混凝土配合比的设计与优化选择

摘    要：混凝土对于现代建筑业的重要意义不言而喻，作为建筑行业必不可少的一类重要材料，混凝土的质量和性能直接决定了整个建设项目的安全和质量。由于混凝土材料涉及到的建筑结构多，混凝土投入比例大，应用场景丰富，所以针对混凝土自身性能和与不同使用场景使用对象之间的搭档，组合的性能影响也是从业人员一直以来关注的内容。混凝土材料作为混合材料，其综合性能与其配合比密不可分。因此本文就针对混凝土配合比的设计以及优化应用进行介绍和分析，希望能够帮助更多的从业人员对混凝土配合比有更深的认识。

关键词：混凝土;配合比;设计;应用

1  引言

混凝土配合比对于最终制成的混凝土性能有着非常重要的影响，混凝土作为当代重要的建筑材料，在各类型建筑施工项目中都有所应用，并且不同结构不同承载力不同使用要求的混凝土构建其性能差距也非常大而决定混凝土使用性能的关键之一就是混凝土的配合能够根据实际情况选择合适正确的混凝土配合比或对其进行优化设计让其能够更好的完成设计需求并节约材料采购成本，使混凝土配合比设计和优化的根本目的。

2  混凝土配合比設计概述及原材料选择

混凝土是由水泥，沙子水等材料组成个比例关系，这个比例关系就称之为混凝土的配合，比不同比例关系所表现出的混凝土材料使用性能具有较大的差异，适用于不同的使用场景或环境，确定这种配合比数量关系，能够帮助工作人员更好的了解到不同配合比情况下混凝土的使用性能和使用状态。提前对不同比例的配合比的表现效果有所掌握，能够让使用者在混凝土投入生产之前，就对其产生的效用有直观的了解，能够正确的判断混凝土的使用性能。由于混凝土原材料供应商的不同，所以即使是同样的混凝土配合比在原材料区别的影响下也会出现不同的表现，因此为确保混凝土配合比适合当前使用需求，需要对其进行实验。混凝土施工配合比是以实验配合比为基础确定的，实验配合比是在确定的混凝土试配强度之后按照相关规范指导落实完成的。

3  混凝土配合比设计依据

混凝土配合比按照普通混凝土配合比设计规程中的相关内容进行指导操作，并通过具体的设计工作和适配工作来确定，最终成型的配合比参数，在适配时使用工程中会采用的原材料进行试验，以确保试验结果具有代表性，试验过程的材料反映的性能主要体现为拌合物和易性的和凝结时间以及形成的强度。

4   混凝土配合比设计要求

混凝土配合比的设计应满足4项基本要求，首先满足结构设计的强度等级和适配强度其次，要满足施工所需的探测度和和易性性，其三要满足施工所在环境的耐久性要求，其次还要考虑经济性原则以节约原材料，降低材料成本。

5   混凝土原材料的选择

5.1  水泥

水泥石混凝土的主要组成成分直接影响到混凝土成型后的强度等级具有粘结和填充出骨料空隙的作用。同时水泥还是混凝土原材料中采购成本最高的内容之一，所以为了降低混凝土的成本，在其满足使用强度要求的前提下，要尽可能减少水泥用量。

5.2  骨料

无论是哪种类型的混凝土结构，其对于骨料的要求都为坚硬、耐久、无缝隙、致密。混凝土的细骨料滤镜一般在0.16mm～5mm之间，按照形成条件可分为人工砂和天然砂，按照细度模数可分为初砂，中砂，细砂和特细砂。混凝土的粗骨料。一般是指粒径大于5毫米的骨料，普通混凝土常用碎石或卵石做粗骨料。

5.3  掺和料

掺和料的主要组成部分为矿粉或粉煤灰在混凝土中加入掺合料，能够有效降低混凝土，凝固过程中产生的水化热，以防止出现大面积裂缝，同时还能够减少胶凝材料中水泥的用量，达到了节约材料成本的目的。

5.4  外加剂

在不同的使用场景下，对于混凝土的凝结时间强度有着特殊要求情况下，可以通过增加外加剂来提高混凝土的某项特定施工性能，一般适用于加快施工进度或者是改善混凝土拌和料和易性。

6  混凝土配合比设计原则

混凝土配合比的设计，事实上就是确定混凝土主要材料之间的比例关系，水胶比单位用水量和沙率都是混凝土配合比设计过程中需要考虑的基本参数，关于这部分基本参数的原则是在满足混凝土使用性能和设计要求的前提下，确定混凝土的实际水胶比在满足施工要求的和易性基础上，根据不同骨料的种类和规格确定单位用水量。砂率是以砂在骨料中的数量能够填充空隙且有富余的原则来进行确定的。

7  试配调整和配合比确定

混凝土配合比优化设计应采用三种不同水胶比配合比，另外两种易较基准配合比的水饺比分别增加或减少0.05，为保证能够准确掌握不同影响因素，对于最终效果的影响，其他参数如用水量或砂率应该和基准配合比相同。试配过程事实上就是对三个水饺比的配合比在和易性能上进行比较，不同水胶比比在成型拌合物的和易性上会产生明显的区别。 在进行比较的过程中，试验人员不仅要确定不同配合比的成品在具体性能上的区别，并将其量化表述还要注意不能片面追求参数的，多少还要考虑到具体这一配合比效果成型，是在投入了多少高价值原材料的基础上才得到的，我们不仅要满足混凝土结构的使用要求，还要考虑到经济性因素，因为混凝土作为土建工程大量使用的原材料，如果对其材料投入缺乏管控，那么会造成工程成本居高不下的情况出现。

混凝土配合比是决定最终强度的一个重要指标，合理的配合比应在设计规范中与对应的强度，耐久度合一性经济性保持类似，确定各种材料的具体用量，并根据实际使用需求设计要求材料成本等多方面因素，选择最适合的混凝土配合比。混凝土的配合比确定，并不只是一个理论推导的结果，也不是某一个人单凭自身经验就可以决定的，她是受限于多种影响因素，在符合基本使用性能需求和经济适用性前提下，考虑施工成本，施工工期，施工环境，施工对象结构特点，等多方面因素共同推导出的一个合适的比例结构。在确定和设计混凝土配合比时，我们不能将所有的数据都对标规范中的数据，因为不同地区受外部温度、湿度、温差等多方面因素的影响，以及施工进度要求和工艺特点对于混凝土的性能会有不同的要求。归根到底混凝土配合比试验结果的得出是服务于现场实际生产需求的，如果配合比的结果，不适用于现场，实际情况与现场生产相违背，那么必然在实际操作过程中，会被具体操作人员所忽略，这样就失去了对混凝土配合比进行提前设计和确定的意义。

8  结束语

混凝土配合比的试验设计和优化选择，对于提高混凝土使用性能来说，节约施工成本，确定混凝土材料性能有重要的意义，同时也能够作用于施工进度的保障和施工的安全，施工过程中由于混凝土用量大，且各结构之间会出现不同的混凝土使用需求，在进行配合比确定是要根据相关规范内容指导进行，同时也要考虑到现场的实际情况，不能闭门造车，要实事求是，根据现场反馈的具体数据，及时优化混凝土配合比的具体内容，使其能够满足多方要求。

参考文献：

[1] 汤丽.混凝土配合比的设计与优化选择[J].建筑工程技术与设计，2019（2）：470.

[2] 樊维东.混凝土配合比的设计与优化选择[J].建筑工程技术与设计，2018（29）：1036.

[3] 王亚阁.混凝土配合比的设计与优化选择[J].中小企业管理与科技，2018（5）：194～196.

[4] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比设计规程[S].

[5] GB/T 50080—2016.普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].

作者简介：

陈士宝，工程师，研究方向为预拌混凝土质量或配合比调整。