商品混凝土配合比的設(shè)計(jì)
混凝土配臺(tái)比設(shè)計(jì)就是根據(jù)工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件確定出混凝土的組分，即水泥、粗細(xì)集料和水的比例。
我國(guó)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)是按原材料性能及對(duì)混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室試配調(diào)整，然后定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)合理的配臺(tái)比。而商品混凝土配合比計(jì)算大都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)確定。由于商品混凝土多數(shù)需通過(guò)泵送完成澆筑任務(wù)，基本屬于流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土．一般耍使用高效減水劑或摻活性摻和料，使配合比基本參數(shù)的確定經(jīng)過(guò)大量的配合比設(shè)計(jì)和試配實(shí)踐而得到。
1 試配用配合比計(jì)算
1．1 計(jì)算混凝土施工配制強(qiáng)度f(wàn)cu，o
混凝土試配強(qiáng)度可按下式計(jì)算：
fcu，0≥fcu，k+ 1．6456
式中：fcu．o一混凝土施工配制強(qiáng)度（MPa）；
fcu．k— — 設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；
σ— — 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。
計(jì)算混凝土試配強(qiáng)度的關(guān)鍵：一是確定混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的齡期；二是確定混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。
（1）設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的齡期
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ10）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204）規(guī)定，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的齡期為28天。
（2）強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ
標(biāo)準(zhǔn)差，叉稱均方差、標(biāo)準(zhǔn)離差等，由統(tǒng)計(jì)計(jì)算而得。商品混凝土站統(tǒng)計(jì)周期可取1個(gè)月．同品種的混凝土強(qiáng)度試件組數(shù)不少于25組。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的大小反映商品混凝土站的管理水平。為了保證95％的混凝土強(qiáng)度大于或等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，需較大幅度提高混凝土的配制強(qiáng)度，即提高混凝土水泥用量，這樣，雖降低了經(jīng)濟(jì)效益，但混凝土強(qiáng)度可靠性得到了保障。
由于商品混凝土站原料穩(wěn)定，計(jì)量精確，生產(chǎn)技術(shù)管理水平較高．統(tǒng)計(jì)所得的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差值較小，有的甚至小于GB50204—92及JGJ／T55—96規(guī)定的下限（即C20或C25時(shí)6=2.5MPa，等于或大于C30時(shí)為3.OMPa）。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)條件及施工單位的技術(shù)管理水平。本文建議商品混凝土站取用的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)低于GB50204中的推薦值。（見(jiàn)表1）
1.2 計(jì)算水灰比
混凝土的配制強(qiáng)度（fcu．o）與其水灰比（W／C）及所用的水泥強(qiáng)度（fce）成線性關(guān)系，即鮑羅米公式：
Fcu.o=A-fce（c／w—B）
式中：fcu.0——混凝土所要求的配制強(qiáng)度（MPa）；
fce— — 水泥實(shí)際強(qiáng)度；
c／w— — 灰水比值；
A，B～ 常數(shù)。
采用強(qiáng)度計(jì)算公式具體形式，可導(dǎo)出水灰比計(jì)算公式：
經(jīng)驗(yàn)得出，同級(jí)別混凝土，一般條件和較差條件水灰比相差約0. 05，水泥用量相差約30kg／m3。
1.3 選取用水量．計(jì)算水泥用量及粉攥灰用量
（1）用水量的確定
選擇適宜的用水量是商品混凝土配合比設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，應(yīng)處理好如下兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是用水量與外加劑用量及水泥用量之間的關(guān)系（若用水量多．則外加劑摻量少，而水泥用量多）；二是用水量和外加劑用量與出廠坍落度及工地交付坍落度之間的匹配關(guān)系。
筆者通過(guò)多組對(duì)泵送劑的試驗(yàn)，資料表明，基準(zhǔn)坍落度5—7cm，泵送劑常用摻量下，混凝土30—90min內(nèi)的坍落度損失很小，可泵性良好。當(dāng)基準(zhǔn)混凝土坍落度為2—4cm，取常用泵送劑摻量時(shí)起始坍落度也可達(dá)到20cm，但損失較快，半小時(shí)后坍落度只有1Ocm左右。
影響混凝土坍落度的因素，除了用水量及外加劑品種及摻量外，還有砂子的細(xì)度、石子的粒徑及含泥量、粉煤灰質(zhì)量及用量、水泥品種及用量等。商品混凝土站由于原材料固定，通過(guò)試驗(yàn)建立夏季和冬季現(xiàn)場(chǎng)交貨坍落度與用水量關(guān)系表。在能保證可泵性的情況下，減少用水量是節(jié)省水泥的有效途徑。
（2）水泥用量mco
用水量確定后，根據(jù)水灰比確定水泥用量：
mco=mwo÷w/c
泵送混凝土的水泥用量不宜小于300kg／m3，抗?jié)B混凝土的水泥用量不宜小于320kg／m3。水泥用量的多少反映一個(gè)商品混凝土站的質(zhì)量管理水平。我公司生產(chǎn)商品混凝土參考用水量及不同等級(jí)混凝土水泥用量見(jiàn)表2。
（3）粉煤灰用量（m ）及摻粉煤灰后的水泥用量m
商品混凝土中普遍采用超量取代法摻粉煤灰，在普通鋼筋混凝土中，粉煤灰摻量不宜超過(guò)基準(zhǔn)混凝土水泥用量的35％ ，取代水泥率不宜超過(guò)20％ 。這與所用的水泥及混凝土級(jí)別有關(guān)，取代水泥的最大限量見(jiàn)表3，粉煤灰超量系數(shù)見(jiàn)表4。
粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)， 先根據(jù)表3選擇βc ，求出粉煤灰混凝土的水泥用量mc：
1.4 選擇臺(tái)理的砂率（βs）
商品混凝土砂率可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用或通過(guò)試驗(yàn)確定 試拌時(shí)，擬定三個(gè)砂率，其中間值為經(jīng)驗(yàn)值，上、下各加減2％ ．試拌時(shí)測(cè)定停放30min混凝土拌合物的坍落度。經(jīng)多次試驗(yàn)，以既不離散坍落度又大的砂率為合理砂率。然后增減用水量或泵送劑用量，使坍落度滿足施工要求。
影響砂率的因素有：石子的粒徑及級(jí)配，砂子的細(xì)度，水泥用量及粉煤灰用量 一般，石子較粗及級(jí)配較好，砂子較細(xì)，水灰比較?。此嘤昧枯^多）及粉煤灰摻量較多時(shí)，砂率較小；反之，則砂率偏大。建議用碎石時(shí)的砂率為38—44％ ，卵石時(shí)36—42％。此外，砂率的合理性還直接影響混凝土的可泵性，本文在此不作闡述。
1.5計(jì)算砂、石用量，提出試配用混凝土配臺(tái)比上述1.1～1．4步驟完成后，可用重量法或體積法直接求得砂、石用量。
2 混凝土配臺(tái)比的試配、調(diào)整與確定
試配是商品混凝土配合比設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，試配的目的一是通過(guò)調(diào)整水泥用量得到合同要求的強(qiáng)度及符合有關(guān)物理力學(xué)性能的施工配合比；二是通過(guò)調(diào)整用水量、泵送劑摻量及砂率，得出具有良好的可泵性、供強(qiáng)度試配用的基準(zhǔn)配合比。
下面就試配過(guò)程中常見(jiàn)現(xiàn)象及調(diào)整方法例表5供參考。
由試驗(yàn)得出各灰水比及其對(duì)應(yīng)的28天混凝土強(qiáng)度關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu．o）相對(duì)應(yīng)的灰水比。當(dāng)餛凝土表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2％時(shí)，上述確定的水、水泥及砂石用量即為確定的配合比。與二者之差超過(guò)2％時(shí)，應(yīng)將配合比中材料用量均乘以校正系數(shù)δ值，即為確定的混凝土設(shè)計(jì)配合比。
施工過(guò)程中根據(jù)測(cè)定砂、石料含水量，調(diào)整用水量后，即得到施工用混凝土配合比設(shè)計(jì)。攪拌樓據(jù)此拌和合格的各等級(jí)混凝土，通過(guò)混凝土運(yùn)輸車(chē)、混凝土泵車(chē)澆筑到指定的施工地點(diǎn)。
商品混凝土配合比應(yīng)有專(zhuān)人設(shè)計(jì)，經(jīng)審批才得用于工程，已在工程上應(yīng)用的配合比必須按工程分別存檔。
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