浅谈原料选择与混凝土配合比控制

夏梦

[摘要] 针对日前较多建设工程在使用混凝土上出现的问题,本文从混凝土所用原材料的选择、配合比设计两方面系统阐述混凝土配合比设计及施工中的注意事项和混凝土原材料的选择关键。

[关键字] 混凝土原料配合比

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护施工中的混凝土硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛。

一、原材料

混凝土的质量，很大程度上取决于原材料的技术和性质是否符合要求，应合理选择原材料保证混凝土性质。

1.水泥

水泥是混凝土原材料中很重要的组成部分。(1)水泥品种的选择。应根据工程性质、部位、施工条件、环境状况等，按个品种水泥的特征做合理的选择；(2)水泥等级的选择。应与混凝土的设计强度等级相适应。混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。当水泥的强度等级与混凝土设计强度等级之比过大时，水泥用量过少，混凝土拌和物松散不易粘结，粘聚性差；而当水泥的强度等级与混凝土设计强度等级之比过小时，水泥用量过多，混凝土拌和物粘聚力大，成团，不便浇注，并且不经济。因此，根据经验一般以选择的水泥强度等级标准值为混凝土强度等级标准值的1.5—2.0倍为宜。（一般情况1.3—1.7倍）

2.粗细骨料

粗细骨料作为混凝土的重要组成部份，占其质量的3/4左右，骨料构成的骨架提高了混凝土的密实度，减少荷载作用下的变形，同时水泥石硬化收缩产生的不均匀的收缩变形,从而产生内应力，导致裂缝，而骨料能够制约水泥石的收缩，使混凝土具有较好的体积稳定性。骨料比胶凝材料等其他组份便宜很多，这也是混凝土比较便宜的一个重要原因。《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-1992）中对有害杂质含量也作了相应规定。其中有机物含量不得大于0.95%，轻物质含量和硫化物及硫酸盐含量分别不得大于1%，含泥量及泥块含量的限值为：当小于C30时分别不大于2%和1%，当大于等于C30时，分别不大于0.7%和0.5%。混凝土的强度一定程度上取决于水泥与骨料的强度，粗骨料作为混凝土的骨架水泥浆通过粘结填充作用将各种材料粘结成为一个整体，混凝土所的压力主要由骨料来承受，只有高强度的骨料才可以配制出高强的混凝土。从混凝土的受压破坏来看，强度等级较低的混凝土的往往是水泥浆、粘结界面受压破坏，而强度等级较高的混凝土水泥浆、粘结界面、骨料受压破坏。粗骨料的强度是将岩石加工成为5cm×5cm×5cm的立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度，由于这种方法要求较高，在生产中多采用压碎值指标来衡量骨料的强度。

3.混凝土用水

根据《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—89）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。凡能引用的水和清洁的天然水，都可用于混凝土拌制和养护。海水不得拌制钢筋混凝土、预应力混凝土及有饰面要求的混凝土。工业废水须经处理后才能使用。

4.外加剂

随着混凝土技术的发展，外加剂、活性掺合料已经成为配置混凝土中不可缺少的一部分了。外加剂的品种很多，功效各异，应该合理选择。首先应根据混凝土的强度等级、耐久性指标及新拌混凝土工作性要求;其次在了解混凝土外加剂作用原理基础上,有针对性选择混凝土外加剂,才能充分发挥其经济性及技术性优势。例如提高混凝土抗渗性的外加剂可以选择3 种, 有减水剂、防水剂、膨胀剂。目前混凝土外加剂多向复合型发展,这样虽扩展了某种外加剂的使用范围,但它的经济性及技术特性就不突出。因此选择混凝土外加剂要兼顾设计要求及经济性要做到这一点,首先要了解混凝土外加剂产品的特性，再根据混凝土的强度等级、耐久性指标及新拌混凝土工作性要求，在了解混凝土外加剂作用原理基础上,有针对性选择混凝土外加剂,才能充分发挥其经济性及技术性优势。

5.掺合料

目前使用的活性掺和料主要有粉煤灰、硅灰、高炉矿渣等，然而就实际生产情况来看，应用范围最广、用量最大的是粉煤灰。粉煤灰的掺量在一定范围内，大掺量粉煤灰混凝土的流动性比小掺量的混凝土好，坍落度损失要小；大掺量粉煤灰混凝土的早期强度较低，但是后期的强度有明显的增长；大掺量粉煤灰混凝土与小掺量的混凝土抗渗、抗冻、碳化性能相差不大，可用于对耐久性要求不高的工程，而且具有很好的经济效益和社会效益。其中，I级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土；II级灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土III级灰主要用于无筋混凝土；但大于C30的无筋混凝土，宜采用I、II级灰；用于预应力混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级C30及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级，如试验论证，可采用比上述三条规定低一级的粉煤灰。

二、配合比控制

1.混凝土配合比的确定

混凝土配合比是进行生产的依据，直接关系到混凝土的性能和生产成本，是混凝土质量控制的核心部分。混凝土的配合比设计，应根据结构设计的强度等级、混凝土的耐久性，及工程的结构部位、运输距离、施工方式等来确定原材料的品种、规格及拌和物的坍落度等性能。混凝土配置强度必须超过设计强度的标准值，以满足强度的保证率的需要，我国现行行业标准JGJ/T56—96《混凝土配合比设计规程》中规定了强度的保证率为95%，混凝土的配合比计算，一般先利用相关的混凝土强度与水灰比的关系式计算出水灰比，然后根据经验、有关资料选定每一立方米混凝土的用水量、胶凝材料用量，然后根据混凝土工作性能的要求确定砂率、外加剂掺量，确定粗骨料的用量，最后通过试配确定生产配合比。

2.施工现场的混凝土的适配、换算和转换

要求施工单位见证取样送水泥、砂、石、和外加剂（如需使用的话）到有资质的试验室或检测中心做原材料检验和混凝土配合比设计。对试配的混凝土配合比进行调整。测定施工现场的砂石含水率，石的含水率可不考虑，砂的含水率根据实际情况（可以做试验测定，也可采用经验数值）取2%左右，计算出此部分水的重量，换成砂的重量，同时减少水的重量，调整后确定一个现场使用的配合比。根据现场的混凝土搅拌机械和调整后的混凝土配合比换算出每一槽的各材料用量。如混凝土搅拌机是400升的，其每一槽的体积是0.26立方左右，即每一次投料可以投两包水泥的料，因此在现场悬挂两包水泥（注意水泥每袋的重量，有的出口装水泥每袋重量是45公斤而不是50公斤）的各材料用量。另外机械的参数可以去查查有关施工机械参数的书藉（或是直接问施工单位每一槽投几包水泥的料）。

三、结束语

在混凝土施工前，应按要求，对混凝土用水泥、骨料、矿物掺和料、专用外加剂等主要原材料的产品合格证及出厂质量检验报告进行进场检查。水泥、外加剂、外掺料等材料要妥善保管，作好防潮、防雨；按进场时间先后顺序分别储存，确保材料在有效期内使用，如果已超过规范规定的有效期，使用前必须经过重新试验，按试验结果判定是否正常使用、或降级使用、或报废处理。配合比必须经监理机构验证并书面批复后，方可依据批复的配合比施工，没有批复的配合比严禁使用。在开盘前，试验人员要进行砂、石含水量试验，认真换算施工配合比，填写施工配料单，下发给工地技术负责人，并作好标识；施工过程中，加强监督检查，严格按照配合比施工。