淺議混凝土配合比設計過程及控制點摘要：對混凝土配合比設計過程的幾個要點進行分析，主要介紹一下配合比設計過程及控制點。關鍵詞：混凝土、配合比設計一、前言混凝土隨著材料科學的不斷發展，其用途越來越廣泛。我公司預制場主要的產品就是混凝土預制構件。因此混凝土質量的控制在預制場起著舉足輕重的作用，是整個施工過程質量控制的一個關鍵所在。經過這幾年對混凝土配合比的試驗及生產中的應用，獲及了一些試驗檢測數據，積累了一些經驗，提出一些看法供商討。二、原材料在混凝土中的作用及控制普通混凝土是由水泥、石子、砂加水按適當比例配合，經均勻拌制、密實成型、養護硬化而成的一種人造石材。為了保證混凝土產品的質量，組成混凝土的各種材料必須符合國家有關規范、標準的規定。水泥是組成混凝土的不可缺少的材料。水泥是一種無機粉狀水硬性膠凝材料，加水攪拌后成塑性漿體，能在空氣和水中硬化，能把砂石等材料牢固地膠結在一起，且具有一定強度。水泥的品質在很大程度上決定了混凝土的質量。因此對水泥必須嚴格控制。我公司預制場要求在每批水泥進場時必須有出廠合格證或進場試驗報告，并抽樣送中心試驗室進行檢測，符合要求的才能使用。粗集料石子在混凝土中堆聚成緊密的架構，砂與水泥、水混合成砂漿，填充架構的空隙，砂石在混凝土中起骨架作用，水泥起膠凝作用。施工現場對石子的質量控制一般從一下幾點進行：1、表觀密度。根據GB/T14685-2001標準應大于2500Kg/m3。2、顆粒級配。石子的顆粒級配就是石子顆粒的分級和有良好的搭配。良好的骨料級配可用較小的加水量拌制出流動性好、離析泌水少的混合料，并能在相應的成型條件下，得到均勻密實的混凝土，同時達到節約水泥的效果。因此，在混凝土中一般采用連續級配的石子，單粒級配宜用于組合成具有要求級配的連續粒級，但如必須單獨使用，則應作技術經濟分析，并應通過試驗證明不會發生離析或影響混凝土的質量。3、針片狀顆粒含量。石子中的針片狀顆粒過多，會影響混凝土混合料的和易性，并傾向于一個方向排列，對混凝土的耐久性不利，這些顆粒還易于折，不易振搗密實，從而影響混凝土的質量。4、含泥量及泥塊含量。含泥量及泥塊含量的大小影響石子與砂、水泥的粘結，因此必須予以控制。如含泥量偏高，必須在使用前三天對石子進行水洗，使其達到規范要求。不可邊沖洗邊使用。5、強度。石子在混凝土中起骨架作用，因此石子的強度直接影響混凝土的強度。石子的強度以壓碎值表示，在使用前必須對石子進行壓碎值試驗。根據GB/T14685-2001標準一般應小于20%。細集料砂中河砂比較清潔，顆粒較圓，拌制的混凝土和易性較好。我公司預制場采用產自福建的中粗河砂。對每批進場的砂經過以下幾個檢測：1、表觀密度。2、顆粒級配。砂的粗細程度及顆粒級配的好壞，對混凝土的技術性能有很大影響。當砂的用量相同時，如果過粗，則拌出的混凝土粘聚性較差，容易產生離析、泌水現象；如果過細，則它的總表面積較大，需要包圍在砂表面的水泥漿較多，拌制的混凝土粘度較大，水泥的耗用量相應增大。因此，拌制混凝土所用的砂既不要過粗，也不要過細。我公司預制場一般采用細度模數為2.6左右的中砂。3、含泥量及泥塊含量。含泥量對混凝土質量有很大影響。含泥量過多，混凝土容易產生塑性干縮裂縫，降低混凝土強度，增加浮漿量，降低混凝土的耐磨性。常用的混凝土拌和用水按水源可分為飲用水、地表水、地下水。符合國家標準的生活飲用水，可用于拌制各種混凝土。我公司采用自來水，可免檢。所有混凝土用的材料都必須經檢驗合格后才能應用。三、配合比設計過程有了合格的原材料，才能進行配合比設計。在配合比設計前要先掌握設計圖紙對混凝土結構的全部要求，重點是各種強度和耐久性要求及結構件截面的大小、鋼筋布置的疏密，還要了解是否有特殊性能要求及施工工藝，根據要求考慮采用水泥品種、石子粒徑、混凝土坍落度及外加劑的摻量。首先確定混凝土配制強度；然后根據要求選用合適的水泥品種，計算出水灰比；接著根據選用的石子粒徑及坍落度確定用水量；根據石子及水灰比確定混凝土的砂率；用體積法或重量法計算石子及砂的用量。這樣一個完整的配合比就出來了，但是在確定各材料用量時還要考慮JTJ268-96《水運工程混凝土施工規范》中的一些規定。四、配合比設計實例我公司中心試驗室在碼頭工程施工中，設計配制了大量的水工混凝土配合比。下面以********公司萬噸級碼頭工程預制樁配合比為例進行分析：查看圖紙，設計高水位為1.69米，設計低水位為-1.19米，預制樁樁頂標高1.20米，屬浪濺區。預制樁最小橫截面邊長為150mm，鋼筋最小凈距為50mm，根據該結構，按照JTJ268-96規范規定，石子最大粒徑的選擇按構件最小截面邊長為13.5*1/4=33.75mm，鋼筋凈距為50*3/4=37.5mm，為滿足最低要求，選擇石子的最大粒徑為31.5mm。預制樁配筋率不超過1.5%且采用HZS拌和樓攪拌施工工藝，坍落度選30-50mm，預制樁混凝土設計強度C50，選用P.O42.5水泥。由于預制樁為預應力混凝土，需要在五天放松張拉鋼筋，因此對混凝土的早期強度要求較高，要求在五天達到設計強度的80%以上，為獲得更好的混凝土和易性，決定摻減水劑等外加劑。水泥：選用三獅P.O42.5，經抽檢28天抗折強度為9.15Mpa，抗壓強度為54.3Mpa，水泥細度為2.4%，其初終凝時間及安定性均符合要求。粗集料：選用鎮海汶溪碎石，經檢驗其級配符合5-31.5mm連續顆粒級配，表觀密度為2628Kg/m3，壓碎值為6.8%，含泥量0.3%符合規范要求。細集料：采用福建河砂，經檢驗細度模數Mx=2.69，級配屬Ⅱ區，含泥量為0.5%符合規范要求。水：自來水。外加劑:江山老虎山牌TOR803,摻量為1.0%，減水率為15%.試配強度：fcu,o=fcu,k+1.645σ=50+1.645*5.5=59.0475Wafce0.46*1.13*42.5水灰比:===0.365Cfcu,o+a*b*fce59.0475+0.46*0.07*1.13*42.5用水量:選用185Kg/m3,摻外加劑后,水用量W=185*(1-15%)=157Kg/m3水泥用量C=157/0.365=430Kg/m3,采用重量法,假設混凝土容重為2400Kg/m3根據碎石最大粒徑為31.5mm，水灰比為0.365，砂的細度模數為2.69及構件的配筋情況，查JGJ55-2000設計規程及JTJ268-96施工規范，砂率選32%砂用量:S=(2400-157-430)*32%=580Kg/m3石用量:G=2400-157-430-580=1233Kg/m3基準配合比為:C:S:G:W=430:580:1233:157=1:1.35:2.87:0.365通過對基準配合比的試配,試拌情況為:含砂情況偏多,棍度上,保水性中,粘聚性一般,坍落度為40mm實測容重2420Kg/m3。根據JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規程》，再調整水灰比及砂率，另外作了兩個配合比。調整配合比一：水灰比選用0.32，每方水不變W=157，水泥C=157/0.32=490，砂率選用31%，砂S=（2400-157-490）*31%=543，石子G=2400-157-490-543=1210。試拌情況為:含砂情況中,棍度中,保水性好,粘聚性良好,坍落度為30mm實測容重2436Kg/m3。調整配合比二：水灰比選用0.4，水W=157，水泥C=157/0.4=393（因構件在浪濺區，根據JTJ268-96《水運工程混凝土施工規范》中在海水環境耐久性要求，每方水泥最低用量必須在400Kg以上）水泥選400。砂率選用31%，砂S=（2400-157-400）*31%=571，石子G=2400-157-400-571=1272。試拌情況為:含砂情況中,棍度中,保水性中,粘聚性一般,坍落度為60mm實測容重2416Kg/m3。按JTJ55-2000《普通混凝土配合比設計規程》，計算混凝土配合比校正系數δ：δ=混凝土表觀密度實測值/混凝土表觀密度計算值。其中基準配合比δ=2420/2400=1.0083，調整配合比一δ=2436/2400=1.015，調整配合比二δ=2416/2400=1.0067。按規程規定，當混凝土表觀密度實測值與計算值之間的絕對值不超過計算值的2%時，對配合比中每項材料用量可不作調整。經過標準水養護，三個試驗配合比強度如下表基準配合比調整配合比一調整配合比二3天43.5，40..848.1，45..337.9，35..77天52.2，50..857.0，55..346.4，48..928天57.9，60..163.1，65..352.6，55..6通過三個配合比的混凝土強度及試拌情況的比較，考慮到混凝土是一種非均勻質材料，由于原材料質量和生產中各種因素的影響，使混凝土的實際強度具有波動性，預制樁的早期強度要求高這個特點，為保證質量，認為調整配合比一這個配合比比較適合預制樁混凝土的施工。經過實際施工，證明這個配合比滿足預制樁混凝土的各項要求，并且經濟實用。五、生產配合比的調整及施工中的控制施工生產中測定集料的含水率非常重要，直接影響混凝土配合比的應用。正確測定集料的含水率，適當調整配合比中原材料的用量，使試驗室的混凝土配合比各數據能正確在施工現場體現。在施工中應對以下幾方面予以重點控制:1、砂、石材料應嚴格計量。不少單位在現場施工時，往往第一車砂、石用磅秤一下，隨后就采用在小推車上畫線的辦法來控制重量，從而導致砂、石材料用量偏差，使配合比中各材料比例失調，影響混凝土質量，這是不可取的。我公司預制場采用HZS混凝土拌和樓，利用電腦自動控制計量，能確保材料用量的準確性。2、嚴格控制混凝土施工時的用水量。在實際施工中，操作者為方便施工，往往追求較大的坍落度，擅自增加用水量而不管強度是否能達到要求，因此，在施工中應多次抽檢混凝土的坍落度、棍度及和易性，確保水灰比不變。3、混凝土的質量與拌和時間有著密切的關系。控制每拌混凝土的攪拌時間能有效控制混凝土的質量。自全部材料裝入攪拌機起至開始卸料時止，其連續攪拌的最短時間應按攪拌機出廠說明書的規定，當缺乏資料時，可按JTJ268-96《水運工程混凝土施工規范》表規定混凝土坍落度（mmm）攪拌機機型攪拌機出料量（LL）＜250250-500＞500≤30自落式90120160強制式6090120＞30自落式6090120強制式606090當混凝土摻外加劑時，其攪拌時間應延長30-60s；摻粉煤灰時，起攪拌時間應延長60s。我公司預制場采用HZS混凝土拌和樓，每次攪拌前都有專業技術人員檢查電腦，攪拌完畢后，