关于商品混凝土配合比的控制探讨

2015-10-29杨则豪

建材与装饰 2015年13期

关键词：抗折减水剂用量

杨则豪

（华润混凝土（澄迈金江）有限公司海南省澄迈县　571928）

关于商品混凝土配合比的控制探讨

杨则豪

（华润混凝土（澄迈金江）有限公司海南省澄迈县571928）

随着我国经济持续稳定发展，建筑行业也通过几十年的不断发展，已经进入一个重要的发展阶段，建造出了一大批结构新颖、难度高的建筑物。当然对商品混凝土的质量也提出了更高的要求，在这样的背景下我们迫切需要控制好商品混凝土的质量。然而商品混凝土的配合比设计会严重影响混凝土的质量。因此控制好商品混凝土配合比设计是保证商品混凝土的关键。本文结合实际的工作经验，探讨了商品混凝土配合比控制的相关内容。

商品混凝土；配合比；设计

1　引言

随着我国建筑市场的不断发展和完善，商品混凝土的大量普及广泛应用。商品混凝土企业逐渐增多，企业之间的竞争日趋激烈。在激烈的竞争下，企业首要面对的问题是提高商品混凝土的质量。因为商品混凝土的配合比设计不当，会导致商品混凝土的性能和质量达不到施工和结构设计的要求。商品混凝土配合比是决定商品混凝土质量的首要因素。即使有一流的施工机具设备、良好的原材料，假如没有良好的配合比就不可能有经济效益良好且品质优良的商品混凝土。良好的配合比既要实用可靠，满足工艺的需求，又要经济合理，节约成本。

2　商品混凝土配合比设计的基本要求

（1）施工方面要求的混凝土拌合物和易性；

（2）混凝土结构设计要求的强度等级；

（3）与使用环境相适应的耐久性（抗渗等级、抗侵蚀性和抗冻等级等）；

（4）满足了以上三项技术性质以后应尽量做到节约水泥降低混凝土成本，使之更具经济性。

3　明确配合比的设计要求和任务

明确建筑不同部位对混凝土拌合物强度等级、工作性能、经济性能及耐久性能（包括混凝土使用和制造的经济性能，如劳动力的使用、材料消耗等等）的不同要求，然后选择合适的方法来设计出经济合理的配合比。混凝土配合比设计任务是根据工程自身特点对混凝土提出的具体要求，结合自己企业的自身实际情况来合理选择并确定原材料，设计出满足需要的混凝土。

4　配合比设计原则

商品混凝土目前在建筑工程中得到广泛应用，是建筑工程施工的主要材料。为了保证商品混凝土的质量，企业在加工商品混凝土时，一定要严格控制混凝土的配合比，以免因配合比设计不当而出现质量问题。

商品混凝土拌制过程中，混凝土配合比设计应当遵循的原则有：

（1）矿粉/粉煤灰等材料的掺量要适当。商品混凝土拌制中，可采用矿粉或粉煤灰代替部分骨料与水泥，这样能提高混凝土的密实性，使其应用到工程中后，能为钢筋提供更好的保护。

（2）严格控制混凝土的富配合比与低水胶比。混凝土富配合比、低水胶比是决定混凝土抗氯性能、防腐性能的重要因素。配合比设计中一定要严格控制好这两项技术指标，以此提高商品混凝土施工之后钢筋材料的抗腐蚀性以及商品混凝土抗氯性。

（3）合理使用高效减水剂。商品混凝土拌加工与施工中要注意高效减水剂的使用量。高效减水剂具有优化混凝土整体性能，降低水胶比，以及提高质量的作用。

5　商品混凝土配合比的设计步骤

混凝土配合比设计包括初步配合比设计、试配和调整等步骤。

5.1初步配合比的计算

按选用的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步配合比的计算，以便得出供试配用配合比。

5.1.1配置强度的确定

配制强度可以按照下式计算：

式中：fcu，o——混凝土配制强度，MPa；

fcu，k——混凝土立方体抗压强度强度标准值，MPa；

σ——混凝土的强度标准差，MPa。

根据《混凝土结构工程施工规范》和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）的规定混凝土强度的保证率为95%，对应的t=-1.645。

5.1.2初步确定水灰比值（W/C）

根据混凝土强度计算公式求得所需是的水灰比值仅限于混凝土的强度等级小于C60：

W/C=Afce/（fcu，0+A×B8fce）

式中：fce——已测定水泥实际强度（或选用的水泥强度等级）；

fcu，0——粗骨料种类及所要求的混凝土配置强度。

5.1.3每立方米混凝土的用水量

用水量的多少，主要根据所要求的混凝土塌落度值机所用骨料种类、规格来选择。应先考虑工程种类与施工条件。

5.1.4计算混凝土的单位水泥用量（Co）

根据已选定的每立方米用水量（Wo）和得出的水灰比值，可求出水泥用量（Co）：

Co=（C/W）×Wo

为保证混凝土必要的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还应该满足最小用水泥用量的要求。如算得到水泥用量少于要求的最小水泥用量，则取要求的最小水泥用量。

5.1.5确定合理砂率值

合理的砂率值依据混凝土拌合物的粘聚性、坍落度及保水性等特性确定，或者根据本单位的经验确定合理砂率值，保证商品混凝土的可泵性。因此商混除满足要求的耐久性、强度要求外，还要满足可泵送的要求，良好的可泵性要求在泵送过程中摩擦阻力要小、不泌水、不离析、不堵塞管道良好的流动性等性能。

5.2配合比的试配、调整与确定

以上求出的各材料的用量，是借助于一些经验公式和数据计算出来的，或是利用经验资料查的，因而不一定符合实际情况，在工程中实际使用的原材料。混凝土的搅拌、运输方法也应与生产时使用度方法相同，通过试拌调整，直到混凝土的和易性满足要求为止，然后确定出检验混凝土强度时用的基准配合比。

下面以长春市重庆路商业街的刚性混凝土路面工程为例介绍一下商品混凝土配合比的具体设计。

5.3工程概况

某商业街的刚性混凝土路面工程是当地重点建设的市政工程。按照规划该商业街长1300m、宽为12m、路面厚度40cm，要求在25d内施工完成。指挥部要求路面的混凝土强度要达到C30并且要保证抗折强度4.5MPa以上，坍落度要在20～30cm之间。

笔者经过分析认为当地处于北方寒冷地区，因此道路工程用商混的关键性能有两点：

（1）保证商混的抗折要求。根据要求商混的混凝土抗压强度要达到C30并且抗折强度在4.5MPa以上。因为普通混凝土的抗压强度是抗折强度的10～14倍，对高强混凝土其比值应更大，也就是说即使按照10倍计算，它的抗折强度也才3.0MPa，于是降低抗压强度与抗折强度的比值即提高混凝土抗折强度是满足道路工程对混凝土性能要求的重要一方面。

（2）保证商混有良好的抗冻性能。当地在秋冬之交、冬春之交经常出现正负温交叉，路面冰雪频繁重复融化结冻过程，而冻融循环严重影响混凝土的性能。混凝土的毛细管、水灰比，集料中块状粘土的含量都是混凝土受冻害的因素，解决好这些因素就能削弱甚至避免冻融循环对混凝土性能的破坏

5.4原材料

5.4.1胶结料

水泥采用鼎鹿牌42.5级的普通硅酸盐水泥。并采用长春热电厂的Ⅱ级粉煤灰。

5.4.2集料

细集料采用粗河砂，粗集料采用5～40mm的碎石。

细集料和粗骨料都要经过严格筛选，避免混入块状粘土。因为块状粘土在吸水结冰会产生的冰晶压力，这种压力对受冻融循环影响的混凝土破坏极大。

5.4.3外加剂

减水剂和引气型减水剂。

20～30mm的坍落度即使是对非泵送的商混来说也很难达到，在保持水灰比不变时，适量加入减水剂能有效增加混凝土的坍落度。引气剂能够提高混凝土的抗冻性、抗盐冻剥蚀性及抗渗性。又因为低水胶比混凝土的界面特性会因为掺入适量的引气剂而得到改善，混凝土损失的抗折强度也能得以补偿。因此，要保证混凝土的力学性能和施工性能就要加入适量的引气型减水剂。

5.4.4搅拌用水

自来水。

5.5试验方案、试验结果及结论

为保证混凝土的抗折强度在4.5MPa以上，混凝土强度C35设计。采用减水剂、引气型减水剂作对比试验。

具体配合比如下：W/C=0.44、fcu，0=43.2MPa、fce=42.5MPa采用βs=31%，mw0=160kg，超量取代系数k取1.2，外掺粉煤灰（F）10%，新拌混凝土的密度为2410kg/m3。计算得到mg0=1301kg，mf0=44k，ms0=585kg，mc=364kg，mc0=328kg，用水泥为328kg，符合规范规定。外加剂是减水剂和引气型减水剂的掺量均是2.3%。