淺析普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

宰文軻

摘 要：混凝土配合比設(shè)計(jì)是混凝土設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用的最重要環(huán)節(jié)之一?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)應(yīng)滿足混凝土配制強(qiáng)度及其他力學(xué)性能、拌合物性能、長(zhǎng)期性能和耐久性能的設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：混凝土；配合比設(shè)計(jì)；強(qiáng)度；試拌調(diào)整

混凝土一般是由水泥、砂、石和水組成。為改善混凝土的某些性能，還常加入適量的外加劑和摻合料?；炷林懈鞣N材料之間的比例關(guān)系稱為混凝土的配合比。主要的參數(shù)為水膠比，砂率，用水量。混凝土隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，其用途也越來(lái)越廣泛。

1 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求

普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求是：混凝土配合比設(shè)計(jì)不僅僅應(yīng)滿足配制強(qiáng)度要求，還應(yīng)滿足施工性能，其他力學(xué)性能、長(zhǎng)期性能和耐久性能的要求。并且應(yīng)盡可能經(jīng)濟(jì)合理，環(huán)保節(jié)能。普通混凝土應(yīng)用于建設(shè)工程的重要結(jié)構(gòu)部位，為保證配合比的設(shè)計(jì)正確合理，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）做好配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；（2）掌握并檢驗(yàn)各種材料的特性及指標(biāo)；（3）設(shè)計(jì)混凝土的配合比并進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)得到實(shí)驗(yàn)室配合比；（4）按照施工的條件進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)的調(diào)整和控制；（5）在保證混凝土質(zhì)量的前提下，應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益，并作出相應(yīng)的防治措施。

2 原材料選擇

2.1 水泥

應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)、施工要求及工程所處環(huán)境確定水泥品種與強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)于一般建筑結(jié)果及預(yù)制構(gòu)件的普通混凝土，宜采用通用硅酸鹽水泥；有特殊要求的混凝土也可采用其他品種的水泥。水泥強(qiáng)度等級(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)。一般以水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5～2.0倍為宜，對(duì)于高強(qiáng)度等級(jí)混凝土可取0.9～1.5倍。用低強(qiáng)度等級(jí)水泥配制高強(qiáng)度等級(jí)混凝土?xí)r，會(huì)使水泥用量過(guò)大，不經(jīng)濟(jì)，而且還會(huì)影響混凝土的其他技術(shù)性質(zhì)。用高強(qiáng)度等級(jí)水泥配制低強(qiáng)度等級(jí)混凝土?xí)r，會(huì)使水泥用量偏少，影響和易性及密實(shí)度，導(dǎo)致該混凝土耐久性差，故必須這么做時(shí)應(yīng)摻入一定數(shù)量的混合材料。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一半根據(jù)混凝土單位用水量和水膠比來(lái)確定膠凝材料用量，然后根據(jù)礦物摻合料的類(lèi)型和摻量確定水泥用量，最后結(jié)合設(shè)計(jì)和耐久性等要求，選擇適宜的水泥用量。

2.2 礦物摻合料

為改善混凝土性能、節(jié)約水泥、調(diào)整混凝土強(qiáng)度等級(jí)，在混凝土拌合時(shí)加入的天然的或人工的礦物材料，統(tǒng)稱為混凝土摻合料。混凝土摻合料分為活性礦物摻合料和非活性礦物摻合料。非活性摻合料基本不與水泥組分起反應(yīng)?；钚缘V物摻合料本身不硬化或硬化速度很慢，但能與水泥水化生成的Ca（OH）2起反應(yīng)，生成具有膠凝能力的水化產(chǎn)物，如粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、沸石粉等。

2.3 粗骨料

粗骨料應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52的規(guī)定。宜選用規(guī)模生產(chǎn)能力、技術(shù)裝備先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定、質(zhì)量管理嚴(yán)格的大型廠家生產(chǎn)的骨料。宜選用反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)的碎石。粗骨料的級(jí)配和粒形不好，必然要加大混凝土的膠凝材料用量和用水量，這樣會(huì)增加混凝土的收縮開(kāi)裂和滲透性。理想的石子應(yīng)該是清潔、顆粒盡量接近等徑、、連續(xù)級(jí)配、針片狀顆粒盡量少、無(wú)潛活性。

2.4 細(xì)骨料

普通混凝土用細(xì)骨料按產(chǎn)源可分為：天然砂和人工砂。砂的粗細(xì)程度按細(xì)度模數(shù)可分為：粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；細(xì)砂：2.2-1.6；特細(xì)砂：1.5-0.7。砂按技術(shù)要求可分為三個(gè)級(jí)配區(qū)：I類(lèi)：宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；II類(lèi)：宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30-C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類(lèi)：宜用于強(qiáng)度等級(jí)下于C30的混凝土。配制混凝土宜優(yōu)先使用II區(qū)中砂。當(dāng)采用I時(shí)應(yīng)提高砂率，并保持足夠的水泥用量，滿足混凝土的和易性；當(dāng)采用III區(qū)中砂時(shí)，宜適當(dāng)降低砂率；當(dāng)采用特細(xì)砂時(shí)，應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。

2.5 外加劑

在攪拌時(shí)加入的能顯著提高混凝土性能的材料稱為混凝土外加劑，其摻量不超過(guò)水泥質(zhì)量的5%，個(gè)別情況下其用量可達(dá)到水泥用量的10%以上。在混凝土摻入少量外加劑。不僅可以顯著改善混凝土質(zhì)量及施工性能，而且還可以有效提高混凝土工程的耐久性，滿足不同工程對(duì)混凝土性能的要求。

2.6 水

水是混凝土組成中比不可少的材料之一，水對(duì)混凝土的性能起著重要影響：混凝土澆筑后表面的泌出的水對(duì)混凝土性能的影響有利有弊；水灰比決定著混凝土的強(qiáng)度；一些有害離子（如氯離子）通過(guò)水向混凝土中摻入而進(jìn)入混凝土中并對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生不良影響，且有可能導(dǎo)致混凝土中的鋼筋生銹；飽水混凝土在受冰凍時(shí)結(jié)冰對(duì)混凝土產(chǎn)生膨脹壓，水的存在使混凝土更容易碳化，也使得混凝土中的堿骨料反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行。

3 混凝土配置強(qiáng)度

通常用28d齡期強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配合比設(shè)計(jì)和混凝土評(píng)定的參數(shù)。采用抗壓強(qiáng)度的主要原因?yàn)椋涸诮Y(jié)構(gòu)物中，混凝土主要承受壓力，其抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度要大得多；混凝土的其他性能往往與抗壓強(qiáng)度存在一定的相關(guān)關(guān)系；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，常采用抗壓強(qiáng)度作為主要設(shè)計(jì)參數(shù)；抗壓試驗(yàn)方便易行，成本較為低廉。

4 混凝土配合比確定及試拌調(diào)整

不論是采用抗壓強(qiáng)度還是抗折強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)，我國(guó)的配合比設(shè)計(jì)步驟多數(shù)如下：根據(jù)設(shè)計(jì)要求選定工程所用原材料；確定配制強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)；計(jì)算或選擇水膠比；確定單位用水量；計(jì)算礦物摻合料和外加劑用量；計(jì)算粗細(xì)骨料用量；確定計(jì)算配合比。

計(jì)算配合比應(yīng)通過(guò)試拌測(cè)試并滿足拌合物性能要求；不管假定用水量如何，必須達(dá)到坍落度或擴(kuò)展度要求；含氣量達(dá)到要求；測(cè)試實(shí)際容重；試驗(yàn)室應(yīng)仔細(xì)觀察混凝土工作性、抗離析性能和抹面性能。

隨后，應(yīng)根據(jù)下面步驟進(jìn)行配合比調(diào)整：（1）根據(jù)調(diào)整后凈用水量重新計(jì)算單位用水量；（2）如果沒(méi)有獲得所需含氣量（對(duì)于引氣混凝土），針對(duì)要求的含氣量應(yīng)重新估計(jì)外加劑用量；（3）根據(jù)假定容重和實(shí)測(cè)容重之比進(jìn)行調(diào)整，以保證混凝土產(chǎn)量。

混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

cu，0≥fcu，k+1.645σ

fcu，0——混凝土配制強(qiáng)度（MPa）；

fcu，k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。

5 結(jié)束語(yǔ)

合理的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該在符合相關(guān)規(guī)范給出的包括強(qiáng)度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經(jīng)濟(jì)和適用的混凝土。

參考文獻(xiàn)：

[1] 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）

[2] 廉慧珍 評(píng)“普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程”JGJ55-2011