引言

縱觀昆明市從1998年世博會前夕至今的商品混凝土發展，目前商品混凝土生産企業已達近百家之多，預拌混凝土的應用已經覆蓋了城市房屋建築工程、交通、水利、鐵路、大壩、電站等。由于建築行業的飛速發展，商品混凝土生産企業的巨增，混凝土試驗人員、專業技術人員顯得缺乏。某些缺乏專業人才的企業和現場施工隊，則更是遵照“常用配合比”或質檢部門開據的配合比，完全執行。例如：一旦C30配合比确定下來，則不論冬季還是夏季，不論澆築的是梁闆還是基礎，不論是泵送還是塔吊都參照執行。事實上，我們知道混凝土是由多種材料組成的非勻質材料，各種材料的搭配（用量）必須經過精心設計、反複試驗、不斷優化。尤其在當代，混凝土的材料已經不再是單一的水泥、砂、石了，組成混凝土的材料越來越多樣化。

以雲南官城商品混凝土有限公司（以下簡稱“本公司”）的C40P8筏闆混凝土為例，所用材料有：水泥、礦粉、粉煤灰、山砂、機制砂、碎石、膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝高效減水劑，當然還有拌合用水。衆多的組份和原材料自身不穩定因素增加了我們質量控制的難度，任何一種材料的波動都可能影響混凝土的性能。

因此，我們不再需要“常用配合比”，而應該根據具體工程的技術要求和實際施工現場的原材料等因素，動态選擇“最佳”配合比。

1配合比設計的原則

（1）根據耐久性要求，合理選擇（準備）原材料。

（2）遵從《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55規範。

（3）必須保證混凝土的抗壓（抗折）強度，同時兼顧經濟性。

（4）必須保證混凝土拌合物和易性，在滿足施工操作性的同時，設計更小的砂率和用水量。

2響配合比的五大因素

2.1原材料質量

在城市發展帶動混凝土用量突飛猛進的同時，原材料資源正在緊缺，舉例來說：本市政府響應國家政策在加快城市建設的同時兼顧環境保護，已陸續關閉了市區附近的采石場，水泥廠等，使得目前的建築材料來源比較偏遠、成本增加，組織起來有難度。如果同時使用2～3家石場的材料，質量波動不可避免。因客觀原因，使得本市的水泥單價超過450元/t，創下曆史最高，而且供不應求，某些方量偏大的商品混凝土站不得已使用3種以上的水泥。據我做過的礦粉試驗中，能達到S95級的産品生産廠家不足50%，卻不知當前正在被幾乎所有拌合站使用的礦粉中有多少是合格産品。粉煤灰的質量同樣令人擔憂，尤其是在雨季，粉煤灰供不應求時，有不少商品混凝土站使用Ⅲ級灰、粗灰、甚至高硫高鈣灰。總之，混凝土攪拌站的質量風險正在不斷增加，這就要求實驗人員必須加大材料檢測力度和範圍，及時提供準确的檢測數據，以數據指導生産配合比的設計必須随現場材料的變化而調整。（以本公司建築材料為例，給出幾種常用材料檢測項目和頻率。詳見表1）：

2.2水膠比

水膠比是指混凝土中的水與膠凝材料的重量比。有耐久性需求的砼，應按照《普通的設計規程》JGJ55規定，确定最大水膠比和最小水泥用量。膠材不變時，用水量增加，水膠比則增大，拌合物稠度減小，流動性變大，但此時砼拌合物易出現離析、泌水現象，泵送時易堵管，澆築成形後混凝土的收縮增大，易開裂，且密實度降低，影響實體強度和耐久性。而水膠比小時，抗壓強度升高，但不利于泵送及施工。高強砼設計時，首先必須使膠結料本身高強化。而不能隻靠提高膠凝材料用量減小水膠比的思路來達到提高強度的目的，因為過多的膠材會引起砼内部溫度增高，收縮加劇，帶來開裂隐患。

2.3砂率

砂率的選擇，應視混凝土的技術要求、澆築部位及澆築方式等而定。砂的細度模數，級配情況，碎石的規格、級配情況也決定了砂率的大小。對級配良好的石子，砂率的選擇以石子的松堆空隙率與砂的松堆空隙率乘積為0.16～0.2為宜。一般，泵送混凝土的砂率不宜小于36%，并不宜大于45%，為此應重視石子的級配，以不同粒徑的兩級配或三級配後松堆空隙率不大于42%為宜。砂率稍小的混凝土，彈性模量稍大，開裂敏感性降低。

2.4摻和料的運用及應注意的問題

粉煤灰和礦粉是目前最為常用的摻和料，為節能減排、發展綠色混凝土、高強高性能混凝土做出卓越貢獻。但在應用中應注意以下問題。

2.4.1細度

細度在一定強度上影響了摻和料的活性與功效。粗的粉煤灰不能達到好的形态效應，顆粒大于45um的粉煤灰不能達到理想的填充效果。同樣，粗的礦渣活性指數大大降低，也會帶來保水性差等的問題。

2.4.2燒失量

粉煤灰的燒失量在一定程度上影響其需水量，需水量大的摻合料要控制較小的摻量範圍。

2.4.3摻量

粉煤灰和礦粉“雙摻”時，摻量不宜過多，否則，不僅會使得早期強度偏低，還會降低混凝土堿濃度，破壞鋼筋表面的水化氧化鐵薄膜，不利于鋼筋混凝土的耐久性。冬季施工更應控制摻量範圍。

2.4.4高鈣灰的運用

高鈣灰必須控制摻量範圍在10%～15%以内，且經過試驗确定。

2.4.5養護

使用摻和料的混凝土比普通混凝土在養護條件上有更高要求，粉煤灰和礦粉“雙摻”時，必須加強混凝土的養護。

2.5外加劑的選擇和運用

外加劑是混凝土中用量最小，卻敏感性最強的材料，必須慎重對待。常用的外加劑包括緩凝劑、減水劑、早強劑、膨脹劑等。本人公司主要使用的是緩凝型高效減水劑，其摻量大小，主要取決于當日水泥情況和砂石的含泥量大小。如奈系減水劑遇高溫水泥時适應性驟減，聚羧酸外加劑對高溫水泥雖有較好的适應，但遇砂石含泥量大時效果卻很不理想，此時自然要調整外加劑的摻量了；冬季施工時還必須考慮摻量對凝結時間的影響；夏季施工時必須考慮高溫對坍損的影響。一般建議使用兩種外加劑，一是緩凝時間短的、早強的；另一種是凝結時間較長一點的，這樣就可根據混凝土的具體要求靈活應用了。

3确定配合比

3.1計算方法及優缺點

配合比的計算方法一般有假定容重法和體積法等（具體步驟不贅述），假定容重法計算簡單、快速，但不夠精确；體積法的計算涉及多種材料的密度，計算數據較多。計算得出的配合比隻是試驗的一個依據而已。

3.2修正配合比

往往通過計算所得的配合比，并不能讓人滿意，必須進行試驗，考察和易性、容重、凝結時間、坍落度及損失、強度等指标；并可按增減水膠比的方法修正配合比。在以上性能都滿足的情況下，分時間段再複配，考察該配合比的強度波動情況（包括3d、7d、14d、28d、60d強度增長情況）。對有抗滲要求的配合比應做抗滲檢測的試驗，對早強砼應檢測（2d、3d、5d、7d、28d）的強度情況。

3.3确定待用的配合比

能滿足以上要求的修正後的配合比，可以視為待用配合比，但應詳細記錄好該配合比所用的材料情況，不同養護環境條件下的強度情況，大小試模取樣的強度差别情況等。

4配合比的運用與優化

配合比的運用中要采集數據（商品混凝土公司一般有條件收集大量數據）繪制圖表，掌握該配合比的強度波動情況。分析哪些因素在影響配合比哪方面的效果，制定出一套行之有效的應對措施，比如：原材料變化時，診對具體的那種材料應該有哪些補救措施；坍落度變化時，是什麼原因造成的，應該作哪方面的調整；有特殊要求的混凝土應從哪些方面來達到要求；如何提高混凝土的強度，如何提高混凝土的性能，如何在配合設計方面上防止裂縫等等，隻有不斷的在實踐中總結數據，才能從容應對随時可能出現的各種變化，快速地優化出“最佳”的配合比方案。動态優化過程，詳見圖1。

5結語

以上所述是确定配合比的一種較為合理的方法。在實際生産中，必須考慮影響混凝土質量的各種因素，包括機械計量誤差、天氣狀況（溫濕度）、運輸距離、施工進度、施工管理水平、養護情況等一系列因素。今天，在競争激烈的混凝土行業中，隻有掌握靈活、科學的動态配合比确定方法，加上一套行之有效的生産流程控制，才能生産出讓顧客滿意的混凝土産品。

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