混凝土配合比的合理设计方法

（华东交通大学， 江西 南昌 330013）

0 前言

混凝土是当今建筑施工中应用最为广泛的建筑材料，它的结构强度比较高，并且具有极为良好的塑性性能，因此能够广泛增加钢筋的使用强度，在土建施工中的应用比较广泛。

影响混凝土质量的因素比较多，但是究其根本来说，混凝土配合比的合理设计是其质量保证的最重要因素。近些年来，科学家对于混凝土的材料配合比设计进行了卓有成效的研究，形成了许多丰富的参数数据，这些参数对于在施工过程中指导混凝土的配合比设计具有非常良好的示范作用与实用价值。

1 进行混凝土配合比设计的相关原则

在混凝土配合比设计中，需要考虑占多数材料的水泥的相关性质，这种材料能够将若干矿物的粉体材料以及外加剂掺和在一起，形成一种胶状的浆体，同时再加上沙石一起进行相应的搅拌，形成混合的混凝土结构，然后将混凝土浇筑在柱梁墙板的各种模型中，形成牢固的混凝土材料。在进行混凝土配合比的设计过程中，除了需要要求作为主要的材料的水泥保持一种均匀的状态之外，同时还需要在搅拌中保持均匀的速度，这样才能够使得砂石充分的与浆体形成包裹的姿态，然后再通过对于混凝土的振捣，使得水泥沙石能够紧密的交接在一起，形成一种致命的混凝土结构。如果对于混凝土的性能要求比较高，比如说需要泵送高度较高的混凝土以及需要自密实的混凝土材料，我们还需要要求混凝土具有极高的密实度以及流动性。在进行混凝土施工的过程中，需要使得砂石等等骨料能能够悬浮在混凝土的胶结材料中。我们在对于混凝土进行搅拌的过程中，会带动一部分空气进入，同时由于掺加挤的影响，也会吸附一定体积的气体，因此混凝土的材料是由固态、气态、液态等等多种成分组合成的一种混合材料。在这混泥土进行配合比设计时，必须要遵循以下几项基本的原则

（1）混凝土的整体是由胶结材料的体积、外部空气的体积、砂体积以及石块的体积等等来构成，在进行混凝土的配合比设计时，要着重关注这四部分的体积配比；

（2）在混凝土材料中，水泥直接决定了整体的施工质量以及混凝土结构强度和耐久性要求。因此在进行混凝土配合比设计是我们要紧抓水泥的资料，选择质量较好，性能较高的水泥产品，同时对于水泥进行施工的过程中，要注意水灰比以及单方水量的使用，在某些情况下，可以使用高效减水剂，掺合料的资料要进行有效的控制，这样才能够配置合理的混凝土材料。

（3）混凝土中所用的砂石，需要紧密的粉状颗粒结构，能够形成紧密堆积的特点；

（4）对于新型的混凝土，要必须达到施工工艺的标准和要求；

（5）混凝土在经过振捣以后，需要满足结构性能的相关指标，还要对于混凝土进行养护，使得混凝土的整体框架结构的抗拉性能以及抗剪性能，弹性模量等等达到相关实验需要。

本文主要对于混凝土结构在配合比设计时相关的方法进行理论研究。

2 混凝土配合比设计方法

我们一般将混凝土可以分为干塑性混凝土、低塑性混凝土以及流动性混凝土和大混凝土等等几种类型。对于干塑性混凝土我们可以直接将水泥与水进行有效的融合，如果塑性混凝土是塑性的混凝土浆体应该再添加一定的外加剂以及减水剂，流动性的混凝土需要加高效减水剂，并且在流动性混凝土以及大流动性混凝土中，我们还需要添加足够质量的粉煤灰，这样有利于形成混凝土的和一些方面工程进行施工。为了提高混凝土整体的耐久性以及强度，我们可以在混凝土中添加一些矿渣。

混凝土在进行配合比设计时，除了要求考虑到施工相关的性能之外，同时还要满足结构的强度以及耐久性的要求。第一步我们需要选用强度等级合理的水泥品种，水泥的质量以及强度需要符合实际的需求，同时需要按照项目的实际情况确定合理的减水剂，然后再确定合理的掺合料，这样才能够配置出符合设计要求的相关浆体。

在建筑工程中，我们为了贯彻节能减排的绿色目标，必须要广泛采用绿色节能施工技术，因此在混凝土配比进行设计时，我们要广泛使用工业废渣，尽可能减少对于水泥的使用量，同时在混凝土中矿物掺合料取代水泥的用量不宜低于50%。

对于配制出的浆体材料，我们需要要求具有一定的流动性，流动性的主要性能和减水剂的用量以及性能有很大的关系，浆体材料的粘性则与胶体材料的性能直接相关，需要根据现场实际的情况，对于混凝土的联系及相关的调整。

在制定出科学合理的混凝土浆体情况之下，我们还需要对于混凝土的砂石体积合理的设计，用于获得最密实的堆积效果。在这里，我们可以利用著名的弗罗斯连续级配的理论，实验证明如果采用25毫米以及20毫米的砂石，进行合理的配比之下，可以将空隙率控制在 35%以内，如果按三四级进行匹配要求，那么空隙率能达到 30%以内。由于混凝土中的砂和石的来源不同，因此材料效果以及整体质量要求并不相同，我们不应该将沙子与石子的级配要求同一，同时我们也应该采用砂率来表示沙子与石子之间的关系。通过实验研究，当石子粒径为25毫米的普通混凝土，一般的连连续级配为40%，20毫米的沙子连续级配率为百分之45。

3 混凝土配合比的思考

我国混凝土配合比的设计研究工作人员远远落后于发达国家，由于混凝土在进行配置与运输施工的整体分离的特点，因此在运到施工场地后，必定打乱了原有的级配，因此混凝土的内部的空隙率都大于原来的级配，从而影响了混凝土的施工效果，导致混凝土结构不稳定性，增加了缝隙出现的概率。因此必须要采用科学合理的有效措施来改变这一情况，科学合理的设计，保障施工质量。

[1]傅沛兴.比粒度—— 一种表示砂石粒度的新概念.建筑材料学报,2006( 1) .

[2]冯乃谦, 邢锋.高性能混凝土技术.北京: 原子能出版社, 2000.

[3]张应立, 等.现代混凝土配合比设计手册.北京: 人民交通出版社,2003.