浅谈混凝土配合比设计应注意的几个问题

王晓琴

（中铁三局集团第二工程有限公司，河北 石家庄 050031）

在混凝土配合比设计中，涉及保证混凝土的强度和耐久性及所要求的其他性能，满足施工工艺易于操作而又要具有施工要求的工作性。在符合上述两项要求的情况下，需要考虑选用合适的材料，计算各种材料用量，针对设计结果进行试配、调整，使之达到工程的要求，同时降低成本。

1 混凝土配合比设计前的准备工作

1.1 熟悉设计图纸

对图纸中混凝土的强度、耐久性要求和混凝土结构的断面尺寸、钢筋布置，以及图纸规定使用水泥的品种、碎石粒径等技术参数要熟悉。

1.2 掌握标准规范

我国现行标准规范有：《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52—92）、《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ55—2000）、《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080—2002）、《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081—2002）、《混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82—85）。

对于混凝土配合比，设计人员还应掌握混凝土的施工规范和特种集料的技术规定，这样才能保证混凝土配合比设计的技术性及准确性。

1.3 了解特殊性能要求

充分了解特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小。了解施工工艺，比如运输、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量。

掌握了以上这些资料，我们才能合理地选用适当的设计参数进行配合比设计。

2 混凝土配合比设计

2.1 掌握并检验各种材料的特性及指标

原材料的质量控制及其波动，对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动，将直接影响混凝土的强度；各级石子粒径颗粒含量的变化，导致混凝土级配的改变，并将影响新拌混凝土的和易性；骨料含水量的变化，对混凝土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量，在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质超过规定的范围内，则会妨碍水泥水化，降低混凝土的强度，削弱骨料与水泥的黏结，能与水泥的水化产物进行化学反应，并产生有害的膨胀物质。如果黏土、泥块在砂中超过3%，在碎石、卵石中超过2%，就会妨碍集料与水泥的黏结；它们以松散的颗粒出现，大大增加了需水量。如果使用有机杂质的沼泽水、海水等拌制混凝土，则会在混凝土表面形成盐霜。对混凝土集料来说，影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率、含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中，对原材料的质量控制，除经常性地检测外，还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律，并拟订相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时，应及时反馈给生产部门，及时筛选并采取能保证混凝土质量的其他有效措施。砂子的含水率，是通过干炒法，及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异，通过胶砂强度试验的快速测定，根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。

2.1.1 水泥

检验水泥的技术指标，掌握不同种水泥的特性。水泥的质量对混凝土的质量起决定性作用。水泥是混凝土的胶凝材料，混凝土的强度、长期性、耐久性是水泥遇水硬化后完成的，所以混凝土配合比设计时，应坚持检验水泥的各项技术指标。

对不同种水泥的特性，混凝土配合比的设计人员应充分了解。如硅酸盐水泥水化热大，早期强度高；矿渣水泥水化热小，早期强度低。抢工期工程应用硅酸盐水泥，大体积混凝土应用矿渣水泥。火山灰水泥抗渗性好，而矿渣水泥抗渗性不好，防水混凝土应用火山灰水泥。

2.1.2 混凝土

检验混凝土使用的粗细骨料。砂石骨料约占混凝土总体积的70%，是混凝土中的主要材料。砂石骨料含泥量对混凝土强度影响很大，若含泥量增加，在骨料比表面积增加及泥土吸水作用的影响下，含泥量每增加2%，塌落度约减少1cm。混凝土的用水量、水泥用量及砂率都要根据石子的最大粒径、砂的细度模数进行调整，尽可能选用连续级配或人工级配的砂石，以求得小空隙率最大容中的粗细骨料。

2.2 混凝土配合比设计时的施工控制

2.2.1 控制混凝土施工时的用水量

试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，当施工设备、运输方法或运输距离、施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土塌落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用量做适当调整（保持水灰比不变），严格控制混凝土施工时的用水量。在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的塌落度，擅自增加用水量；再加上现场施工人员的管理不到位，对水灰比缺少严格控制等原因，使混凝土实际用水量大于理论用水量，从而导致混凝土强度的降低。

防治措施：加大质检抽查力度，控制操作者不得随意增加用水量；若发现混凝土工作性能较差，操作者应及时向试验员反馈实际情况，经试验员现场查找原因、分析情况后，采取相应对策，并按试验员的指令调整配合比。

2.2.2 测量粗细骨料的含水量

调整生产时的配合比，需要测量生产现场所采用的粗细骨料的含水量。

防治措施：砂、石中若含泥量超标，应在混凝土浇筑前3 d用水冲洗。在浇筑混凝土前，按要求取样并准备测量砂、石的实际含水量，调整施工配合比的水灰比。

2.2.3 准确计量砂、石材料

很多施工单位在拌和砼时，只是对第一车砂、石计量一下，随后就在小推车上画线，采用体积法控制重量，从而导致了混凝土所需粗细骨料用量的偏差。

防治措施：有实力的单位应该购买混凝土拌和站；若实在没有实力，就必须坚持车车过秤，以实现对材料用量的控制。

2.2.4 水泥用量

水泥用量既不宜过多也不能过少。有些配合比设计人员为了保证混凝土的质量而单纯提高水泥用量，这无疑是一种浪费。在满足混凝土的流动性、强度要求的前提下，节约水泥、降低成本是混凝土配合比设计的一项基本原则，同时，混凝土中水泥用量过多不但不经济，而且给混凝土结构带来危害。还有些配合比设计人员认为，节约水泥就是混凝土配合比中水泥用量越少越好，这显然也是不恰当的。没有足够的水泥用量，就抵抗不了外力的作用，影响工程的耐久性。

2.3 保证经济效益

在保证质量的前提下，也应当保证经济效益的实现。很多施工单位在作混凝土配合比设计时，只是为了满足设计强度，按规范要求或者根据过去的经验进行几组配合比设计，试配后砼强度达到规范要求就算合格了；若达不到规范要求，只是一味地增加水泥用量，很少有人从其他方面考虑。水泥用量过多，会造成混凝土收缩裂缝的生成和徐变增大，而且也增加了成本。

防治措施：在规范标准允许的范围内，试验室应多配制几个试拌配合比，从经济效益、工作性能、质量等方面综合考虑选择最好的配合比，并根据规范要求进行合理的调整，同一强度的混凝土尽量不要使用一个配合比。试验室一定要收集整理日常混凝土施工中的详细数据，并对这些数据进行科学的统计分析，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，并积累一些参考资料，对以后的施工也会起到很大的作用。

上述对混凝土配合比设计时的注意事项的分析及其防治措施，如果在实际工程的实施中得到广泛应用，既可以保证工程质量，又控制了项目成本，能取得较好的经济效益和社会效益。

[1]交通部公路科学研究所.JTJ071—98公路工程质量检验评定标准[S].北京：人民交通出版社，1999.

[2]中国建研院.JGJ55—2000普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]中国建研院.GB/T50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.