普通混凝土配合比设计

郑州市市政设施维修建设有限公司 徐 璐 杨 豪

普通混凝土配合比设计

郑州市市政设施维修建设有限公司 徐 璐 杨 豪

主要阐述混凝土配合比设计的要点及步骤,提出了混凝土配合比设计中应注意的几个问题,为设计出最佳混凝土配合比指出方向。

普通混凝土 配合比 设计要点 注意问题

一、混凝土配合比设计的要点

1. 满足强度要求。混凝土的质量以抗压强度指标为主要依据。影响混凝土抗压强度的主要因素有：水泥强度等级、水灰比、骨料种类及级配等。

水泥强度等级:水泥强度等级大致代表了水泥的活性,即在相同配合比的情况下,水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。在混凝土配合比设计中,主要从经济合理的角度来选择水泥强度等级,那只能靠在配合比设计中调整比例,掺加外加剂等综合性措施加以解决。

水灰比:混凝土单位体积中所用水的重量和水泥的重量比被称为水灰比。水灰比越大,混凝土的强度越低,为此,在满足和易性的前提下,混凝土用水量越少越好,这是混凝土配合比设计中的一条基本原则。

骨料的种类及级配:砂子、石子在混凝土中起骨架作用,因此统称骨料。砂石由石材的品种、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质等指标来表示它的质量。砂石质量越好,配制的混凝土质量越好。当骨料级配良好,砂率适中时,由于组成了密实骨架,可使混凝土获得较高的强度。

2. 良好的和易性。混凝土的和易性是指混凝土拌合物易于施工操作，并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。不同类型的构件,对和易性的要求在施工验收规范中已有规定,但还要结合施工现场的设备条件和管理水平来确定。影响混凝土和易性的因素主要是用水量。增加用水量,混凝土的坍落度增加,混凝土的强度下降。使用减水剂是改善混凝土和易性最经济合理和有效的方法。

3. 具有耐久性。混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。提高混凝土的耐久性,须在配合比设计中考虑采取相应的措施,如避免或减轻碱集料反应，水泥品种和强度等级的选择,砂石级配和砂率的调整,防止混凝土的冻融破坏，也可以使用混凝土外加剂和掺合料来提高混凝土的耐久性。

4. 保证混凝土质量的前提下，确保经济性。混凝土配合比的设计应在保证质量的前提下,节约工料确保经济性。水泥是混凝土中价值最高的材料,节约水泥用量是混凝土配合比设计中的一个主要目标,采用合理的措施达到综合性的经济指标才是可行的。主要方法有：使用混凝土外加剂、掺合料、减水剂既可以改善混凝土的和易性,也可以达到节约水泥的目的。掺加粉煤灰可以代替部分水泥,并改善混凝土的性能。加强技术管理,提高混凝土的匀质性。根据当地的砂石质量情况采用合理砂率和骨料级配。

二、混凝土配合比设计的步骤

普通混凝土配合比设计的方法和步骤,应遵守国家建设部发布的行业标准（JGJ55-2000）普混凝土配合比设计规程。该标准给出了许多全国性统一用的技术参数,如混凝土试配强度计算公式、混凝土用水量选用表、混凝土砂率选用表等。设计中主要步骤如下：

1. 计算混凝土配制强度，并求出相应的水灰比。根据混凝土设计强度等级fcu,k和标准差σ（混凝土强度等级不大于C25时不小于2.5MPa,混凝土强度等级不小于C30时不小于3.0MPa;无统计资料时按国标《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定取用）计算混凝土的配制强度fcu,o≥fcu,k+1.645σ;然后根据混凝土的配制强度fcu,o和水泥的实际强度等级fce及回归系数αa,αb计算水灰比:W/

C=αafce/（fcu,o+αaαbfce）

=0.48fce/（fcu,o+0.48×0.33fce）=0.48fce/（fcu,o+0.158fce）。

2. 选取每立方米混凝土的用水量，并计算出每立方米混凝土的水泥用量。通过第一步计算的水泥比就可以根据《普通混凝土配合比设计规程》给出的用水量参考数据或自己的经验数据计算出水泥用量。

3. 选取砂率，计算粗骨料和细骨料的用量，并提出供试配用的计算配合比。砂率是砂子的用量和砂石总重量之比,当无使用经验时可参考《普通混凝土配合比设计规程》给出的参考值。最后按假定容重法计算砂石的重量,假定容重的计算依据是以混凝土的容重为单位体积中的水、水泥、砂子、石子重量的总和,无经验数据时,可取2400kg/m3～2480kg/m3,如加引气剂或粉煤灰容重有所下降。根据以上计算提出供试配用的计算配合比。

4. 混凝土配合比试配。混凝土是多种材料组成的非匀质材料,水泥是一种活性胶凝材料,计算出来的配合比是依据过去的经验参数计算出来的理论数值,它与现场生产条件之间有较大的偏差,所以必须用生产中使用的各种原材料,通过混凝土的试配来检验计算出来的配合比性能是否能够达到设计要求。

5. 混凝土配合比调整。通过前面的试配工作,要对基准混凝土配合比作二次修正（强度修正和容重修正）,才能最终确定实际使用的施工配合比。

6. 混凝土配合比确定。根据试验得出的混凝土28d强度与其对应的灰水比（C/W）关系,用作图法或计算法求出与配制强度相对应的灰水比,用此灰水比的倒数（水灰比）重新计算出来的配合比就是经过强度修正的配合比。先计算根据试配结果对应水灰比的实测容重与假定容重的比值K,再将每种材料用量均乘以修正系数K,即得出最终的施工配合比。

三、配合比设计中需注意的问题

1. 配合比设计前的准备工作应充分。

2. 区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同。对于一般单位而言，在一个工程中通常只有混凝土配合比，加之管理不到位，也往往用于要求非数理统计的工程部位，结果只能出现混凝土强度达不到设计要求的结果。所以混凝土配合比设计中要注意区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同。

3. 在保证质量的前提下，应注重经济效益。在规范要求允许的条件下，应配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。

[1] 苗国峰.普通混凝土配合比设计[J].山西建筑，2007，(16)

[2] 宋波. 普通混凝土配合比设计及试配[J]. 江苏建材, 2009, (02)