水泥混凝土是一種多組分的復(fù)合材料，各組成材料的配合比例是否科學(xué)合理，決定著混凝土能否滿足設(shè)計和施工要求，因此，正確地進(jìn)行配合比設(shè)計是保證混凝土強度、工作性、耐久性和經(jīng)濟性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。配合比設(shè)計時一些主要技術(shù)參數(shù)的取值是否合理，直接影響著混凝土工程的技術(shù)性能和成本。本文試圖就配合比設(shè)計的一些技術(shù)參數(shù)的取值問題進(jìn)行探討。

　　1.混凝土試配強度的確定

　　《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》規(guī)定：為使所配制的混凝土在工程中使用時，其強度標(biāo)準(zhǔn)值具有不小于95%的強度保證率，配合比設(shè)計時混凝土的配制強度應(yīng)比設(shè)計要求的強度標(biāo)準(zhǔn)值高，配制強度按下式計算： 這項規(guī)定是保證混凝土結(jié)構(gòu)物可靠性的有效措施，因為在施工過程中原材料性能的變化、周圍環(huán)境的影響、施工操作人員的素質(zhì)及設(shè)備的裝備水平等都會影響到混凝土的質(zhì)量，所以在進(jìn)行配合比設(shè)計時將混凝土的試配強度提高，以留有一定的儲備強度是必要的。但目前許多試驗室在確定試配強度時存在一種誤區(qū)，即認(rèn)為混凝土強度越高，工程結(jié)構(gòu)物就越安全可靠，于是在確定混凝土試配強度時，選擇寧高勿低，大幅度提高混凝土的試配強度，這樣做的結(jié)果是使單位體積混凝土的水泥用量一再加大。工程質(zhì)量是百年大計，直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)的安全，所以工程建設(shè)必須絕對保險，絕對不出問題，這一點是毋庸置疑的，但并不是片面地追求高強度就能保證萬無一失。通常，在工程設(shè)計中，特別是重點工程，首先設(shè)計人員在設(shè)計上要留有較大的余地，具體到混凝土，要使設(shè)計強度遠(yuǎn)超出計算強度，留出一定的富余強度，在隨后的施工中也是這樣，要使配制強度高于設(shè)計強度，步步留有安全儲備，步步具備保險系數(shù)。事實證明，當(dāng)混凝土的配制強度一步步提高，水泥用量就伴隨著一次又一次地加大，除了會使混凝土成本大幅度提高外，水泥(特別是高強度等級的水泥)用量加大，必然會導(dǎo)致混凝土的溫升和干縮增大，隨之而來的是容易產(chǎn)生溫度裂縫與干縮裂縫，澆注體積比較大的混凝土?xí)r，這種現(xiàn)象尤為突出。裂縫又會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生銹蝕。水泥用量大(特別是堿含量較高的水泥)可能帶來的另一個重要問題是堿-集料反應(yīng)，也會使混凝土結(jié)構(gòu)物開裂，大大影響使用壽命。因此，在確定試配強度時，必須轉(zhuǎn)變混凝土強度越高，結(jié)構(gòu)物就越安全的錯誤觀念，不盲目追求高強度，合理地確定試配強度。這就要求合理地確定混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差σ的值。σ應(yīng)根據(jù)施工單位的歷史統(tǒng)計資料、施工質(zhì)量等級以及混凝土的強度等級等因素，綜合考慮來確定，應(yīng)以在滿足混凝土設(shè)計強度要求的前提下，盡量減小水泥用量、降低工程成本為原則。

　　2.水泥實際強度值的確定

　　水泥混凝土配合比設(shè)計過程中的基本參數(shù)水灰比(W/C)的確定是根據(jù)鮑羅米公式計算的。為充分發(fā)揮水泥活性，節(jié)約水泥，這里水泥強度fce采用水泥28天抗壓強度實測值。γc為水泥強度等級富余系數(shù)。舊規(guī)范中要求γc根據(jù)各地區(qū)統(tǒng)計資料確定，無統(tǒng)計資料時在當(dāng)時具體情況下建議取1.13，但目前不同地區(qū)、不同廠家乃至不同品種的水泥質(zhì)量水平差異很大，影響因素也很復(fù)雜，遠(yuǎn)不是一個簡單的系數(shù)1.13所能概括的，所以現(xiàn)行規(guī)范《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000中，雖然保留了水泥強度等級值的富余系數(shù)γc，但并沒有給出具體推薦數(shù)值，要求各地按水泥的品種、產(chǎn)地、牌號統(tǒng)計得出。而且，眾所周知，隨著出廠時間的延長，水泥的品質(zhì)會發(fā)生變化，強度要降低，所以，水泥的實際強度必須根據(jù)實際情況來確定，不能一概而論。針對目前水泥品種繁多、牌號不同、水泥出廠時強度富余程度不同、存放時間不同、來源渠道不同等特點，在確定水泥實際強度時，不能簡單地用強度等級值乘以1.13來處理，水泥強度富余系數(shù)應(yīng)根據(jù)水泥的品種、產(chǎn)地、牌號統(tǒng)計得出。也可以根據(jù)3天強度或快測強度推定28天強度關(guān)系式推定水泥的實際強度，但要注意留足強度富余。另外，水泥出廠時間不同要區(qū)別對待，一般新出廠不超過一個月的水泥，其實際強度可按強度等級值乘以強度富余系數(shù)來確定;出廠時間在1～3個月之間的水泥，配合比設(shè)計時可用原強度等級值作為水泥的實際強度值;出廠超過3個月的水泥，則必須重新檢驗其強度后方可使用。

　　3.用水量的確定

　　通過混凝土強度計算式確定水灰比后，要確定滿足設(shè)計要求坍落度時的用水量。實踐表明，合理的用水量與目前常用的用水量表選用值有差別，用水量除與集料的粒徑、種類及坍落度值有關(guān)外，還與水泥品種和水灰比有關(guān)，所以，在根據(jù)用水量選用表定了用水量后，還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。試驗表明，當(dāng)各種原材料條件不變，且處于合理砂率狀態(tài)時，要求混凝土坍落度值控制在同級范圍內(nèi)，用水量要隨水灰比的變化而上下波動。

　　4.砂率的選用

　　大量試驗表明，隨著粗集料級配、孔隙率、砂子粗度、坍落度值的不同，合理的砂率值就會發(fā)生變化。砂率變化對坍落度值影響較敏感，而對混凝土強度影響并不明顯。通常選用砂率時，其值會隨水泥用量的增多而減小，這只適用于水灰比有變化的情況。若水灰比為固定值時，要求坍落度增大，水泥用量就相應(yīng)增多，這時，砂率不但不能減少，反而應(yīng)適當(dāng)增大，才能保證水泥漿不致因砂率小而產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響混凝土的工作性。然而，對水灰比較大的混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計時，在保證水泥漿不產(chǎn)生離析的前提下，應(yīng)盡可能選用低砂率，這樣有利于降低砂子間的摩擦力，同時也可充分發(fā)揮水泥漿的潤滑作用。

　　參考書目：

　　[1] 中國建筑科學(xué)研究院.普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程 JGJ55-2000. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

　　[2] 黃士元.按服務(wù)年限設(shè)計混凝土的方法[J] 混凝土.1998(6)

　　[3] 張應(yīng)立.現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計手冊[M].北京：人民交通出版社，2002.

　　[4] 楊伯科.混凝土實用新技術(shù)手冊[M].長春：吉林科技出版社，1998.

　　[5] 嚴(yán)家極.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，1995