淺談混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

王曉琴

（中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 石家莊 050031）

在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，涉及保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性及所要求的其他性能，滿足施工工藝易于操作而又要具有施工要求的工作性。在符合上述兩項(xiàng)要求的情況下，需要考慮選用合適的材料，計(jì)算各種材料用量，針對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行試配、調(diào)整，使之達(dá)到工程的要求，同時(shí)降低成本。

1 混凝土配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

1.1 熟悉設(shè)計(jì)圖紙

對(duì)圖紙中混凝土的強(qiáng)度、耐久性要求和混凝土結(jié)構(gòu)的斷面尺寸、鋼筋布置，以及圖紙規(guī)定使用水泥的品種、碎石粒徑等技術(shù)參數(shù)要熟悉。

1.2 掌握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有：《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55—2000）、《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ52—92）、《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ55—2000）、《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080—2002）、《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）、《混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》（GBJ82—85）。

對(duì)于混凝土配合比，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)掌握混凝土的施工規(guī)范和特種集料的技術(shù)規(guī)定，這樣才能保證混凝土配合比設(shè)計(jì)的技術(shù)性及準(zhǔn)確性。

1.3 了解特殊性能要求

充分了解特殊性能要求，便于決定所用水泥的品種和粗骨料粒徑的大小。了解施工工藝，比如運(yùn)輸、澆筑的措施，使用機(jī)械化的程度，主要是對(duì)工作性和凝結(jié)時(shí)間的要求，便于選用外加劑及其摻量。

掌握了以上這些資料，我們才能合理地選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 掌握并檢驗(yàn)各種材料的特性及指標(biāo)

原材料的質(zhì)量控制及其波動(dòng)，對(duì)混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響。如水泥強(qiáng)度的波動(dòng)，將直接影響混凝土的強(qiáng)度；各級(jí)石子粒徑顆粒含量的變化，導(dǎo)致混凝土級(jí)配的改變，并將影響新拌混凝土的和易性；骨料含水量的變化，對(duì)混凝土的水灰比影響極大。為了保證混凝土的質(zhì)量，在生產(chǎn)過(guò)程中，一定要對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，全部符合技術(shù)性能指標(biāo)方可應(yīng)用。骨料中含有害物質(zhì)超過(guò)規(guī)定的范圍內(nèi)，則會(huì)妨礙水泥水化，降低混凝土的強(qiáng)度，削弱骨料與水泥的黏結(jié)，能與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生有害的膨脹物質(zhì)。如果黏土、泥塊在砂中超過(guò)3%，在碎石、卵石中超過(guò)2%，就會(huì)妨礙集料與水泥的黏結(jié)；它們以松散的顆粒出現(xiàn)，大大增加了需水量。如果使用有機(jī)雜質(zhì)的沼澤水、海水等拌制混凝土，則會(huì)在混凝土表面形成鹽霜。對(duì)混凝土集料來(lái)說(shuō)，影響配合比組成變異而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度過(guò)大波動(dòng)的主要原因是含水率、含泥量的變化和石子含粉量的影響。在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)原材料的質(zhì)量控制，除經(jīng)常性地檢測(cè)外，還要求質(zhì)量控制人員隨時(shí)掌握其含量的變化規(guī)律，并擬訂相應(yīng)的對(duì)策措施。如砂石的含泥量超出標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋給生產(chǎn)部門(mén)，及時(shí)篩選并采取能保證混凝土質(zhì)量的其他有效措施。砂子的含水率，是通過(guò)干炒法，及時(shí)根據(jù)測(cè)定的含水率來(lái)調(diào)整混凝土配合比中的實(shí)際用量和集料用量。對(duì)于相同標(biāo)號(hào)之間水泥活性的變異，通過(guò)膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)的快速測(cè)定，根據(jù)水泥活性結(jié)果予以調(diào)整混凝土的配合比。

2.1.1 水泥

檢驗(yàn)水泥的技術(shù)指標(biāo)，掌握不同種水泥的特性。水泥的質(zhì)量對(duì)混凝土的質(zhì)量起決定性作用。水泥是混凝土的膠凝材料，混凝土的強(qiáng)度、長(zhǎng)期性、耐久性是水泥遇水硬化后完成的，所以混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持檢驗(yàn)水泥的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

對(duì)不同種水泥的特性，混凝土配合比的設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解。如硅酸鹽水泥水化熱大，早期強(qiáng)度高；礦渣水泥水化熱小，早期強(qiáng)度低。搶工期工程應(yīng)用硅酸鹽水泥，大體積混凝土應(yīng)用礦渣水泥。火山灰水泥抗?jié)B性好，而礦渣水泥抗?jié)B性不好，防水混凝土應(yīng)用火山灰水泥。

2.1.2 混凝土

檢驗(yàn)混凝土使用的粗細(xì)骨料。砂石骨料約占混凝土總體積的70%，是混凝土中的主要材料。砂石骨料含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度影響很大，若含泥量增加，在骨料比表面積增加及泥土吸水作用的影響下，含泥量每增加2%，塌落度約減少1cm?；炷恋挠盟?、水泥用量及砂率都要根據(jù)石子的最大粒徑、砂的細(xì)度模數(shù)進(jìn)行調(diào)整，盡可能選用連續(xù)級(jí)配或人工級(jí)配的砂石，以求得小空隙率最大容中的粗細(xì)骨料。

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的施工控制

2.2.1 控制混凝土施工時(shí)的用水量

試驗(yàn)室所確定的混凝土配合比，其和易性不一定能與實(shí)際施工條件完全適合，當(dāng)施工設(shè)備、運(yùn)輸方法或運(yùn)輸距離、施工氣候等條件發(fā)生變化時(shí)，所要求的混凝土塌落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求，需將混凝土含水率及用量做適當(dāng)調(diào)整（保持水灰比不變），嚴(yán)格控制混凝土施工時(shí)的用水量。在實(shí)際生產(chǎn)中，操作者為方便施工，往往追求較大的塌落度，擅自增加用水量；再加上現(xiàn)場(chǎng)施工人員的管理不到位，對(duì)水灰比缺少嚴(yán)格控制等原因，使混凝土實(shí)際用水量大于理論用水量，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。

防治措施：加大質(zhì)檢抽查力度，控制操作者不得隨意增加用水量；若發(fā)現(xiàn)混凝土工作性能較差，操作者應(yīng)及時(shí)向試驗(yàn)員反饋實(shí)際情況，經(jīng)試驗(yàn)員現(xiàn)場(chǎng)查找原因、分析情況后，采取相應(yīng)對(duì)策，并按試驗(yàn)員的指令調(diào)整配合比。

2.2.2 測(cè)量粗細(xì)骨料的含水量

調(diào)整生產(chǎn)時(shí)的配合比，需要測(cè)量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所采用的粗細(xì)骨料的含水量。

防治措施：砂、石中若含泥量超標(biāo)，應(yīng)在混凝土澆筑前3 d用水沖洗。在澆筑混凝土前，按要求取樣并準(zhǔn)備測(cè)量砂、石的實(shí)際含水量，調(diào)整施工配合比的水灰比。

2.2.3 準(zhǔn)確計(jì)量砂、石材料

很多施工單位在拌和砼時(shí)，只是對(duì)第一車砂、石計(jì)量一下，隨后就在小推車上畫(huà)線，采用體積法控制重量，從而導(dǎo)致了混凝土所需粗細(xì)骨料用量的偏差。

防治措施：有實(shí)力的單位應(yīng)該購(gòu)買(mǎi)混凝土拌和站；若實(shí)在沒(méi)有實(shí)力，就必須堅(jiān)持車車過(guò)秤，以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料用量的控制。

2.2.4 水泥用量

水泥用量既不宜過(guò)多也不能過(guò)少。有些配合比設(shè)計(jì)人員為了保證混凝土的質(zhì)量而單純提高水泥用量，這無(wú)疑是一種浪費(fèi)。在滿足混凝土的流動(dòng)性、強(qiáng)度要求的前提下，節(jié)約水泥、降低成本是混凝土配合比設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本原則，同時(shí)，混凝土中水泥用量過(guò)多不但不經(jīng)濟(jì)，而且給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)危害。還有些配合比設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，節(jié)約水泥就是混凝土配合比中水泥用量越少越好，這顯然也是不恰當(dāng)?shù)摹](méi)有足夠的水泥用量，就抵抗不了外力的作用，影響工程的耐久性。

2.3 保證經(jīng)濟(jì)效益

在保證質(zhì)量的前提下，也應(yīng)當(dāng)保證經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。很多施工單位在作混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，只是為了滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，按規(guī)范要求或者根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行幾組配合比設(shè)計(jì)，試配后砼強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求就算合格了；若達(dá)不到規(guī)范要求，只是一味地增加水泥用量，很少有人從其他方面考慮。水泥用量過(guò)多，會(huì)造成混凝土收縮裂縫的生成和徐變?cè)龃?，而且也增加了成本?/p>

防治措施：在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，試驗(yàn)室應(yīng)多配制幾個(gè)試拌配合比，從經(jīng)濟(jì)效益、工作性能、質(zhì)量等方面綜合考慮選擇最好的配合比，并根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行合理的調(diào)整，同一強(qiáng)度的混凝土盡量不要使用一個(gè)配合比。試驗(yàn)室一定要收集整理日常混凝土施工中的詳細(xì)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析，得出本試驗(yàn)室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范圍及σ數(shù)值，并積累一些參考資料，對(duì)以后的施工也會(huì)起到很大的作用。

上述對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)的分析及其防治措施，如果在實(shí)際工程的實(shí)施中得到廣泛應(yīng)用，既可以保證工程質(zhì)量，又控制了項(xiàng)目成本，能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]交通部公路科學(xué)研究所.JTJ071—98公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民交通出版社，1999.

[2]中國(guó)建研院.JGJ55—2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]中國(guó)建研院.GB/T50081—2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.