混凝土配合比设计及其强度检测探讨

覃开仕　龙朗乾

摘要：混凝土的各项质量指标中，混凝土的强度与其他性能有较好的相关性，能够较好地反映混凝土的质量情况。本文概述了混凝土的配合比设计，探讨了混凝土强度的检测方法。

关键词：混凝土配合比；强度检测；水泥；浇筑

1 前言

普通混凝土是由水泥、水、砂、石4种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例.即水灰比、砂率、胶骨比(胶凝体与骨料的比例)。在实际工程中做好混凝土结构分项工程的质量控制，是保证混凝土结构质量的一项非常重要的工作。

2 配合比设计前的准备工作

在配合比设计前，设计人员要做好下列工作：

掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求，重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数；了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大小；了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量；了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。根据这些资料合理地选用适当的设计参数，进行配合比设计。

3 混凝土混合比设计

传统的混凝土配合比设计方法，是以采用标准试验方法所得的经过28d期龄标准养护的抗压强度为依据来设计和调整混凝土配合比，这种方法存在着试配周期长、不能适应材料变化和现代快速施工的需要等缺点。为了解决这个问题，试验室可采用早期推定混凝土强度进行快速配制的方法，即通过检测水泥3d强度值来推算水泥28d的强度值，具体为按公式：

来推测出混凝土28d的强度值。

3.1水灰比的确定

根据水灰比定律可知，在材料品种相同的条件下，混凝土的强度随着水灰比的增大而降低，其变化规律呈曲线关系，而混凝土强度与水灰比的变化规律呈直线关系。在关系曲线未建立之前，可以采用《凝土配合比设计技术规定》JGJ 55-2000(以下简称《规定》)提供的公式 进行初步计算，该式中的回归系数A和B随所用材料的品种及质量不同而异，在试验条件许可的情况下，应结合丁程实际使用的材料通过试验求出；当缺乏试验条件时，可参照《规定》中的有关数据：碎石混凝土A取0．46，B取0．48；卵石混凝土，A取0．07，B取0．33。 为水泥28d抗压强度实测值。

但是，从多年来水泥的实测28d强度结果看，不同水泥厂的水泥富裕强度不尽相同，同一水泥厂同一品种水泥在不同时期也存在着一定的差异；同时，大部分施工企业为节省试验费用，不能严格按施工检验程序送检，一般仅在一个单项工程开工前进行一次原料检验。若仅以这一次送检结果作为整个工程的材料质量指标是不适宜的，因此，可以将此次检测结果仅作为一个参考性的指标，在实际配合比设计时采用一个系数加以折算修正，该系数可取0．7～0．9，这样既考虑到水泥富裕强度的变化，又可以不使折减值低于标准值以致影响合格判定。

3.2单位用水量的确定

单位用水量的选取通常参照《规定》进行，即根据混凝土的坍落度、粗骨料的品种以及粗细骨料的最大粒径确定。只有水灰比w／C

坍落度按lO～30mm、35～50mm、55～70mm 、75～90mm的顺序每调一档，用水量应增加lOkg／m3 左右；

细骨料按粗、中、细的顺序每调一档，用水量应增加18kg／m3 左右；

碎石比卵石的用水量应增加15kg／m3 左右；

粗骨料最大粒径按40 mm 、31．5 mm、20mm、16mm的顺序每调一档，用水量应增加12kg／m3左右。

3.3重量法表示混凝土配合比的设计结果

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002(以下简称《规范》)规定，工地现场混凝土拌和均采用实物过磅计量。因此，为了方便施工操作以及提高施工配合比的可靠度，混凝土配合比的设计结果最好采用重量法表示。按重量法进行配合比设计需要确定混凝土拌合物的假定密度，以便计算单位体积混凝土中各种材料的用量。在《规定》中，混凝土拌合物假定密度的范围为2350～2450kg／m3 。为了设计操作的统一性，不同强度等级均取混凝土拌合物的假定密度为2400kg／m3 进行计算。经过对混凝土密度的大量试验统计分析，发现在一定范围内混凝土的表观密度随着强度等级的升高而增大，除C10混凝土之外，基本在2450kg／m以上。因此，将高于C10的混凝土拌合物的假定密度调整为2450kg／m3，基本上满足混凝土表观密度假定计算值与实测值之差的绝对值不超过假定计算值的2％的要求，同时使重量和体积相吻合。

3.4混凝土试件

《规范》针对留置强度试件的作用，强调应留置3种混凝土强度试件：第1种为混凝土标准养护试件；第2种为用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护试件；第3种为用于结构实体检验的同条件养护试件。混凝土标准养护试件主要是验证混凝土的实际质量与混凝土配合比设计要求的一致性，并用于混凝土的强度检验评定，它能反映出原材料、配合比及材料的计量等混凝土施工质量方面的控制情况。这种混凝土试件每次取样都应该留置，并标准养护28d进行试压，用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护试件，即确定构件拆模、出池、 厂、吊装、张拉、放张等施期间临时负荷时的混凝土强度。工程中应用比较多的是确定拆模强度，这种混凝土试件应根据实际情况确定其试压日期。用于结构实体检验的混凝土试件，即与结构实体混凝土组成、养护条件相同的混凝土试件，其强度可以作为检验结构实体混凝土强度的依据，能够较准确地反映混凝土结构实体的真实强度。

4混凝士强度检测

4.1混凝土取样

对于按照既定配合比施工的混凝土工程，全方位地加强施工质量的检测与评定，是保证混凝土工程满足混凝土结构承载力性能要求较直接的手段。混凝土试件强度作为混凝土强度评定的依据，是混凝土结构质量控制的重点。根据《规范》，混凝土试件类型与数量的确定应满足几个基本原则，即独立的试件类型、足够的试件数量和试件取样频率的代表性。

《规范》针对留置强度试件的作用，强调应留置3种混凝土强度试件：第1种为混凝土标准养护试件；第2种为用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护试件；第3种为用于结构实体检验的同条件养护试件。

4.2强度检测

根据《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107-87，试验检测技术人员除了在试验室依据混凝土试件对现场浇筑的混凝土工程质量进行检洲评定之外，当需要对被检测的混凝土结构构件作出准确的判断时，还需要根据混凝土结构的具体情况及检测条件进行现场检测。

目前，在施工现场对混凝土进行强度检测的方法很多，例如超声法、回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法、抗拔法等，其中以回弹法、超声法、钻芯法较为常用。至于采用何种方法为宜，需要对检测数据的可靠性、检测结构构件的适用性、检测费用、检测速度以及对结构构件的破坏程度等条件综合考虑。一般情况下，当需要准确判定混凝土的强度等级且有条件时，可优先考虑采用钻芯法或采用钻芯法修正；当混凝土质量比较均匀时，可采用回弹法和超声回弹法，如果用钻芯法进行校核，可以提高回弹法和超声回弹法的精确度。

5结束语

混凝土在配合比方面应注意以下几个问题：(1)配合比设计前的准备工作应充分；(2)区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同；(3)生产配合比的调整及施工中的控制；(4)在保证质量的前提下，应注重经济效益。