混凝土配合比設計分析

摘 要:混凝土配合比設計是混凝土制品的關鍵技術，它直接影響建筑工程質量和投資費用，本文介紹了普通混凝土的組成和結構，分析了影響混凝土強度的主要因素，提出科學合理的混凝土配合比設計。

關鍵詞:混凝土配合比

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0129-01

建筑業是國民經濟支柱產業之一，而建筑材料和制品是建筑業的重要物質基礎。各種建筑物和構筑物中的構建大部分是以混凝土的形式出現，并在工程建設中廣泛應用，混凝土配合比設計是混凝土制品的關鍵技術，它直接影響建筑工程質量和投資費用，因此，研究混凝土配合比設計及其對性能的影響，對建筑業的發展具有十分重要的意義。

1 混凝土的組成和結構

混凝土是由膠凝材料、水、粗細集料(必要時摻一些外加劑及摻合料)按適當比例配合、攪拌、密實成型及養護而成，如圖1所示。混凝土結構70%的體積為集料，30%體積為水泥漿。水泥漿含有空氣、水、水泥，它們的比例分別為:5%、15%、10%。如表1所示。

在混凝土中，水泥漿的作用是包裹在集料表面并添滿集料間的空隙，作為集料之間的潤滑材料，使其拌合物具有良好的和易性。現常見的集料材料有:工程砂、建筑用碎、卵石。

2 影響混凝土強度的主要因素

要把合理的混凝土配合比應用在工程中首先要了解影響混凝土強度的因素。

2.1 水泥強度等級、水灰比對混凝土強度的影響

混凝土強度主要與水泥強度等級、水灰比有關，因此在混凝土配合比中水泥強度等級和控制水灰比是非常重要的。在組成混凝土的各種原材料分量相同時，所用的水泥標號越高，強度越高;當水泥強度等級一定時，水灰比又是決定混凝土強度的主要因素。為使混凝土具有一定的和易性，在攪拌成型時具有一定的流動性，水泥水化時需要一定的結合水，多余的水份便在混凝土硬化過程中產生水泡，蒸發后產生氣孔，降低了混凝土的強度。由此看出水灰比越大混凝土的強度越低，反之水灰比越小混凝土的強度越高;但是水灰比越小，混凝土的流動性就越差。這樣就必須在混凝土試配時選擇合理的水灰比，使其即滿足混凝土的強度要求又滿足混凝土流動性的要求。

2.2 水泥用量多少對混凝土強度的影響

每立方米混凝土水泥用量是根據配合比計算經試驗得來的，標準規定水泥用量不得小于一定數量的規定。水泥用量過小會使混凝土的耐久性變差，也就是混凝土受外界侵蝕的能力差，所以必須保證一定的水泥用量使混凝土澆注時有足夠的水泥漿來包裹和添充砂石之間的空隙確保混凝土的密實性。水泥用量過多，不但不經濟，而且對混凝土的收縮都會產生影響。

2.3 砂率對混凝土強度的影響

砂率對拌合物的影響較大，砂率就是混凝土集料中所占砂質量。當集料總量一定時，砂率越小，砂量不足，混凝土拌合物的流動性大，導致混凝土拌合離析、泌水;但當水泥漿用量一定時，砂率越大，砂的總表面積增大，所包裹砂子的水泥漿層太薄，砂粒間的摩擦阻力加大，混凝土拌合物的流動性變小。影響了混凝土的和易性也就影響了混凝土的強度。

3 混凝土配合比設計

為了保證工程質量以及施工的和易性及強度的要求，降低工程造價，就必須選擇合理的配合比設計。

3.1 配合比設計的基本原則

一個設計適當的配合比必須易于澆注，并用現有設備能完全搗實。易修飾性必須得到滿足，離析和泌水應降至最小。

設計不同的配合比相對費用中材料費最為重要，材料費中水泥的費用最為昂貴。因此在滿足強度要求的同時盡可能減少水泥用量。一般來說，為達到降低水泥用量的目的可采用充分澆筑密實的最小坍落度[1]。

3.2 設計內容

(1)選用高標號水泥，提高混凝土抗壓強度。

在混凝土受壓時一般都是水泥石或水泥與砂石膠結處首先裂開。使其混凝土抗壓強度達到極限，一般我們所做的混凝土抗壓都是楔型破壞。因此水泥石強度及水泥與砂石的粘結力的大小是混凝土強度的主要因素，所以高標號水泥，水泥石的強度就相對增大，水泥與砂石的粘結力也相對增大。

(2)選用最優砂率提高混凝土流動性。

不但砂、石粗細對混凝土流動性有影響，砂石的配制比例對混凝土流動性也非常之大。砂率=砂重量/(砂重量+石重量)，在混凝土配合比設計中只有選出最優砂率，才能使混凝土流動性最好。如果砂率過小，石子用量相對增大，石子和石子的距離接近，水泥砂漿在石中流動困難，使混凝土流動性變差。如果砂太多，混凝土中所需包裹的水泥漿也就加大，如果水泥漿不變，混凝土流動性也不好。如果水泥漿加大，又造成了浪費，因此砂率的控制也是非常重要的。

(3)選用合適的外加劑提高技術水平及經濟效益。

在混凝土中摻入適量的外加劑既可節省水泥，又可提高強度，縮短工期，加快模板及預制場地的周轉，改善混凝土性質和改善施工操作條件等多種技術經濟效益。

在抗滲混凝土工程中，為了方便施工即要保證混凝土具有一定的流動性還要使混凝土達到成型密實的目的。在不增加用水量和水泥用量的情況下，需要在混凝土中摻入一定量的減水劑，改善混凝土的流動性;在冬季施工中為了工程質量，需要在混凝土中摻入一定量的抗凍劑。

(4)現場施工調整配合比確保工程質量。

試驗室配制的混凝土配合比是以干燥材料為基準，現場所需的配合比含一定的水份。如果按理論配合比施工，拌合物含水就相應加大，使混凝土強度降低。因此在現場施工時必須換算成施工配合比，同時現場砂石要隨時監測它的含水量。

雖然試驗室給出了理論配合比，如果遇到炎熱、連雨天，堆放在現場的砂、石料，含水就發生變化。這樣必須根據具體情況調整混凝土中材料用量，確定施工配合比，以確保工程質量。

參考文獻

[1]張應力，等.現代混凝土配合比設計手冊[M].北京:人民交通出版社，2002.