混凝土配合比的合理設計方法

（華東交通大學， 江西 南昌 330013）

0 前言

混凝土是當今建筑施工中應用最為廣泛的建筑材料，它的結構強度比較高，并且具有極為良好的塑性性能，因此能夠廣泛增加鋼筋的使用強度，在土建施工中的應用比較廣泛。

影響混凝土質量的因素比較多，但是究其根本來說，混凝土配合比的合理設計是其質量保證的最重要因素。近些年來，科學家對于混凝土的材料配合比設計進行了卓有成效的研究，形成了許多豐富的參數數據，這些參數對于在施工過程中指導混凝土的配合比設計具有非常良好的示范作用與實用價值。

1 進行混凝土配合比設計的相關原則

在混凝土配合比設計中，需要考慮占多數材料的水泥的相關性質，這種材料能夠將若干礦物的粉體材料以及外加劑摻和在一起，形成一種膠狀的漿體，同時再加上沙石一起進行相應的攪拌，形成混合的混凝土結構，然后將混凝土澆筑在柱梁墻板的各種模型中，形成牢固的混凝土材料。在進行混凝土配合比的設計過程中，除了需要要求作為主要的材料的水泥保持一種均勻的狀態之外，同時還需要在攪拌中保持均勻的速度，這樣才能夠使得砂石充分的與漿體形成包裹的姿態，然后再通過對于混凝土的振搗，使得水泥沙石能夠緊密的交接在一起，形成一種致命的混凝土結構。如果對于混凝土的性能要求比較高，比如說需要泵送高度較高的混凝土以及需要自密實的混凝土材料，我們還需要要求混凝土具有極高的密實度以及流動性。在進行混凝土施工的過程中，需要使得砂石等等骨料能能夠懸浮在混凝土的膠結材料中。我們在對于混凝土進行攪拌的過程中，會帶動一部分空氣進入，同時由于摻加擠的影響，也會吸附一定體積的氣體，因此混凝土的材料是由固態、氣態、液態等等多種成分組合成的一種混合材料。在這混泥土進行配合比設計時，必須要遵循以下幾項基本的原則

（1）混凝土的整體是由膠結材料的體積、外部空氣的體積、砂體積以及石塊的體積等等來構成，在進行混凝土的配合比設計時，要著重關注這四部分的體積配比；

（2）在混凝土材料中，水泥直接決定了整體的施工質量以及混凝土結構強度和耐久性要求。因此在進行混凝土配合比設計是我們要緊抓水泥的資料，選擇質量較好，性能較高的水泥產品，同時對于水泥進行施工的過程中，要注意水灰比以及單方水量的使用，在某些情況下，可以使用高效減水劑，摻合料的資料要進行有效的控制，這樣才能夠配置合理的混凝土材料。

（3）混凝土中所用的砂石，需要緊密的粉狀顆粒結構，能夠形成緊密堆積的特點；

（4）對于新型的混凝土，要必須達到施工工藝的標準和要求；

（5）混凝土在經過振搗以后，需要滿足結構性能的相關指標，還要對于混凝土進行養護，使得混凝土的整體框架結構的抗拉性能以及抗剪性能，彈性模量等等達到相關實驗需要。

本文主要對于混凝土結構在配合比設計時相關的方法進行理論研究。

2 混凝土配合比設計方法

我們一般將混凝土可以分為干塑性混凝土、低塑性混凝土以及流動性混凝土和大混凝土等等幾種類型。對于干塑性混凝土我們可以直接將水泥與水進行有效的融合，如果塑性混凝土是塑性的混凝土漿體應該再添加一定的外加劑以及減水劑，流動性的混凝土需要加高效減水劑，并且在流動性混凝土以及大流動性混凝土中，我們還需要添加足夠質量的粉煤灰，這樣有利于形成混凝土的和一些方面工程進行施工。為了提高混凝土整體的耐久性以及強度，我們可以在混凝土中添加一些礦渣。

混凝土在進行配合比設計時，除了要求考慮到施工相關的性能之外，同時還要滿足結構的強度以及耐久性的要求。第一步我們需要選用強度等級合理的水泥品種，水泥的質量以及強度需要符合實際的需求，同時需要按照項目的實際情況確定合理的減水劑，然后再確定合理的摻合料，這樣才能夠配置出符合設計要求的相關漿體。

在建筑工程中，我們為了貫徹節能減排的綠色目標，必須要廣泛采用綠色節能施工技術，因此在混凝土配比進行設計時，我們要廣泛使用工業廢渣，盡可能減少對于水泥的使用量，同時在混凝土中礦物摻合料取代水泥的用量不宜低于50%。

對于配制出的漿體材料，我們需要要求具有一定的流動性，流動性的主要性能和減水劑的用量以及性能有很大的關系，漿體材料的粘性則與膠體材料的性能直接相關，需要根據現場實際的情況，對于混凝土的聯系及相關的調整。

在制定出科學合理的混凝土漿體情況之下，我們還需要對于混凝土的砂石體積合理的設計，用于獲得最密實的堆積效果。在這里，我們可以利用著名的弗羅斯連續級配的理論，實驗證明如果采用25毫米以及20毫米的砂石，進行合理的配比之下，可以將空隙率控制在 35%以內，如果按三四級進行匹配要求，那么空隙率能達到 30%以內。由于混凝土中的砂和石的來源不同，因此材料效果以及整體質量要求并不相同，我們不應該將沙子與石子的級配要求同一，同時我們也應該采用砂率來表示沙子與石子之間的關系。通過實驗研究，當石子粒徑為25毫米的普通混凝土，一般的連連續級配為40%，20毫米的沙子連續級配率為百分之45。

3 混凝土配合比的思考

我國混凝土配合比的設計研究工作人員遠遠落后于發達國家，由于混凝土在進行配置與運輸施工的整體分離的特點，因此在運到施工場地后，必定打亂了原有的級配，因此混凝土的內部的空隙率都大于原來的級配，從而影響了混凝土的施工效果，導致混凝土結構不穩定性，增加了縫隙出現的概率。因此必須要采用科學合理的有效措施來改變這一情況，科學合理的設計，保障施工質量。

[1]傅沛興.比粒度—— 一種表示砂石粒度的新概念.建筑材料學報,2006( 1) .

[2]馮乃謙, 邢鋒.高性能混凝土技術.北京: 原子能出版社, 2000.

[3]張應立, 等.現代混凝土配合比設計手冊.北京: 人民交通出版社,2003.