現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題

王衛(wèi)東 羅陽(yáng)圣(、寧波交通工程集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 35000 、贛州誠(chéng)正公路工程監(jiān)理有限公司，江西 贛州 34000)

前言

水泥混凝土是最大的人造工程材料，經(jīng)歷了人工拌合和滾筒式機(jī)械拌合，到現(xiàn)在是大型攪拌機(jī)，過(guò)去以混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主，到現(xiàn)在以混凝土耐久性設(shè)計(jì)為主，過(guò)去以四組分，而現(xiàn)在發(fā)展到五組分以上，從傳統(tǒng)混凝土走向現(xiàn)代混凝土發(fā)生了根本性變化，混凝土配合比設(shè)計(jì)成為整個(gè)建設(shè)過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本人通過(guò)對(duì)過(guò)去混凝土配合比設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題加以總結(jié)以供參考。

1 原材料的選擇

配制現(xiàn)代混凝土,不需要用特殊的材料,但必須對(duì)本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選,它們除了要有比較好的性能指標(biāo)外,還必須質(zhì)量穩(wěn)定,即在施工期內(nèi)主要性能不能有太大的變化。

1.1 水泥：在當(dāng)?shù)剡x擇三家水泥生產(chǎn)單位，了解水泥生產(chǎn)規(guī)模、碾磨工藝及試驗(yàn)室對(duì)水泥的化學(xué)物理性能分析，進(jìn)一步分析各家水泥廠(chǎng)對(duì)水泥質(zhì)量控制情況及穩(wěn)定性。我們將幾家水泥取樣進(jìn)行做對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目有泌水率、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性、比表面積、1d、3d、28d強(qiáng)度，通過(guò)幾方面對(duì)比選擇一家比較穩(wěn)定水泥廠(chǎng)家作為主要供應(yīng)商，另外選一家作為備用廠(chǎng)家防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)供貨不上。當(dāng)水泥廠(chǎng)家確定下來(lái)，要準(zhǔn)確把握水泥的組分，摻合料是什么及用量，是否加助磨劑，因?yàn)楝F(xiàn)代混凝土都加外加劑和摻合料，有些摻合料、助磨劑與外加劑不適應(yīng)，知道水泥中摻合料用量多少能在混凝土配制中再加多少摻合料，加多了影響強(qiáng)度和耐久性，加少了不經(jīng)濟(jì)。

1.2 集料：選擇幾家到現(xiàn)場(chǎng)了解生產(chǎn)規(guī)模、工藝、分檔，母料品質(zhì)，除塵設(shè)備及堆放情況，然后進(jìn)行取樣根據(jù)規(guī)范對(duì)集料作出準(zhǔn)確的質(zhì)量報(bào)告，選擇二家質(zhì)量比較好，信譽(yù)好的作為主要供應(yīng)商。不管那一家集料都要做堿活性集料試驗(yàn)，防止對(duì)以后結(jié)構(gòu)耐久性有重大影響。

1.3 摻合料：在摻有減水劑的情況下，既能增加新拌混凝土的流動(dòng)性、粘聚性、保水性、改善混凝土的可泵性，提高硬化混凝土的強(qiáng)度和耐久性，又能提高經(jīng)濟(jì)效益，是制作現(xiàn)代混凝土的重要技術(shù)手段。當(dāng)今我們正常使用一般是粉煤灰、磨細(xì)礦渣，這兩種產(chǎn)品占市場(chǎng)80%以上，所用摻合料必須是大廠(chǎng)生產(chǎn)的，相對(duì)穩(wěn)定性好。粉煤灰首先通過(guò)化學(xué)分析，確定低鈣灰、高鈣灰、高硫高鈣灰，有時(shí)通過(guò)顏色也能分辨。公路工程動(dòng)載結(jié)構(gòu)中不得使用高鈣灰，而高硫高鈣灰影響水泥凝結(jié)時(shí)間，有時(shí)要2-3d凝結(jié)，造成質(zhì)量事故，接著測(cè)定細(xì)度、燒失量、活性指數(shù)、需水量，進(jìn)一步認(rèn)定粉煤灰等級(jí)，從而是否用于混凝土中。高鈣灰可以用于房建，但必須要通過(guò)試驗(yàn)確定。磨細(xì)礦渣分三個(gè)等級(jí)，分別測(cè)定活性指數(shù)、流動(dòng)度比，密度、比表面積、燒失量來(lái)確定礦渣粉等級(jí)。不管哪種摻合料在配制混凝土之前首先考慮摻合料的燒失量、活性指數(shù)大小，來(lái)確定摻合料用量。

1.4 外加劑：外加劑的好壞對(duì)混凝土質(zhì)量有很大的關(guān)系。有時(shí)不加外加劑和易性反而好。外加劑品種很多，選擇時(shí)要考慮外加劑與水泥的適應(yīng)性。選擇三家外加劑（大廠(chǎng)生產(chǎn)的）做水泥與外加劑適用性試驗(yàn)，當(dāng)水泥與外加劑適用時(shí)，減水劑在常用摻量下能夠達(dá)到它自身的減水效果，沒(méi)有離析和泌水現(xiàn)象，塌落度隨時(shí)間變化損失相應(yīng)較小，對(duì)混凝土強(qiáng)度等性能沒(méi)有負(fù)面影響，反之初始塌落度小，塌落度損失加快，離析，泌水，外加劑用量加大等。最好三家外加劑通過(guò)配方調(diào)整滿(mǎn)足施工要求，這樣便于分析比較，選擇價(jià)格合理性能比較好的一家作為主要使用，另外選擇一家作為備用。有一點(diǎn)強(qiáng)調(diào)外加劑送檢合格，并不代表現(xiàn)場(chǎng)使用合格，送檢是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下所作的建測(cè)，以便橫向比較外加劑的性能。最終還是要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原材料進(jìn)行調(diào)試外加劑，有時(shí)在試配時(shí)是合格產(chǎn)品，但實(shí)際使用不一定合格，主要與現(xiàn)場(chǎng)所用原材料可能存在差異。根據(jù)不同的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)選擇不同外加劑型號(hào)，比如中低標(biāo)號(hào)的混凝土水灰比比較大，膠凝材料的用量相對(duì)小，當(dāng)減水劑增大時(shí)，達(dá)到同等塌落度所需水量逐漸減少，所需的膠凝材料用量也逐漸降低，漿體體積降低，和易性變差，不易于施工。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

現(xiàn)代混凝土要求大塌落度、高耐久性、高密實(shí)性，由于原材料的變化和對(duì)混凝土性能要求的提高，現(xiàn)今混凝土配合比設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜。多數(shù)人對(duì)混凝土設(shè)計(jì)仍停留在以往的經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，鑒于當(dāng)前混凝土組分的變化，進(jìn)行混凝土配合比的計(jì)算用假定密度法不再適用，建議采用絕對(duì)體積法；用絕干基的砂子進(jìn)行設(shè)計(jì)不易于混凝土質(zhì)量的過(guò)程控制，飽和干面干基才符合實(shí)際的客觀(guān)規(guī)律；以單粒級(jí)石子進(jìn)行兩級(jí)配或三級(jí)配，生產(chǎn)時(shí)分級(jí)投料，可得到滿(mǎn)足施工要求的最小漿體總量，有利于工程的經(jīng)濟(jì)性和耐久性；當(dāng)?shù)V物摻合料改變時(shí)應(yīng)當(dāng)使用等漿體積法調(diào)整混凝土配合比，以保持混凝土的穩(wěn)定性。當(dāng)代混凝土的特點(diǎn)是普通摻入礦物摻合料和高效減水劑?；炷劣伤慕M分增加到五組分以上，因此，傳統(tǒng)的配合比三要素--水灰比、漿骨比、砂石比，就成為水灰比、漿骨比、砂石比和礦物摻合料用量等四要素。最后由各種材料在滿(mǎn)足施工要求的前提下緊密堆積的原理，用絕對(duì)體積法計(jì)算各種材料用量。不考慮外加劑占混凝土的體積。

在混凝土配制時(shí)，特強(qiáng)調(diào)上述四要素的選擇。應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、環(huán)境、施工條件、混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行合理的配制。水泥強(qiáng)度不等于混凝土強(qiáng)度，合格的水泥不一定能配制成高標(biāo)號(hào)混凝土，不是水膠比越小，強(qiáng)度就越高，只要有一個(gè)產(chǎn)品發(fā)生變化都會(huì)影響強(qiáng)度；也不是水膠比越小，收縮越小。當(dāng)混凝土標(biāo)號(hào)≤C30時(shí)，可以用普通型（減水率8-12%）或中效型（減水率12-16%）外加劑，當(dāng)混凝土標(biāo)號(hào)≥C35時(shí)使用高效減水率（減水率16-22%），而高性能混凝土用高性能減水率（減水率22-35%）。摻合料在滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，盡可能大摻量，這樣既節(jié)約成本，又提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性。裂縫是影響混凝土耐久性的一個(gè)重要因素，所以在混凝土配制時(shí)，只要滿(mǎn)足和易性要求漿骨比越小，硬化混凝土收縮值越小，漿骨比增大勢(shì)必會(huì)對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性有影響。

3 混凝土生產(chǎn)配合比調(diào)整

如果在施工過(guò)程中，不注重施工配合比調(diào)整，經(jīng)反復(fù)優(yōu)化后的混凝土配合比也無(wú)法控制好質(zhì)量。首先嚴(yán)格控制含水率，尤其黃砂含水率（烘干含水率扣除吸水率）測(cè)定要準(zhǔn)確 ，假如增加1%含水率，水膠比就增加0.01-0.02，還可以用含水率傳感器和電流表進(jìn)行在線(xiàn)控制，同時(shí)采用控制坍落度的方法來(lái)保證混凝土質(zhì)量。當(dāng)原材料發(fā)生波動(dòng)時(shí)，要及時(shí)調(diào)整。如黃砂細(xì)度模數(shù)波動(dòng)超過(guò)0.3時(shí)，必須調(diào)整砂率，同時(shí)還有考慮混凝土標(biāo)號(hào)，如水下灌注樁，C30以下，黃砂太粗影響和易性，有時(shí)會(huì)發(fā)生斷樁，澆墩柱時(shí)，表面麻面 ，進(jìn)一步影響強(qiáng)度及耐久性，所以不僅僅調(diào)整砂率，還要調(diào)整摻合料或水泥用量，還有當(dāng)黃砂含泥量發(fā)生變化時(shí)要調(diào)整外加劑摻量;碎石要經(jīng)常篩分，根據(jù)級(jí)配適當(dāng)調(diào)整比例，有時(shí)必要調(diào)整砂率，增加摻合料或水泥用量等，如含泥量少許偏大水用沖洗干凈。水泥要經(jīng)常檢測(cè)，是不是在波動(dòng)范圍內(nèi)，摻合料、外加劑進(jìn)場(chǎng)必檢，防止質(zhì)量發(fā)生大的波動(dòng)。當(dāng)某一種原材料發(fā)生嚴(yán)重變化又影響混凝土質(zhì)量，不予使用。

總之，配制一組高質(zhì)量的混凝土配合比，還是從源頭抓起，環(huán)環(huán)相扣，同時(shí)在施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量管理，才有滿(mǎn)意的效果。

[1]廉慧珍，李玉淋.當(dāng)前混凝土配合比"設(shè)計(jì)"存在的問(wèn)題2009.03

[2]廉慧珍，李玉淋.關(guān)于混凝土配合比選擇方法的討論2009.05

[3]田培、劉加平、王玲、冉干平.混凝土外加劑手冊(cè)