水泥混凝土配合比优化与现场质量控制

郑小健

摘要：在水泥混凝土配合比设计及实践施工时，虽然混凝土配合比设计技术已有一整套完整的标准和规范指导操作,但由于现场施工环境条件制约及当地特定地材等原因,决定了配合比设计不全是科学地进行,它只能是在当地通用的材料中选择合适的组成材料,并确定其特性能够满足配比设计性能要求的同时又是最经济的组合。

为了实现改进混凝土施工工艺，提高精细化施工水平，使混凝土质量与成本控制两相和谐，根据混凝土理论及现场实际经验，以先张法C50空心板预制为例，对混凝土配合比在性能和经济方面优化的一些措施，以及现场施工时的质量控制。

关键词：水泥混凝土；原材料；配合比设计方法与调整；质量控制

中图分类号：TV331文献标识码： A

一、原材料的选择

1、水泥的选择：宜根据水泥的强度，富裕系数、需水量、价格以及与减水剂的匹配性等综合考虑，在配制C50混凝土时一般采用42.5R或52.5R水泥。

2、矿物细掺料的选择

常用的矿物细掺料有粉煤灰、磨细矿渣、沸石粉、硅粉等。配制混凝土时对矿物细掺料的基本要求是：

①售价低、具有一定的水化活性，能替代部分水泥，在保证强度和其它性能的情况下，应多掺矿物细掺料，使混凝土的成本降低；

②需水量比小(<100%)，颗粒级配合理能提高拌合物的流动性；

③合理使用不同品种的细掺料，配制C60以下的流态混凝土时采用II级粉煤灰.

3、集料的选择

粗细集料都应符合有关标准的要求。正确选择集料能确保混凝土工作性、强度和经济性。

①细集料：砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。河砂是理想的细集料，使用时应正确选择细度模数。配制C50混凝土时宜用中砂，砂的细度模数影响混凝土的砂率和用水量，砂率高用水量大，坍落度损 失快。砂率偏低容易产生泌水和离析。中砂的价格一般比粗砂、细砂的价格要高，因此粗砂和细砂按比例掺配可降低成本。

②粗集料：碎石的最大粒径和级配影响混凝土的用水量，砂率和工作性。配制C50混凝土时应采用高强度的碎石，其最大粒径应为19mm或 25mm，因为高强混凝土的强度几近为石子强度的二分之一。目前市场连续且符合要求级配的碎石较少，多数为单一粒级、这时应采用二级配石子。若采用单一粒级的碎石应提高砂率。而混凝土的砂率与碎石的最大粒径有关，粒径大的碎石砂率小、粒径小的碎石砂率大，因此应合理控制集料的级配。

4、外加剂的选择

C50混凝土预制空心板所用的外加剂一般为高效缓凝减水剂、聚羧酸系高性能减水剂等。选择外加剂的原则：

①根据所配制的混凝土类型选择相应的外加剂品种；

②根据混凝土的原材料、配合比和标号确定对外加剂的减水率和掺量的要求；

③根据工程类型、气候条件、运输距离等因素，确定对坍落度损失程度、凝结时间和早期强度的要求；

④ 水泥与外加剂的的适应性：遇到水泥与外加剂不适应的的问题，必须通过试验，对不适应因素逐个排除。

二、混凝土配合比设计方法

混凝土配合比优化应尽量使用较低的水胶比，限制胶凝材料总量，尽量减少水泥用量。使用高效减水剂，尽可能减少用水量。选用优质的原材料，控制原材料当中的有害物质含量。控制混凝土中的碱含量。在保证质量的前提下，应注重经济效益。

混凝土配合比设计的基本方法是“计算—试验”法。即采用经验公式和经验数据通过初步计算，再经过试验的方法来调整和修正，最后应符合各种性能要求并且又是最经济的配合比。

首先根据混凝土结构设计要求的混凝土强度等级、工作性、耐久性要求进行配合比设计，确定混凝土的配制强度。

其次根据工程的结构特点，如结构断面尺寸，钢筋的布置，设计强度等级、工程所处环境条件及耐久性要求，选择原材料，确定骨料的粒径和混凝土拌合物的稠度。

最后根据工程特点、施工方案与施工方法、运输距离及时间、气候等，确定混凝土的坍落度以及需要掺入的外加剂。

三、混凝土施工配合比的调整与质量控制：

1、原材料进场控制。对所用原材料进场时，供货方应提供其需要提供的材料合格证或检验报告，并取样检测合格后方可使用。对大批量进场的原材应按规范要求的检测频率进行检测。

2、在混凝土开拌前，准确测量现场砂、石的实际含水率，调整施工配合比以从用水量中扣除含水量,补回砂、石量。采用混凝土拌和楼或配料机计量时，应定期对称进行校正，水泥、矿物细料、水、外加剂计量的误差不应大于其总量的±1%，砂、碎石计量不大于±2%，在下雨后或原材料的含水率有明显变化时应及时测定各原材料的含水率，确保各材料的准确称计量。

3、严格控制混凝土施工时的用水量：在实际砼拌合中，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，从而导致砼强度的降低。

因此要加大质检抽查力度，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，操作者应及时向现场负责人反馈实际情况，经试验人员现场查找原因、分析情况后采取相应对策，并调整配合比，确保混凝土按要求进行施工。

4、严格按照浇筑混凝土施工的专项施工方案组织施工。混凝土浇筑应连续进行，当须有间歇时，其间歇时间宜缩短，并应在下层混凝土凝结之前，将上层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土初凝时间。混凝土分层浇筑的厚度及振动棒的间距应按照施工规范的技术参数，并且防止混凝土离析。在浇筑混凝土时应按规范要求随机抽取混凝土的同条件试块和标养试块。另外，在浇筑混凝土时还要加强技术管理，确保现场测量准确，减少浪费。

5、混凝土的养护质量控制和管理。为了使水泥充分水化，加速混凝土硬化，防止混凝土因气候自然条件而出现不正常的裂纹现象。在混凝土浇筑完毕后，应加以覆盖并保湿养护，使混凝土保持足够的湿润状态。混凝土养护日期不得少于 7d ；使用缓凝剂、粉煤灰水泥的混凝土及补偿收缩混凝土，养护日期不得少于 14d ；大体积混凝土的养护，还应采取降温措施。  加强混凝土施工管理，必须控制混凝土内部的最高温度。防止温度裂缝的产生。 当温度低于 5 ℃ 时，不得浇水养护混凝土，应采取加热保温养护及延长混凝土养护时间。

结束语：现场混凝土质量控制涉及混凝土配合比原材料、混凝土生产、混凝土运输、混凝土振捣密实、混凝土养护等多重环节和多种作业类型，只有保证各个环节的精密协调，才能为配合比的优化调整提供一个实现的前提，一个好的配合比才能落实到工程实践中去。