南北方混凝土配合比設計之比較

高國成

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山東　威海　264200）

南北方混凝土配合比設計之比較

高國成

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山東威海264200）

本文對比分析了我國南北方混凝土配合比設計的差別，以及由此產生的混凝土性能的差異、混凝土生產的特點和施工、應用、技術管理等情況。旨在提醒各地的技術人員，混凝土的配合比不是一成不變的，需要技術人員全面把控，靈活應用。

混凝土；配合比；設計

0　前言

隨著商品混凝土業的蓬勃發展，商品混凝土材料的不斷革新，混凝土配合比設計技術也不斷與時俱進。各個商品混凝土攪拌站都在不斷研究試驗優化配合比，使之達到配合比設計更加滿足強度、施工性、耐久性和經濟性的要求。由于近幾年房地產業不景氣，造成下游商品混凝土產業競爭加劇，并購越來越多。對于一些競爭實力小，技術和管理落伍的攪拌站基本上停產的停產，被收購的收購。對于商品混凝土研發部門的技術要求越來越高，通過應用新材料和優化配合比等技術手段滿足強度、施工性、耐久性要求下，最大限度降低混凝土配合比成本。由于南方專門做攪拌站的企業到北方收購筆者攪拌站的原因，筆者有幸接觸到南方生產混凝土配合比設計思路以及投入到北方進行實際生產混凝土的應用。作為一名混凝土配合比設計人員，對此應用情況和北方混凝土配合比設計以及應用情況做一下比較。

1　設計的立腳點

據了解，南方混凝土配合比設計最大的亮點就是充分發揮外加劑的減水性能，即充分運用外加劑最高減水率來設計每個型號的配合比，從而最大程度地降低用水量，最大程度使用較少的水泥用量作為配合比的設計宗旨。其次，適當降低水膠比，提高混凝土的摻合料用量。這種設計的主角就是外加劑。這就要求外加劑的品質要好，這樣才能在這種混凝土配合比設計的思路下更好充當主角，才能設計出滿足要求的混凝土。而北方混凝土配合比設計的思路是均衡看待各種材料在混凝土配合比設計中的角色。在混凝土中，各種材料都是主角，又都是配角。對于外加劑也僅是通過摻量和減水率之間的對應關系來設計不同的混凝土強度等級。

2　計算設計差異性

南方混凝土配合比設計基本上根據現有材料和外加劑最大減水率確定用水量，比如通過試驗確定固定用水量比如為145kg/m3，然后根據固定水膠比 W/B=αafb/（fcu,0+αaαbfb），很方便求出配合比其他組分的用量。這種模式基本上不需要測定外加劑減水率，設計簡單清楚。而北方混凝土配合比設計是利用外加劑摻量和減水率之間的關系來確定用水量，即mwo=m/wo(1-β)，這樣的用水量基本是靈活的，用水量根據實際減水率來確定。這樣設計就要求對外加劑的摻量和減水率有一個準確的把握。根據不同的強度等級靈活取用。

3　配合比設計原則

混凝土配合比設計原則滿足強度、工作性、耐久性和經濟性的要求。南方混凝土配合比設計為了充分發揮外加劑在混凝土中的作用效果，摻量往往相對很大，外加劑在混凝土成本也相對上升。總之，最終的外加劑上升的成本與各種材料之間降低成本差價即可達到配合比優化的目的，即混凝土的經濟性。而北方混凝土講究的是一個平衡，各種材料都是主角，所以最終的性價比也是能滿足經濟性要求的。對于配合比設計強度主要取決于膠凝材料的強度和水膠比 W/B，所以無論南方還是北方的配合比設計立腳點再怎么不同，最終都是可以滿足強度設計要求的。如果從混凝土本身穩定性來看，南方混凝土膠凝總量相對偏少，化學穩定性相對較高，耐久性好。而北方混凝土膠凝總量相對偏多，化學穩定性差，但是由于膠凝總量相對較高，還沒有水化的膠凝材料對于抵御外界環境的能力增強。從耐久性的角度分析各有優劣。但都能滿足 GB/T50746—2008《混凝土耐久性設計規范》的要求。為什么把工作性放到最后進行比較呢？因為南、北方配合比設計出混凝土的工作性能差別非常大。南方混凝土由于用水量偏低，外加劑用量偏高，混凝土的流動性、凝聚性、保水性等工作性能更具有外加劑左右的狀態性能。就是施工一線人員所反饋的信息“你們家混凝土是不是加膠水了”，而相對北方混凝土對不同強度等級取用不同外加劑摻量和不同的用水量，最終生產出的混凝土狀態更加柔和，就像最早混凝土不摻加外加劑一樣。

4　生產環節的比較

南方混凝土由于采用低用水量，高摻外加劑用量，就造成混凝土的狀態更接近高強度混凝土的性能特點。攪拌主機要是完全把外加劑充分攪拌均勻，需要的攪拌時間就大大延長，由于攪拌初始，外加劑效果不能完全發揮出來，造成了攪拌里面缺“水”，攪拌摩擦力增大。而北方混凝土設計追求平衡設計，即所謂的不缺“水”攪拌相對輕松，摩擦力相對小，外加劑用量少，更容易攪拌均勻，攪拌時間短。通過實際情況比較，北方混凝土配合比設計出的混凝土，對于混凝土攪拌主機磨損更小和攪拌效率高。

對于攪拌運輸中，由于南方混凝土更偏向使用外加劑來調整混凝土，所以混凝土的狀態偏粘，更容易粘在攪拌罐體里。沖刷效果也不太理想，據了解，如果混凝土方量大的時候，再加上管理不善，可能不需要多長時間，混凝土攪拌罐就需要清理一次。如不清理，運輸效率就會偏低。而北方混凝土不同，混凝土本身摻加外加劑用量偏少，混凝土用水量高，即使膠凝總量偏高一些，通過水沖刷攪拌，更容易清理，減少了凝固在罐體的混凝土漿體。

現代混凝土施工大部分情況都采用泵送設備進行泵送混凝土。南方混凝土的配合比由于混凝土粘聚性大，泵送阻力大，對泵送管壁摩擦力也大。這就造成了泵送設備油耗增大，泵管損壞嚴重，泵送效率相對偏低。而北方混凝土配合比設計恰恰相反，泵送速度快，甭管泵送順暢，泵管摩擦力小，泵送效率相對提高。

南方混凝土的特點粘性大，流動性高。這就要求施工要及時跟上，這樣施工會更為方便，而北方混凝土的特點偏向柔和，對施工的素質要求偏低。南方混凝土如果施工速度跟不上或者間歇時間長，混凝土找平相對費勁。所以南方混凝土使用到北方來，施工工人很難適應緊張的混凝土澆筑工作，否則會造成混凝土的一些澆筑質量缺陷問題。

5　技術管理比較

南方混凝土配合比設計外加劑摻加量高，由于混凝土中外加劑與其他材料之間存在一定的適應性關系。如果外加劑摻量高，對其他材料質量穩定性要求更會嚴格。一旦其他材料有細微的變化，混凝土狀態發生明顯變化，控制難度相對較大。這就要求配備更多的技術人員，對每一個質量環節都要時刻警惕。比如說砂含水的控制就要嚴格對待，一旦出現差別，可能就會造成混凝土和易性發生裂化，不能滿足工地施工的要求。

北方混凝土配合比設計更均衡各種采用的使用，所以對材料的細微變化，基本不會影響混凝土的整體狀態。除非采用有明顯的變化和技術管理的失控等原因造成混凝土和易性變差等情況。同時北方的實驗室人員配備也是非常少，甚至很多站配備不到要求的一半的技術人員，這無形也造成了技術管理上的缺失。

最后，通過以上比較和成本比較，如果水泥價格相對高的情況下，南方混凝土會相對經濟。但如果把南方這種配合比運用到北方來，面臨的質量控制，客戶滿意度大大降低，因為，北方人已經喜歡北方的配合比設計模式，通過我站在實踐中運用南方配合比進行施工，造成了一系列不適應的負面影響。南北方的混凝土差異性造就了很多模式不能“拿來主義”。南方的技術人員看待北方的混凝土很不舒服，總感覺混凝土狀態很“死板”，沒有南方那種外加劑調出的“活性”。所以無論哪種模式，作為混凝土配合比設計人員都要全面把控設計的原則，而這種設計出的成果最終運用到實踐中去，去滿足、去適應、去改進。這樣才能設計出更加滿意的高品質混凝土。

［通訊地址］威海市經濟技術開發區環山路高家莊（264200）

高國成，威海冠宏商品混凝土有限公司，總工。