普通混凝土配合比設計中主要參數的確定及計算

劉軍

(勝利油田檢測評價研究有限公司，山東 東營 257000)

混凝土是由膠凝材料、水、粗細集料以及必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料，按一定的比例配合，經攪拌、搗實成型、養護硬化而成的一種人造石材。混凝土配合比是生產、施工的關鍵環節之一，確定配合比中的主要參數，對保證混凝土工程質量和節約資源具有重要意義。

1 混凝土配合比中主要參數的確定

1.1 混凝土配制強度

混凝土配制強度對生產施工的混凝土強度應具有充分的保證率。混凝土配制強度的確定關鍵是確定混凝土強度標準差，當具有1個月～3個月的同一品種、同一強度等級混凝土的強度資料，且試件組數不小于30時，混凝土強度標準差應《普通混凝土配合比設計規程》進行計算;無相關統計資料室，混凝土強度標準差的取值要按照混凝土強度設計等級范圍進行。配制強度除應滿足《普通混凝土配合比設計規程》要求外，還要滿足耐久性、抗蝕性和特殊工程(如水下)、特殊氣候條件下的要求。計算時先按規程中的公式計算，再查其它要求確定。

1.2 水膠比

混凝土水膠比的確定關鍵是確定膠凝材料28天膠砂抗壓強度，然后按照規程中的公式進行代入計算。而確定膠凝材料28天膠砂抗壓強度首先確定水泥28天膠砂抗壓強度，可實測，試驗方法按現行國家標準《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》執行;當無實測值時，可按水泥強度等級值與對應富余系數的乘積計算確定。按計算出的水膠比值，不僅要能滿足強度要求，還要滿足耐久性、特殊工程、特殊氣候條件的要求。計算時先按公式計算再查其它要求確定。

1.3 外加劑用量

一般情況外加劑成品不能直接應用于混凝土中，試驗室應進行適應性試驗，一定要評定合格后方能使用。好的外加劑，摻量低，減水效果好，含堿量低，拌制的混凝土和易性好，在一定時間內塌落度損失小，早期強度高。如果試拌的混凝土流動性、粘聚性、保水性差，塌落度損失快，不要使用。可采用以下方法進行考察:混凝土拌和好后，堆成一個錐體，錐體周圍不能見到泌漿，更不能見到泌水，石子應淹沒在砂漿中，無露石。在坍落度試驗提筒后，坍錐曲線應圓順，似倒扣鐵鍋，不能成“草帽”狀。試驗選定時，常為小樣，成批到貨后，一定要驗證其與小樣品質量是否一致。混凝土中外加劑的用量以膠凝材料用量與外加劑摻量的乘積來確定。

1.4 砂率

砂率對混凝土拌合物性能影響較大，應根據砂石料種類、技術性能和混凝土拌合物性能結合施工工藝、工程特點綜合確定。混凝土砂率的確定要根據坍落度值來確定。對于細砂或粗砂，可相應地減少或增大砂率;采用人工砂配制混凝土時，砂率可適當增大;當只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大。對于有特殊要求的混凝土，其砂率的選用還應符合相應的要求，以滿足施工性能、其它力學性能、長期性能和耐久性能的要求。

2 混凝土配合比設計的基本步驟

2.1 確定計算配合比

按照現行標準《普通混凝土配合比設計規程》的規定，對混凝土配合比進行計算，依次確定混凝土配制強度、水膠比、用水量、膠凝材料、礦物摻合料和水泥、外加劑的用量、砂率、粗細骨料用量。

2.2 試拌配合比

在試拌調整過程中，在計算配合比的基礎上，保持水膠比不變，盡量采用較少的膠凝材料用量，以節約膠凝材料為原則，通過調整外加劑用量和砂率，使混凝土拌合物坍落度及和易性等性能能滿足施工要求，提出試拌配合比。

2.3 混凝土配合比的試配

混凝土強度試驗的目的是通過三個不同水膠比的配合比的比較，得到滿足配制強度要求、膠凝材料用量經濟合理的配合比。因此強度試驗在混凝土拌合物調整適宜后開始，采用三個不同水膠比的配合比，其中一個應為試拌配合比，另外兩個配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加和減少0.05(高強混凝土要求分別增加和減少0.02)，用水量應與試拌配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。也就是說采用三個不同水膠比的配合比的混凝土拌合物性能應維持不變，即維持用水量不變，增加和減少膠凝材料用量，并相應減少和增加砂率，外加劑摻量也進行微量的減少和增加。

2.4 進行抗壓強度試驗

一般情況下，混凝土強度試件對28d齡期進行抗壓試驗;當規定采用60d或90d等其他齡期的設計強度時，混凝土強度試件應在相應的齡期進行抗壓試驗。

2.5 回歸分析

通過用三個試配的抗壓強度(y值)和膠水比(x值)進行一元回歸分析，建立回歸方程。

2.6 重新計算水灰比

用配制強度代入回歸方程，計算出相應的水灰比。

2.7 計算理論配合比，并經試驗驗證

以用回歸方程計算出的水灰比、參照原相應的設計結果，綜合確定新的配合比，并制作1組試件，驗證28天的抗壓強度，同時應驗證坍落損失和拌合物密度。

2.8 確定施工理論配合比

根據驗證結果，確定施工理論配合比。

3 結束語

普通混凝土配合比設計適用范圍廣泛，除一些專業工程以及特殊構筑物的混凝土外，一般混凝土工程都可以采用。進行普通混凝土配合比設計時要充分考慮混凝土配制強度、耐久性能、施工工藝、有無特殊要求、經濟合理等諸多因素，設計出科學、合理經濟、的施工理論配合比，從而保證混凝土工程質量和節約成本。