普通混凝土配合比設計及試配

摘要:針對預拌混凝土企業確定混凝土配比時“重設計、輕試配”的現狀，結合配合比設計的條件要素，從混凝土配合比設計、試配、調整三個方面，系統闡述預拌混凝土配合比設計的全過程，突出強調了試配的重要性，進一步明確預拌混凝土配合比設計是在經驗、理論指導下的實踐性過程。

關鍵詞:預拌混凝土配合比 設計 適配 調整

0 引言

配合比設計是實現預拌混凝土性能的一個重要過程，也是保證預拌混凝土質量的重要環節。目前，市場上有不少

預拌混凝土生產企業配合比的確定比較隨意，表現在對試配工作的重視程度不夠，不經試驗確定配合比，純憑經驗確定配合比，想當然確定配合比，不能夠根據原材料變化情況和用戶 要求確定混凝土配合比。本文針對上述狀況，結合本人實踐經驗，系統闡述預拌混凝土配合比設計并重點講述混凝土試配過程。

1 配合比設計的條件要素

混凝土配合比設計的條件要素包括:工程信息資料、工程技術要求、原材料質量情況、環境條件、攪拌站的生產數據和經驗積累等。

1.1 任何預拌混凝土都是為工程及工程施工服務的，配合比的設計必須滿足工程要求。除滿足強度要求外，還必須滿足工作性的要求。此外，為保證混凝土工程的安全性、耐久性，還必須滿足相應技術規程、規范、標準的要求。

1.2 目前預拌混凝土市場發展迅速，市場上原材料供應緊張，原材料來源復雜，混凝土配合比的設計必須針對原材料實際狀況而確定，并能根據原材料波動情況及時作出配合比調整。

1.3 環境因素一般包括溫度、濕度、交通狀況等。不同的環境條件對配合比設計的要求不同，如夏季施工，由于氣溫較高，混凝土表面水蒸發速度較快，應考慮防止預拌混凝土干縮裂縫和混凝土坍損過大，這就要求在配合比設計時適當降低砂率，降低砂率可加快現澆混凝土表面水析出速度，以平衡混凝土表面水蒸發速度，防止干縮裂縫。同時，降低砂率還有利于減少坍損。

1.4 建立企業質量數據庫 配合比設計計算是整個預拌混凝土配合比設計的第一步，配合比設計計算，就是在掌握資料的基礎上，根據一些理論、規范經驗等選取一些參數，計算各種成分的用量。所以從設計計算的概念上，我們就可以看出經驗數據積累的重要性。任何參數的選都取都是以經驗積累為參照的，同時，計算出來的配合比經過試配后，配合比的調整乃至最終確定，也必定依據經驗積累的數據為參照。

2 試配應采用工程中實際使用的原材料

混凝土配合比的設計一般經歷三個階段，即設計計算、試配、調整。混凝土配合比的設計計算在《 普通混凝土配合比設計規程》(JGJ/T55-96)中有詳細的表述，這里不加闡述。在《普通混混凝土配合比設計規程》中有關試配、調整的內容表述得較少，而試配又是混凝土配合比設計中最重要的環節。這就要求試配所用原材料一定要有代表性，為保證試配結果對實際生產的指導意義，試配所用原材料必須要有代表性，則試配所用原材料的取樣必須要有代表性。

2.1 取樣的代表性 在料堆上取樣，因為影響取樣代表性的因素太多，(例如:料堆的大小、堆料的方向、自然環境因素、人為因素)，個人比較贊成試配所需材料最好在輸送過程中連續均衡取樣。

2.2 樣品取好后，應根據需要進行制樣 制樣必須注意兩點，一是樣品能真正代表原材料，二是樣品必須具有高度均勻性。常用的制樣方法為四分法。

2.3 所有原材料，都必須嚴格根據國家標準檢驗后，才能根據檢驗結果計算配合比，進行試配。當然，在實際工作中，可能來不及等所有原材料檢驗結果出來以后，就要進行試配，那么，作為試配方案確定的人員，就要注意收集原材料統計數據，著重做好下面的工作:

2.3.1 日常收集原材料供應商的檢驗、試驗報告。

2.3.2 建立企業自身對原材料檢驗的數據庫，對各供應商供應的原材料要建立獨立的分析臺帳，并根據統計、分析結果，定期評價供應商檢驗報告的可靠性和準確程度，供應商檢驗報告長期可靠、準確的在混凝土配合比設計計算時，報告結果可直接應用。

2.3.3 對定點供應的水泥，要掌握水泥的強度增長規律，并能用回歸分析法依據水泥早期強度推定水泥的28天強度。

3 試配前的調整

在混凝土強度試驗的配合比確定過程中，必須根據混凝土配合比設計條件要素，正確選取水灰比，砂率、用水量等，稱之為試配前調整。

3.1 根據原材料狀況選擇合適的參數，進行配合比設計在《普通混凝土配合比設計規程》中，就參數的選取，有一些規定，這些規定，也是根據生產實踐中的經驗得來的，可直接使用，例如:

在用水量的確定上，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加5-10kg，采用粗砂時，則可減少5-10kg，對流動性、大流動性混凝土的用水量，以坍落度90mm的用水量為基礎，按坍落度每增大20mm，用水量增加5㎏.對砂率的選取有下列規定:①對細沙或粗砂，可相應地減小或增大砂率。②對單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大。③對薄璧構件，砂率取偏大值。

上述內容，均為規程中根據原材料狀況，對配合比設計參數的選擇進行確定，日常生產中碰到的情況，往往要復雜的多，這就要求我們根據原材料檢驗結果，綜合考慮各方面因素，做好設計參數的選擇，對能夠根據原材料檢驗結果來確定的參數，一定要先檢驗后確定參數，以確保配合比計算結果的可靠性。

3.2 日常做好影響混凝土性能(包括強度)的敏感因素分析 當原材料質量特性發生變化時，要分析其對混凝土性能有無影響，影響大小。對影響較大的因素，可采用回歸分析法，確定原材料特性值的變化對混凝土性能的影響，具體到混凝土配合比設計計算時，就是原材料質量特性值對設計參數選取時的影響。以設計參數為因變量，原材料某一質量特性值為自變量(假設其它因素相對穩定情況下)，建立相應函數關系。無明顯函數關系或找不出函數關系，但對混凝土性能影響較大的特性值，其與設計參數的關系也可用數據列表的形式表示。

通過上述手段，使我們能夠合理估算某一因素的變化對混凝土性能的影響，并作出相應設計參數選擇的調整。

3.3 正確認識試配前的調整

3.3.1 試配前調整是經驗性調整 試配前調整是以經驗、數據積累為基礎的調整。

3.3.2 試配前調整是趨勢性調整 當我們確定某一條件要素發生變化時，必須計算這種變化對混凝土性能的影響，設計計算時，就要合理選擇參數，以消除這一因素變化，對混凝土性能的影響。

3.3.3 試配前調整，是定性調整 我們能夠對某種因素(在其它因素不變的情況下)的影響做定量分析，做定量分析只是調整過程中的一個手段。但實際上，各種因素之間是相互影響的，混凝土性能是否符合設計要求，也是各種因素共同作用的結果，必須以試配的結果為驗證，所以試配前的調整是定性的調整，最終參數的選擇還必須以試配結果為確定。

3.3.4 試配前調整，不能代替試配后的調整，更不能代替試配。

3.4 用16-35mm單粒級石子配制泵送混凝土的試配前調整舉例 在預拌混凝土生產企業，由于市場原材料供應緊張，或因其它方面的原因，造成只能用單粒級石子生產泵送混凝土的情況較多存在，與使用連續粒級石子生產混凝土相比，使用單粒級石子混凝土配料易造成:

3.4.1 混凝土強度偏低;

3.4.2 混凝土和易性、保水性較差，易造成混凝土離析;

3.4.3 混凝土流動性、可泵性較差。

針對上述情況，配料時應作如下調整:①依據各企業自身的生產試驗、統計數據，來提高單方混凝土的水泥用量，降低水灰比。②提高砂率使用單粒級混凝土配料，由于粗集料間的空隙率較大，必須提高砂率，用較多的砂漿來填充粗集料間空隙，以保證混凝土的密實性和流動性。③提高砂漿稠度。由于16-35mm單粒級石子，自重較大，容易下沉，必須提高砂漿稠度，以增加對石子的下沉阻力，防止混凝土離析、泌水。④控制好混凝土坍落度。混凝土坍落度過大，更易離析泌水。⑤選擇合適的外加劑用量，通常，預拌混凝土生產企業使用的外加劑是復合型外加劑——減水緩凝泵送劑，所以在外加劑的用量上，必須綜合平衡減水、緩凝、增稠這三項功能，最大限度滿足實際工程要求，用單粒級石子配料時的外加劑用量，要首先滿足混凝土工作性的要求。在滿足工作性要求的前提下，考慮最大限度滿足減水要求(強度要求)。

4 試配時的拌和方法必須與生產實際相吻合

實踐表明，混凝土攪拌方法，對混凝土的性能具有一定的影響，特別對混凝土坍落度和坍落度損失影響較大。

預拌混凝土的攪拌方法通常分為一般加水法和分開投料法。分開投料發又分為一次加水法和二次加水法。

目前，預拌混凝土攪拌站采用不同商家設計開發的生產控制軟件，往往具有不同的攪拌方法，這就要求我們在試配時，必須熟悉自身攪拌站的攪拌方法，然后據此制定試配的攪拌方法，選擇與實際生產方法相吻合的試配攪拌方法。

5 試拌及強度試驗

按計算的混凝土配合比首先進行試拌，檢查拌和物的坍落度和工作性。當坍落度和工作性不能滿足要求時，應在保證水灰比不變的條件下，相應調整用水量和砂率，直到符合要求為止，可以確定此時配合比為強度試驗基準配合比。

混凝土強度試驗至少采用三個不同配合比，一為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增加或減少0.05，其用水量與基準配合比基本相同，砂率分別增加或減少1﹪.

至于每次試配的試塊組數，應該說在條件(材料、時間、人力)許可的情況下，多多益善，因為強度試配試塊組數越多，試配結果的可靠性越大，在強度試配試塊組數的選擇上，應盡量滿足數據統計分析和強度檢驗評定的要求:

5.1 根據28d強度，統計3d、7d強度增長率;

5.2 分別計算3d、7d、28d強度的標準偏差及強度變異系數;

5.3 采用回歸分析法，找出用3d強度推導28d強度的公式;

5.4 根據GBJ107《混凝土強度檢驗評定標準》，對試配的結果進行強度檢驗評定。

6 混凝土配合比試配后調整

一次性試配的結果，不一定能達到預期的效果，這就要求我們在試配結果的基礎上進行調整。

6.1 通過檢查試拌混凝土的坍落度和工作性，確定適宜的用水量。

6.2 通過檢查試拌混凝土的工作性和凝結時間，確定適宜的外加劑(緩凝減水泵送劑)用量及砂率。如保水性不好，凝結時間過長的可適當減少外加劑使用量及適當提高砂率。如果拌和稠度過大，坍損較高，可適當增加外加劑用量或適當降低砂率。

當然，外加劑用量的調整，必然會影響到減水效果，必須調整水灰比及用水量。

6.3 以混凝土強度檢驗結果，確定混凝土水灰比，并以此為依據，計算各種膠凝材料用量。強度檢驗結果偏高，可適度提高水灰比，強度檢驗結果偏低，可適當降低水灰比。水灰比的調整幅度參照水灰比和強度關系曲線，并根據試配結果來確定。

當生產任務較緊，可檢驗混凝土1d或3d強度，再參照以往數據積累，根據1d或3d強度用回歸分析法推導28d強度，再依據推導出的28d強度結果，調整混凝土水灰比。

6.4 以實測的混凝土容重和試拌時確定的砂率為依據，分別計算粗、細集料的用量。

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Title:The Design and Trial-Mixing of Ordinary Concrete Mixing Proportion in Ready-Mixed Concrete Mixing Station

Abstract:In the light of the situation in which the ready-mixed concrete plants “emphasise design and belittle trial-mixing” in determining the mixing proportion， the present essay systematically discusses the whole process of the design of the mixing proportion of ready-mixed concrete from the three aspects of design， trial-mixing and adjustment by incorporating the elements in the design of mixing proportion. The essay emphasizes the importance of trial-mixing and makes it clear that the design of the mixing proportion of ready-mixed concrete is a practical process under the guidance of experience and theory.

Key Words:mixing proportion of ready-mixed concrete， design， trial-mixing， adjustment