论混凝土配合比的优化

论混凝土配合比的优化

摘要：作为工程建筑施工混凝土质量控制的重要一环，混凝土配合比的优化对有效降低混凝土的生产成本及其施工建设的难度，不断改善混凝土工程建筑的外观及其内部质量都有着至关重要的意义。本文主要基于混凝土工程建筑施工建设中的实践经验和理论基础，详尽地探讨了混凝土理论配合比的设计，优化混凝土配合比应注意的问题以及当前混凝土配合比优化的发展。

关键词：混凝土配合比；设计；优化

引言

一般混凝土配合比的优化设计主要是指基于工程建筑施工建设中具体的设计要求和施工要求以及混凝土生产过程中的高性价比原则，科学合理地确定混凝土制造过程中所需原材料的种类、用量以及组分。另外，普通混凝土配合比的优化设计还应包括对所确定了的混凝土原材料进行科学合理的组配，使得所生产制造的混凝土符合相关的技术要求，例如环境耐久性好、经济效益好、强度适宜和工作性能好等。本文主要介绍了在混凝土生产制造过程中优化混凝土配合比的技术措施和应注意的问题，以供同行借鉴。

1、混凝土理论配合比设计

所谓混凝土理论配合比设计指的是基于混凝土生产制造过程中的基本理论——最大密实度理论，具体的工程建筑施工实际以及混凝土生产制造工艺的特点，尽量确保填充完集料孔隙后的剩余浆体量最为科学合理，从而有效保证所生产制造的混凝土性能最优，这是因为这些过剩的浆体在很大程度上影响着混凝土的工作性能。对工程建筑施工建设中混凝土理论配合比进行优化设计主要包括以下五个方面的内容。

1)根据施工要求确定混凝土配制强度和施工坍落度。基于混凝土安全性和经济性的考虑，混凝土配制强度的标准差（富裕）务必要严格符合工程建筑的施工建设要求，例如普通混凝土在工程建筑现场生产制造过程中的配制强度标准差最好不要低于6.0MPa。此外，由于在混凝土的运输、密实、浇筑等过程中混凝土的工作性会有不同程度的损失，所以应尽力保证混凝土在施工浇筑时的工作性能低于其在初期设计时的工作性能，以有效确保混凝土在浇筑时性能符合相关的技术要求。基于这方面的考虑，在对混凝土进行室内试配设计时最好将混凝土的坍

落度预先设计得偏低，并且通过增大混凝土水泥浆量或者加入符合要求外加剂等措施来将室内试配的混凝土坍落度提高到实际要求的坍落度。

2）确定单位用水量，选择水灰比。混凝土单位用水量的确定需要全面考虑到混凝土所允许外加剂的性能以及混凝土集料的级配、粒形。而混凝土水灰比的确定只依赖于混凝土的设计强度和水泥强度，这是因为混凝土水泥浆体的空隙率在很大程度上影响着混凝土的水灰比。所以说应该尽力确定混凝土强度与其水灰比之间的相互联系，以保证混凝土的水灰比最为合理。

3）确定混凝土砂率。

混凝土中砂的细度模数、超粒径颗粒含量及其坍落度、类型都在很大程度上影响着混凝土的砂率。基于混凝土密实度理论，在对混凝土配合比进行设计时最好让单位面积的混凝土中填充的集料体积最大化，这是因为混凝土中超粒径颗粒含量和砂的细度模数与混凝土中集料的体积有着十分密切的联系。所以，应充分考虑到混凝土工程建筑的施工技术要求及混凝土自身的结构特点，最好选用粒径较大的级配中粗砂和级配碎石，同时还应该使混凝土集料的整体密级配达到相应的标准，以确保所设计配制的混凝土取得良好的浇筑效果。

4）确定外加剂和掺和料的类型和掺量。选用的外加剂应尽量使混凝土的生产制造性价比最高。混凝土外加剂在确定前务必要进行室内试配，并且进行混凝土试配的外加剂数量至少要有4种。此外，还应充分考虑到混凝土外加剂的技术要求和具体的工程建设实际，尽量选取综合性能最好的外加剂，而混凝土所用减水剂的选取原则应是经济性原则。而掺合料类型和掺量的确定主要从以下两个方面来考虑：一方面严格控制混凝土粉煤灰的含量，使其低于12%，以有效提高混凝土的和易性；另一方面尽量使得混凝土粉煤灰的含量介于12%与28%之间，矿渣的含量介于25%与65%之间，以尽量降低混凝土的水泥量。

5)对理论基准配合比设计的结果进行试拌调整并确定试验室配合比。之所以要对混凝土理论配合比设计的试拌结果做出细致认真的分析研究，是因为在理论确定混凝土配合比的过程中运用了一些经验参数和相应假设。同时这也是为了更好地优化改善混凝土的强度和工作性，使得所配制的混凝土完全符合相关的技术要求。

2、优化混凝土配合比在施工生产中应注意的问题

1）配料计量。为了确保室内理论配比和现场实际配比相一致，应尽量注意以下三点：①在混凝土施工建设现场进行建筑配料的计量务必要做到精确；②混凝土配料的计量不应该采用时间或体积作单位，而应采用重量作单位；③对于粉状的外加剂，最好不要在工程建筑施工现场现生产现计量，而应在工程建筑施工建设前以袋装称量以及定时检测，以有效消除称量过程中的人为误差。此外，在一般情况下，混凝土的含气量与水灰比在很大程度上影响着混凝土的强度。所以，尽量维持混凝土含气量的稳定以及水灰比的稳定在混凝土现场施工控制中占有十分重要的地位。所以，在工程建筑现场建设施工中应该定时地测量混凝土砂石材料的含水量，并采取相应的措施来严格控制砂石材料的含水量。

2）减水剂应优先采用滞水法掺入。所谓减水剂的滞水法掺入是指在掺入减水剂前，应先将水、砂石、水泥等充分均匀搅拌40-70s，然后在充分搅拌50-80s。多次混凝土试配实验表明，减水剂的滞水法掺入能够有效地增加混凝土的保水性，极大地增大混凝土的减水率，显著地降低混凝土坍落度的经时损失以及高效地改善水泥和减水剂的适应性。

3）随着季节和材料变化，混凝土配合比应适时调整。季节的变化会在很大程度上影响到混凝土的浇筑温度，进而使得混凝土减水剂的减水率和水泥的水化程度受到不同程度的影响。所以，应因时制宜，具体联系实际，对混凝土的配合比不断地进行优化和调整。另外，基于混凝土施工建设技术要求方面的考虑，一旦混凝土细集料变化造成的细度模数起伏超过0.3，就必须要对混凝土的配合比进行优化和调整，以不断改善混凝土的综合性能。

4）对已施工混凝土各技术参数定期进行统计分析。混凝土的技术参数主要包括强度、含气量、坍落度和细度模数等。对混凝土的这些技术参数要定期地进行分析研究，并且不断地优化和调整混凝土的配合比。

3、当前混凝土配合比优化的发展

伴随着我国改革开放以来经济建设的不断深化，科学技术的日益进步以及交通建设的不断发展，现阶段我国对交通建设工程的要求越来越高。例如，我国早期对混凝土建筑工程的使用寿命的评估在40-60年，然而现如今我国对混凝土建筑工程使用寿命的要求在60-120年。此外，混凝土周边的环境因素也在很大程度上影响着混凝土的耐久性，这些环境因素主要包括碳化破坏、冻融损伤以及弱