浅谈新版混凝土配合比设计规程应用中的要点

【摘 要】笔者主要就新版本的《一般混凝土使用设计配合比章程》当中的一部分重要的修改内容进行简单的阐述，并且就配合比在进行设计过程中所需要掌握，以及控制的重点进行详细的说明。针对规定体积的胶凝材料（混凝土中）实际用量的最大值、矿物（混凝土中）实际的掺入比例以及混凝土本身所存在的防裂问题进行自我观点的简述。

【关键词】水胶比；配合比；胶凝材料；耐久性

一、前言

最近二十年以来，随着我国的耐久性混凝土不断地得到广泛的应用，相应的施工标准以及设计标准不断地推陈出新。自从2011年末，新版本的《一般混凝土使用设计配合比章程》（下文中简称“章程”）被正式投入使用，旧版的使用设计比章程被废除禁止，本文主要就《一般混凝土使用设计配合比章程》当中的一部分重要的修改内容进行简单的阐述，并且就相关问题提出自己的观点。

二、具有耐久性能的混凝土在进行实际设计过程中的要点控制

对于土建领域而言，众所周知的，其最为基本的要求便是混凝土本身所具备的耐久性能，所以，虽然在新版本的“章程”中，题目仍然是《一般混凝土使用设计配合比章程》，但是其实际上以及将这种一般的混凝土当做是了具有耐久性能的混凝土同等看待，在进行参数的实际设计过程中，仍然是将其的耐久性能设计作为最关键的考虑因素。

其次混凝土的质量控制包括了两个方面的基本内容：首先要保证混凝土满足设计要求所规定的质量标准。其次，是在满足质量要求指标的前提下尽可能的降低成本。此两点要求实际是说应尽量的降低混凝土标准差。混凝土强度具有一定的离散性是客观的，但若以科学的管理能够控制其达到最小值的目的。因而通过混凝土的标准差，可以反映出施工企业单位实际的管理水平，管理水平完善的话那么混凝土的标准差自然越小。

按新版标准进行配合比设计计算的核心原则，依然是根据对混凝土的强度要求，首先计算确定水胶比，同时以耐久性指标（如电通量、抗冻等级等指标）进行验证。这里，配合比中最为关键的指标由原来的水灰比改为水胶比。在具体进行配合比设计时，控制要点如下。

（一）对混凝土的配置强度进行详细的计算

在新版本的“章程”中，在对对混凝土的配置强度进行详细计算的过程中，对下面的两种情况进行了详细的考虑：

（1）如果混凝土本身的强度等级比之C60还要小的时候，需按照下面的式子进行确定：

（2）如果混凝土本身的强度等级比之C60还要大或者相等的时候，需按照下面的式子进行确定：

在上述的式子中，以及分别代表了混凝土配置强度以及实际的设计强度，而σ代表了混凝土本身的强度标准差值大小。

而在旧版本的标准章程中，只对上述第一种情况进行了考虑。

（二）对水胶比进行计算

在新出版的“章程”中，针对水胶比相关的计算而言，相较于旧版本做出了极大的改变，虽然从形式上来讲，并没有做出较大的变化，但是将原来用于计算水灰比的公式用来了对水胶比进行计算。与此相互对应的，新版章程提出了一个新的概念：胶凝材料胶砂强度（28d），所用于表示的符号为fb，其确定途径可以通过下面的两种方法进行确定。

（1）经过相关的试验测试结果进行确定。顾名思义，即是按照相关的比例，在水泥胶砂实际强度测试的过程中，添加入矿物掺合料，并且依次按照要求的养护、标准成型等工序以后，进行准确的抗压试验，最终取得结果分析确定。

（2）经过相关的计算进行确定。这种方法是建立在水泥胶砂强度已经确定的情况下，再根据所掺入矿物掺和量实际的种类以及掺和的数量，通过下面的式子进行计算并确定。

在上面的式子中，fce代表的是水泥本身的实际测量强度值（28d）大小，该值可以通过详细的测试后进行确定，同时也可以通过富裕系数与强度等级的乘积结果进行确定，而富裕系数则可以通过新出版的“章程”中确定，或者是按照相关的技术人员的统计数据进行确定。而以及分别代表了粉煤灰以及矿渣粉实际影响系数的大小，选用参考为下表1中所示。

表1 粉煤灰以及矿渣粉实际影响系数的大小

如果混凝土本身的强度等级比之C60还要小的时候，其本身的水胶比应当按照下面的式子进行确定：

在这里，必须提起注意的一点，新版本的“章程”相对于旧版本而言，在新版本的“章程”中，针对上述式子当中的各回归系数常数αb以及回归系数αa进行了一定的修改，新版本“章程”与旧版本相比内容请参考小表中2所示。

表2 新版本“章程”与旧版本相比回归系数参照变化值

（三）混凝土单位体积内部胶凝材料实际用量

新版标准中规定了各种情况下单位体积混凝土中胶凝材料的最小用量（见表3），却没有规定最大用量。从耐久性混凝土的角度考虑，为了防止开裂、碱骨料反应以及化学腐蚀等，笔者认为必须对混凝土中胶凝材料的最大用量有所限制。在2010年颁布的铁路行业标准TB10005—2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》中，对最大用量是有明确规定的，且必须遵照执行，见表4。在目前新型高效减水剂性能大幅度提高的情况下，该胶凝材料最大用量进行限值是切合实际的。

表3 新版标准中混凝土最小胶凝材料用量

表4 铁路混凝土胶凝材料最大用量限值

三、一些混凝土（特殊要求）进行配合比设计的过程中需要注意的控制要点分析

（一）大体积混凝土

在对原材料进行配合比以及选择的过程中，我们应当将混凝土开裂的可能性以及风险程度的降低作为最为主要的内容之一。

（1）在进行原材料的选择过程中，应该选择使用热硅酸水泥或者是一些热量较低的硅酸盐水泥，与此同时，还应该选用掺入一些缓凝类型的减水剂或者是矿物掺合料。

（2）在进行试验配置的过程中，还应该适当的对掺合料的使用量进行增加，同时有效地对水泥的使用量进行降低。

（二）泵送混凝土对于泵送混凝土坍落度的适宜范围，较普遍的看法是以140～180mm为宜。随着新型聚羧酸系减水剂的应用和矿物掺合料掺量的增大，混凝土的粘聚性有了较大的提高。从目前大量的工程应用来看，若混凝土配制得当，当坍落度达到200mm左右时，仍然可以保持很好的粘聚性而不会发生离析，同时也可减少现场因担心混凝土流动性不足而违规加水的情况发生。

四、结论

（一）新版标准中规定了各种情况下矿物掺合料的最大掺量。适量掺入矿物掺合料可以有效地提高混凝土的耐久性。笔者认为，在实践中可根据混凝土结构要求和所处环境条件，在不影响强度指标和不突破最大掺量的前提下，应积极地掺入各类质量合格的矿物掺合料。

（二）为防止大体积混凝土开裂，通常在配制时会采取综合措施，以期获得较低含量的胶凝材料（特别是水泥用量）。配制C20、C25等低强度等级混凝土时，可将单位水泥用量控制在200～250kg/m3左右，C40以上的也尽可能控制在300kg/m3以下。水泥的选择同样非常重要。除了以上提到的应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥外，水泥的化学成份对混凝土性能也有很大影响，宜选择碱含量较低（最好小于0.6%）、C3A含量也较低（小于8%）的水泥。