混凝土施工配合比的设计
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摘 要：本文针对混凝土施工配合比的设计，从配合比设计前的准备工作、混凝土配制强度的确定、施工配合比的调整等方面展开论述，简要说明了混凝土施工配合比设计中应注意的几个问题。
关键词：配合比；水胶比；砂率；单位用水量
引言
随着材料科学的不断发展，混凝土的用途也越来越广泛，已经发展到了跨行业、跨学科、互相渗透的广泛领域。普通混凝土配合比设计，实质是确定胶凝材料、水、砂子、石子用量间的三个关系，即水与胶凝材料之间的比例关系，用水胶比表示；砂与石子之间的比例关系，用砂率表示；水泥浆与骨料之间的比例关系，用单位用水量（1立方米混凝土的用水量）来反映。混凝土配合比的三个基本参数就是水胶比、砂率、单位用水量。
三个参数与混凝土基本要求密切相关，正确地确定这三个参数，能使混凝土满足施工配合比设计的基本要求。水胶比的大小直接影响混凝土的强度和耐久性，因此确定水胶比的原则必须是同时满足强度和耐久性的要求；用水量的多少，是控制混凝土拌和物流动性大小的重要参数，确定单位用水量的原则是以拌和物达到要求的坍落度为准；砂率反映了砂石的配合关系，砂率的改变不仅影响拌和物的流动性，而且对黏聚性和保水性也有很大的影响，确定砂率的原则是选定合理砂率。
1 混凝土配合比设计前的准备工作
在混凝土配合比设计前，设计人员要做好下列工作：
1.1 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构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以便考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数。
1.2 熟悉施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度；了解施工过程中对混凝土坍落度、凝结时间的要求，以便于确定单位用水量和选用外加剂及其渗量。
1.3 了解对混凝土是否有特殊性能的要求，以便于确定所用水泥的品种、粗骨料粒径的大小和是否掺加掺合料等；同时对所采购原材料的质量和材料的供应能力也应做到心中有数。
1.4 对配合比设计所用到的材料进行检测，了解各个材料的性能。
2 混凝土配制强度的确定
根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ―2000) 和《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204―2002) 的规定，混凝土强度应具有一定的保证率，这就使得混凝土的配制强度必须高于设计强度等级值。
即：fcu,o ≥ fcu,k + tσ （1）
式中：fcu,o ―混凝土配制强度（Mpa）；
fcu,k ―混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）；
t ―与要求的保证率相对应的概率度；
σ ―混凝土强度标准差（Mpa）。
当混凝土强度保证率为95%时，对应取t =1.645，混凝土配制强度如式（2）：
fcu,o ≥ fcu,k +1.645σ （2）
由式（2）可知，设计要求的混凝土强度保证率越大，所对应的t 值越大，配制强度就越高；混凝土质量稳定性越差时（σ 越大），配制强度就越高。
混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定，当无统计资料时其值应按现行的国家标准的规定取用《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）。见表1
3 混凝土配合比的试拌和调整。
3.1确定水胶比
根据设计要求或参考规范和以往经验，初步确定基准配合比水胶比，然后在基准水胶比基础上增加和减少0.05个水胶比进行试拌，形成一个系列配合比。
3.2确定骨料最大粒径和骨料掺配比例。
根据设计要求或参考规范、设计图纸构件截面的大小、钢筋布置的疏密，确定石子最大粒径；然后根据试验最大紧密密度确定骨料最佳掺配比例。
3.3确定混凝土拌合物容重（假定容重法）
根据规范和以往经验初步确定混凝土拌合物容重。
3.4确定单位用水量和外加剂掺量。
根据设计和施工要求，参考规范和以往经验及减水剂减水率，初步确定单位用水量和减水剂掺量，然后根据试拌最终确定用水量和减水剂掺量。有抗冻要求的应掺引气剂，掺量根据试验确定。
3.5.确定砂率
根据规范和以往经验初步先确定一个砂率，然后通过试拌最终确定，并使混凝土拌合物有较好的和易性。
3.6混凝土配合比调整。
试拌结束后，实测混凝土拌合物容重，用实测容重除以设计容重得一系数，然后给每个材料乘以这个系数得理论配合比，然后用每个理论配合比分别成型七天和二十八天抗压试块，有要求的话还应成型抗冻、抗渗等其他试件，最后根据试件检测结果确定最终设计配合比。
4 现场施工配合比的调整
4.1 调整施工配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水率，石料的超逊径，外加剂浓度等，确保施工配合比按设计配合比执行。
4.2 严格控制混凝土施工时的用水量。在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自增加用水量而不管强度是否能达到要求；再加上现场质检人员的管理不到位，对水灰比缺少严格的控制等原因，均使混凝土实际用水量大于理论用水量，从而导致砼强度的降低。因此，在实际施工过程中，应加大质检抽查力度，控制操作者不得随意增加用水量；若发现混凝土工作性能较差，操作者应及时向试验员反馈实际情况，经试验员现场查找原因、分析情况后采取相应对策，并按试验员的指令调整配合比；现场质检人员也应按规范要求经常检查混凝土的质量动态信息，及时进行调整，确保混凝土按要求进行施工。
4.3 调整施工配合比时，应严格控制混凝土各组成材料的质量。混凝土各组成材料的质量均须满足相应的技术标准，且各组成材料的质量与规格必须满足工程设计与施工的要求。
4.4 严格控制各组成材料的用量，做到称量准确，各组成材料的计量差须满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定，即水泥、渗合料、水、外加剂的误差控制在2%以内，粗、细骨料的计量误差控制在3%以内，并应随时测定砂、石骨料的含水率，以保证混凝土配合比的准确性。
4 结束语
在规范要求允许的条件下，施工配合比的设计应从经济、工作性能、质量等方面综合考虑，择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免同一强度均使用一个配合比的做法。试验室还应注意收集每次配合比设计以及施工情况的详细数据，并对这些数据进行统计分析，以便得出本施工单位试验室的水灰比、单位用水量、砂率以及σ 的数值，日积月累，对以后的施工将会起到不可估量的参考作用。
参考文献：
[1] 宋岩丽, 王社欣. 建筑材料与检测[M]. 北京: 人民交通出版社, 2007.
[2] 建设部. JGJ-2000 混凝土配合比设计规程[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2000.
[3] 建设部. GB50204-2002 混凝土结构工程施工及验收规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.
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