論混凝土配合比試驗研究

吳春雷

摘 要：通過結(jié)合施工圖紙設(shè)計的條件要素，從混凝土配合比設(shè)計、試配、調(diào)整三個方面，闡述混凝土配合比設(shè)計的全過程，突出強調(diào)了試配應(yīng)注意的問題和重要性，進一步明確混凝土配合比調(diào)配是在經(jīng)驗、理論指導(dǎo)下的實踐性過程。

關(guān)鍵詞：混凝土 設(shè)計 試配 調(diào)整 配合比設(shè)計

一、混凝土配合比簡介

（1）選用合適的材料。①水泥：水泥是決定混凝土成本的主要材料，同時又起到粘結(jié)、填充等重要作用，所以水泥的選用格外重要。水泥的選用主要是考慮到水泥的品種和強度等級。水泥的品種繁多。選擇水泥應(yīng)根據(jù)工程的特點和所處的環(huán)境氣候條件等因素進行分析，并考慮當(dāng)?shù)厮嗟墓?yīng)情況作出選擇。其中以硅酸鹽系列水泥生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛。② 粗骨料：粗骨料是指粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。人工破碎而形成的石子成為碎石。天然形成的石子稱為卵石。施工中一般采用碎石，粒徑4.75-37.5mm，選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫度?；炷劣玫拇止橇?，其最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4。對混凝土的實心板，粗料的最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。③ 細骨料：細骨料是指粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，通常稱為砂。施工中一般采用中砂。④粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%.粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量應(yīng)經(jīng)試驗室多次試配確定其最佳摻量。⑤混凝土外加劑：混凝土外加劑可分為四類：改善混凝土拌合物流變性的外加劑。包括（減水劑、引氣劑、調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑；緩凝劑，改善混凝土耐久性的外加劑；引氣劑，改善混凝土其它性能的外加劑；膨脹劑，一般在梁板管道壓漿使用，能讓管道內(nèi)的水泥漿飽滿）。

（2）按JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》計算混凝土的配制強度、水膠比、選定每立方米混凝土拌合物的用水量、砂率；假定每立方米混凝土拌合物的質(zhì)量，計算出每立方米的膠凝材料、砂、石用量。

二、混凝土配合比設(shè)計參數(shù)

（1）明確配制彎拉強度 混凝土的配置強度是能夠影響混凝土質(zhì)量的主要因素，受設(shè)計強度、施工單位的施工技術(shù)兩方面影響，傳統(tǒng)的強度配置是在設(shè)計強度數(shù)值乘1.10～1.15之間富余系數(shù)，選擇系數(shù)時以大數(shù)值為宜，通常情況下施工企業(yè)很難達到規(guī)定系數(shù)。計算配置強度時要立足于施工設(shè)備的性能、人員的水平，強度不宜過低。

（2）明確碎石級配 根據(jù)調(diào)查研究得知，碎石級配對混凝土強度形成的影響比較大，同時在選擇碎石級配時也能夠以混凝土的類型與施工具體操作位置為主進行選擇，如果調(diào)配鋼筋混凝土，那么適宜選擇4.75～19mm或4.75～26.5mm的連續(xù)級配碎石；除此之外，也能夠在配制前度的基礎(chǔ)上進行碎石選擇，通常配制強度為3.5～5.0MPa的混凝土，適宜選擇4.75～26.5mm或4.75～31.5mm的連續(xù)級配碎石。

（3）確定水灰比 能夠?qū)炷翉姸仍斐捎绊懙囊蛩刂饕撬冶?，然而影響水灰比的和主要因素包括混凝土工作性要求與減水劑的減水率兩點，經(jīng)過相關(guān)調(diào)查研究得知，當(dāng)水灰比增加到0.44時，這時混凝土的抗折強度將減小9%左右，所以，在保證混凝土強度與耐久性的前提下，水灰比盡量較小，據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，水灰比最好小于0.44。

（4）確定單位水泥用量 單位水泥用量也十分重要，其大小是否合理對耐久性能以及施工成本造成影響，在水灰比相同的情況下，水泥用量過高，但混凝土的強度卻沒有提高，反而呈現(xiàn)下降趨勢，那么混凝土自身工作性能則會進行完善。

（5）確定砂率 砂率的選擇會對混凝土工作性能、混凝土的強度以及混凝土的泌水性造成直接的影響。當(dāng)砂的細度模數(shù)在2.6～3.0之間變化時，最佳砂率為34%～38%。配合比設(shè)計前的準(zhǔn)備工作 。

三、混凝土配合比試配、調(diào)整與確定

混凝土試配應(yīng)采用強制式攪拌機進行攪拌，攪拌方法宜與施工采用的方法相同。每盤混凝土試配的最小攪拌量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，并不應(yīng)小于攪拌機公稱容量的1/4且不應(yīng)大于攪拌機公稱容量。試驗室成型條件應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（1）在計算配合比的基礎(chǔ)上進行試拌。計算水膠比宜保持不變，并應(yīng)通過調(diào)整配合比其他參數(shù)使混凝土拌合物性能符合設(shè)計和施工要求，然后修正計算配合比，提出試拌配

合比。

（2）在試拌配合比的基礎(chǔ)上應(yīng)進行混凝土強度試驗。應(yīng)采用三個不同的配合比，其中一個為試拌配合比，另外兩個配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加和減少0.05，用水量應(yīng)與試拌配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。拌合物性能應(yīng)符合設(shè)計和施工要求。每個配合比應(yīng)至少制作一組試件，并應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護到28d或設(shè)計規(guī)定齡期時試壓。

（3）配合比的調(diào)整與確定。根據(jù)混凝土強度試驗結(jié)果，繪制強度和膠水比的線性關(guān)系圖或插值法確定略大于配制強度對應(yīng)的膠水比；在試拌配合比的基礎(chǔ)上，各種原材料用量應(yīng)根據(jù)確定的水膠比作相應(yīng)調(diào)整。

四、生產(chǎn)配合比的調(diào)整及施工中的控制

（1）嚴(yán)格控制混凝土施工時的用水量；（2）調(diào)整生產(chǎn)配合比時，應(yīng)準(zhǔn)確測量生產(chǎn)現(xiàn)場砂、石的實際含水量；（3）砂、石材料應(yīng)準(zhǔn)確計量?；炷恋倪\輸能力應(yīng)適應(yīng)混凝土凝結(jié)速度和澆筑速度的需要，使?jié)仓ぷ鞑婚g斷，并使混凝土運到澆筑地點時仍保持均勻性和規(guī)定的坍落度。當(dāng)混凝土拌和物運距較近時，可采用無攪拌器的運輸工具運輸；當(dāng)運距較遠時，宜采用攪拌運輸車運輸。

總之通過闡述的試驗，混凝土的配合比需要良好的試驗經(jīng)驗和耐心的去按步驟試驗，否則達不到設(shè)計混凝土標(biāo)號的力學(xué)性能及物理性能要求，既浪費了材料又耽誤了時間，更加嚴(yán)重的是如果按照不符合要求的配合比制作出來的混凝土結(jié)構(gòu)物，可能將釀成悲劇，造成不必要的損失。

參考文獻

[1] 王秉綱.公路工程混合料配合比設(shè)計與試驗技術(shù)手冊 2011.7

[2] 龍鐵軍.活化摻合料混凝土的研究 2012.9