系統配合比的確定與管理

李崇亞

（深圳市金鑫混凝土有限公司）

系統配合比的確定與管理

李崇亞

（深圳市金鑫混凝土有限公司）

混凝土配合比在確認前要經過設計，按照施工要求設計出合理的優化配合比，對于一般混凝土企業，配合比的設計主要是依據《普通混凝土配合比設計規程》（J GJ 55-2011），趨于現今混凝土技術的突飛猛進，混凝土已成為現今用量最大、用途最廣的一種膠凝性建筑材料；混凝土配合比的設計是混凝土質量的根本保證，關系到混凝土的性能和生產成本，是混凝土質量控制的最重要的核心部分，也是確保生產質量和控制過程的重要依據，直接影響到建筑工程的質量。合理的混凝土配合比設計不僅能夠滿足結構設計和施工要求，保證混凝土結構的耐久性，而且能有效地降低成本；在影響工程質量與成本的諸多因素中，混凝土配合比設計是成敗的關鍵。根據相關標準的規定及工程設計和施工的要求，設計一套適當可行的混凝土配合比方案，是十分關鍵的。

隨著現代科學技術的發展，混凝土技術也在飛速發展，組成混凝土的新材料也在不斷涌現，以及建筑結構形式和使用功能的多樣化，對混凝土的特殊性能的要求越來越多。各種特殊性能的混凝土在不斷出現，而且在日新月異地發展。為適應我國經濟建設的需要，要更好地滿足當今社會對混凝土越來越高的要求，以適應各種混凝土對于不同品種的原材料，不同技術性能的要求，要合理的按相關標準的規定并廣泛收集相關資料，認真做好混凝土的配合比設計的思路和方法；必須牢記，施工中必須采用正確的澆筑、規范抹面和標準養護，否則即使是一個“完善的、合理的”配合比也不能正確地實現。

混凝土配合比設計必須符合以下四項基本原則：

⑴滿足結構設計的強度等級要求；

⑵滿足混凝土施工所要求的和易性；

⑶滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求；

⑷符合經濟原則，在滿足混凝土質量要求的基礎上，盡可能的降低成本。

混凝土配合比設計的三個基本參數的確定原則：

⑴在滿足混凝土強度和耐久性的基礎上，確定水膠比；

⑵在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據粗骨料的品種和粒徑、細骨料的細度模數及拌合物坍落度確定單位用水量；

⑶在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據水膠比，粗骨料的品種、級配和粒徑，細骨料的細度模數及拌合物坍落度確定最佳砂率，但若砂率過大，將對混凝土的強度產生不利影響，因此，在滿足混凝土可泵性的前提下，盡可能選用較小的砂率即最佳砂率。

1　混凝土配合比設計

⑴混凝土配合比是生產、施工的關鍵環節之一，應滿足施工要求，保證混凝土工程質量，并節約資源且達到經濟合理，還要考慮混凝土的耐久性；

⑵普通混凝土配合比的適用范圍非常廣泛，除一些專業工程及特殊構筑物的混凝土外，一般建筑混凝土工程都可以采用；

⑶普通混凝土配合比應符合國家現行有關標準的規定即《普通混凝土配合比設計規程》（J GJ 55-2011）；

⑷在設計混凝土時，由于深圳市沿海地區，還應考慮混凝土中的氯離子成分，氯離子超標將會使鋼筋銹蝕，氯離子一般表現在混凝土用砂及奈系外加劑；

⑸碎石的堿活性對混凝土的破壞也不可低估，混凝土混入的堿活性骨料，會引起堿-骨料反應，使混凝土膨脹破壞，由于我們攪拌站試驗室對碎石的堿活性的檢測不夠，一般是送到有資質的檢測機構檢測，這種檢測混凝土公司應每年檢測一次，主要看碎石有沒有堿活性，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）表3.5.3明確規定，當使用非堿活性骨料時，對混凝土中的堿含量不作限制，所以混凝土公司很有必要每年對所用的碎石進行堿含量的檢測；

⑹設計時用過高的水膠比，過大的用水量，混凝土的保護層厚度不夠，以及混凝土澆注的缺陷等，均會構成混凝土的質量事故。

2　基本生產配合比

根據各個公司所用的原材料，設計出經濟又合理的配合比，是需要經過大量的試配總結出來的。我曾經在云南昆明工作過，給我印象最深刻的是剛到昆明的攪拌站就遠遠看到料場有一大堆類似于黃泥巴的砂，我當時就說怎么把泥巴堆放在料場，他們笑了，說這是山砂，昆明地區必須要用的，因為云貴川地區沒有河流，找不到天然砂，機制砂的細度模數在3.8左右，要調節混凝土的和易性不可能用粉料調整，只有加山砂，但山砂的含泥量很大，達到13%，細度1.3左右；我走近后抓了一把山砂捏了下，很干燥，風一吹就是到處灰塵，把我嚇到了，看他們出廠的混凝土，有點發黃，就是泥巴的顏色，很長一段時間我很怕去昆明，經過幾個月的思考我還是去了，主要是昆明的朋友催得緊，再想想怕什么，那么多的攪拌站都在用，過去用山砂積累點經驗也不是壞事。我到昆明上班第一天就去石場，碎石是很好的青石，粒徑有5～31.5、5～25、5～16、0～5、2～4石、機制砂、水洗砂各種材料都跟攪拌站用的一樣，我找石場負責人，說明機制砂太粗，在堆料場看到表面都是一層0～5石，要求把機制砂的篩網調整，當時回答是現在調整過一個星期又會是這樣的結果。我去其他攪拌站看了，材料都大同小異，我問同行怎么不要求石場調整機制砂的篩網，同行告訴我調整了過不了一個星期還是這樣；我翻看之前的配合比，也是正在用的C35配合比，膠凝材料用到430kg，配合比如表1：

表1　

當時是由于剛接觸這種機制砂和山砂，但還是感覺這配合比有點不妥，即使礦粉是S75級的，但也不至于3d、7d、28d的強度不高吧?。?8d強度很勉強），而且工地上投訴較大，經常堵管，在碎石這么好的情況下有點不正常，要知道在深圳這種碎石我都是用于生產高標號的；我把物檢的檢驗記錄翻出來看，水泥昆鋼PO 42.5，非早強水泥，3d強度24.6M Pa,28d強度51M Pa，碎石壓碎指標5.3%，昆鋼礦粉28d活性92%，煤灰細度27%，流動度210m m，機制砂細度模數3.8，山砂含泥量13%，細度模數1.4，對于整個材料來說，就是機制砂和山砂的搭配問題了，對這個配合比的容重我有點不認同，C35的容重2425kg實在是多了，就對目前的材料我著手準備做試配，堆料場上的材料幾乎都是干燥狀態，除了水洗砂外（水洗砂用于生產C60高標號），其它材料生產時含水均為“0”；我開始的理念是按照上面的這個配合比，膠凝材料不變，把用水量、容重減下來先試試狀態如何，容重先定為2370kg，更改后的配合比見表2：

表2　

出機狀態很差，沒有流動度，用水量不對，砂率有點大，再次調整，見表3：

表3　

出機狀態稍微好點，還不是很理想的狀態，180× 410，準備再次調整，這時候老板過來了，我說減容重，老板當時就反對，昆明地區是按照圖紙結算，打完后差方量很難處理，容重千萬不要減，我只有減水泥用量和山砂用量看看，適當加點0～5石（0～5石非常漂亮），容重定為2410kg，見表4：

表4　

這個出機狀態很好，220×480，顏色也沒有帶黃色，突出水泥的顏色，3d強度21.3M Pa，這個結果我很滿意，之后的試配就有眉目了，既然容重不能減下來，就適當的減點下來，主要是把山砂用量要減下來，含泥量太大了，對于普通的混凝土，山砂用量一律定為80～100公斤，對于泵送混凝土，山砂用量一律定為120～150公斤，山砂用量下降，相對于機制砂用量上來，強度自然就好啦！但0～5石的用量不能再多了，機制砂里本來就有一部分0～5石，其實按照這個3天的強度來說，完全還可以減水泥下來，由于剛到昆明，人生地不熟，還是保險點好，給自己留點余地，后面再慢慢的降水泥用量，不能一次到位。

這個配合比7d強度出來后（7天29.7M pa），我就把生產上的配合比都換了，工地投訴少了，強度也正常，第一步主要是把山砂減下來，摻加一部分0～5石，水泥也減了一點點。經過不斷的試配，3個月后，我再次調整了生產配合比，見表5：

表5　

說實話這個強度也很滿意，保守點對自己有好處，對于調整后的配合比，老板還比較滿意的。

相對于深圳我們現在所用的材料來說，比昆明要好的多（碎石除外），在生產上如何能滿足混凝土的和易性和施工的可泵性，現在最困難的就是生產上倉位不夠，雖說有三條生產線，有兩條是3個倉位，一條是4個倉位，現在高層較多，5～31.5的很難泵送到40層以上的高度，如何能做到碎石二級配、甚至是三級配，不是用嘴巴說就可以做到的，我現在的實際生產只能做到二級配，而且還只是一條生產線可以做到，先在試驗室按所有的材料把試配做好，在深圳C30很通用的配合比，見表6：

表6　

這個配合比對于一般30層以下的都很通用，但對于30層以上的，混凝土到工地打了兩車，工人和泵車都在叫，打不動、石子多、退貨，現實告訴你必須摻加部分0-5石來解決這個問題；生產上0～5石只能在一線生產，一線4個倉位（砂倉、砂漿砂、0～5石、1～3石），二線、三線只有3個倉位，3線生產高標號，無法生產0～5石的混凝土，二線是預備生產高標號，沒有0～5石倉，有時候還要用機制砂，就更難做到了，高層工地還要同調度協商，只能放到一線生產，如遇到一線檢修，只能同工地協商，晚點發料，有的工地不同意，只有把二線的高標石清倉，上0～5石生產，才能滿足現場的泵送；按照上面的配合比摻入150公斤0～5石，配合比如表7：

表7　

就這個配合比，泵車還經常說石子多，不好打，我只有口頭上說，好的，我減下來，你把泵送壓力調大點泵送，后面會好的，實際是根本不能再減碎石了，混凝土的強度主要是碎石，現在0～5石太差了，用量也不敢多，把碎石減下來很難保證質量，在沒有試驗數據的前提下，決不可隨意調整配合比的各材料用量。

3　配合比的調整

⑴生產中可對配合比中砂率、外加劑摻量進行調整，其它情況由試驗室主任調整。

⑵砂率的調整按照現場使用的石子顆粒級配及砂子的粗細情況進行調整。一般按照如下規定進行調整：

①石子的影響：石子顆粒級配變好且目測混凝土漿體明顯增多時需減少砂率1%～3%，石子顆粒級配變差且目測混凝土漿體明顯減少或石子偏多時需增大砂率1%～3%；

②砂子的影響：砂子細度模數每增大或減少0.1需增大或減少0.5%的砂率，當砂子細度模數不屬于中砂時，配合比由試驗室主任助理進行調整。

③砂率的調整超過±3%時且砂石的質量正常，此時應立即通知調度要求空車及重車連續二車進行過磅，混凝土過磅凈容重如果超過設計容重±2%，立即要求生產部機修對計量設備進行檢查。

④砂率調整超過±2%時，必須將調整情況記錄到《生產混凝土配合比調整情況記錄表》。

⑶外加劑用量的調整應在砂石含水率準確的前提下按如下規定進行：

外加劑允許調整量：當原材料波動時，生產人員可對配合比中外加劑用量進行調整，調整范圍為≤± 0.5Kg/m3，超過此范圍應告訴試驗室主任助理并填寫《混凝土配合比調整情況記錄表》。

①如在生產過程中發現混凝土泛白、氣泡過多或混凝土分層離析的現象，且砂含水率正常，此時應降低外加劑用量。

②生產人員在生產過程中發現混凝土坍落度比配合比要求坍落度小流動性差且砂含水率正常，此時應增大外加劑用量。

③生產過程中如發現坍落度損失過大，按規定范圍提高外加劑用量。

④其它情況（如混凝土凝結時間過長或過短）生產人員必須通知試驗室主任助理進行調整。

⑷用水量的調整按如下規定進行：

①當出現3.3情況仍不能達到預期質量目標時，不得擅自提高配合比的用水量或降低含水率，應及時通知試驗室主任助理進行調整。

②在砂石含水率準確的前提下，生產的混凝土坍落度大于預期目標或調低砂率造成坍落度偏大時，可降低用水量，并將調整結果記錄到《混凝土配合比調整情況記錄表》中，并通知試驗室主任助理進行修正。

⑸如果近期水泥強度、混凝土3d強度發生較大的波動時，試驗室主任助理須對水膠比進行臨時調整，并給出臨時生產配合比通知單供生產人員調用，隨即應對生產配合比進行全面調整。

⑹生產人員必須遵守其它臨時配合比調整通知的要求。

⑺當工地有特殊技術要求，生產人員沒有把握調整配合比或給定配合比時，應通知試驗室主任。生產人員、出廠監控員在混凝土出廠監控過程中通過實測或目測混凝土后，按照《混凝土出廠坍落度控制范圍規定》進行控制出廠坍落度，生產人員及出廠監控員應按照增加或減少5kg/m3水可增大或減少20m m坍落度的經驗來調整砂含水率，使混凝土出廠坍落度控制在規定范圍內。

⑻石子含水率調整方法：

晴天或目測石子表面干燥時粗骨料含水率可以忽略不計，但雨天或因噴水造成石子表面含水時應將石子含水率考慮在內，一般雨天視雨量的大小石子含水率約為1%～3.5%，實際含水率應以實測為準。

⑼出廠監控員調整在一次含水率超過2%應記錄到《混凝土出廠檢驗記錄表》備注欄中，記錄方法如下（調高用W w c↑表示；調低用W w c↓表示，標記后面跟調高或調低的數值）。

⑽每天8:00～18:00班的生產人員須在上班后通知砂石檢測員對正在用砂的生產線進行骨料含水率的驗證，驗證前生產人員要記住電腦中的含水率數值，當實測含水率大于電腦中含水率2%以上時，應立即通知取樣技術工人進行取樣，若混凝土正常，應告訴試驗室主任助理，由試驗室主任助理對配合比進行調整，并把骨料含水率如實記錄到《混凝土生產質量記錄表》中。

⑾如在生產混凝土中出現石子偏多的情況時，應首先檢測坍落度。如坍落度過大，則必須先調整含水率，嚴禁先調砂率。如坍落度符合要求，可先檢查粗、細骨料情況，如粗細骨料級配正常，可通過過磅檢查計量情況；如粗細骨料級配不正常，可按配合比調整規定中的要求進行調整。如確系生產線計量造成砂或石過多，應立即通知調度協調處理，如不能處理時，應立即通知試驗室主任助理，由試驗室主任助理協調處理。

⑿生產中在使用不同配合比過程中，出現兩種或兩種以上配合比粗細骨料含水率不一致時，生產人員應檢測含水率，以實際含水率指導生產。如按實際含水率指導生產時坍落度不能符合要求時，應按配合比調整規定中要求進行調整，并通知試驗室主任助理處理。

⒀當混凝土坍落度偏小時，可保持水膠比不變，適當增加用水量和膠凝材料用量，在砂率不變的前提下減少砂、石用量，保持混凝土體積不變；

⒁當混凝土坍落度偏大時，則可保持水膠比不變、砂率不變，調整砂、石用量，減少用水量和膠凝材料用量，保持混凝土體積不變；

⒂當粘聚性和保水性不好時，可在砂、石總量不變的前提下，提高砂率。

⒃在進行上述調整的同時，適當增減外加劑用量，可使調整過程較為簡捷。若混凝土出現離析、泌水或扒底現象，宜采用減少外加劑用量或更換外加劑品種或提高砂率等措施。

4　混凝土配合比管理制度

⑴混凝土的配合比應根據《普通混凝土配合比設計規程》J GJ 55的規定，以及國家現行有關標準、規范的規定進行設計；

⑵混凝土的配合比應根據原材料檢驗的結果及混凝土的技術要求進行計算，并根據試配結果進行調整確定；

⑶預拌混凝土企業應根據本單位常用的原材料，按不同使用環境、不同的工程類型、不同工程部位等設計出常用的混凝土配合比，建立常用配合比清單；另外還要根據工程對質量、原材料等的特殊要求進行特殊要求的混凝土配合比設計。配合比的選定、使用應有審批程序。

⑷在使用過程中，應根據原材料及混凝土質量檢驗的結果予以調整。在正常情況下，由于原材料的性能在一定范圍內波動，特別是骨料，具有極強的地域性特點，質量波動相對較大；同種類同廠家的粉類材料也在一定范圍內波動；所以在生產時必須以設計的常用混凝土配合比進行調整，以保證生產的混凝土性能滿足工程要求。生產過程中，配合比調整管理，是保證混凝土性能穩定的重要步驟。在生產過程中，原材料發生變化，只有調整配合比參數，才能滿足要求。調整混凝土配合比的前提是，具有充分的試驗數據，目的是保證交付的混凝土滿足施工工程要求?；炷辽a企業一般的做法是，設置試驗室與質量控制職能部門，配備經驗豐富的技術人員對生產全過程進行質量控制，給予其合理的配合比調整和處置權限。

⑸首次使用的配合比應進行開盤鑒定，開盤鑒定應包含以下內容：

①是否按生產使用的原材料進行了調整；

②混凝土拌合物性能是否滿足施工要求；

③混凝土強度是否滿足評定要求；

④混凝土耐久性能是否滿足設計要求。

⑹開盤鑒定應由企業技術負責人組織有關技術、質檢、生產人員參加，并至少留置一組3d、7d、28d標準養護混凝土強度試件作為調整后配合比的補充驗證。但遇有下列情況之一時，應重新進行配合比設計：

①對混凝土性能指標有特殊要求時；

②水泥、外加劑或礦物摻合料品種、質量有顯著變

③該配合比的驗證結果有顯著變化時；

④混凝土配合比在使用過程中，應根據混凝土出廠檢驗結果及時進行統計分析，為配合比調整提供依據。

⑺試驗室按規定每年不少于兩次對強度等級C10～C60的泵送和非泵配合比進行試配驗證、保證生產配合比滿足設計要求；如有特殊要求的配合比則在工地開工前提前三個月做好相關的試配工作，將準確的數據上報技術負責人。

⑻驗證合格后的生產配合比由技術負責人批準后，指定人員管理使用，不得復印和外傳。

⑼有關配合比設計的計算書、試配調整及相關的試驗記錄、原材料檢驗記錄、常用配合比的驗證記錄等，必須完整齊全，及時歸檔備查。●