陳樂軍

（濰坊市交通服務(wù)保障中心，山東 濰坊 261061）

水泥混凝土經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，并且耐久性、力學(xué)性優(yōu)勢明顯，因此，在結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用較為廣泛?；炷列阅芗百|(zhì)量在保障工程質(zhì)量方面意義重大，若配合比設(shè)計(jì)不合理會降低混凝土強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)會影響工程施工質(zhì)量，甚至引發(fā)工程事故。而科學(xué)合理的水泥混凝土配合比，不僅可以有效減少水泥的用量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還可增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)而提升建筑工程的施工質(zhì)量。

1 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的意義

水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)（配比設(shè)計(jì)），其主要是依據(jù)指定規(guī)范將水泥、水、外加劑、集料、摻和料正確組合和搭配的一種方式，因其無法精簡成一組數(shù)字，致使部分工作人員極不適應(yīng)，但待工作人員具備一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)且對配比設(shè)計(jì)原則有所掌握后，此項(xiàng)技術(shù)不難掌握。在工程實(shí)際施工過程中，若有效應(yīng)用此技術(shù)，可為施工單位獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)榕浔仍O(shè)計(jì)對新拌混凝土強(qiáng)度、工作性能及造價(jià)等方面具有較為嚴(yán)重的影響。水泥混凝土配比設(shè)計(jì)的一個(gè)主要目的為制作出符合預(yù)定要求的制品，其最根本的要求在于硬化混凝土于指定齡期的強(qiáng)度及增強(qiáng)新拌混凝土的工作性能，其中，新拌混凝土的工作性能將直接決定施工人員在開展?jié)仓?、搗實(shí)、抹面等工作時(shí)的難易程度。耐久性也是水泥混凝土的一種重要性能，從某種角度而言，若混凝土拌合物強(qiáng)度達(dá)到要求，其耐久性通常也較高，在面對惡劣情況時(shí)，配比設(shè)計(jì)工作需要專門考慮耐久性問題。配比設(shè)計(jì)的另一個(gè)目的主要是在滿足性能要求的基礎(chǔ)上盡量謀取更高的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在實(shí)際配比設(shè)計(jì)工作中，價(jià)格也是一個(gè)重要的考慮因素。

2 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)常見問題

2.1 混凝土試拌與坍落度試驗(yàn)

減水劑與水泥是造成混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，特別在季節(jié)變化期間，隨氣候溫度的變化，減水劑與水泥廠家通常需依據(jù)天氣變化情況適當(dāng)調(diào)整材料生產(chǎn)配方比例，而在此時(shí)最易發(fā)生問題。室內(nèi)試拌時(shí)，要保證試拌量，宜多不宜少，數(shù)量少難以準(zhǔn)確對混凝土狀態(tài)予以反應(yīng)。如在某次試拌中，依據(jù)規(guī)章要求選取最低試拌量，混凝土狀態(tài)正常，但在實(shí)際施工過程中，混凝土卻產(chǎn)生嚴(yán)重的離析狀況。不論是配合比設(shè)計(jì)還是實(shí)際施工，混凝土均需開展工作性能檢驗(yàn)，即坍落度試驗(yàn)。向坍落度桶中分三層填裝已拌和好的混凝土，每層插搗25次后提桶，隨后對坍落度筒口與混凝土坍落后最高處距離進(jìn)行測量。在實(shí)際試驗(yàn)期間，部分添加減水劑的混凝土黏稠性較高，試拌過程中存在較為優(yōu)秀的粘聚性與流動性，會黏附在坍落度筒的內(nèi)壁上，隨內(nèi)壁共同移動，造成試驗(yàn)無法順利進(jìn)行，需采用其他方式對此類混凝土的黏聚性、流動性、保水性等進(jìn)行判斷。

2.2 水膠比

水膠比在混凝土強(qiáng)度影響方面作用巨大，于一定范圍中，水膠比越低，混凝土強(qiáng)度越高。基于此，造成大部分設(shè)計(jì)人員在開展配比設(shè)計(jì)時(shí)，多采取低水膠比的方式保障混凝土的強(qiáng)度。部分研究指出，相比于公式計(jì)算得出的水膠比，絕大多數(shù)工程項(xiàng)目實(shí)際采用的水膠比明顯更低，特別為C50及以上的混凝土。但是，從配比設(shè)計(jì)的角度而言，此種設(shè)計(jì)方式屬于過度設(shè)計(jì)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的浪費(fèi)情況，且極易產(chǎn)生混凝土裂縫問題。例如，C50混凝土通常使用等級為52.5的水泥，此水泥顆粒較細(xì)，存在較高的需水量，若混凝土單位水膠比過低、用水量過少，凝結(jié)硬化期間水化反應(yīng)會因缺水造成混凝土開裂。部分混凝土結(jié)構(gòu)物硬化后，其表面會產(chǎn)生諸多細(xì)如頭發(fā)絲般的裂紋，此種狀況與水泥顆粒過細(xì)、水膠比過低存在直接聯(lián)系。

2.3 礦粉與粉煤灰對混凝土強(qiáng)度的影響

受工程項(xiàng)目需要等因素影響，經(jīng)常會向混凝土中添加一定量的礦粉與粉煤灰，此種做法不僅可以廢物利用，且可使混凝土黏聚性得以提升，但工作人員需注意其對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生的影響。一般條件下，混凝土7d齡期養(yǎng)護(hù)后，強(qiáng)度基本與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%左右相當(dāng)，混凝土28d齡期養(yǎng)護(hù)后，強(qiáng)度基本可與設(shè)計(jì)強(qiáng)度相當(dāng)，將礦粉、粉煤灰加入后，其強(qiáng)度會產(chǎn)生小幅度上升。若為橋梁結(jié)構(gòu)物的預(yù)制梁板，往往需運(yùn)用架梁、張拉等工藝，此時(shí)混凝土強(qiáng)度提升速度慢會對工程進(jìn)度產(chǎn)生影響，因此，需于配比設(shè)計(jì)中著重考慮此方面問題。

2.4 過于注重水泥混凝土強(qiáng)度

部分施工單位在開展混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，通常只考慮混凝土強(qiáng)度方面的要求，在保證質(zhì)量的前提下，對經(jīng)濟(jì)效益方面有所忽視。例如，部分設(shè)計(jì)人員在配合比設(shè)計(jì)期間，會依據(jù)工程實(shí)際要求、相關(guān)規(guī)定，以及以往在實(shí)際工作中獲取的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果其設(shè)計(jì)符合工程在強(qiáng)度方面的要求，就算完成任務(wù)。如果未滿足工程在強(qiáng)度方面的要求，設(shè)計(jì)人員往往會采用增加水泥用量的方式提高混凝土強(qiáng)度，對經(jīng)濟(jì)效益方面的考慮極少，在配合比設(shè)計(jì)期間極易產(chǎn)生此類問題。

2.5 耐久度方面的問題

水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)期間，必須保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并保證結(jié)構(gòu)物的承載力高于可能產(chǎn)生的最大荷載。同時(shí)，工作人員要關(guān)注混凝土性能劣化問題，這些問題也是造成混凝土結(jié)構(gòu)承載力降低的重要因素。因此，在開展混凝土配合比設(shè)計(jì)期間，需考慮混凝土耐久度，尤其是在部分施工條件嚴(yán)苛的情況下，工作人員需著重考慮混凝土隨時(shí)間發(fā)展是否會產(chǎn)生表面脫落、裂紋、強(qiáng)度下降、變形、鋼筋銹蝕等劣化問題。

3 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的改進(jìn)策略

3.1 科學(xué)展開配比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)期間，前期準(zhǔn)備工作極為重要。設(shè)計(jì)人員在配合比設(shè)計(jì)工作開展前，應(yīng)做好如下工作：

（1）細(xì)致了解工程圖紙，分析工程于混凝土結(jié)構(gòu)方面存在何種要求。除此之外，在設(shè)計(jì)開展前，設(shè)計(jì)人員要熟知工程各結(jié)構(gòu)部位在混凝土耐久性、強(qiáng)度方面的具體要求，準(zhǔn)確掌握各構(gòu)件鋼筋疏密狀況、截面大小等，從而便于設(shè)計(jì)人員科學(xué)選取碎石粒徑及水泥品種。

（2）設(shè)計(jì)人員要提前了解工程有無特殊性要求，便于選擇碎石粒徑及水泥品種。

（3）設(shè)計(jì)人員需提高對材料采購方面的重視，對材料質(zhì)量、品種及廠商實(shí)際供應(yīng)能力等形成一個(gè)較為清晰的認(rèn)知，以此保障材料采購工作順利開展。

（4）設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前，需了解工程施工期間需要運(yùn)用的各種施工技術(shù)，如澆筑措施、混凝土凝結(jié)時(shí)間、功能性方面的具體要求及機(jī)械化程度等，從而使設(shè)計(jì)人員更為科學(xué)、合理地選擇外加劑、確定摻量等。

3.2 革新傳統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)觀念

配合比設(shè)計(jì)人員需轉(zhuǎn)變混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)越高越有優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)安全性越高的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念。設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員需以工程具體要求為依據(jù)，不得盲目追求強(qiáng)度，要科學(xué)合理地確定水泥混凝土配合比強(qiáng)度。從技術(shù)層面而言，設(shè)計(jì)人員需要做到精準(zhǔn)確定混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差值，以實(shí)地勘探結(jié)果、施工質(zhì)量等級、混凝土強(qiáng)度等多因素為依據(jù)展開綜合考量，并且要滿足工程對混凝土強(qiáng)度方面的要求，從而盡可能降低水泥用量，減少成本，使企業(yè)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 科學(xué)選用原材料

水泥混凝土是由水、膠結(jié)料、外加劑、集料、添加劑等依據(jù)合適比例拌制、配合制作成的拌和物，經(jīng)一定時(shí)間硬化后，其會成為人造石材。此種材料存在諸多優(yōu)勢。例如，耐久性較好、強(qiáng)度較高，并且此種材料于凝結(jié)前具備極為優(yōu)秀的可塑性，相較于鋼筋而言，其黏結(jié)力更強(qiáng)，且原料來源較為廣泛，經(jīng)濟(jì)性較高。

（1）膠結(jié)材料：水泥是極為重要的膠結(jié)材料，其對混凝土成本起著決定性的影響。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，通常會選取普通的硅酸鹽水泥，以減少水泥混凝土的制作成本、降低水化熱，近些年通常會在混凝土配制過程中添加S95礦粉、II級粉煤灰。除此之外，礦粉、粉煤灰也是水泥混凝土強(qiáng)度提升的重要膠結(jié)材料。

（2）粗集料：粗集料主要是指粒徑在4.75mm以上的巖石經(jīng)人工破碎后產(chǎn)生的碎石?；炷僚浔戎型ǔ?yīng)用4.75～31.5mm的連續(xù)粒級碎石。C50箱梁通常應(yīng)用4.75～19mm的碎石?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)中，粗集料最大粒徑需低于截面最低尺寸的1/4，并且要低于鋼筋最小凈距的3/4，在37.5mm以下。

（3）細(xì)集料：細(xì)集料主要是指粒徑在4.75mm以下的人工砂、天然砂，混凝土配合比設(shè)計(jì)中需盡可能應(yīng)用潔凈的河砂，含泥量越低越好。因?yàn)槟鄬ν饧觿┐嬖谖阶饔?，含泥量越高，坍損情況會越嚴(yán)重，從而對混凝土的強(qiáng)度與耐久性產(chǎn)生不利影響。

（4）外加劑：當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的外加劑為聚羧酸高性能減水劑，其具有保坍、緩凝、摻量低等優(yōu)勢。

3.4 嚴(yán)格控制水泥抗折程度

我國水泥廠商數(shù)量眾多，生產(chǎn)技術(shù)參差不齊，因此，選取質(zhì)量達(dá)標(biāo)的水泥是保障混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。水泥采購后，設(shè)計(jì)人員需對其進(jìn)行嚴(yán)格檢查，檢查內(nèi)容包含：水泥的干縮率、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、含堿量、安定性及游離氯化鈣含量等。

3.5 保證配比公式計(jì)算準(zhǔn)確

從實(shí)際配合比設(shè)計(jì)的角度而言，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的諸多指標(biāo)均是為衡量、判定設(shè)計(jì)與工程具體要求是否相符而存在的，因此，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)期間，要對各指標(biāo)達(dá)標(biāo)與否給予足夠的重視。從配制強(qiáng)度的角度而言，設(shè)計(jì)人員需以工程構(gòu)造物的功能、環(huán)境影響等眾多因素展開全面、綜合的考量?；炷僚渲茝?qiáng)度是決定混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證整個(gè)工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。配合比設(shè)計(jì)期間，計(jì)算是其中一個(gè)極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此，設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)要求展開計(jì)算，確定各種材料的用量，在計(jì)算過程中盡可能避免產(chǎn)生錯(cuò)誤。

3.6 保證質(zhì)量的前提下爭取較高的經(jīng)濟(jì)效益

基于設(shè)計(jì)人員更為重視混凝土強(qiáng)度的狀況，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需以各方面要求為依據(jù)，針對性展開調(diào)試，而并非僅將關(guān)注點(diǎn)放在混凝土強(qiáng)度方面。要加強(qiáng)對成本的重視，從而使企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，其存在諸多細(xì)節(jié)，其性能、質(zhì)量將直接影響工程實(shí)際施工質(zhì)量。因此，配合比設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，需以工程具體要求為依據(jù)，綜合考慮混凝土性能、強(qiáng)度方面的要求，并以此精準(zhǔn)計(jì)算混凝土的實(shí)際配合比，進(jìn)而配置出性價(jià)比高、性能優(yōu)異的混凝土，保證工程實(shí)際施工質(zhì)量，使企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。