对策，并按试验员的指令调整配合比；现场质检人员也应按规范要求经常检查混凝土的质量动态信息，及时进行调整，确保混凝土按要求进行施工。
2、调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量：经到现场检查和了解，有部分试验人员没有按规定要求准确测量，而是采用目测法来估计砂、石的实际含水量，这样做会导致生产配合比不准确。
防治措施：砂、石中若含泥量超标，应在混凝土浇筑前三天冲洗完毕，并应在施工前按规范要求取样并准确测量砂、石的实际含水量，调整施工配合比以从用水量中扣除含水量,补回砂、石量，严禁边冲洗边拌制混凝土。
3、砂、石材料应准确计量：不少施工单位在生产时，第一车砂、石用磅秤一下，随后就采用在小推车上画线的办法来控制重量，从而导致了砂、石材料的用量偏差。
防治措施：有条件的单位尽量采用混凝土拌和楼，利用电脑准确计量；若实在没有，应不怕麻烦，坚持每车过磅，以控制材料用量。
四、传统配合比设计方法的缺陷
传统配合比设计方法是一种基于经验的方法，混凝土结构对材料性能提出的要求比较简单，配制混凝土的原材料种类也比较少，因此传统的配合比设计方法还存在许多不足之处。混凝土配合比设计理应是一个完善的体系，包括原材料选择、配合比计算、性能设计和性能检测。事实上，人们在进行配合比设计时已经有意或无意地采用了这一体系，但所采用的体系的完善程度各不相同，而且大都不完善。
1、从原材料选择来看，多数是依据个人经验知识进行的，带有很大的主观性。各人的经验知识不同，知识量也不等。这就为混凝土配合比设计带来了一定的随机性。
2、从配合比设计计算来看，各种没计方法的计算方法互不相同。配合比计算的实质就是四元（单位混凝土中水、水泥和粗细集料用量）一次方程组求解。从数学角度来讲，四元一次方程组求解需要四个独立方程式的联立才能解出。而配合比设计中一般都采用需水性定则、水灰比定则和绝对体积法或假定容重法，这就提供了三个方程式；各配合比设计方法的不同在于第四个方程式的确定。为了完成配合比设计，各种方法都引进了不同的关系式。我国引入了砂率；前苏联引入了砂浆拨开系数；英国引入了骨灰比；美国引入了粗集料最佳用量。另外因对高性能混凝土的认识不足，对它的配合比设计主要依赖于经验和大量的试配，计算过程在各种设计方法中似乎都不甚重要。
3、从性能设计来看，理想的配合比设计应能实现对混凝土的主要性能（即：工作性能、强度和耐久性）的设计，虽然目前的各种设计方法基本都考虑到了这三方面的性能，但是似乎还没有一种方法真正做到了对这三方面性能的设计。虽然最终都可能配出满足三方面性能要求的混凝土，但这似乎不能归功
五、结语
合理的材料配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成分的用量，获得最经济和适用的混凝土。要对水泥混凝土路面配合比设计深入系统的研究，使混凝土配合比设计体系更加科学合理、方便快捷，从而推动水泥混凝土科学的发展。
参考文献
[1]李立权. 混凝土配合比设计手册.广州：华南理工大学出版社，2002.
[2] JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程•北京：中国建筑工业出版社，2011.