基于混凝土配合比设计试配及调整方法研究初探

摘要：本文笔者根据多年工作经验系统阐述混凝土配合比设计试配及调整。

关键词：混凝土；配合比；设计；试配；调整方法；

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

一、配合比设计的条件要素

混凝土配合比设计的条件要素包括:工程信息资料、工程技术要求、原材料质量情况、环境条件、搅拌站的生产数据和经验积累等。

1）任何预拌混凝土都是为工程及工程施工服务的,配合比的设计必须满足工程要求。除满足强度要求外,还必须满足工作性的要求。此外,为保证混凝土工程的安全性、耐久性,还必须满足相应技术规程、规范、标准的要求。

2）目前预拌混凝土市场发展迅速,市场上原材料供应紧张,原材料来源复杂,混凝土配合比的设计必须针对原材料实际状况而确定,并能根据原材料波动情况及时作出配合比调整。

3）环境因素一般包括温度、湿度、交通状况等。不同的环境条件对配合比设计的要求不同,如夏季施工,由于气温较高,混凝土表面水蒸发速度较快,应考虑防止预拌混凝土干缩裂缝和混凝土坍损过大,这就要求在配合比设计时适当降低砂率,降低砂率可加快现浇混凝土表面水析出速度,以平衡混凝土表面水蒸发速度,防止干缩裂缝。同时,降低砂率还有利于减少坍损。

4）建立企业质量数据库 配合比设计计算是整个预拌混凝土配合比设计的第一步,配合比设计计算,就是在掌握资料的基础上,根据一些理论、规范经验等选取一些参数,计算各种成分的用量。所以从设计计算的概念上,我们就可以看出经验数据积累的重要性。任何参数的选都取都是以经验积累为参照的,同时,计算出来的配合比经过试配后,配合比的调整乃至最终确定,也必定依据经验积累的数据为参照。

二、试配应采用工程中实际使用的原材料

混凝土配合比的设计一般经历三个阶段,即设计计算、试配、调整。混凝土配合比的设计计算在《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T55-96)中有详细的表述,这里不加阐述。在《普通混混凝土配合比设计规程》中有关试配、调整的内容表述得较少,而试配又是混凝土配合比设计中最重要的环节。这就要求试配所用原材料一定要有代表性,为保证试配结果对实际生产的指导意义,试配所用原材料必须要有代表性,则试配所用原材料的取样必须要有代表性。

1、取样的代表性

在料堆上取样,因为影响取样代表性的因素太多,(例如:料堆的大小、堆料的方向、自然环境因素、人为因素),个人比较赞成试配所需材料最好在输送过程中连续均衡取样。

2、样品取好后,应根据需要进行制样

制样必须注意两点,一是样品能真正代表原材料,二是样品必须具有高度均匀性。常用的制样方法为四分法。

3、所有原材料,都必须严格根据国家标准检验后,才能根据检验结果计算配合比,进行试配。当然,在实际工作中,可能来不及等所有原材料检验结果出来以后,就要进行试配,那么,作为试配方案确定的人员,就要注意收集原材料统计数据,着重做好下面的工作:

1）日常收集原材料供应商的检验、试验报告。2）建立企业自身对原材料检验的数据库,对各供应商供应的原材料要建立独立的分析台帐,并根据统计、分析结果,定期评价供应商检验报告的可靠性和准确程度,供应商检验报告长期可靠、准确的在混凝土配合比设计计算时,报告结果可直接应用。3）对定点供应的水泥,要掌握水泥的强度增长规律,并能用回归分析法依据水泥早期强度推定水泥的28天强度。

三、试配前的调整

在混凝土强度试验的配合比确定过程中,必须根据混凝土配合比设计条件要素,正确选取水灰比,砂率、用水量等,称之为试配前调整。

1、要根据原材料状况选择合适的参数

进行配合比设计在《普通混凝土配合比设计规程》中,就参数的选取,有一些规定,这些规定,也是根据生产实践中的经验得来的,可直接使用,例如:在用水量的确定上,采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加5-10kg,采用粗砂时,则可减少5-10kg,对流动性、大流动性混凝土的用水量,以坍落度90mm的用水量为基础,按坍落度每增大20mm,用水量增加5㎏.对砂率的选取有下列规定:①对细沙或粗砂,可相应地减小或增大砂率。②对单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大。③对薄璧构件,砂率取偏大值。

上述内容,均为规程中根据原材料状况,对配合比设计参数的选择进行确定,日常生产中碰到的情况,往往要复杂的多,这就要求我们根据原材料检验结果,综合考虑各方面因素,做好设计参数的选择,对能够根据原材料检验结果来确定的参数,一定要先检验后确定参数,以确保配合比计算结果的可靠性。

2、日常做好影响混凝土性能(包括强度)的敏感因素分析

当原材料质量特性发生变化时,要分析其对混凝土性能有无影响,影响大小。对影响较大的因素,可采用回归分析法,确定原材料特性值的变化对混凝土性能的影响,具体到混凝土配合比设计计算时,就是原材料质量特性值对设计参数选取时的影响。以设计参数为因变量,原材料某一质量特性值为自变量(假设其它因素相对稳定情况下),建立相应函数关系。无明显函数关系或找不出函数关系,但对混凝土性能影响较大的特性值,其与设计参数的关系也可用数据列表的形式表示。

通过上述手段,使我们能够合理估算某一因素的变化对混凝土性能的影响,并作出相应设计参数选择的调整。

3、正确认识试配前的调整

1）试配前调整是经验性调整 试配前调整是以经验、数据积累为基础的调整。2）试配前调整是趋势性调整 当我们确定某一条件要素发生变化时,必须计算这种变化对混凝土性能的影响,设计计算时,就要合理选择参数,以消除这一因素变化,对混凝土性能的影响。3）试配前调整,是定性调整 我们能够对某种因素(在其它因素不变的情况下)的影响做定量分析,做定量分析只是调整过程中的一个手段。但实际上,各种因素之间是相互影响的,混凝土性能是否符合设计要求,也是各种因素共同作用的结果,必须以试配的结果为验证,所以试配前的调整是定性的调整,最终参数的选择还必须以试配结果为确定。4）试配前调整,不能代替试配后的调整,更不能代替试配。

4、用16-35mm单粒级石子配制泵送混凝土的试配前调整举例

在预拌混凝土生产企业,由于市场原材料供应紧张,或因其它方面的原因,造成只能用单粒级石子生产泵送混凝土的情况较多存在,与使用连续粒级石子生产混凝土相比,使用单粒级石子混凝土配料易造成:

1）混凝土强度偏低;2）混凝土和易性、保水性较差,易造成混凝土离析;3）混凝土流动性、可泵性较差。

四、试拌及强度试验

按计算的混凝土配合比首先进行试拌,检查拌和物的坍落度和工作性。当坍落度和工作性不能满足要求时,应在保证水灰比不变的条件下,相应调整用水量和砂率,直到符合要求为止,可以确定此时配合比为强度试验基准配合比。

混凝土强度试验至少采用三个不同配合比,一为基准配合比,另外两个配合比的水灰比,宜较基准配合比分别增加或减少0.05,其用水量与基准配合比基本相同,砂率分别增加或减少1﹪.至于每次试配的试块组数,应该说在条件(材料、时间、人力)许可的情况下,多多益善,因为强度试配试块组数越多,试配结果的可靠性越大,在强度试配试块组数的选择上,应尽量满足数据统计分析和强度检验评定的要求。

五、混凝土配合比试配后调整

一次性试配的结果,不一定能达到预期的效果,这就要求我们在试配结果的基础上进行调整。

1）通过检查试拌混凝土的坍落度和工作性,确定适宜的用水量。2）通过检查试拌混凝土的工作性和凝结时间,确定适宜的外加剂(缓凝减水泵送剂)用量及砂率。如保水性不好,凝结时间过长的可适当减少外加剂使用量及适当提高砂率。如果拌和稠度过大,坍损较高,可适当增加外加剂用量或适当降低砂率。当然,外加剂用量的调整,必然会影响到减水效果,必须调整水灰比及用水量。3）以实测的混凝土容重和试拌时确定的砂率为依据,分别计算粗、细集料的用量。

参考文献：

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