水泥混凝土配合比设计探讨

2013-04-16朱昱

交通运输研究 2013年1期

朱昱

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830000）

混凝土的粘聚性和保水性很好，配合比即可定为供检验强度用的基准配合比，也可用来浇制检验强度或其他性能指标用的试块。如果测得的坍落度符合设计要求，但混凝土的粘聚性和保水性不好，则应加大砂率增加细集料用量、减小粗骨料最大粒径、使用细一点砂子重新称料。重新搅拌后再检验混凝土的和易性—坍落度、保水性、粘聚性。

1 配合比对混泥土耐久性的影响

1.1 水灰比

水灰比是混泥土配合比当中很重要的一个比率。水灰比过大，可能会引起混凝土拌合物粘聚性和保水性不良，当水灰比超过某一极限时，混凝土拌合物将产生严重的泌水、离析现象，会严重影响混凝土的耐久性，大大减少了混凝土实际有效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中，使混凝土结构很容易发生损坏，影响其耐久性；水灰比过小，水泥不能完全水化，有相当一部分未水化水泥将残留在混凝土中，滞后水化。即当硬化的混凝土渗入水分时，将继续水化，后期水化产物得不到可供扩展膨胀体积的空间，产生混凝土膨胀裂纹，影响混凝土耐久性。而且在施工振捣条件下，拌合物过于干涩，混凝土不能被振捣密实，会影响到混凝土最终的耐久性。

1.2 水泥用量

水泥用量要符合规范规定的用量。水泥浆用量较少时，将会导致混凝土、砂浆粘聚性差，施工时易出现离析，硬化后混凝土强度低，从而使耐久性下降；若水泥浆用量过多，则会导致混凝土或砂浆硬化后收缩增大，由此引起干缩裂缝增多，水泥石结构疏松、耐侵蚀性较差。

1.3 砂率

砂率是指细集料质量占全部集料（砂、石）总质量的百分率。由细集料与水泥组成的水泥砂浆在混凝土拌合物中起着润滑的作用，它可降低粗集料颗粒之间的摩擦阻力，有助于混凝土拌合物的流动性。因此，砂率在制作混凝土中有着重要的作用。过小的砂率将使水泥砂浆的数量不足，会严重影响粘聚性和保水性；过大砂率会降低混凝土粗集料的填充效果，不利于混凝土强度的形成和发展。

1.4 外加剂掺用量

外加剂使用与水泥的相容性以及不同品种间的匹配性有关联，外加剂的掺量应通过试验来确定，否则会给混凝土带来副作用，影响其耐久性。

2 优化配合比设计

混凝土配合比设计是按照一定方法，通过一系列试验成果分析，确定出满足混凝土设计性能指标和施工工艺要求的单位体积混凝土中各种材料的用量；在施工过程中应根据原材料质量的波动、施工工艺、环境的变化以及统计技术分析结果，在设计配合比成果的基础上进行调整，确定出具体操作的施工混凝土配合比。

2.1 配合比设计前的准备工作

在水泥混泥土的配合比设计之前应充分做好配合比设计前的准备工作，首先要了解混凝土建筑物对混凝土的性能要求，如强度和耐久性要求及构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以便考虑采用水泥品种及粗骨料粒径的大小等参数。还应了解输送、浇筑的方法、使用机械的程度，对混凝土的工程性能和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量。还应对原材料的试验结果的掌握。要根据这些资料合理地选用适当的设计参数，确定最终的设计配合比。

2.2 强度与参数的选择

新标准《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T 5330—2005）和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2000）中概率度系数T，由强度保证率P来确定，不同工程类别、同一工程不同结构或部位，保证率取值不一样。混凝土配制强度标准差选取在混凝土施工中，标准差值可按照规范中的不同等级混凝土的给定值参考选用，同时考虑整个混凝土生产系统的自动化程度、质量保证措施以及管理措施和施工单位混凝土标准差统计成果进行选取。而设计参数是配合比中最关键的部分，它直接关系到各种材料的比例大小，影响着混凝土性能的优劣。其通常设计参数有水胶比、砂率、粗骨料比例、掺和料掺量等。

2.3 设计结果的复核与运用

设计配合比拟定后应按照设计指标进行复核或现场工艺试验，验证设计成果的可靠性，确定最终施工设计配合比。生产现场试验人员也应按规范要求经常检查混凝土的质量动态信息，及时进行调整，确保混凝土按要求进行施工。施工过程应按照样本容量大小，采用适宜的统计方法，对混凝土强度保证率达不到的要求时，在现有质量控制和生产水平无法改善的情况下，应将标准差的取值加大，采取加大单方混凝土胶材用量，降低水胶比的办法来保证混凝土质量；若混凝土强度保证率远远大于标准要求，且标准差较小，说明在现有施工工艺下，混凝土施工质量控制很好，可以降低标准差取值，实现了混凝土的动态质量管理。