1、浅析普通混凝土配合比设计方法摘 要：混凝土配合比设计是混凝土设计、生产和应用的最重要环节之一。混凝土配合比设计要满足强度结构设计的等级要求，施工的和易性，耐久性和经济性。 关键词：混凝土；配合比设计；强度；试拌调整 混凝土是由水泥、细骨料砂子、粗骨料石子及水等构成，混凝土中各种材料之间的比例关系称为混凝土的配合比。主要的参数为水胶比，砂率，用水量。混凝土随着科学的不断发展，其用途也越来越广泛。 1 普通混凝土配合比设计的基本要求 普通混凝土配合比设计的四项基本要求是：满足施工要求和易性；满足设计的强度等级，并具有 95%的保证率；满足工程所处环境对混凝土耐久性要求；经济合理，最大限度节约水泥，
2、降低混凝土成本。普通混凝土应用于建设工程的重要结构部位，为保证配合比的设计正确合理，应注意以下几个问题：（1）做好配合比设计前的准备工作；（2）掌握并检验各种材料的特性及指标；（3）设计混凝土的配合比并进行相应实验得到实验室配合比；（4）按照施工的条件进行混凝土配合比设计的调整和控制；（5）在保证混凝土质量的前提下，应注重经济效益，并作出相应的防治措施。 2 原材料选择 2.1 水泥 应根据设计、施工要求及工程所处环境确定水泥品种与强度等级。对于一般建筑结果及预制构件的普通混凝土，宜采用通用硅酸盐水泥；有特殊要求的混凝土也可采用其他品种的水泥。在目前生产工艺条件下，各国提高水泥强度（尤其是早期
3、强度）的主要措施是通过增加水泥中的C3A 与 C3S 含量以及提高水泥比表面积而实现，这样导致了水化速度过快、水化热大。混凝土收缩大、抗裂性差、混凝土微结构的不良、抗蚀性差。在配合比设计时，一半根据混凝土单位用水量和水胶比来确定胶凝材料用量，然后根据矿物掺合料的类型和掺量确定水泥用量，最后结合设计和耐久性等要求，选择适宜的水泥用量。 2.2 矿物掺合料 矿物掺合料主要包括粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、磷渣粉、钢渣粉、沸石粉和磨细天然火山灰等。使用矿物掺合料一方面节约水泥，可以降低混凝土成本；另一方面可以明显改善混凝土工作性和体积稳定性，提高混凝土的后期强度和抹面质量，降低混凝土温升，改善混凝土
4、抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能，对碱骨料反应有很好的抑制作用。一般根据细度、需水量比和烧失量比等指标可将粉煤灰分为三个等级。混凝土生产时宜采用 I 级或 II 级粉煤灰。预应力混凝土宜采用 I 级粉煤灰。2.3 粗骨料 粗骨料应符合现行行业标准普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52 的规定。宜选用规模生产能力、技术装备先进、质量稳定、质量管理严格的大型厂家生产的骨料。宜选用反击式破碎机生产的碎石。粗骨料的级配和粒形不好，必然要加大混凝土的胶凝材料用量和用水量，这样会增加混凝土的收缩开裂和渗透性。理想的石子应该是清洁、颗粒尽量接近等径、针片状颗粒尽量少、无潜活性。 2.4 细骨料 普通混凝
5、土用细骨料按产源可分为：天然砂和人工砂。砂按细度模数可分为：粗砂：3.7-3.1；中砂：3.0-2.3；细砂：2.2-1.6.砂按技术要求可分为：I 类：宜用于强度等级大于 C60 的混凝土；II 类：宜用于强度等级小于 C30-C60 及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；III 类：宜用于强度等级下于 C30 的混凝土和建筑砂浆。配制混凝土宜优先使用 II 区中砂。当采用 I 时应提高砂率，并保持足够的水泥用量，满足混凝土的和易性；当采用 III 区中砂时，宜适当降低砂率；当采用特细砂时，应符合相应的规定。 2.5 外加剂 在搅拌时加入的能显著提高混凝土性能的材料称为混凝土外加剂，其掺量不超过水
6、泥质量的 5%，个别情况下其用量可达到水泥用量的 10%以上。在混凝土掺入少量外加剂。不仅可以显著改善混凝土质量及施工性能，而且还可以有效提高混凝土工程的耐久性，满足不同工程对混凝土性能的要求。 外加剂需要通过相容性实验来确定最佳的掺量。当在混凝土中掺加两种或两种以上的外加剂时，外加剂的相容性必须有外加剂生产商的保证或通过试验确定。如果外加所含水分过较大，对水胶比的影响在 0.01或以上时，外加剂所含水应计入拌合水中。应避免食用过多种类外加剂，一边在生产过程中抑制控制混凝土质量，并降低外加剂不相容的风险。 2.6 水 水是混凝土组成中比不可少的材料之一，水对混凝土的性能起着重要影响：混凝土浇筑
7、后表面的泌出的水对混凝土性能的影响有利有弊；水灰比决定着混凝土的强度；一些有害离子（如氯离子）通过水向混凝土中掺入而进入混凝土中并对混凝土的性能产生不良影响，且有可能导致混凝土中的钢筋生锈；饱水混凝土在受冰冻时结冰对混凝土产生膨胀压，水的存在使混凝土更容易碳化，也使得混凝土中的碱骨料反应得以持续进行。 3 混凝土配置强度 通常用 28d 龄期强度作为结构设计、配合比设计和混凝土评定的参数。采用抗压强度的主要原因为：在结构物中，混凝土主要承受压力，其抗压强度比抗拉强度要大得多；混凝土的其他性能往往与抗压强度存在一定的相关关系；在结构设计过程中，常采用抗压强度作为主要设计参数；抗压试验方便易行，成
8、本较为低廉。 4 混凝土配合比确定及试拌调整 不论是采用抗压强度还是抗折强度为设计指标，我国的配合比设计步骤多数如下：根据设计要求选定工程所用原材料；确定配制强度和耐久性指标；计算或选择水胶比；确定单位用水量；计算矿物掺合料和外加剂用量；计算粗细骨料用量；确定计算配合比。 计算配合比应通过试拌测试并满足拌合物性能要求；不管假定用水量如何，必须达到坍落度或扩展度要求；含气量达到要求；测试实际容重；试验室应仔细观察混凝土工作性、抗离析性能和抹面性能。 随后，应根据下面步骤进行配合比调整：（1）根据调整后净用水量重新计算单位用水量；（2）如果没有获得所需含气量（对于引气混凝土），针对要求的含气量应重新估计外加剂用量；（3）根据假定容重和实测容重之比进行调整，以保证混凝土产量。 混凝土配制强度应按下式计算： fcu，0fcu，k+1.645 fcu，0混凝土配制强度（MPa） ； fcu，k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa） ； 混凝土强度标准差（MPa） 。 5 结语 合理的配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成分的用量，获得最经济和适用的混凝土。
