混凝土配合比的合理設(shè)計(jì)方法

（華東交通大學(xué)， 江西 南昌 330013）

0 前言

混凝土是當(dāng)今建筑施工中應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較高，并且具有極為良好的塑性性能，因此能夠廣泛增加鋼筋的使用強(qiáng)度，在土建施工中的應(yīng)用比較廣泛。

影響混凝土質(zhì)量的因素比較多，但是究其根本來說，混凝土配合比的合理設(shè)計(jì)是其質(zhì)量保證的最重要因素。近些年來，科學(xué)家對于混凝土的材料配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了卓有成效的研究，形成了許多豐富的參數(shù)數(shù)據(jù)，這些參數(shù)對于在施工過程中指導(dǎo)混凝土的配合比設(shè)計(jì)具有非常良好的示范作用與實(shí)用價(jià)值。

1 進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)的相關(guān)原則

在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，需要考慮占多數(shù)材料的水泥的相關(guān)性質(zhì)，這種材料能夠?qū)⑷舾傻V物的粉體材料以及外加劑摻和在一起，形成一種膠狀的漿體，同時(shí)再加上沙石一起進(jìn)行相應(yīng)的攪拌，形成混合的混凝土結(jié)構(gòu)，然后將混凝土澆筑在柱梁墻板的各種模型中，形成牢固的混凝土材料。在進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程中，除了需要要求作為主要的材料的水泥保持一種均勻的狀態(tài)之外，同時(shí)還需要在攪拌中保持均勻的速度，這樣才能夠使得砂石充分的與漿體形成包裹的姿態(tài)，然后再通過對于混凝土的振搗，使得水泥沙石能夠緊密的交接在一起，形成一種致命的混凝土結(jié)構(gòu)。如果對于混凝土的性能要求比較高，比如說需要泵送高度較高的混凝土以及需要自密實(shí)的混凝土材料，我們還需要要求混凝土具有極高的密實(shí)度以及流動性。在進(jìn)行混凝土施工的過程中，需要使得砂石等等骨料能能夠懸浮在混凝土的膠結(jié)材料中。我們在對于混凝土進(jìn)行攪拌的過程中，會帶動一部分空氣進(jìn)入，同時(shí)由于摻加擠的影響，也會吸附一定體積的氣體，因此混凝土的材料是由固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)等等多種成分組合成的一種混合材料。在這混泥土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，必須要遵循以下幾項(xiàng)基本的原則

（1）混凝土的整體是由膠結(jié)材料的體積、外部空氣的體積、砂體積以及石塊的體積等等來構(gòu)成，在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要著重關(guān)注這四部分的體積配比；

（2）在混凝土材料中，水泥直接決定了整體的施工質(zhì)量以及混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性要求。因此在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)是我們要緊抓水泥的資料，選擇質(zhì)量較好，性能較高的水泥產(chǎn)品，同時(shí)對于水泥進(jìn)行施工的過程中，要注意水灰比以及單方水量的使用，在某些情況下，可以使用高效減水劑，摻合料的資料要進(jìn)行有效的控制，這樣才能夠配置合理的混凝土材料。

（3）混凝土中所用的砂石，需要緊密的粉狀顆粒結(jié)構(gòu)，能夠形成緊密堆積的特點(diǎn)；

（4）對于新型的混凝土，要必須達(dá)到施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)和要求；

（5）混凝土在經(jīng)過振搗以后，需要滿足結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)指標(biāo)，還要對于混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使得混凝土的整體框架結(jié)構(gòu)的抗拉性能以及抗剪性能，彈性模量等等達(dá)到相關(guān)實(shí)驗(yàn)需要。

本文主要對于混凝土結(jié)構(gòu)在配合比設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)的方法進(jìn)行理論研究。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

我們一般將混凝土可以分為干塑性混凝土、低塑性混凝土以及流動性混凝土和大混凝土等等幾種類型。對于干塑性混凝土我們可以直接將水泥與水進(jìn)行有效的融合，如果塑性混凝土是塑性的混凝土漿體應(yīng)該再添加一定的外加劑以及減水劑，流動性的混凝土需要加高效減水劑，并且在流動性混凝土以及大流動性混凝土中，我們還需要添加足夠質(zhì)量的粉煤灰，這樣有利于形成混凝土的和一些方面工程進(jìn)行施工。為了提高混凝土整體的耐久性以及強(qiáng)度，我們可以在混凝土中添加一些礦渣。

混凝土在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，除了要求考慮到施工相關(guān)的性能之外，同時(shí)還要滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及耐久性的要求。第一步我們需要選用強(qiáng)度等級合理的水泥品種，水泥的質(zhì)量以及強(qiáng)度需要符合實(shí)際的需求，同時(shí)需要按照項(xiàng)目的實(shí)際情況確定合理的減水劑，然后再確定合理的摻合料，這樣才能夠配置出符合設(shè)計(jì)要求的相關(guān)漿體。

在建筑工程中，我們?yōu)榱素瀼毓?jié)能減排的綠色目標(biāo)，必須要廣泛采用綠色節(jié)能施工技術(shù)，因此在混凝土配比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要廣泛使用工業(yè)廢渣，盡可能減少對于水泥的使用量，同時(shí)在混凝土中礦物摻合料取代水泥的用量不宜低于50%。

對于配制出的漿體材料，我們需要要求具有一定的流動性，流動性的主要性能和減水劑的用量以及性能有很大的關(guān)系，漿體材料的粘性則與膠體材料的性能直接相關(guān)，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的情況，對于混凝土的聯(lián)系及相關(guān)的調(diào)整。

在制定出科學(xué)合理的混凝土漿體情況之下，我們還需要對于混凝土的砂石體積合理的設(shè)計(jì)，用于獲得最密實(shí)的堆積效果。在這里，我們可以利用著名的弗羅斯連續(xù)級配的理論，實(shí)驗(yàn)證明如果采用25毫米以及20毫米的砂石，進(jìn)行合理的配比之下，可以將空隙率控制在 35%以內(nèi)，如果按三四級進(jìn)行匹配要求，那么空隙率能達(dá)到 30%以內(nèi)。由于混凝土中的砂和石的來源不同，因此材料效果以及整體質(zhì)量要求并不相同，我們不應(yīng)該將沙子與石子的級配要求同一，同時(shí)我們也應(yīng)該采用砂率來表示沙子與石子之間的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)石子粒徑為25毫米的普通混凝土，一般的連連續(xù)級配為40%，20毫米的沙子連續(xù)級配率為百分之45。

3 混凝土配合比的思考

我國混凝土配合比的設(shè)計(jì)研究工作人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，由于混凝土在進(jìn)行配置與運(yùn)輸施工的整體分離的特點(diǎn)，因此在運(yùn)到施工場地后，必定打亂了原有的級配，因此混凝土的內(nèi)部的空隙率都大于原來的級配，從而影響了混凝土的施工效果，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性，增加了縫隙出現(xiàn)的概率。因此必須要采用科學(xué)合理的有效措施來改變這一情況，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，保障施工質(zhì)量。

[1]傅沛興.比粒度—— 一種表示砂石粒度的新概念.建筑材料學(xué)報(bào),2006( 1) .

[2]馮乃謙, 邢鋒.高性能混凝土技術(shù).北京: 原子能出版社, 2000.

[3]張應(yīng)立, 等.現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計(jì)手冊.北京: 人民交通出版社,2003.