摘 要：随着建筑工程规模扩大,建筑工程质量标准的不断提高，工程质量标准要求越来越高，为保证工程质量达到设计要求，对工程建设中材料选择和应用也提出了较高的要求。混凝土做为现代建筑工程中起着关键作用的材料，其用途越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、相互渗透的广泛领域。混凝土配合比直接影响到几个方面问题;本文就混凝土拌和物的配比做了简要的分析论述。
关键词： 混凝土 配比 用水量 骨粒 砂率
混凝土配比对工程用混凝土性能的影响。合理的混凝土拌和物配合比，是获得基本性能符合要求的混凝土的保证，它包括了新拌混凝土的工作度、硬化混凝土在规定龄期的强度和耐久性。工作度是决定混凝土拌和物在浇筑、捣实和抹面时难易程度的性质，并且没有一个确定的指标，因施工要求和施工条件以及方法不同，对工作度要求也不同。所以根据不同工程建筑质量要求、有差异的建筑施工条件和施工方法，要求混凝土拌和物配比也不同。
从结构的安全角度出发，根据设计载荷得到的混凝土强度，应该作为最低强度要求。考虑原材料、搅拌运输、浇筑以及试件制作、养护和实验时可能产生的变异，需要根据统计学的基本原理确定混合比，使依据配合比配制出混凝土强度平均值要比最低强度高出一定范围，一般通过下式计算得出：
Fcu.0≥fcu.k+1.64σ
式中: Fcu.0为混凝土配制强度(MP);
fcu.k为混凝土立方体抗压强度标准值;
σ为混凝土强度标准差;
1.64σ就是强度平均值比最低强度高出的范围。
结构在一般条件下如能够达到必要强度，耐久性通常不会影响很大，但对于在严酷环境条件下工作的结构物，例如桥梁、港口的防波堤、地下与海底隧道、高寒与炎热地区的结构需要很高的耐久性，这对混凝土拌和物配比要求是不同的。
影响混凝土拌和物工作度的因素很多，着重从混凝土拌和物配比方面分析，主要有以下方面。
1、 用水量与水泥浆量。用水量与水泥浆量是混凝土拌和物最敏感的影响因素。增减1kg水、意味着增加或减少1L水泥浆量，同时影响水泥浆粘度的大小。混凝土拌和物的流动性是其外力与自重作用下克服内摩擦阻力产生运动的反映。混凝土拌和物的内摩擦阻力，一部分来自水泥浆颗粒间的内聚力与粘性，另一部分来自骨料颗粒间的摩擦力，前者主要取决于水灰比的大小，后者取决于骨料颗粒间的摩擦系数。骨料间水泥浆层越厚，摩擦力越小，因此原材料一定时，坍落度主要取决于水泥浆量的多少和粘度大小。只増大水量时，坍落度增大，稳定性降低，也影响拌和物硬化后的性能，所以水灰比的确定是保证混凝土拌和物性能的关键之一。
建筑工程施工地域不同，建筑质量标准要求决定了建筑材料取材。在一定的工作度条件下，用水量了取决于石子的最大粒径，粒形和级配，通常按经验性表格选取。
混凝土单位用水量 kg/m3
|
拌和物稠度 |
卵石最大粒径／mm |
碎石最大粒径／mm |
|
项目 |
指标 |
１０ |
２０ |
４０ |
１６ |
２０ |
４０ |
|
VB稠度／s |
１５～２０ |
１７５ |
１６０ |
１４５ |
１８０ |
１７０ |
１５５ |
|
１０～１５ |
１８０ |
１６５ |
１５０ |
１８５ |
１７５ |
１６０ |
|
５～１０ |
１８５ |
１７０ |
１５５ |
１９０ |
１８０ |
１６５ |
|
坍落度／mm |
１０～３０ |
１９０ |
１７０ |
１５０ |
２００ |
１８５ |
１６５ |
|
３０～５０ |
２００ |
１８０ |
１６０ |
２１０ |
１９５ |
１７ ５ |
|
５０～７０ |
２１０ |
１９０ |
１７０ |
２２０ |
２０５ |
１８５ |
|
７０～９０ |
２１５ |
１９５ |
１７５ |
２３０ |
２１５ |
１９５ |
1) 本表用水量以中沙为准，如采用细沙用水量可增加5-10kg/m3;粗沙可减少5-10kg/m3;
2) 掺各种外加剂或矿物掺和时，需要相应增减用水量;
3) 上表以坍落度90mm为基础，坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算未掺外加剂混凝土用水量;
4) 灰比小于0.4或大于0.8的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过实验确定。
建筑工程质量的标准以及建筑工程强度的要求，确定了混凝土拌和物的水灰比，实验得知：混凝土强度与灰水比、水泥标号等因素之间存在一定关系。这一关系采用下面经验公式表示：
W/C=Afce/fcu.0+ABfce
注:式中A、B为同归系数;fce为水泥胶砂强度标准值;fcu.0为混凝土立方体抗压强度标准值。
通过合理的混凝土拌和物配比保证了混凝土在浇筑时性能，使拌和物即易于浇筑、捣实，又保证了其维持均匀的整体性能力。从而保证建筑工程强度、耐久性的要求。
2、骨粒品种与品质的影响，通常骨料颗粒强度要比硬化水泥浆和过渡区高几倍，所以普通混凝土中骨料的强度影响不大。只有当混凝土的强度非常高或者只有轻骨料来源时才考虑骨料的强度。但是骨料的粒形、粒径表面构造、级配等都不同程度地影响混凝土的强度。当水灰比较大时骨料最大粒径对混凝土抗压强度的影响不明显;而水灰比降低时，影响逐渐增大，因此配制高强度的混凝土时应该使用最大粒径较小的骨料，同时采用最大径粒配制的混凝土抗冲击与抗疲劳强度也较高，适用于浇筑跨面板、桥面板等承受动载荷情况结构。此外当骨料表面粗糙增加时，由于颗粒间相啮合的作用，可以改善混凝土抗压、抗弯强度，因此用碎石为骨料配制混凝土，可以比卵石混凝土提高强度15%。骨料的级配;即颗粒分布较好，意味着填充骨料间隙所需要的水泥浆量较少，因而配制的混凝土或者水灰比可以较低，从而获得较高的强度;或者配制相同强度的混凝土时，可以节约水泥用量。因此不同骨料影响混凝土拌和物配比，在满足混凝土强度要求情况下，使用最大粒径小，但棱角和片状颗粒少，级配好的粗骨粒，可以最大限度节约水泥用量，降低建筑成本。
3、砂率是影响混凝土拌和物工作度的另一重要因素，在混凝土拌和物中砂子是填充石子的空隙，而水泥浆则填充沙子的空隙，同时有一定的富裕浆量包裹骨料表面，润滑骨料使拌和物具有流动性和容易密实的性能。在水泥浆量一定时，砂率过大，骨料的比表面积大，需要较多砂浆包裹骨料表面，骨料之间的水泥浆层厚度减小，内摩擦阻力加大，工作强度差;反之，砂率过小时，砂子不足以填充石子的空隙，水泥浆除了填充砂子的空隙外还要填充石子的间隙，骨料表面包裹的水泥层厚度减薄，石子间摩擦阻力同样加大，拌和物流动性也不好。所以在进行混凝土拌和物配比时，根据建筑工程质量标准要求和建筑功能标准需要一个最优砂率。砂率根据粗骨料品种，最大粒径、水灰比和砂子的细度模数按下表选取。
混凝土的砂率
水灰比
(W/C) |
卵石最大粒径/mm |
碎石最大粒径／mm |
|
10 |
20 |
40 |
10 |
20 |
40 |
|
0.4 |
２６～３２ |
２５～３１ |
２４～３０ |
３０～３５ |
２９～３４ |
２７～３２ |
|
0.5 |
３０～３５ |
２９～３４ |
２８～３３ |
３３～３８ |
３２～３７ |
３０～３５ |
|
0.6 |
３３～３８ |
３２～３７ |
３１～３６ |
３６～４１ |
３５～４０ |
３３～３８ |
|
0.7 |
３６～４１ |
３５～４０ |
３４～３９ |
３９～４４ |
３８～４３ |
３６～４１ |
通过以上分析不难得出，混凝土拌和物配比因建筑工程强度要求不同、建筑物所处温度、环境不同其配比也要相应改变，以满足混凝土浇筑时混凝土拌和物浇筑、捣实和抹面时的性质。尤其是在捣实过程密实化，保证混凝土拌和物克服内部阻力和与模板钢筋之间的粘性力，产生流动并填充到模型与钢筋周围，同时在振动捣实或加压作用下，排出拌和时带入的汽泡，实现浇筑密实，强化浇筑物保持均匀的整体性，减少在浇筑过程中，砂浆与骨料不会离析，以及浇筑后降低沁水和沉降分层现象，从而满足结构设计提出的抗渗性、耐冻性等耐久性要求，而且还要满足结构设计未明确的严寒地区的路面、桥梁、处于水位升降范围的结构等的要求。保证建筑安全质量前提下进一步根据当地建筑材料质量确定混凝土拌和物配比，降低材料消耗提高经济性。
参考文献：
1、 李立寒张南鹭道路建筑材料.上海:同济大学出版社,1999
2、 姚治邦水工建筑材料常用配方及工艺,南京河海大学出版社,1989
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文章名称：
浅谈混凝土拌和物的配比
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