浅谈混凝土配合比设计中值得注意的几个问题

浅谈混凝土配合比设计中值得注意的几个问题混凝土随着材料科学的不断发展，其用途也越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、互相渗透的非常广泛的领域。混凝土配合比设计牵涉到几个方面的内容：一要保证混凝土硬化后的强度和所要求的其他性能和耐久性；二要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性；三是在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料用量；四是对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求；五是达到上述要求的同时，设法降低成本。混凝土是指以普通水泥为胶凝材料，加砂子、石子、水以及外加剂（有时还要加掺合料），按一定比例配制，经过搅拌、捣实成型、养护硬化而成的一种人造石材。由于它具有原材料资源丰富、生产工艺简单、性能良好、价格低廉的特点，并且具有较高强度和耐久性，便于浇筑成各种形状的构件或整体结构，能与钢筋结合成坚固、抗振的钢筋混凝土结构，所以一直是建筑工程中广泛应用的建筑材料。由于混凝土是一种由多种成分组成的非匀质性材料，其生产工艺又包括配制、搅拌、振捣和养护等过程，加上水泥是一种活性材料。因此，原材料的质量因素和生产工艺中的某些环节都对其性能和质量有很大的、不可忽视的影响。混凝土配合比设计的目的就是要考虑到上述种种因素，提出施工中应用的最佳混凝土配合比。1混凝土配合比设计的基本原则1.1坚固性坚固性是指混凝土的强度指标，因为混凝土的质量在目前是以抗压强度指标为主要依据的。影响混凝土抗压强度的因素很多，主要有水泥强度等级及水灰比、骨料种类及级配、施工条件等。1）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，如果对水泥强度等级和品种没有选择的余地，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。2）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。3）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。4）施工条件：如果施工条件较好，并有一定的管理措施时，可适当降低混凝土的坍落度；反之，如现场施工条件较差时，应适当提高混凝土的坍落度。1.2和易性混凝土的和易性是指在一定施工条件下，确保混凝土拌合物成分均匀，在成型过程中满足振动密实的混凝土性能。常用坍落度和维勃稠度来表示。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很多，但主要一条就是用水量。增加用水量，混凝土的坍落度是增加了，但是混凝土的强度也下降了。因此，采用使用减水剂的方法成了改善混凝土和易性最经济合理和最有效的方法。1.3耐久性混凝土的耐久性是它抵抗外来及内部被侵蚀破坏的能力，我省地处严寒地带，夏季炎热干燥，冬季严寒多雪，混凝土受大气的侵蚀很严重，所以，施工验收规范对最大水灰比和最小泥用量都作了规定，但是仅仅执行这些规定还不能完全满足耐久性的要求。为了提高混凝土的耐久性，就必须在配合比设计中考虑采取相应的措施，如水泥品种和强度等级的选择，砂石级配和砂率的调整，但最主要的是用混凝土外加剂和掺合料来提高混凝土的耐久性。1.4经济性混凝土配合比的设计应在保证质量的前提下，省工省料才是最经济的。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，但必须是采用合理的措施达到综合性的经济指标才是行之有效的。首先，使用混凝土外加剂和掺合料，使用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。其次，加强技术管理，提高混凝土的匀质性。最后，根据砂石质量情况采用合理砂率和骨料级配。2混凝土配合比设计的步骤2.1熟悉现行的规范和技术标准普通混凝土配合比设计的方法和步骤，应该遵守国家建设部发布的标准JGJ55-2000《普混凝土配合比设计规程》。该标准规定了配合比设计应分三个步骤。1）配合比的设计计算；2）试配；3）配合比的调整与确定。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。此外，配合比设计还必须掌握GB50204-2002《混凝土结构工程施工及验收规范》和GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》。2.2原材料的准备和检验混凝土由四种材料组成：水泥、砂子、石子和水。目前又增加了第五种材料（外加剂和掺合料）.这些材料都有质量检验标准，通过检验对照标准，就可以知道材料的性能了。1）水泥：水泥使用前，除了应持有生产厂家的合格证外，还应作强度、凝结时间、安定性等常规检验，检验合格方可使用。2）砂石为粗细骨料，主要检验含泥量、颗粒级配等指标。3）水：拌制混凝土宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合混凝土拌合用水标准的规定。4）外加剂：由于混凝土外加剂用量较小，能够明显改善混凝土的性能，并节约水泥，提高工效，所以使用较普遍。使用外加剂应注意不仅要遵守混凝土外加剂应用技术规范的规定，还应通过试验确定外加剂混凝土的专用施工配合比。5）为调节混凝土强度等级，节约水泥，改善混凝土拌合物的性能，须在混凝土中掺入粉煤灰等掺合料，其质量应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰的规定。2.3配合比的设计计算按照工程项目提出的混凝土强度等级和技术要求，根据原材料的检验结果和施工条件，并以实践工作中总结出来的技术参数（没有时可参考标准或其他资料）进行配合比的计算工作。具体方法有两种，即绝对体积法和假定容重法。现在重点介绍假定容重法，是指计算砂石用量时是以假设每m3混凝土的重量为依据的。由于新疆地区混凝土主要是使用卵石，故计算中以卵石为准，混凝土试验和配合比中的骨料均以干燥状态为准。首先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）.计算水灰比如小于JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程规定的最大值，则可以采用。知道了水灰比就可以根据《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。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。2.4试配由于混凝土是多种材料组成的非匀质材料，加上水泥是一种活性胶凝材料，所以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。进行试配，首先应进行试拌以检查拌合物的性能。当试拌得出的拌合物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的情况下，调整用水量和砂率直到符合要求。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。混凝土强度试验时至少应采用三个不同配合比，一个是基准配合比，另外两个配合比的水灰比比基准配合比分别增加和减少0.05；用水量不变，砂率分别增加和减少1%.当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组试件标养到28d时试压。2.5配合比的调整与确定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。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。3混凝土配合比设计中应注意的问题1）计算混凝土容重时不考虑外加剂的质量。2）混凝土试配时尽量采用人工搅拌，这样可避免因机械搅拌粘浆所产生的误差，振捣采用振动台比较可靠。3）当混凝土实测容重与假定容重之差不超过假定容重值的2%时可不进行容重修正。答辩论文：论混凝土的质量控制姓名：韩素芳工作单位：山西八建集团有限公司论混凝土的质量控制混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用。因此，对混凝土的质量控制至关重要。文章对混凝土的质量控制进行了详细的阐述。关键词：混凝土；质量；控制混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用。因此，对混凝土的质量控制至关重要。根据多年从事试验检测的经验，谈谈怎样控制混凝土的质量。1、对原材料的质量控制混凝土是由水泥、砂、石、水组成，有的还有掺合料和外加剂。监理应对组成混凝土的原材料进行控制，使之符合相应的质量标准。1.1水泥质量控制水泥在使用前，除应持有生产厂家的合格证外，还应做强度、凝结时间、安定性等常规检验，检验合格方可使用。切勿先用后检或边用边检。不同品种的水泥要分别存储或堆放，不得混合使用。大体积混凝土尽量选用低热或中热水泥，降低水化热。在钢筋混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。1.2骨料的质量控制河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂，但随着河砂资源的减少和价格的上升，不少工程已使用山砂和人工砂。用于混凝土的砂应控制泥和有机质的含量。砂进场后应做筛分试验、含泥量试验、视比重试验、有机质含量试验。宜优先选用细度模数2.4~2.6之间的中砂，泵送混凝土用砂对0.315mm筛孔的通过量不宜小于15%，且不大于30%；对0.16mm筛孔的通过量不应小于5%。一般选用粒径5~31.5mm的碎石或卵石，泵送高度超过50mm时，碎石最大粒径不宜超过20mm；卵石最大粒径不宜超过25mm。石子进场后应做压碎值试验、筛分试验、针片状含量试验、含泥量试验、视比重试验。储料场对不同规格、不同产地、不同品种的石子应分别堆放，并有明显的标示。1.3拌和混凝土用水拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水，不得使用污水搅拌混凝土。预拌混凝土生产厂家不提倡使用经沉淀过滤处理的循环洗车废水，因为其中含有机油、外加剂等各种杂质，并且含量不确定，容易使预拌混凝土质量出现难以控制的波动现象。1.4外加剂质量控制外加剂可改善混凝和易性，调节凝结时间、提高强度、改善耐久性。应根据使用目的混凝土的性能要求、施工工艺及气候条件，结合混凝土的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性等因素，通过试验确定其品种和掺量。低温时产生结晶的外加剂在使用前应采取防冻措施。预拌混凝土生产厂家不得直接使用粉状外加剂，应使用水性外加剂。必须使用粉状外加剂时，应采取相应的搅拌匀化措施，并确保计量准确的前提下，方可使用。1.5掺合料质量控制在混凝土中掺入掺合料，可节约水泥，并改善混凝土的性能。掺合料进场时，必须具有质量证明书，按不同品种、等级分别存储在专用的仓罐内，并做好明显标记，防止受潮和环境污染。2、混凝土配合比的控制混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级、耐久性、坍落度的要求，按《普通混凝土配合比设计规程》难过试配确定，不得使用