淺談混凝土配合比設計應注意的幾個問題

王曉琴

（中鐵三局集團第二工程有限公司，河北 石家莊 050031）

在混凝土配合比設計中，涉及保證混凝土的強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。在符合上述兩項要求的情況下，需要考慮選用合適的材料，計算各種材料用量，針對設計結果進行試配、調整，使之達到工程的要求，同時降低成本。

1 混凝土配合比設計前的準備工作

1.1 熟悉設計圖紙

對圖紙中混凝土的強度、耐久性要求和混凝土結構的斷面尺寸、鋼筋布置，以及圖紙規定使用水泥的品種、碎石粒徑等技術參數要熟悉。

1.2 掌握標準規范

我國現行標準規范有：《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55—2000）、《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》（JGJ52—92）、《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》（JGJ55—2000）、《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》（GB/T50080—2002）、《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081—2002）、《混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》（GBJ82—85）。

對于混凝土配合比，設計人員還應掌握混凝土的施工規范和特種集料的技術規定，這樣才能保證混凝土配合比設計的技術性及準確性。

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，比如運輸、澆筑的措施，使用機械化的程度，主要是對工作性和凝結時間的要求，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的設計參數進行配合比設計。

2 混凝土配合比設計

2.1 掌握并檢驗各種材料的特性及指標

原材料的質量控制及其波動，對混凝土質量及施工工藝有很大影響。如水泥強度的波動，將直接影響混凝土的強度；各級石子粒徑顆粒含量的變化，導致混凝土級配的改變，并將影響新拌混凝土的和易性；骨料含水量的變化，對混凝土的水灰比影響極大。為了保證混凝土的質量，在生產過程中，一定要對混凝土的原材料進行質量檢驗，全部符合技術性能指標方可應用。骨料中含有害物質超過規定的范圍內，則會妨礙水泥水化，降低混凝土的強度，削弱骨料與水泥的黏結，能與水泥的水化產物進行化學反應，并產生有害的膨脹物質。如果黏土、泥塊在砂中超過3%，在碎石、卵石中超過2%，就會妨礙集料與水泥的黏結；它們以松散的顆粒出現，大大增加了需水量。如果使用有機雜質的沼澤水、海水等拌制混凝土，則會在混凝土表面形成鹽霜。對混凝土集料來說，影響配合比組成變異而導致混凝土強度過大波動的主要原因是含水率、含泥量的變化和石子含粉量的影響。在混凝土生產過程中，對原材料的質量控制，除經常性地檢測外，還要求質量控制人員隨時掌握其含量的變化規律，并擬訂相應的對策措施。如砂石的含泥量超出標準要求時，應及時反饋給生產部門，及時篩選并采取能保證混凝土質量的其他有效措施。砂子的含水率，是通過干炒法，及時根據測定的含水率來調整混凝土配合比中的實際用量和集料用量。對于相同標號之間水泥活性的變異，通過膠砂強度試驗的快速測定，根據水泥活性結果予以調整混凝土的配合比。

2.1.1 水泥

檢驗水泥的技術指標，掌握不同種水泥的特性。水泥的質量對混凝土的質量起決定性作用。水泥是混凝土的膠凝材料，混凝土的強度、長期性、耐久性是水泥遇水硬化后完成的，所以混凝土配合比設計時，應堅持檢驗水泥的各項技術指標。

對不同種水泥的特性，混凝土配合比的設計人員應充分了解。如硅酸鹽水泥水化熱大，早期強度高；礦渣水泥水化熱小，早期強度低。搶工期工程應用硅酸鹽水泥，大體積混凝土應用礦渣水泥?；鹕交宜嗫節B性好，而礦渣水泥抗滲性不好，防水混凝土應用火山灰水泥。

2.1.2 混凝土

檢驗混凝土使用的粗細骨料。砂石骨料約占混凝土總體積的70%，是混凝土中的主要材料。砂石骨料含泥量對混凝土強度影響很大，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石子的最大粒徑、砂的細度模數進行調整，盡可能選用連續級配或人工級配的砂石，以求得小空隙率最大容中的粗細骨料。

2.2 混凝土配合比設計時的施工控制

2.2.1 控制混凝土施工時的用水量

試驗室所確定的混凝土配合比，其和易性不一定能與實際施工條件完全適合，當施工設備、運輸方法或運輸距離、施工氣候等條件發生變化時，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調整（保持水灰比不變），嚴格控制混凝土施工時的用水量。在實際生產中，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；再加上現場施工人員的管理不到位，對水灰比缺少嚴格控制等原因，使混凝土實際用水量大于理論用水量，從而導致混凝土強度的降低。

防治措施：加大質檢抽查力度，控制操作者不得隨意增加用水量；若發現混凝土工作性能較差，操作者應及時向試驗員反饋實際情況，經試驗員現場查找原因、分析情況后，采取相應對策，并按試驗員的指令調整配合比。

2.2.2 測量粗細骨料的含水量

調整生產時的配合比，需要測量生產現場所采用的粗細骨料的含水量。

防治措施：砂、石中若含泥量超標，應在混凝土澆筑前3 d用水沖洗。在澆筑混凝土前，按要求取樣并準備測量砂、石的實際含水量，調整施工配合比的水灰比。

2.2.3 準確計量砂、石材料

很多施工單位在拌和砼時，只是對第一車砂、石計量一下，隨后就在小推車上畫線，采用體積法控制重量，從而導致了混凝土所需粗細骨料用量的偏差。

防治措施：有實力的單位應該購買混凝土拌和站；若實在沒有實力，就必須堅持車車過秤，以實現對材料用量的控制。

2.2.4 水泥用量

水泥用量既不宜過多也不能過少。有些配合比設計人員為了保證混凝土的質量而單純提高水泥用量，這無疑是一種浪費。在滿足混凝土的流動性、強度要求的前提下，節約水泥、降低成本是混凝土配合比設計的一項基本原則，同時，混凝土中水泥用量過多不但不經濟，而且給混凝土結構帶來危害。還有些配合比設計人員認為，節約水泥就是混凝土配合比中水泥用量越少越好，這顯然也是不恰當的。沒有足夠的水泥用量，就抵抗不了外力的作用，影響工程的耐久性。

2.3 保證經濟效益

在保證質量的前提下，也應當保證經濟效益的實現。很多施工單位在作混凝土配合比設計時，只是為了滿足設計強度，按規范要求或者根據過去的經驗進行幾組配合比設計，試配后砼強度達到規范要求就算合格了；若達不到規范要求，只是一味地增加水泥用量，很少有人從其他方面考慮。水泥用量過多，會造成混凝土收縮裂縫的生成和徐變增大，而且也增加了成本。

防治措施：在規范標準允許的范圍內，試驗室應多配制幾個試拌配合比，從經濟效益、工作性能、質量等方面綜合考慮選擇最好的配合比，并根據規范要求進行合理的調整，同一強度的混凝土盡量不要使用一個配合比。試驗室一定要收集整理日常混凝土施工中的詳細數據，并對這些數據進行科學的統計分析，得出本試驗室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范圍及σ數值，并積累一些參考資料，對以后的施工也會起到很大的作用。

上述對混凝土配合比設計時的注意事項的分析及其防治措施，如果在實際工程的實施中得到廣泛應用，既可以保證工程質量，又控制了項目成本，能取得較好的經濟效益和社會效益。

[1]交通部公路科學研究所.JTJ071—98公路工程質量檢驗評定標準[S].北京：人民交通出版社，1999.

[2]中國建研院.JGJ55—2000普通混凝土配合比設計規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[3]中國建研院.GB/T50081—2002普通混凝土力學性能試驗方法標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2003.