混凝土配合比參數的調整與優化

混凝土俗稱“砼”（人工石），是由膠凝材料、水、骨料、摻合料和外加劑等混凝土配合比設計是根據具體工程要求、工程特點、施工工藝以及所用原材料基本性能，按照技術可行、經濟合理的原則，設計出的個原材料比例關系。按一定的比例拌制而成的拌合物?；炷僚浜媳仁歉鹘M成材料之間的比例關系，計算和確定這種比例關系的過程就是配合比設計?；炷僚浜媳仍O計應遵循以下原則：（1）滿足工程設計的強度要求；（2）符合工程所處環境的耐久性要求；（3）滿足施工要求的和易性；（4）經濟合理?；炷僚浜媳仍O計是一個相對比較復雜的過程，按照規范的過程計算（或者經驗），初步計算出一個配合比，在根據一些列試配、檢測、調整、驗證、修正等得出滿足強度、耐久性和工作性要求的配合比。  

混凝土配合比設計前，首先要了解混凝土的設計強度，工程所處的環境對耐久性的要求、施工工作性要求（坍落度值）等。其次要了解自己所用原材料的情況，如水泥的強度等級、凝結時間等；砂的級配、細度模數、含泥量等；石的級配、含泥量、壓碎指標、針片狀含量等；摻外加劑及礦粉質量及性能等?；炷僚浜媳仍O計實際上就是水膠比、砂率、用水量確定的過程，這三個參數一旦確立，混凝土配合比也基本確定。一般來說，根據強度（一般7d或者28d的抗壓強度）和耐久性要求確定水膠比，根據工作性要求確定坍落度，然后確定用水量和砂率。確立砂率時，一方面要根據混凝土坍落度的要求選擇較小砂率，另一方面在膠凝材料和水膠比不變的情況下取坍落度最大時的砂率（最優砂率），最后通過試驗選擇混凝土黏聚性和保水性較好時的砂率。

混凝土生產與應用設計到混凝土原材料、生產、運輸、振搗及混凝土養護等幾個重要環節，只要各個環節相互協調，才能配制出一個合適的配合比。根據不同情況對混凝土配合比參數進行優化是保證混凝土質量的前提，也是配合比調整的依據和手段。

（一）用水量優化

一般來說水泥水化需要的水僅是水泥質量的23%左右，水泥中多余的水用來滿足混凝土的工作性?；炷林械乃话憧梢苑譃椋何锢砹W結合水、物理——化學結合水、水化學結合水。物理結合水是混凝土中各晶格間及粗、細毛孔中的自由水?；瘜W結合水是以嚴格的定量參加水泥水化，是保證水泥顆粒能充分水化的必需條件。物理化學結合水在混凝土中表現為以吸附薄膜結構存在，是保證水泥顆粒能充分擴散、逐步完成水化反應的必要因素?；炷劣盟看_定后，在混凝土生產過程中，受很多因素影響，要根據實踐情況及時調整，如：

（1）一般而言，在沒有加入減水劑時混凝土坍落度變化20mm，混凝土用水量隨之變化5kg/m3左右。但摻入減水劑后，調整用水量的這一規律會受影響，尤其是高強度等級混凝土使用聚羧酸減水劑時，3kg/m3左右用水量變化都會引起混凝土拌合物狀態的劇烈變化。

（2）粗骨料的最大粒徑按照16mm、20mm、31.5mm順序每調一檔，用水量就降低5～8kg/m3左右，卵石比碎石用水量少加10kg/m3左右。

（3）細骨料越細，用水量越多，粗細度按照粗、中、細順序每調一檔，用水量應增加10kg/m3。

（4）水泥標準稠度用水量、粉煤灰需水量比變化、礦粉流動度比發生變化，也會影響混凝土用水量變化。如水泥標準稠度用水量每增加1%，混凝土要達到相同要求的坍落度，則混凝土用水量至少會增加3～5kg/m3。同樣，粉煤灰需水量比變化1%，則混凝土用水量也會隨之變化3～5kg/m3。

（5）細骨料含泥量變化也會影響混凝土用水量，一般來說，含泥量越大，混凝土用水量也越大。尤其是砂含泥量超過5%后，含泥量變化1%，混凝土用水量可能增加5～10kg/m3。

（6）粗骨料吸水率也對混凝土用水量有很大影響，如吸水率變化1%，混凝土一般粗骨料用量1000左右，混凝土用水量也即變化10kg/m3左右。

（二）膠凝材料用量的優化

在水膠比不變的條件下，混凝土用水量一旦確定，可以根據水膠比來及時膠凝材料用量。但當計算出來的膠凝材料用量不滿足規范JGJ55-2011中所規定的用量時，必須在選用規范中所規定的最小膠凝材料用量。在混凝土生產過程中，有以下情況出現時，膠凝材料用量要進行相應的調整：

（1）當混凝土強度等級＜C35時，強度等級每增加一個等級，膠凝材料用量需要增加30～50kg/m3。

（2）當混凝土強度等級≥C35時，強度等級每增加一個等級，膠凝材料用量需要增加20～40kg/m3。

（3）混凝土坍落度每增加20mm，漿體用量將增加10L/m3，膠凝材料用量也就相應增加20kg/m3左右；

（4）施工溫度按－5℃～5℃（冬季）、5℃～15℃（春、秋季）、25℃～35℃（夏季），每變化一個季節，膠凝材料用量變化10kg/m3左右，如夏季比春、秋季低10kg/m3左右；

（5）粗骨料最大粒徑按16mm、20mm、31.5mm順序每降低一等級，膠凝材料用量需多用10kg/m3左右；

（6）細骨料按粗、中、細順序每增加一等級，膠凝材料用量相應增加15kg/m3左右。

（7）混凝土骨料質量變化將引起膠凝材料變化，如，粗骨料空隙率變化1%，膠凝材料用量變化10kg/m3左右；粗骨料針片狀含量變化5%，膠凝材料用量可相應變化10kg/m3左右。

（三）砂率優化

砂率作為混凝土配合比的重要參數，在混凝土拌合物工作性方面有非常大影響作用。合適的砂率可以獲得滿足的混凝土工作性，如果砂率選擇不當，也會影響混凝土的工作性，甚至影響混凝土強度。砂率的選取主要依據混凝土的工作性、骨料的品種和級配、細骨料的粗細、粗骨料的粒徑及水膠比等相關參數來選取，但在混凝土生產過程中，發生變化時，砂率也應相應改變：

（1）混凝土坍落度變化20mm，砂率相應調整1%左右。

（2）水膠比每增加0.1，砂率一般應增加3%左右。

（3）碎石比卵石的砂率多2%左右。

（4）粗骨料為單粒級時，砂率也相應增加2%左右。

（5）粗骨料最大粒徑可按16mm、20mm、31.5mm順序每換一檔，砂率相應減少2%左右。

（6）細骨料按細、中、粗順序每調一檔，砂率相應增加2%左右。

（7）粗骨料空隙率變化1%，砂率也應相應調整1%。

（8）混凝土坍落度相同時，混凝土強度等級提高一個等級，砂率相應降低1%。