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(jì)和施工要求，因此，正確地進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)是保證混凝土強(qiáng)度、工作性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。配合比設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的一些技術(shù)參數(shù)的取值問(wèn)題進(jìn)行探討。

　　1.混凝土試配強(qiáng)度的確定

　　《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：為使所配制的混凝土在工程中使用時(shí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值具有不小于95%的強(qiáng)度保證率，配合比設(shè)計(jì)時(shí)混凝土的配制強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值高，配制強(qiáng)度按下式計(jì)算： 這項(xiàng)規(guī)定是保證混凝土結(jié)構(gòu)物可靠性的有效措施，因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中原材料性能的變化、周?chē)h(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(huì)影響到混凝土的質(zhì)量，所以在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)將混凝土的試配強(qiáng)度提高，以留有一定的儲(chǔ)備強(qiáng)度是必要的。但目前許多試驗(yàn)室在確定試配強(qiáng)度時(shí)存在一種誤區(qū)，即認(rèn)為混凝土強(qiáng)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(qiáng)度時(shí)，選擇寧高勿低，大幅度提高混凝土的試配強(qiáng)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(jì)，直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全，所以工程建設(shè)必須絕對(duì)保險(xiǎn)，絕對(duì)不出問(wèn)題，這一點(diǎn)是毋庸置疑的，但并不是片面地追求高強(qiáng)度就能保證萬(wàn)無(wú)一失。通常，在工程設(shè)計(jì)中，特別是重點(diǎn)工程，首先設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)上要留有較大的余地，具體到混凝土，要使設(shè)計(jì)強(qiáng)度遠(yuǎn)超出計(jì)算強(qiáng)度，留出一定的富余強(qiáng)度，在隨后的施工中也是這樣，要使配制強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，步步留有安全儲(chǔ)備，步步具備保險(xiǎn)系數(shù)。事實(shí)證明，當(dāng)混凝土的配制強(qiáng)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(huì)使混凝土成本大幅度提高外，水泥(特別是高強(qiáng)度等級(jí)的水泥)用量加大，必然會(huì)導(dǎo)致混凝土的溫升和干縮增大，隨之而來(lái)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(huì)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(lái)的另一個(gè)重要問(wèn)題是堿-集料反應(yīng)，也會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂，大大影響使用壽命。因此，在確定試配強(qiáng)度時(shí)，必須轉(zhuǎn)變混凝土強(qiáng)度越高，結(jié)構(gòu)物就越安全的錯(cuò)誤觀念，不盲目追求高強(qiáng)度，合理地確定試配強(qiáng)度。這就要求合理地確定混凝土強(qiáng)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(jì)資料、施工質(zhì)量等級(jí)以及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)等因素，綜合考慮來(lái)確定，應(yīng)以在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)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(shí)際強(qiáng)度值的確定

　　水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)算的。為充分發(fā)揮水泥活性，節(jié)約水泥，這里水泥強(qiáng)度f(wàn)ce采用水泥28天抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值。γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)。舊規(guī)范中要求γc根據(jù)各地區(qū)統(tǒng)計(jì)資料確定，無(wú)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)在當(dāng)時(shí)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(gè)簡(jiǎn)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(jì)規(guī)程》JGJ55-2000中，雖然保留了水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)γc，但并沒(méi)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(hào)統(tǒng)計(jì)得出。而且，眾所周知，隨著出廠時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥的品質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，強(qiáng)度要降低，所以，水泥的實(shí)際強(qiáng)度必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，不能一概而論。針對(duì)目前水泥品種繁多、牌號(hào)不同、水泥出廠時(shí)強(qiáng)度富余程度不同、存放時(shí)間不同、來(lái)源渠道不同等特點(diǎn)，在確定水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，不能簡(jiǎn)單地用強(qiáng)度等級(jí)值乘以1.13來(lái)處理，水泥強(qiáng)度富余系數(shù)應(yīng)根據(jù)水泥的品種、產(chǎn)地、牌號(hào)統(tǒng)計(jì)得出。也可以根據(jù)3天強(qiáng)度或快測(cè)強(qiáng)度推定28天強(qiáng)度關(guān)系式推定水泥的實(shí)際強(qiáng)度，但要注意留足強(qiáng)度富余。另外，水泥出廠時(shí)間不同要區(qū)別對(duì)待，一般新出廠不超過(guò)一個(gè)月的水泥，其實(shí)際強(qiáng)度可按強(qiáng)度等級(jí)值乘以強(qiáng)度富余系數(shù)來(lái)確定;出廠時(shí)間在1～3個(gè)月之間的水泥，配合比設(shè)計(jì)時(shí)可用原強(qiáng)度等級(jí)值作為水泥的實(shí)際強(qiáng)度值;出廠超過(guò)3個(gè)月的水泥，則必須重新檢驗(yàn)其強(qiáng)度后方可使用。

　　3.用水量的確定

　　通過(guò)混凝土強(qiáng)度計(jì)算式確定水灰比后，要確定滿足設(shè)計(jì)要求坍落度時(shí)的用水量。實(shí)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(lèi)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(yàn)表明，當(dāng)各種原材料條件不變，且處于合理砂率狀態(tài)時(shí)，要求混凝土坍落度值控制在同級(jí)范圍內(nèi)，用水量要隨水灰比的變化而上下波動(dòng)。

　　4.砂率的選用

　　大量試驗(yàn)表明，隨著粗集料級(jí)配、孔隙率、砂子粗度、坍落度值的不同，合理的砂率值就會(huì)發(fā)生變化。砂率變化對(duì)坍落度值影響較敏感，而對(duì)混凝土強(qiáng)度影響并不明顯。通常選用砂率時(shí)，其值會(huì)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(shí)，要求坍落度增大，水泥用量就相應(yīng)增多，這時(shí)，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(duì)水灰比較大的混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)也可充分發(fā)揮水泥漿的潤(rùn)滑作用。

　　參考書(shū)目：

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　　[5] 嚴(yán)家極.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，1995