淺談混凝土配合比質量控制

1.李家俊 2.侯天麗 1.張天曉

1.西雙版納州建筑工程質量監督站 2.西雙版納建筑安裝有限責任公司

淺談混凝土配合比質量控制

1.李家俊 2.侯天麗 1.張天曉

1.西雙版納州建筑工程質量監督站 2.西雙版納建筑安裝有限責任公司

隨著我國經濟建設的蓬勃發展和工程技術的全面進步，建筑施工水平不斷提高， 自2015年9月1日起國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015實施，對建筑工程中的混凝土施工質量提出了更高的要求。如何不斷提高混凝土工程的施工質量，確保在使用過程中充分發揮其安全、穩定、高效作用，成為基礎、主體結構施工技術及質量控制的重點;

混凝土配合比質量控制 防治措施

一、引言

隨著我國經濟的發展，在“一帶一路”的戰略目標下，西雙版納州作為東南亞“橋頭堡”大力發展建設工程項目，混凝土質量合格在建設工程中是基礎和主體結構重要指標，在建設中混凝土經常出現了一些質量問題，下面我就結合近幾年的工作經驗和大家探討下混凝土配合比質量控制措施；

二、背景資料

1、案例：現有某施工單位承包了景洪某工地高層建筑基礎地下室和主體施工，地下室筏板為1500mm厚，60000×100000mm鋼筋混凝土筏板基礎，地下室有鋼筋混凝土消防水池，混凝土強度為C35抗滲等級為P8。根據地勘報告，地下有壓力(軟水)，根據施工計劃，采用自拌泵送混凝土施工。基礎混凝土施工計劃提前40天備料。當地市場調查可選材料如下：

水泥：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥，粉煤類硅酸鹽水泥，強度等級有32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R。

碎石：考察石場，2#料粒徑為31.5mm～10mm，3#料粒徑為10mm～5mm，機制砂為小于5mm(碎石生產時最底層料，主要含砂、石粉、泥)。

砂：有流砂河砂(中砂)，瀾滄江砂(中砂)

外摻料：粉煤灰

外加劑：高效減水劑：NNO，摻量1%，減水率為14%～18%;早強劑：氯化鈉、氯化鈣，三乙醇胺; 緩凝劑：糖蜜、木質素磺酸鈣;泵送劑：需要時采用。

三、根據背情資料和工程實際需要初步選擇原材料。

1、“地下室筏板為1500mm厚”是屬于大體積混凝土，混凝土開裂是主要控制指標，水化熱是關鍵，水泥含堿量應小于0.6%，此外，應進行水化熱檢驗，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。 選擇低水化熱的水泥，如：礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥，粉煤類硅酸鹽水泥。

2、“地下室為鋼筋混凝土消防水池”混凝土要考慮抗滲的要求。要求改善混凝土“內部結構或是堵塞混凝土內部毛細管通路”如：提高粗細骨料的顆粒級配；減小水灰比；降低孔隙率；減少滲水通道。摻入外加劑提高密實度。可加減水劑，氯化鈣，三乙醇胺。

3、“地下有壓力(軟水)”根據水泥性能，本案例不宜選用普通硅酸鹽水泥(軟水侵蝕混凝土不宜選擇)。易用選礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥為宜。

4、“自拌泵送混凝土”，需要考慮混凝土的“強度、和易性、耐久性”，并滿足泵送的要求。如：碎石粒徑，水灰比、單位用水量和砂率。

5、“混凝土強度為C35”，強度等級C30及以下，水泥強度為混凝土設計強度等級的1.5～2.5倍。C30～C50時，水泥強度為混凝土設計強度等級的1.1～1.5倍。C60及以上時，水泥強度為混凝土設計強度等級的1.0，但一般不低于0.7。

綜合上述，水泥：優先選用強度等級42.5礦渣硅酸鹽水泥較為合理；砂：當地有瀾滄江砂、河砂及人工砂三種，應通過試驗，計算出合理的顆粒級配。

考慮加入粉煤灰，進一步減少水泥水化熱，提高抗慘性，對混凝土強度略有影響；外加劑：加緩凝劑、泵送劑等，通過試驗確定單一使用，還是科學混合使用。

四、擬定混凝土配合比設計試驗計劃書。

1、先做水泥試驗，確定混凝土配合比需要的參數。4天內出結果。提供指標：細度，凝結時間(初凝、終凝)，體積安定性，強度。

2、砂、石材料分析，為混凝土試配做準備，根據混凝土的基本指標要求，確定材料是否能用。當條件不滿足時，考慮多種材料合理搭配使用。7天內完成。

① 石：強度(巖石立方體抗壓、壓碎指標)堅固性；篩分試驗進行顆粒級配分析；表觀密度；堆積密度和緊密密度；含泥量；含泥塊量；含水率；針狀和片狀顆粒的總含量；硫化物及硫酸鹽含量；堿活性試驗。

② 砂：篩分試驗進行顆粒級配分析；表觀密度；堆積密度和緊密密度；吸水率；含水率；含泥量；人工砂及混合砂中石粉含量；人工砂壓碎值；硫化物及硫酸鹽含量；堿活性試驗；砂中有機物含量；砂中云母含量；砂中輕物質含量；砂的堅固性；砂中氯離子含量含量。

3、根據要求計算混凝土施工配合比。調整水灰比、砂率、摻合料、外加劑等，使各項指標綜合最優狀態。1天內完成。

4、制作試塊，養護。28天內完成。7天試塊值可供參考(偏差較大)。

5、試壓，比較試驗結果。試驗結果：應同時滿足混凝土抗壓強度、混凝土抗滲要求，并滿足低水化熱、泵送等施工要求。

五、水泥、粗骨料、細骨料試驗結果。

1.水泥試驗結果：選用強度等級42.5礦渣硅酸鹽水泥；2.碎石試驗結果：碎石通過多次篩分試驗，2#料摻量為：15～25%，3#料摻量為：75～85%才能要達到最佳連續顆粒級配；3.砂試驗結果： 通過試驗當地有瀾滄江砂、河砂及人工砂三種，最能滿足使用及規范要求的是：瀾滄江砂(中砂)；4.施工用水選定經過處理的自來水(生活用水)。試驗結果氯離子含量210mg/L，符合《混凝土用水標準》規定。

六、混凝土配合比的確定。

1、根據背景混凝土強度為C35抗滲等級為P8。計算混凝土配合比如下；

2、混凝土配制強度按下式計算：

式中 fcu,0——混凝土配制強度(MPa)；

fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值(MPa)；

σ——混凝土強度標準差(MPa)。

標準差σ值(MPa)

3、計算水灰比

按下列公式計算要求的水灰比值：

式中 W/C——混凝土所要求的水灰比值；

A、B——回歸系數；當不具備試驗資料時，對碎石混凝土可取A＝0.53，B＝0.20；對卵石混凝土可取A＝0.49，B＝0.13。

對著前面的洼地，對著山羊，王婆追蹤過去痛苦的日子。她想把那些日子捉回，因為今日的日子還不如昨日。洼地沒人種，上崗那些往日的麥田荒亂在那里。她在傷心地追想。

fce——水泥實際強度(MPa)

4、用水量選定

摻外加劑時的混凝土用水量按下式計算：

式中：mωα——摻外加劑混凝土每立方米混凝土中的用水量(kg)；

mω0——未摻外加劑混凝土每立方米混凝土中的用水量(kg)；

β——外加劑的減水率(%)根據產品使用說明書由試驗確定。按骨料品種、規格及施工要求的塌落度值通過試驗確定選擇每立方米混凝土的用水量為180(kg)摻用各種外加劑或摻合料時，可相應增減用水量。

5、摻合料及外加劑的選定

礦物摻合料及外加劑在混凝土中的摻量應通過試驗確定，摻合料選定為Ⅱ類粉煤灰摻量為10%，減水劑或泵送劑根據產品使用說明書由試驗確定摻量為0.2%。

每立方米混凝土的水泥用量(mco)按下式計算：

7、粗、細骨料的確定

應按下列公式計算：

式中 mc0——每立方米混凝土的水泥用量(kg)；

mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量(kg)；

ms0——每立方米混凝土的細骨料用量(kg)；

mw0——每立方米混凝土的用水量(kg)；

βs——砂率41%(根據骨料品種、規格及施工要求通過試驗確定)

mcp——每立方米混凝土拌合物的假定重量(kg)，其值可取2350～2450Kg。

代入公式：mc0＋mg0＋ms0＋mw0＝mcp

383＋1.44 ms0＋ms＋180＝2400

ms0＝753(kg)每立方米混凝土的細骨料用量；mg0＝1084(kg)每立方米混凝土的粗骨料用量；

通過試驗調整水灰比、砂率、塌落度、和易性，在標準養護28d混凝土試壓結果后，最終確定能滿足設計要求及施工工藝要求的配合比是：1：1.76：2.54：0.42：0.002

mc0——每立方米混凝土的水泥用量378(kg)；

ms0——每立方米混凝土的細骨料用量740(kg)；

mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量1065(kg)；

mw0——每立方米混凝土的用水量175(kg)；

βs——砂率41%

粉煤灰摻量為42(kg)；減水劑摻量為0.84(kg)；

七、 結束語

混凝土工程是建筑物的重要組成部分，在結構的安全、可靠度和耐久性方面起至關重要的作用。混凝土工程的施工過程有混凝土的制備、運輸、澆筑和養護等，其施工質量的好壞，直接關系到整個建筑物的安危和壽命。因此，做好混凝土工程施工過程的質量監控，對提高建筑工程的建筑水平、提升工程質量、保障工程發揮效益意義深遠。

[1] 普通混凝土配合比設計規程JGJ55-2011

[2] 建設用卵石、碎石GB/T14685-2011

[3] 建設用砂GB/T14684-2011

[4] 混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-2015