混凝土配合比是现场砼质量控制的关键因素, 它直接影响着砼施工的难易性, 影响着砼内在质量和外观质量, 影响着砼的成本, 影响着砼结构物的耐久性和安全使用性。因此科学的合理的砼配合比是当今施工企业更为注重的一项工作。对砼的配合比如何进行优化调整防止材料亏损是非常必要和迫切的。
1 混凝土理论配合比设计问题
普通混凝土配合比设计是依照工程的设计要求和施工水平及施工和易性要求选择适宜的原材料, 按照规程设计确定混凝土的性能和经济原则, 选择组分和材料用量。
1.1 配制配合比的原材要求
(1) 水泥。
五种常见水泥品种都可以配制普通的混凝土, 应根据工程性质和气候环境及施工条件进行合理选择。应合理选择水泥的强度等级, 使水泥的强度等级与配制的混凝土强度相匹配, 要避免高强度水泥混凝土用低等级水泥造成水泥用量过多, 不仅造成经济浪费, 还会引起各种不良后果, 诸如收缩加大, 耐磨性降低;同样也不能用高强水泥配制低强混凝土, 以免因水泥用量过低造成工作性差、密实性差、内部构造空洞造成耐久性差等不良问题。
(2) 粗集料。
首先要综合考虑最大粒径应大于结构截面最小尺寸的1/4, 并不得超过钢筋最小净距的3/4;对实心混凝土板集料的最大粒径不宜超过板厚的1/3且不得超过31.5mm等。
1.2 配合比的设计
根据施工要求确定混凝土配制强度和施工坍落度。配合比设计应保证混凝土在浇筑时达到要求的性能, 这就要求设计的初始工作性能高于浇筑时的工作性, 应考虑环境、运输、振捣等过程引起的坍落度损失问题。
确定单位用水量, 选择水灰比。根据集料的粒径级配和外加剂的性能来综合确定用水量。由于水灰比决定着水泥浆体的空隙率, 对于给定的材料, 混凝土的强度只取决于水灰比, 因此应尽量找到选定材料的水灰比与强度的关系, 以确定合适的水灰比。
砂率的确定, 计算单位粗细集料的用量, 砂率根据砼类型坍落度及砂的细度模数和超粒径颗粒含量综合因素确定。按照密度理论, 在配合比设计时应使单位体积混凝土尽量拥有较大体积的集料, 以减少水泥浆体量而单位体积混凝土中粗体积与最大粒径和砂的细度模数相关, 因此砂率设计应根据施工工艺和结构特点, 尽量采用较大粒径的符合级配的碎石和中粗砂, 且尽量满足集料的最大理论密度达到整体的密度级配, 以使混凝土性能处于最佳状态。
2 在配合比优化设计应注意的问题
在进行混凝土配合比的优化设计时, 关键要考虑的是水泥的价格比集料高的多, 因而所有性能采用的步骤首先应该是满足和易性要求下合理的减少水泥用量。
混凝土拌合物工作性是砼的重要性质, 混凝土拌合物的工作性通常用新拌混凝土的粘聚性, 保水性和坍落度, 扩展度以它们的时间变化来衡量。当集料棱角减少, 表面粗糙颗粒减少时, 混凝土的工作性会有所提高;工作性差的混凝土, 易产生离析, 泌水, 坍损快等现象, 不仅使施工难于浇筑和捣实, 增加费用, 而且使混凝土强度耐久外观质量变差。
应考虑提高混凝土的密实度, 提高混凝土密实度要求, 考虑材料的级配, 在相同的条件下, 良好的级配且有空隙率少, 用水量少的特点。
3 混凝土生产中配合比优化调整需注意的问题
3.1 材料计量
为保证施工配合比与室内理论配合比一致, 现场计量设备应准确, 都应采用质量计量, 避免采用体积和时间计量 (水、液体外加剂) , 现场应经常检测砂石料的含水量, 必要时应用铲车翻拌再检测保证生产中配料含水量的一致稳定。
3.2 季节温度的影响
随季节温度的变化, 材料也有所变化, 混凝土配合比应适时调整。温度不同水泥水化度有所不同, 减水剂的减水效果也有所不一样, 因此随季节改变, 配合比也应相应调整, 优化配合比。
3.3 减水剂应优先采用带水法掺入
即在水泥、水、粗细集料全部投入搅拌30s~60s后投入减水剂, 再拌合30s~90s后出料。实践证明, 此法提高减水率, 增加保水性, 降低坍落度损失, 优化混凝土性能。
4 施工配合比的调整
调整混凝土施工配合比的正确与否, 直接关系的混凝土的强度, 工作性, 是保证工程质量的重要环节。除按规范实测含水量调整外还应做一下几个方面。
4.1 高温大风下施工
在高温条件下, 如炎热夏季, 高温干燥地区施工, 其水分蒸发较快。春季干燥多风, 高处施工相对风速要更大这就要考虑因风干而造成水分蒸发, 这样就应适当增加水用量, 以弥补部分损失, 保证正常的用水量。
4.2 砂中的石子含量
一般设计配合比试验中, 大都将砂中9.5mm以上颗粒筛除, 再进行试配, 有些试验室还把4.75mm以上的颗粒筛除, 但在实际中, 有些砂确实有这部分含量, 如不考虑这个含量, 按原配比执行, 就等于减少砂子的用量, 而增加碎石用量, 完全与原配比不符。这会导致混凝土和易性差离折, 空隙率增大, 结构整体强度下降, 耐久性差等不良后果。如人工过筛工作量太大是不切合实际的。应根据砂中实测9.5mm或4.75mm以上颗粒含量, 进行计算将砂用量增加碎石用量相应减少来满足要求。
4.3 碎石的比例调整
混凝土配合比设计中一般都采用连续级配, 采用几种不同的粒径碎石比例惨配, 达到所要求级配范围。在实际工作中碎石级配经常会发生变化, 如不视这一多变性, 只坚持原惨比执行生产, 可能有时会不符合连续级配要求, 出现级配不良现象, 直接影响混凝土的内在质量和结构的外观质量。所以因经常对碎石进行筛分试验, 按实际筛分结果进行惨配, 选出相应的最佳比例。
5 材料的亏损
在混凝土生产前应严格检测砂的含水量。如含水量变化较大, 应多次随机抽查或机械翻拌再测含水量以调整各材料的实际干质量, 防止配比的不合理变化。在砼生产中有时因检测人员的懒惰, 疏忽了砂含水量的变化。实际含水量小于混凝土生产调整配比砂的含水量, 而形成砂用量的增加。如一味不调整, 将造成砂用量比预算材料增加造成砂的亏损。如一组配合比干砂用量为720kg/m3, 施工中含水量按8%计算每方砂用量为778kg, 而此时因试验人员未对砂进含水量测试, 实际砂的含水量可能是3%, 按实际3%计算每方砂用量为742kg, 照此计算每方砂将超用36kg, 砂的用量将会大大增加造成砂的亏方。
材料亏损在配合比中最重要的就是水泥用量过大造成的亏损。造成水泥亏损的原因。
(1) 计量设备不准确, 应按规定周期进行校验。
(2) 砂含水量变化, 如实际含水量大于调整的配合比含水量, 一方砂用量将减少, 混凝土密度将变小, 水泥用量总体将增加。
(3) 集料密度如果发生较大变化时, 会引起超方或亏方现象。亏方会造成经济损失, 增加成本, 超方等于水泥用量比原配比减少, 会使强度降低, 配合比设计规程规定当混凝土表现密度测值与设计值超过2%时应进行调整。因此我们应遵照这一原则合理的执行配合比的生产。
摘要：本文主要以理论形式对涉及到混凝土配合比的优化调整材料亏损问题, 并对混凝土生产中材料亏损简单举例对论点进行论述, 以达和同行交流之目的, 如有不足望请指出。
关键词：配合比优化,调整,材料亏损
参考文献
[1] 普通混凝土配合比设计规程 (JGJ 55-2000) 中华人民共和国建设部[S].