关于混凝土的配合比问题探讨

[摘 要]本文分别探讨了混凝土中的粉体、混凝土的水胶比、混凝土的配合比计算过程参数的选择以及在保证质量的前提下，混凝土的配合别应注重经济效益四个问题。

[关键词]混凝土；配合比；探讨

中图分类号：TU528.042 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0083-01

当代混凝土是建立在混凝土化学外加剂和矿物掺合料两大混凝土科学技术进展基础上的六组分混凝土。水泥的改变和混凝土等级的提高使水化温升带来的问题越来越突出。掺合料利用，水胶比降低，浆骨比增大，使混凝土呈现多变的新面孔。使用环境、原材料、结构形式和施工方法的多样性增大了现代混凝土的复杂性。

1.问题一：混凝土中的粉体

以低水胶比、低水泥用量、低单位体积用水量为主要技术特征的现代混凝土，是当今混凝土技术的发展方向。在这一新技术平台上，混凝土中需要水化产物填充的空隙已经大大减小。混凝土达到同样强度，对凝胶的数量要求有所下降。所以低活性粉体有可能在混凝土中得到良好技术效果。对混凝土中的粉体―胶凝材料必须重新认识和对待，在潜意识里必须摆脱高活性才是好的胶凝材料的传统观念，胶凝材料的活性因子应该废止。保罗米公式的原形是没有水泥强度因数的，水泥强度和砂石及其他因素都含在回归系数中。

式中：S―混凝土强度；C―水泥体积；V―水体积；A―空气体积；K、―回归系数。

在今后混凝土生产中，胶凝材料的品种肯定还有新品种，例如石灰石粉。即将出台的石灰石粉混凝土标准为了与配合比设计规范相衔接，规定了石灰石粉的活性影响系数，当然比粉煤灰低。这样配合比设计时，粉体不知要用多少？

我们为提高混凝土体积稳定性强调控制浆骨比。这有一个重要前提，就是满足良好的施工性能。如果施工不接受中低强度混凝土采用较低的坍落度，混凝土中的粉体就减不能太低。我们为了混凝土的和易性、匀质性就应该秉承“高强度等级的混凝土粉体不宜过多，低强混凝土粉体也不宜过少 ”的原则。

2.问题二：混凝土的水胶比

《结构混凝土性能技术规范》关于水胶比如此定义，水胶比（water to binder ratio，w/b）混凝土中骨料饱和面干含水量以外的用水量与胶凝材料总量的质量比。这样的水胶比也不一定是真正意义上的有效水胶比。另一方面水胶比决定现代混凝土强度需要一个前提，这就是良好的和易性。新规范采用改进的保罗米公式来计算水胶比。尽管对公式中的参数和系数作了修改，此公式仍是依据胶凝材料28天胶砂强度与混凝土28天配制强度的关系建立的混凝土水胶比计算公式。这样的混凝土配合比设计方法，首先要满足的是混凝土28天强度。

但如果我们更多地从耐久性角度考虑，在结构荷载允许的前提下，对掺加较多矿物掺合料的混凝土可能越来越多地选择60d或90d龄期评定混凝土强度。如此新规范使用改进的保罗米公式就不再适合。许多人认为水胶比计算出来比较可靠，其实并非如此。对于一定等级的混凝土如果考虑耐久性要求，在特定胶凝材料组成下水胶比的范围并不大，可以进行选择，选择3-4个水胶比进行混凝土试配。也就是说混凝土的水胶比不一定是算出来的，可依据混凝土性能目标进行选择，经试配确定，这需要我们基于对现代混凝土的深刻认识而转变观念。

3.问题三：混凝土的配合比计算过程参数的选择

水灰比按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）的要求，普通混凝土配合比的计算过程包括配制强度的确定、水灰比的计算、砂率及单位用水量的选取等过程。以上的计算是以鲍罗米公式为依据的，即认为混凝土的强度与灰水比成线性关系，水灰比越小，强度越高。但我们发现混凝土强度超过C60以后，这个线性关系就不复存在。所以在规程中就对保罗米公式做了限制，超过C60的混凝土就不用鲍罗米公式计算水灰比。

粉煤灰掺量粉煤灰配合比设计主要用的是超量系数法。在工地上经常为粉煤灰的掺量问题产生一些争论，许多人认为粉煤灰的掺量就是用粉煤灰量除以水泥用量，比如每方混凝土用了330kg水泥，用了80kg粉煤灰就认为粉煤灰的掺量为80/330=24%，实际上还应该考虑超量系数。假如超量系数为1.2，那么粉煤灰的用量就应该为80/1.2=67，掺量为67/（67+330）=17%，依次类推。

外加剂的掺量要配合比设计中，外加剂的掺量如何选取也是一个很复杂的过程。根据外加剂的定义，好像外加剂仅仅和水泥有关。经过多年的实践，笔者认为外加剂的掺量应该按以下方法选取。减水类的外加剂，应该按照所有粉体材料的总量来掺加。如泵送剂、减水剂等等；对水泥的凝结时间、强度发展、耐久性能有影响的外加剂，其掺和量应该以水泥用量的百分比来掺和。因此配合比设计过程也应该包括外加剂组分的设计。比如某种缓凝型的减水剂，外加剂的缓凝成分是以水泥用量来掺加的，若用于掺加有粉煤灰的混凝土，要使得混凝土达到一定的减水效果，外加剂掺量就必须按照胶凝材料的总量来选取。这时就会发现混凝土的缓凝成分超标，严重的话就造成混凝土不凝结。

4.问题四：在保证质量的前提下，混凝土配合比应注重经济效益

不少施工单位在配合比设计时纯粹是为了达到设计强度，按规范要求或以往经验进行一组配合比设计，试配后强度达到要求就算完成了；若达不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应增加了施工成本。

在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。试验室还应收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出本试验室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围及σ数值，日积月累，就能成为一个很可观、很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。当然，这些事情的实际操作是比较枯燥无味、短期效益不明显的，应选派工作责任心较强，业务水平较高的人员去组织或收集，最重要的是单位领导及项目经理应给予他们足够的理解和支持。

混凝土配合比出现的问题直接影响到混凝土的质量。混凝土配合比设计是混凝土技术的核心环节，叫选择也好，叫计算也罢，都必须适合工程实际，必须承载混凝土产业可持续发展的责任，实现资源的合理利用和一定环境中混凝土结构的耐久性。

参考文献

[1] 唐章洪.浅析混凝土配合比设计和试配[J].四川建筑，2007（S1）.

[2] 朱春阳，周光辉，周海平.浅谈混凝土配合比设计中值得注意的几个问题[J].科技信息（科学教研），2007（25）.