浅议水泥混凝土配合比设计中应注意的问题

摘要：随着我国城镇化建设的飞速发展，商品混凝土在建设中越来越广泛的使用。所以在建筑施工中对商品混凝土的研究，显得尤为重要。虽然现代科学有一套完整的技术原则来指导配合比设计，不过由于配合比设计对于混凝土的造价和性能有相当大的影响，所以混凝土工作者在选定或者审批混凝土配合比时，应对配合比的基本设计原则和程序有所熟悉，本文就对其进行了分析。

关键词：水泥混凝土；配合比设计；问题

中图分类号：TV331 文献标识码： A

一、配合比设计的意义和目的

普通混凝土拌合物的配合比设计，也称配合比设计或配比设计，是一种使水泥、骨料、水、掺合料和外加剂能够按照指定的规范得到正确组合相配的方法。虽然有人对于这个方法未能简化到一组精确数字的东西而感到很不适应。但是在对基本原则有所了解并有一些实践经验后，混凝土配合比设计的技术是不难掌握的。如果能够很好地用这个技术在工程建设中就会有很好的效益。因为配合比设计对于混凝土的造价以及新拌混凝土和硬化混凝土的多种主要性能的影响是非常之大的。混凝土配合比设计的目的之一，是要获得其性能符合某种预定要求的制品。其中最基本的要求是新拌混凝土的工作性以及硬化混凝土在指定龄期时的强度。工作性是决定混凝土拌合物在浇筑，捣实以及抹面时难易程度的一种性质。另外还有一种耐久性也是一种重要性质，但一般认为在通常的暴露条件下。如果该混凝土拌合物能够达到必要的强度，则其耐久性也不会有问题，当然在恶劣的条件下： 例如，冻融循环接触硫酸、盐水时。在混凝土配合比设计时就需要对耐久性专门予以考虑。配合比设计的另外一个目的，是要在尽可能最低的造价下获得性能满足要求的混凝土拌合物。这就要在选定组成材料时不仅必须适用，而且要有合理的价格。所以混凝土配合比设计总的目的可综合为： 在常用的材料中选择合适的组成材料，并决定出其特性能够满足一定的要求的同时又是最低经济的组成比例。混凝土工程技术工作者为了达到这个目的，所能够使用的措施是有限制的。在配合比混凝土设计中一个明显的约束因素，就是在一个固定的体积内，你不可能改变一种组分而不影响其他，混凝土配合比设计的任务又相当复杂，因为改变一个特定的变数，可能会使混凝土的某些要求性能受到相反的影响。

二、配合比设计应考虑的原则

1、经济效益原则

混凝土经济效益即成本问题需要考虑的是混凝土所用材料的选择， 但也要考虑工程技术上可行。同时在经济成本方面要有优势，换句话说，当混凝土组分中某一种原材料可以从两个或更多个来源取得，当材料之间的价格又有明显差别时，通常认为选用其中较为便宜的一种材料作为拌制混凝土的组分。但也有可能，如果因为技术上的原因，拌制出的混凝土对工程不适用，则只有考虑选用另外一种材料作为混凝土组分。在实际工程建设中，有时一些传统的不正确观念，使某些混凝土工程技术人员。在混凝土拌制过程中还在使用较贵的，不必要的原材料，在实际拌制混凝土前，即在考虑混凝土拌合物配合比设计所依据的许多原则，具有关键性的一点应该就是要考虑水泥的价格。因为在混凝土拌合物组分中， 水泥的价格所占比重比骨料、 外加剂、掺合物等等要高许多。所以在考虑混凝土经济效益成本时，所有配合比设计都应该是以减少混凝土拌合物中的水泥用量为前提。但同时不能牺牲混凝土的强度和耐久性等要求的性能。在现代混凝土配合比设计中，通常用胶凝性的工业副产品替代部分水泥。就可以直接收到节约材料成本的效果，而且从未来看恰当的利用这些工业副产品而不是将其随意抛弃。是每一个国家都不得不从保护资源和减少污染方面所获得的间接节约效果来考虑的现实问题。

2、混凝土工作性原则

混凝土的各组成材料按一定比例配料，经搅拌均匀后称为混凝土拌合物， 也称为新拌混凝土。新拌混凝土的工作性包括流动性、粘聚性和保水性三方面，同时这三个方面决定着该拌合物是否易于施工，不会产生有害的离析泌水现象如果新拌混凝土的工作性不好，混凝土拌合物造成工程建设中难以浇筑和捣实，不仅要增加施工费用而且也会使混凝土强度、耐久性和外观质量变差。同样易于离析、泌水的混凝土拌合物就需要较多的表面抹平及表面处理费用，而且所得混凝土的耐久性也较差，所以混凝土工作性既要影响混凝土的造价又会影响其质量。工作性是混凝土的一项重要性质，主要取决于混凝土配合比设计。可是从另外一方面讲，工作性这个名词代表着很多难以定量测定的变化多端的特性。因此，应设计一个符合拌合物工作性要求的配比。但由于混凝土工作性本身尚缺乏一个相当明确的定量方式。所以工作性一词仍然是技艺与科学的结合。这就是要求混凝土技术工作者，不仅仅要了解混凝土配合比设计的方法步骤，还应懂得混凝土配合比设计的基本原理。在设计混凝土配合比时，应考虑混凝土的工作性，其工作性所依据的指导原理： 第一，新拌混凝土的稠度应符合工程浇筑、捣实和抹面的需要； 第二，给定新拌混凝土稠度的用水量主要依赖于骨料特征，所以为了改善或提高混凝土的粘聚性和抹面性，在可能的条件下，提高混凝土的砂率； 第三，对于设计大流动的混凝土配合比，应考虑掺入高性能减水剂。

3、混凝土强度

在混凝土设计和质量控制中，混凝土强度是设计者和质量控制者认为最有价值的性质。这是因为与其他大部分性质相比较，强度比较容易验证。再者，混凝土的许多性质，诸好弹性模量。密实性或抗渗性，包括抗风化性，均直接与强度有关。混凝土强度又与混凝土组分中起胶结作用的水泥石结构有直接关系。由于混凝土结构建筑物主要是用以承受荷载或抵抗其他各种作用力，所以混凝土强度是反映混凝土质量最直接的指标。因此在实际工作中大家都是以混凝土强度来评定和控制混凝土质量。混凝土的强度包括抗压强度、抗折强度、抗拉强度、抗剪强度等等，但由于在同一种混凝土中混凝土抗压强度比其他几种强度都要大很多。而且混凝土建筑物主要利用抗压强度来承受荷载，所以在混凝土配合比设计中，通常以抗压强度为主要设计参数。

4、混凝土耐久性

在混凝土工程结构中，设计者们多数对混凝土强度有较高的要求，以保证建筑结构中混凝土能承受必要的荷载，使结构安全。同时设计者们还应考虑混凝土建筑物所处的自然环境及使用条件下经久耐用的性能，即混凝土耐久性，其性能保证结构物在设计年限正常使用， 减少建筑物维修工作量， 提高经济效益和社会效益。混凝土耐久性指其对风化作用、化学侵蚀、磨耗或任何其他破坏过程的抵抗能力，影响混凝土的耐久性大致有两种因素： 第一，建筑物所处的环境因素，即外在因素； 第二，混凝土的内在因素。外在因素，就好比风化作用、磨损、电能作用、工业废水、废气的侵蚀作用等等， 内在因素主要是混凝土浇筑振捣的密实程度，孔隙的构造，以及在一定条件下起碱骨料反应的混凝土碱含量或骨料中的活性矿物质。混凝土耐久性不是固定不变的，其与周围环境相互作用，混凝土的微观结构性质随时间会改变。当混凝土在使用条件下，其性质遭受破坏到一定程度，假使该混凝土如果继续使用将会不安全或不经济。则可认为该混凝土已达到其使用寿命。混凝土工程技术设计人员，就是在设计时，千方百计，让其耐久性提高，其使用寿命长些再长些。

结束语

混凝土配合比设计是一个科学的技术活，但设计者也应结合工程实际来加以考虑，广大混凝土技术工作者在设计配合比时应对工程结构充分熟悉，对混凝土原材料掌握透彻，只有充分考虑了工程的经济性与安全性，才能设计出适合此工程的最佳混凝土配合比。