淺談原料選擇與混凝土配合比控制

夏夢(mèng)

[摘要] 針對(duì)日前較多建設(shè)工程在使用混凝土上出現(xiàn)的問(wèn)題,本文從混凝土所用原材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)兩方面系統(tǒng)闡述混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工中的注意事項(xiàng)和混凝土原材料的選擇關(guān)鍵。

[關(guān)鍵字] 混凝土原料配合比

混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時(shí)加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)施工中的混凝土硬化而成的一種人工石材?；炷辆哂性县S富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因而使其用量越來(lái)越大。同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛。

一、原材料

混凝土的質(zhì)量，很大程度上取決于原材料的技術(shù)和性質(zhì)是否符合要求，應(yīng)合理選擇原材料保證混凝土性質(zhì)。

1.水泥

水泥是混凝土原材料中很重要的組成部分。(1)水泥品種的選擇。應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、部位、施工條件、環(huán)境狀況等，按個(gè)品種水泥的特征做合理的選擇；(2)水泥等級(jí)的選擇。應(yīng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也宜越高；設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)低，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也相應(yīng)低。當(dāng)水泥的強(qiáng)度等級(jí)與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)之比過(guò)大時(shí)，水泥用量過(guò)少，混凝土拌和物松散不易粘結(jié)，粘聚性差；而當(dāng)水泥的強(qiáng)度等級(jí)與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)之比過(guò)小時(shí)，水泥用量過(guò)多，混凝土拌和物粘聚力大，成團(tuán)，不便澆注，并且不經(jīng)濟(jì)。因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般以選擇的水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的1.5—2.0倍為宜。（一般情況1.3—1.7倍）

2.粗細(xì)骨料

粗細(xì)骨料作為混凝土的重要組成部份，占其質(zhì)量的3/4左右，骨料構(gòu)成的骨架提高了混凝土的密實(shí)度，減少荷載作用下的變形，同時(shí)水泥石硬化收縮產(chǎn)生的不均勻的收縮變形,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫，而骨料能夠制約水泥石的收縮，使混凝土具有較好的體積穩(wěn)定性。骨料比膠凝材料等其他組份便宜很多，這也是混凝土比較便宜的一個(gè)重要原因?！镀胀ɑ炷劣蒙百|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ52-1992）中對(duì)有害雜質(zhì)含量也作了相應(yīng)規(guī)定。其中有機(jī)物含量不得大于0.95%，輕物質(zhì)含量和硫化物及硫酸鹽含量分別不得大于1%，含泥量及泥塊含量的限值為：當(dāng)小于C30時(shí)分別不大于2%和1%，當(dāng)大于等于C30時(shí)，分別不大于0.7%和0.5%?；炷恋膹?qiáng)度一定程度上取決于水泥與骨料的強(qiáng)度，粗骨料作為混凝土的骨架水泥漿通過(guò)粘結(jié)填充作用將各種材料粘結(jié)成為一個(gè)整體，混凝土所的壓力主要由骨料來(lái)承受，只有高強(qiáng)度的骨料才可以配制出高強(qiáng)的混凝土。從混凝土的受壓破壞來(lái)看，強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土的往往是水泥漿、粘結(jié)界面受壓破壞，而強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土水泥漿、粘結(jié)界面、骨料受壓破壞。粗骨料的強(qiáng)度是將巖石加工成為5cm×5cm×5cm的立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測(cè)定其極限抗壓強(qiáng)度，由于這種方法要求較高，在生產(chǎn)中多采用壓碎值指標(biāo)來(lái)衡量骨料的強(qiáng)度。

3.混凝土用水

根據(jù)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63—89）的規(guī)定，凡符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水，均可拌制各種混凝土。凡能引用的水和清潔的天然水，都可用于混凝土拌制和養(yǎng)護(hù)。海水不得拌制鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及有飾面要求的混凝土。工業(yè)廢水須經(jīng)處理后才能使用。

4.外加劑

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，外加劑、活性摻合料已經(jīng)成為配置混凝土中不可缺少的一部分了。外加劑的品種很多，功效各異，應(yīng)該合理選擇。首先應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、耐久性指標(biāo)及新拌混凝土工作性要求;其次在了解混凝土外加劑作用原理基礎(chǔ)上,有針對(duì)性選擇混凝土外加劑,才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性優(yōu)勢(shì)。例如提高混凝土抗?jié)B性的外加劑可以選擇3 種, 有減水劑、防水劑、膨脹劑。目前混凝土外加劑多向復(fù)合型發(fā)展,這樣雖擴(kuò)展了某種外加劑的使用范圍,但它的經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)特性就不突出。因此選擇混凝土外加劑要兼顧設(shè)計(jì)要求及經(jīng)濟(jì)性要做到這一點(diǎn),首先要了解混凝土外加劑產(chǎn)品的特性，再根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、耐久性指標(biāo)及新拌混凝土工作性要求，在了解混凝土外加劑作用原理基礎(chǔ)上,有針對(duì)性選擇混凝土外加劑,才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性優(yōu)勢(shì)。

5.摻合料

目前使用的活性摻和料主要有粉煤灰、硅灰、高爐礦渣等，然而就實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，應(yīng)用范圍最廣、用量最大的是粉煤灰。粉煤灰的摻量在一定范圍內(nèi)，大摻量粉煤灰混凝土的流動(dòng)性比小摻量的混凝土好，坍落度損失要??；大摻量粉煤灰混凝土的早期強(qiáng)度較低，但是后期的強(qiáng)度有明顯的增長(zhǎng)；大摻量粉煤灰混凝土與小摻量的混凝土抗?jié)B、抗凍、碳化性能相差不大，可用于對(duì)耐久性要求不高的工程，而且具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其中，I級(jí)灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土；II級(jí)灰適用于鋼筋混凝土和無(wú)筋混凝土III級(jí)灰主要用于無(wú)筋混凝土；但大于C30的無(wú)筋混凝土，宜采用I、II級(jí)灰；用于預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土及設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30及以上的無(wú)筋混凝土的粉煤灰等級(jí)，如試驗(yàn)論證，可采用比上述三條規(guī)定低一級(jí)的粉煤灰。

二、配合比控制

1.混凝土配合比的確定

混凝土配合比是進(jìn)行生產(chǎn)的依據(jù)，直接關(guān)系到混凝土的性能和生產(chǎn)成本，是混凝土質(zhì)量控制的核心部分。混凝土的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)、混凝土的耐久性，及工程的結(jié)構(gòu)部位、運(yùn)輸距離、施工方式等來(lái)確定原材料的品種、規(guī)格及拌和物的坍落度等性能?；炷僚渲脧?qiáng)度必須超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，以滿足強(qiáng)度的保證率的需要，我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T56—96《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中規(guī)定了強(qiáng)度的保證率為95%，混凝土的配合比計(jì)算，一般先利用相關(guān)的混凝土強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系式計(jì)算出水灰比，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、有關(guān)資料選定每一立方米混凝土的用水量、膠凝材料用量，然后根據(jù)混凝土工作性能的要求確定砂率、外加劑摻量，確定粗骨料的用量，最后通過(guò)試配確定生產(chǎn)配合比。

2.施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土的適配、換算和轉(zhuǎn)換

要求施工單位見(jiàn)證取樣送水泥、砂、石、和外加劑（如需使用的話）到有資質(zhì)的試驗(yàn)室或檢測(cè)中心做原材料檢驗(yàn)和混凝土配合比設(shè)計(jì)。對(duì)試配的混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整。測(cè)定施工現(xiàn)場(chǎng)的砂石含水率，石的含水率可不考慮，砂的含水率根據(jù)實(shí)際情況（可以做試驗(yàn)測(cè)定，也可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值）取2%左右，計(jì)算出此部分水的重量，換成砂的重量，同時(shí)減少水的重量，調(diào)整后確定一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)使用的配合比。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌機(jī)械和調(diào)整后的混凝土配合比換算出每一槽的各材料用量。如混凝土攪拌機(jī)是400升的，其每一槽的體積是0.26立方左右，即每一次投料可以投兩包水泥的料，因此在現(xiàn)場(chǎng)懸掛兩包水泥（注意水泥每袋的重量，有的出口裝水泥每袋重量是45公斤而不是50公斤）的各材料用量。另外機(jī)械的參數(shù)可以去查查有關(guān)施工機(jī)械參數(shù)的書藉（或是直接問(wèn)施工單位每一槽投幾包水泥的料）。

三、結(jié)束語(yǔ)

在混凝土施工前，應(yīng)按要求，對(duì)混凝土用水泥、骨料、礦物摻和料、專用外加劑等主要原材料的產(chǎn)品合格證及出廠質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢查。水泥、外加劑、外摻料等材料要妥善保管，作好防潮、防雨；按進(jìn)場(chǎng)時(shí)間先后順序分別儲(chǔ)存，確保材料在有效期內(nèi)使用，如果已超過(guò)規(guī)范規(guī)定的有效期，使用前必須經(jīng)過(guò)重新試驗(yàn)，按試驗(yàn)結(jié)果判定是否正常使用、或降級(jí)使用、或報(bào)廢處理。配合比必須經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)驗(yàn)證并書面批復(fù)后，方可依據(jù)批復(fù)的配合比施工，沒(méi)有批復(fù)的配合比嚴(yán)禁使用。在開(kāi)盤前，試驗(yàn)人員要進(jìn)行砂、石含水量試驗(yàn)，認(rèn)真換算施工配合比，填寫施工配料單，下發(fā)給工地技術(shù)負(fù)責(zé)人，并作好標(biāo)識(shí)；施工過(guò)程中，加強(qiáng)監(jiān)督檢查，嚴(yán)格按照配合比施工。