浅谈混凝土配合比和施工中的问题与原因

李晋

摘 要：混凝土是现代工程的核心材料，文章结合工程实例的试验数据，简单的分析了现代混凝土配合比的几个重点和施工时常出现的两个问题及原因，并提出了最佳水泥用量这一观点。

关键词：配合比；最佳水泥用量；泌水；假凝

引言

混凝土是现代工程中使用最重要的材料。放眼全球，但凡是世界瞩目的工程几乎都是用混凝土作为主要建设材料的。随着混凝土技术的不断革新，高效减水剂和各种外掺料的广泛运用，尤其是近些年，高性能混凝土，自密混凝土，高强混凝土在我国的建设中得到了广泛的使用。而在施工过程中，混凝土经常出现泌水，假凝等问题。而造成这些问题的原因有很多，国内外专家学者对同一问题也有着不同甚至相反的观点。

1 混凝土配合比

说到混凝土就不得不说配合比，这是混凝土的根本。目前我国工程建设方面有着比较完善的配合比设计规范。这些规范的理论依据主要有三种：最大密度法，比表面积法，魏矛斯断档级配法。我们较常用的是比表面积法和最大密度法。这两种方法的根本都是追求混凝土的最大密实程度，从而满足设计要求的。在混凝土设计中，着重考虑的是水胶比，砂率和水泥用量。这些都是为了满足混凝土的工作性，强度和耐久性。

1.1 砂率

传统认为，在其他原材料质量不变的情况下砂率越大，混凝土强度越低，塌落度就越大，而事实上并非如此。

表1

表1为左黎高速两中混凝土配合比试拌对比，不难发现，砂率在一定范围内提高，对强度的影响是很小的。吳中伟院士提出砂率在34%-46%之间变化对强度影响不明显。我个人也比较赞同这样的观点。

1.2 水胶比

水胶比和混凝土的强度有着莫大的关系，在配合比设计时，主要用到一个公式，就是鲍罗米公式：Fcu.o=Afce（c/w-B）式中：fcu.0-混凝土所要求的配制强度（MPa）；fce-水泥实际强度；c/w-灰水比值；A，B-常数。这个公式认为，水胶比越大，混凝土的强度会越低。

表2

表2为忻州环城高速公路预制梁配合比试拌对比，水胶比由0.33调整到0.36，强度变化并不明显。杨文科老师在《现代混凝土科学的问题和研究》一书中提出水胶比在0.38-0.45之间时，强度大小和水胶比没有相关性。在施工现场有时会遇到一个现象，就是工人往拌合好的混凝土中加水，但这样的混凝土做出的试件强度并不低。可见鲍罗米公式有它的局限性。

1.3 最佳水泥用量

经过八年的混凝土施工一线经历加上学习，我认为在每一个混凝土配合比中都存在一个最佳水泥用量，这个最佳水泥用量并不是规范要求的最小水泥用量，而是一个范围，在这个范围之下，混凝土难以满足适配强度要求，在这个范围之上，增加水泥用量，对强度提高并不明显，造成资源和成本的浪费。在这个范围中，提高和降低砂率以及水胶比，对混凝土的强度影响都不会太大。由于我的经验并不是十分丰富，且试验资源也不充足，还不能用科学严谨的方法来证明这个理论，而且影响最佳水泥用量的原因也非常多，包括水泥的品质，外加剂与水泥的匹配性，粗集料的粒形和级配，细集料的级配等等。

2 施工过程中混凝土出现的问题及原因

2.1 泌水

2.1.1 原材料出现波动。水泥中的C3A对水的需求量很大，如果水泥中的C3A含量降低，那水泥水化时就不需要那么多水，导致混凝土泌水。细集料的含水率也是一个原因，混凝土生产过程中，含水率的测定不能覆盖到每一次拌合，如果细集料的含水率比之前的大，拌合出的混凝土就会出现泌水。再有就是外加剂，外加剂在储存过程中会出现沉淀或者悬浮的现象，造成浓度的不同，如果外加剂的浓度变大，同量的外加剂就会造成泌水现象。

2.1.2 温度的影响。泌水往往发生在温度较低时，低温会使得水泥水化反应减慢，造成水泥短时间内不需要那么多水参加水化，从而排除多余的水分。低温还会使外加剂反应减缓，现代混凝土多用的是聚羧酸类外加剂，这类外加剂是通过高分子链充分链接水泥粒与水来达到减水效果的。外加剂不能在第一时间起效，而是在水泥水化一段时间后有了一定的温度，外加剂才会大范围的链接水泥和水，造成泌水。

2.1.3 空气湿度的影响。在混凝土施工过程中，水分会通过混凝土表面散失和蒸发一部分。在空气湿度比较大时，混凝土表面的水分难以蒸发，造成混凝土内部水分饱和或过剩，从而出现泌水。所以，在南方和阴雨天施工时更容易出现泌水。

2.2 假凝

2.2.1 原材料出现波动。如果水泥中水化极快的C3A含量较高时，就会加快水化反应，增加需水量，造成混凝土快速凝结，出现假凝。水泥的比表面积较大时也会造成需水量增加，导致假凝。集料中含泥量增多，使得集料的比表面积增大，需水量也会增大，占据了参加水泥水化反应的水分，造成缺水。

2.2.2 温度和风速。高温天和大风天，混凝土更容易出现假凝，高温和大风加快了混凝土表面水分的蒸发，造成表面裂纹和假凝，又使得混凝土内部的水向表面渗透，导致混凝土内部缺水，造成假凝。

2.2.3 气候干燥。空气湿度过低，会加快混凝土表面水分的流失，导致混凝土水化反应缺水，出现假凝。西北地区较其他地区更易出现假凝。

3 结束语

本人从事混凝土工作虽然不是很长，但是一直在施工一线工作，对混凝土的生产和施工也很有兴趣，特别是配合比设计，虽然提出了最佳水泥用量这个观点，但是目前难以论证。如果可以找到最佳水泥用量，不仅可以提高工程质量，还可以节省材料，降低成本。混凝土施工过程中出现的问题有很多，除了泌水和假凝还有裂纹，板结，强度不理想等等。这里并没有逐个讲解与分析。因为泌水和假凝是比较常出现的，而且通过加强管理是可以有效避免和减少的。文章既有工程实例的试验数据，又有本人多年的总结，但毕竟经验不足，有不足之处，还请批评指正。

参考文献

[1]杨文科.现代混凝土科学的问题和研究[Z].

[2]安文汉.铁路工程试验与检测[Z].