普通混凝土配合比設(shè)計中原材料對混凝土質(zhì)量的影響

蘇宗寶

（廈門振銀預(yù)拌混凝土有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

對普通混凝土的配合比合理設(shè)計是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。在混凝土中各種組分，要將各自的優(yōu)點充分發(fā)揮出來，使得混凝土的性能得以改善，讓混凝土在建筑工程施工中更好地發(fā)揮作用，滿足施工中的各種要求。包括水泥材料、骨料、礦物摻合料和外加劑的合理配比，可以合理控制混凝土的凝結(jié)時間，降低混凝土的缺陷，提升施工性能，使工程施工順利展開，且工程進度加快，可以有效降低工程建設(shè)成本。但是普通混凝土的配合比設(shè)計也有一定的要求，尤其是外加劑的使用，需要與各種材料具有良好的適應(yīng)性，才能夠使其更好地發(fā)揮其作用，滿足工程施工需求。所以，要保證混凝土的質(zhì)量，對于原材料的影響要高度重視。

1 原材料對混凝土質(zhì)量優(yōu)劣的重要意義

廣義角度而言，混凝土是一種膠結(jié)材料，將集料或者骨料混合到細(xì)粉顆粒中，經(jīng)過固化之后成為具有一定強度的實體材料?；炷潦墙ㄖこ讨惺褂昧孔畲蟮慕ㄖ牧?，對整個建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量有重要的影響。要保證混凝土工程的質(zhì)量，就要對原材料質(zhì)量有效控制。只有質(zhì)量穩(wěn)定且可控的原材料，才能生產(chǎn)出穩(wěn)定的產(chǎn)品。如果沒有選擇合適的原材料，必然會導(dǎo)致混凝土工程產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，其中裂縫是較為常見的，還有就是長期性能和耐久性能方面的問題?；炷恋膽?yīng)用非常廣泛，是建筑工程、交通工程以及水利工程中的重要材料，其質(zhì)量會影響到整個工程質(zhì)量。所以，混凝土材料質(zhì)量對建筑工程質(zhì)量有直接相關(guān)性，對于原材料質(zhì)量的影響因素進行研究是非常必要的。

2 普通混凝土配合比設(shè)計中原材料對混凝土質(zhì)量影響的因素

2.1 水泥

在選用水泥的時候，要保證水泥的性能穩(wěn)定，特別是安定性問題，否則會出現(xiàn)混凝土體積不穩(wěn)定的問題，使混凝土開裂。

水泥強度直接影響混凝土的強度，水泥強度合適，標(biāo)準(zhǔn)差小，對混凝土配合比的穩(wěn)定性以及適用性至關(guān)重要，同時也利于成本控制。

目前，個別水泥企業(yè)，為了提高水泥的早期強度，水泥磨得越來越細(xì)，顆粒細(xì)對早期的強度確實有貢獻，然而也增加了水泥早期的水化熱，同時需水量和外加劑用量也會加大，與外加劑的相容性變差，混凝土坍落度損失加大，混凝土的收縮也大，雖然早期強度高，但后期強度增長少，混凝土開裂敏感性加大，抗凍性下降，因此水泥太細(xì)，對混凝土的工作性，長期性和耐久性都是不利的。

水泥的凝結(jié)時間對混凝土的凝結(jié)時間有直接影響，應(yīng)該合理控制水泥的凝結(jié)時間，凝結(jié)時間過短或者過快都會對混凝土產(chǎn)生不利影響，影響施工進度，甚至影響工程質(zhì)量。

2.2 骨料

粗骨料方面，應(yīng)采用連續(xù)級配也可以采用兩種或者兩種以上的單粒級組合，但應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對石子級配的要求，石子的級配好壞影響其空隙率大小，從而影響混凝土拌合物所具備的各種性能以及硬化之后混凝土所具備的性能。粗骨料級配符合標(biāo)準(zhǔn)，空隙率就小，在保持流動性不變的情況下，需要填充空隙的漿體就少，相應(yīng)的膠凝材料和外加劑用量得以減少，最終降低混凝土成本，若保持混凝土膠凝材料用量不變，則混凝土用水量可降低，提高混凝土的強度和耐久性。粗骨料中含泥量、泥塊含量及針片狀顆粒含量不僅影響混凝土的物理力學(xué)性能，還對工作性能有重要影響。

細(xì)骨料對混凝土的工作性能影響顯著，合理的細(xì)度模數(shù)以及合理的級配對新拌混凝土的工作性能有很大影響，當(dāng)采用粗砂配制的混凝土其和易性、可泵性差，易泌水，采用細(xì)砂，混凝土用水量大，強度會降低，易開裂。

當(dāng)前河砂資源日益枯竭，機制砂取代河砂作為混凝土細(xì)骨料是大勢所趨，但機制砂石粉含量高，顆粒級配差和細(xì)度模數(shù)偏大，新拌混凝土流動性較差，故當(dāng)采用機制砂時，應(yīng)該更要注意其質(zhì)量。在混凝土中合理使用機制砂，通過對機制砂中的石粉合理使用，對機制砂混凝土的砂率進行調(diào)整，合理使用摻合料以及高性能減水劑，能使新拌混凝土有較高的密實性，水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)良好，抗?jié)B性能提高。通過合理配比，其配制的混凝土同樣具有良好的工作性能。機制砂普通混凝土砂率需要按照機制砂自身細(xì)度模數(shù)確定，還要參考顆粒級配以及石粉含量，采用試驗的方法確定所選擇的水膠比和碎石最大粒徑，如果有不符合要求之處，就要對砂率及時調(diào)整。

2.3 外加劑

現(xiàn)在的混凝土施工中普遍使用外加劑，其對混凝土質(zhì)量的影響需要高度關(guān)注。

混凝土中加入引氣劑后，提高了混凝土流動性，并使混凝土保塑性、保水性、可泵性大大提高，泌水減少。但是，在建筑工程施工中，必須掌握引氣劑的用量，不能過多使用引氣劑，雖然引氣劑有諸多的好處，但是也存在缺陷，即在水膠比相同的情況下，如果氣泡過多，很可能影響水泥混凝土的強度以及耐久性。

使用防凍劑可以減緩水泥表面的一層水由于與表面的水泥離子發(fā)生反應(yīng)而形成薄膜的速度，反應(yīng)的時間長，凝結(jié)時間也會相對延長，能夠有效地減少早期水化放熱，避免產(chǎn)生裂縫[1]。

減水劑的重要用途之一是在保持水膠比和用水量不變的情況下提高混凝土的流動性，從而可以滿足混凝土在各種工程中運輸、泵送的要求，多數(shù)的高效減水劑都是有臨界摻量的，要嚴(yán)格遵守，如果超過了這個臨界摻量，就不能增加混凝土塑化效果，甚至?xí)a(chǎn)生泌水的現(xiàn)象或者離析的現(xiàn)象。所以，其摻量應(yīng)經(jīng)試驗確定，同時應(yīng)該考慮其他原材料的變化以及環(huán)境的影響。

2.4 礦物摻合料

粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、硅灰等礦物摻合料作為活性粉體材料，摻入混凝土中能改善混凝土性能和降低成本，比如，在混凝土使用粉煤灰，混凝土的性能會改善，主要是由于粉煤灰中含有二氧化硅和三氧化鋁，當(dāng)遇到水的時候不會產(chǎn)生硬化的現(xiàn)象，但是經(jīng)過與氫氧化鈣拌合，暴露在空氣中，或者水中，就會產(chǎn)生硬化的現(xiàn)象。由于這種變化比較微小，能夠發(fā)揮填充的作用和流化的作用，使混凝土的強度增強。

3 混凝土配合比設(shè)計中原材料質(zhì)量控制內(nèi)容

3.1 水泥的質(zhì)量控制

工程施工單位對于選擇的水泥材料以及配合的正確方法要高度重視，認(rèn)識到科學(xué)合理地使用水泥材料才能保證混凝土的強度和性能，應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)處理水泥，使其在混凝土中發(fā)揮應(yīng)有的作用，具有良好的適應(yīng)性，這與工程質(zhì)量具有直接相關(guān)性[2]。混凝土配制人員要對水泥材料做好檢測工作，確保水泥不出現(xiàn)質(zhì)量問題。在使用水泥配制混凝土之前，要通過試驗、檢測等手段對材料的技術(shù)性能進行檢測，水泥主要控制項目包括凝結(jié)時間、安定性、膠砂強度，細(xì)度合格且在合理范圍，還有水泥的進廠溫度等[3]。確定水泥材料與其他材料組分的配比合理，保證相互之間的相容性，使得混凝土材料強度符合施工要求。

3.2 骨料的質(zhì)量控制

混凝土中，碎石是重要的骨料。要選擇質(zhì)量穩(wěn)定的碎石，并科學(xué)化管理。在碎石選擇過程中，應(yīng)遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以確保骨料的粒徑且顆粒形狀良好。其主要控制項目包括顆粒級配、針狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量、壓碎值指標(biāo)和硬度。混凝土工程中不宜使用具有堿活性的粗骨料，要求防止混凝土堿骨料反應(yīng)[4]。細(xì)集料的主要控制項目為顆粒級配、細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量、硬度、氯離子含量、貝殼含量和有害物質(zhì)含量。還應(yīng)控制石粉含量和人工砂的壓碎值。

3.3 外加劑質(zhì)量控制

在制備混凝土的過程中，需要合理使用外加劑，對于不同工程質(zhì)量要求，選擇合適的外加劑，確?；炷列阅芊弦?，所以在使用外加劑的時候，要根據(jù)需要合理選用。具體的外加劑使用中，要考慮到工程的性質(zhì)，還要明確混凝土的主要用途。因為不同的廠家所生產(chǎn)的外加劑在性質(zhì)和成分上會有所差別，基于此，為了保證項目順利展開，保證施工質(zhì)量，就需要合理選擇外加劑，以降低成本，保證工程質(zhì)量。外加劑的主要質(zhì)量控制項目包括摻合料混凝土的性能和外加劑的均勻性，如減水劑、凝結(jié)時差和抗壓強度比、pH值、氯離子含量、堿含量等，引氣劑還應(yīng)包括含氣量、防凍劑還應(yīng)包括含氣量和50倍凍融強度損失率，膨脹劑還應(yīng)包括凝結(jié)時間、抗壓強度和極性強度限制膨脹率[5]。

3.4 礦物摻合料質(zhì)量控制

在礦物摻合料中，礦粉和粉煤灰用量最大最廣泛。礦粉是重要的摻合料，其可以取代水泥，不僅能夠獲得較高的經(jīng)濟效益，而且混凝土的工作性能得以改善。在水泥中摻入礦粉，泵送性能得以改善，混凝土的坍落度損失得到有效控制，通過與水泥的二次水化作用，使混凝土的后期強度提高，混凝土的強度也大大提高，混凝土的抗?jié)B能力和抗凍融能力也增強[6]。粉煤灰中有許多活性組分，能夠填充空隙，提高混凝土的流動性、可泵性、保塑性，減少混凝土泌水，提高后期強度。在粉煤灰方面，要盡量選擇高質(zhì)量的煤灰，以大型電廠的粉煤灰為主，保證煤灰材料的供應(yīng)穩(wěn)定，不會產(chǎn)生斷貨的現(xiàn)象。同時，要充分保證煤炭質(zhì)量。燃燒過程良好，質(zhì)量波動不是很大[7]。礦粉的主要控制項目有三項，即比表面積、活性指數(shù)和流動度比，粉煤灰主要控制項目為四項，即細(xì)度、需水量比、燒失量和三氧化硫。

4 結(jié)束語

建筑工程施工中所用混凝土應(yīng)滿足施工要求，并將摻合料用于彌補性能的不足。但是，如果混凝土中所使用的原材料相互之間沒有很好的適應(yīng)性，不僅不能提高混凝土的性能，而且會導(dǎo)致各種新問題，導(dǎo)致施工的成本增加，還會造成材料的浪費。所以，為了保證混凝土工程施工質(zhì)量，使混凝土材料的性能充分發(fā)揮，有必要對混凝土配合比設(shè)計中原材料對混凝土質(zhì)量的影響進行分析，采用科學(xué)有效的質(zhì)量控制措施，使混凝土的性能滿足施工要求，保證建筑工程的整體質(zhì)量。