混凝土配合比设计中应注意的几个问题

    姜德娟

    摘要：混凝土配合比设计计算：fcu,o=fcu,k+t×б，W/C＝（αa×fce）/(fcu,o+αa×αb×fce)，Mco=Mwo/(W/C)， Mco+Mgo+Mso+Mwo=Mcp，βs= Mso/( Mgo+Mso) ×100%，计算配合比为Mco：Mso：Mgo：Mwo。混凝土计算配合比的试配，混凝土配合比的调整与确定。

    关键词：混凝土；配合比；设计

    混凝土是由水泥、细骨料砂子、粗骨料石子及水等构成，混凝土中各种材料之间的比例关系称为混凝土的配合比。混凝土配合比是决定混凝土强度的一项重要技术指标，需要具体的设计试配等工作才能确定合适的混凝土配合比应用到工程当中去。

    混凝土配合比设计计算量大，过程复杂，要求严格。在具体的混凝土配合比设计过程中，应该着重处理好以下几个方面的问题。

    １计算配制强度并提出相应的水灰比

    混凝土的配制强度按下式计算：

    fcu,o=fcu,k+t×б

    fcu,o——混凝土的配制强度（Mpa）;

    fcu,k——混凝土的抗压强度标准值（Mpa）;

    t——概率度，混凝土强度的保证率为95%时为1.645；

    б——施工单位的混凝土标准差的历史统计水平（Mpa）。

    混凝土水灰比按下式计算：

    W/C＝（αa×fce）/(fcu,o+αa×αb×fce)

    W/C——水灰比；

    αa、αb——回归系数；

    fce——水泥28天抗压强度实测值（Mpa）。

    当无水泥28天抗压强度实测值时，fce值可按下式确定：

    fce＝γc×fce，g

    γc——水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；

    fce，g——水泥强度等级值（Mpa）。

    混凝土的最大水灰比规定：在干燥环境中钢筋混凝土为0.65。

    ２选取每立方米混凝土的用水量，并计算出每立方米混凝土的水泥用量。

    每立方米混凝土的用水量的确定：塑性混凝土水灰比在0.40－0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物坍落度，其用水量可查表选取；水灰比小于0.40的混凝土用水量应通过试验确定。

    每立方米混凝土的水泥用量可按下式计算：

    Mco=Mwo/(W/C)

    混凝土的最小水泥用量规定：在干燥环境中，每立方米素混凝土为200Kg,钢筋混凝土为260 Kg。

    ３选取砂率，计算粗骨料和细骨料的用量，并提出供试配用的计算配合比。

    混凝土砂率的确定应符合下列规定：

    3.1 坍落度为10－60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比查表选取。

    3.2 坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在查表值的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。

    3.3 坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。

    粗骨料和细骨料的用量，采用重量法时，应按下列公式计算：

    Mco+Mgo+Mso+Mwo=Mcp

    βs= Mso/( Mgo+Mso) ×100%

    Mco——每立方米混凝土的水泥用量（Kg）；

    Mgo——每立方米混凝土的粗骨料用量（Kg）；

    Mso——每立方米混凝土的细骨料用量（Kg）；

    Mwo——每立方米混凝土的用水量（Kg）；

    βs——砂率（%）；

    Mcp——每立方米混凝土的假定重量（Kg），其值可取2350 Kg－2450 Kg。

    计算配合比为Mco：Mso：Mgo：Mwo。

    ４混凝土计算配合比试配

    进行混凝土计算配合比试配时，应采用工程中实际使用的原材料，混凝土的搅拌方法，宜与生产时使用的方法相同。混凝土配合比试配时，混凝土的最小搅拌量：骨料最大粒径31.5mm及以下，拌合物数量取15L；骨料最大粒径40mm，拌合物数量取25L。

    按计算的配合比进行试配时，首先应进行试拌，以检查混凝土拌合物的性能，当试拌得出的拌合物坍落度不能满足要求，应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。

    混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比。当采用三个不同的配合比时，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少水灰比0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度不能满足施工要求时，可通过增、减用水量调整。

    制作混凝土强度试验试件时，应检验混凝土拌合物的坍落度及表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。

    进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组（三块）试件，标准养护到28天时试压。需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用，但应以标准养护28天龄期强度的检验结果为依据调整配合比。

    ５混凝土配合比的调整与确定

    根据试验得出的混凝土强度与其相对应的水灰比关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,o）相对应的水灰比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：

    5.1 用水量（Mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度进行调整确定；

    5.2 水泥用量（Mc）应以用水量除以选定出来的水灰比计算确定；

    5.3 粗骨料和细骨料用量（Mg和Ms）应在基准配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的水灰比进行调整后确定。

    经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：

    (1)应根据确定的材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值ρc，c；

    ρc，c＝Mc＋Ms＋Mg＋Mw

    (2)应按下式计算混凝土配合比校正系数δ；

    δ＝ρc，t/ρc，c

    式中：

    ρc，t——混凝土表观密度实测值（Kg/m3）；

    ρc，c——混凝土表观密度计算值（Kg/m3）。

    (3)当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ，即为确定的设计配合比。

    掌握了混凝土配合比设计中以上诸要点，实际做混凝土配合比就会有可靠的理论依据，有切实可行的操作方法，有准确的试验室混凝土配合比设计结果。具体的混凝土配合比设计人员也会在工作中心领神会，得心应手。