普通混凝土配合比设计中原材料对混凝土质量的影响

苏宗宝

（厦门振银预拌混凝土有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

对普通混凝土的配合比合理设计是保证混凝土质量的关键。在混凝土中各种组分，要将各自的优点充分发挥出来，使得混凝土的性能得以改善，让混凝土在建筑工程施工中更好地发挥作用，满足施工中的各种要求。包括水泥材料、骨料、矿物掺合料和外加剂的合理配比，可以合理控制混凝土的凝结时间，降低混凝土的缺陷，提升施工性能，使工程施工顺利展开，且工程进度加快，可以有效降低工程建设成本。但是普通混凝土的配合比设计也有一定的要求，尤其是外加剂的使用，需要与各种材料具有良好的适应性，才能够使其更好地发挥其作用，满足工程施工需求。所以，要保证混凝土的质量，对于原材料的影响要高度重视。

1 原材料对混凝土质量优劣的重要意义

广义角度而言，混凝土是一种胶结材料，将集料或者骨料混合到细粉颗粒中，经过固化之后成为具有一定强度的实体材料。混凝土是建筑工程中使用量最大的建筑材料，对整个建筑结构的整体质量有重要的影响。要保证混凝土工程的质量，就要对原材料质量有效控制。只有质量稳定且可控的原材料，才能生产出稳定的产品。如果没有选择合适的原材料，必然会导致混凝土工程产生质量缺陷，其中裂缝是较为常见的，还有就是长期性能和耐久性能方面的问题。混凝土的应用非常广泛，是建筑工程、交通工程以及水利工程中的重要材料，其质量会影响到整个工程质量。所以，混凝土材料质量对建筑工程质量有直接相关性，对于原材料质量的影响因素进行研究是非常必要的。

2 普通混凝土配合比设计中原材料对混凝土质量影响的因素

2.1 水泥

在选用水泥的时候，要保证水泥的性能稳定，特别是安定性问题，否则会出现混凝土体积不稳定的问题，使混凝土开裂。

水泥强度直接影响混凝土的强度，水泥强度合适，标准差小，对混凝土配合比的稳定性以及适用性至关重要，同时也利于成本控制。

目前，个别水泥企业，为了提高水泥的早期强度，水泥磨得越来越细，颗粒细对早期的强度确实有贡献，然而也增加了水泥早期的水化热，同时需水量和外加剂用量也会加大，与外加剂的相容性变差，混凝土坍落度损失加大，混凝土的收缩也大，虽然早期强度高，但后期强度增长少，混凝土开裂敏感性加大，抗冻性下降，因此水泥太细，对混凝土的工作性，长期性和耐久性都是不利的。

水泥的凝结时间对混凝土的凝结时间有直接影响，应该合理控制水泥的凝结时间，凝结时间过短或者过快都会对混凝土产生不利影响，影响施工进度，甚至影响工程质量。

2.2 骨料

粗骨料方面，应采用连续级配也可以采用两种或者两种以上的单粒级组合，但应符合相关标准对石子级配的要求，石子的级配好坏影响其空隙率大小，从而影响混凝土拌合物所具备的各种性能以及硬化之后混凝土所具备的性能。粗骨料级配符合标准，空隙率就小，在保持流动性不变的情况下，需要填充空隙的浆体就少，相应的胶凝材料和外加剂用量得以减少，最终降低混凝土成本，若保持混凝土胶凝材料用量不变，则混凝土用水量可降低，提高混凝土的强度和耐久性。粗骨料中含泥量、泥块含量及针片状颗粒含量不仅影响混凝土的物理力学性能，还对工作性能有重要影响。

细骨料对混凝土的工作性能影响显著，合理的细度模数以及合理的级配对新拌混凝土的工作性能有很大影响，当采用粗砂配制的混凝土其和易性、可泵性差，易泌水，采用细砂，混凝土用水量大，强度会降低，易开裂。

当前河砂资源日益枯竭，机制砂取代河砂作为混凝土细骨料是大势所趋，但机制砂石粉含量高，颗粒级配差和细度模数偏大，新拌混凝土流动性较差，故当采用机制砂时，应该更要注意其质量。在混凝土中合理使用机制砂，通过对机制砂中的石粉合理使用，对机制砂混凝土的砂率进行调整，合理使用掺合料以及高性能减水剂，能使新拌混凝土有较高的密实性，水泥石的孔隙结构良好，抗渗性能提高。通过合理配比，其配制的混凝土同样具有良好的工作性能。机制砂普通混凝土砂率需要按照机制砂自身细度模数确定，还要参考颗粒级配以及石粉含量，采用试验的方法确定所选择的水胶比和碎石最大粒径，如果有不符合要求之处，就要对砂率及时调整。

2.3 外加剂

现在的混凝土施工中普遍使用外加剂，其对混凝土质量的影响需要高度关注。

混凝土中加入引气剂后，提高了混凝土流动性，并使混凝土保塑性、保水性、可泵性大大提高，泌水减少。但是，在建筑工程施工中，必须掌握引气剂的用量，不能过多使用引气剂，虽然引气剂有诸多的好处，但是也存在缺陷，即在水胶比相同的情况下，如果气泡过多，很可能影响水泥混凝土的强度以及耐久性。

使用防冻剂可以减缓水泥表面的一层水由于与表面的水泥离子发生反应而形成薄膜的速度，反应的时间长，凝结时间也会相对延长，能够有效地减少早期水化放热，避免产生裂缝[1]。

减水剂的重要用途之一是在保持水胶比和用水量不变的情况下提高混凝土的流动性，从而可以满足混凝土在各种工程中运输、泵送的要求，多数的高效减水剂都是有临界掺量的，要严格遵守，如果超过了这个临界掺量，就不能增加混凝土塑化效果，甚至会产生泌水的现象或者离析的现象。所以，其掺量应经试验确定，同时应该考虑其他原材料的变化以及环境的影响。

2.4 矿物掺合料

粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等矿物掺合料作为活性粉体材料，掺入混凝土中能改善混凝土性能和降低成本，比如，在混凝土使用粉煤灰，混凝土的性能会改善，主要是由于粉煤灰中含有二氧化硅和三氧化铝，当遇到水的时候不会产生硬化的现象，但是经过与氢氧化钙拌合，暴露在空气中，或者水中，就会产生硬化的现象。由于这种变化比较微小，能够发挥填充的作用和流化的作用，使混凝土的强度增强。

3 混凝土配合比设计中原材料质量控制内容

3.1 水泥的质量控制

工程施工单位对于选择的水泥材料以及配合的正确方法要高度重视，认识到科学合理地使用水泥材料才能保证混凝土的强度和性能，应用相应的技术处理水泥，使其在混凝土中发挥应有的作用，具有良好的适应性，这与工程质量具有直接相关性[2]。混凝土配制人员要对水泥材料做好检测工作，确保水泥不出现质量问题。在使用水泥配制混凝土之前，要通过试验、检测等手段对材料的技术性能进行检测，水泥主要控制项目包括凝结时间、安定性、胶砂强度，细度合格且在合理范围，还有水泥的进厂温度等[3]。确定水泥材料与其他材料组分的配比合理，保证相互之间的相容性，使得混凝土材料强度符合施工要求。

3.2 骨料的质量控制

混凝土中，碎石是重要的骨料。要选择质量稳定的碎石，并科学化管理。在碎石选择过程中，应遵循相应的标准，以确保骨料的粒径且颗粒形状良好。其主要控制项目包括颗粒级配、针状颗粒含量、含泥量、泥块含量、压碎值指标和硬度。混凝土工程中不宜使用具有碱活性的粗骨料，要求防止混凝土碱骨料反应[4]。细集料的主要控制项目为颗粒级配、细度模数、含泥量、泥块含量、硬度、氯离子含量、贝壳含量和有害物质含量。还应控制石粉含量和人工砂的压碎值。

3.3 外加剂质量控制

在制备混凝土的过程中，需要合理使用外加剂，对于不同工程质量要求，选择合适的外加剂，确保混凝土性能符合要求，所以在使用外加剂的时候，要根据需要合理选用。具体的外加剂使用中，要考虑到工程的性质，还要明确混凝土的主要用途。因为不同的厂家所生产的外加剂在性质和成分上会有所差别，基于此，为了保证项目顺利展开，保证施工质量，就需要合理选择外加剂，以降低成本，保证工程质量。外加剂的主要质量控制项目包括掺合料混凝土的性能和外加剂的均匀性，如减水剂、凝结时差和抗压强度比、pH值、氯离子含量、碱含量等，引气剂还应包括含气量、防冻剂还应包括含气量和50倍冻融强度损失率，膨胀剂还应包括凝结时间、抗压强度和极性强度限制膨胀率[5]。

3.4 矿物掺合料质量控制

在矿物掺合料中，矿粉和粉煤灰用量最大最广泛。矿粉是重要的掺合料，其可以取代水泥，不仅能够获得较高的经济效益，而且混凝土的工作性能得以改善。在水泥中掺入矿粉，泵送性能得以改善，混凝土的坍落度损失得到有效控制，通过与水泥的二次水化作用，使混凝土的后期强度提高，混凝土的强度也大大提高，混凝土的抗渗能力和抗冻融能力也增强[6]。粉煤灰中有许多活性组分，能够填充空隙，提高混凝土的流动性、可泵性、保塑性，减少混凝土泌水，提高后期强度。在粉煤灰方面，要尽量选择高质量的煤灰，以大型电厂的粉煤灰为主，保证煤灰材料的供应稳定，不会产生断货的现象。同时，要充分保证煤炭质量。燃烧过程良好，质量波动不是很大[7]。矿粉的主要控制项目有三项，即比表面积、活性指数和流动度比，粉煤灰主要控制项目为四项，即细度、需水量比、烧失量和三氧化硫。

4 结束语

建筑工程施工中所用混凝土应满足施工要求，并将掺合料用于弥补性能的不足。但是，如果混凝土中所使用的原材料相互之间没有很好的适应性，不仅不能提高混凝土的性能，而且会导致各种新问题，导致施工的成本增加，还会造成材料的浪费。所以，为了保证混凝土工程施工质量，使混凝土材料的性能充分发挥，有必要对混凝土配合比设计中原材料对混凝土质量的影响进行分析，采用科学有效的质量控制措施，使混凝土的性能满足施工要求，保证建筑工程的整体质量。