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【摘要】 水泥混凝土是由水泥、粗集料、细集料和水按适当比例配合，经一定时间硬化而成的一种人造石材。水泥混凝土各组成材料的配合比例决定着混凝土的技术性能和工程成本。合理确定各个技术参数，是设计混凝土配合比时必须慎重考虑的事情，它关系到设计出的配比的实用性和技术经济性。本文分析了如何合理地确定配合比设计的一些基本参数。
【关键词】 混凝土；配合比设计；参数；取值
水泥混凝土是一种多组分的复合材料，各组成材料的配合比例是否科學合理，决定着混凝土能否满足设计和施工要求，因此，正确地进行配合比设计是保证混凝土强度、工作性、耐久性和经济性的关键环节。配合比设计时一些主要技术参数的取值是否合理，直接影响着混凝土工程的技术性能和成本。本文试图就配合比设计的一些技术参数的取值问题进行探讨。
1.混凝土试配强度的确定
《普通混凝土配合比设计规程》规定：为使所配制的混凝土在工程中使用时，其强度标准值具有不小于95％的强度保证率，配合比设计时混凝土的配制强度应比设计要求的强度标准值高，配制强度按下式计算：
这项规定是保证混凝土结构物可靠性的有效措施，因为在施工过程中原材料性能的变化、周围环境的影响、施工操作人员的素质及设备的装备水平等都会影响到混凝土的质量，所以在进行配合比设计时将混凝土的试配强度提高，以留有一定的储备强度是必要的。但目前许多试验室在确定试配强度时存在一种误区，即认为混凝土强度越高，工程结构物就越安全可靠，于是在确定混凝土试配强度时，选择宁高勿低，大幅度提高混凝土的试配强度，这样做的结果是使单位体积混凝土的水泥用量一再加大。工程质量是百年大计，直接关系到人民的生命财产的安全，所以工程建设必须绝对保险，绝对不出问题，这一点是毋庸置疑的，但并不是片面地追求高强度就能保证万无一失。通常，在工程设计中，特别是重点工程，首先设计人员在设计上要留有较大的余地，具体到混凝土，要使设计强度远超出计算强度，留出一定的富余强度，在随后的施工中也是这样，要使配制强度高于设计强度，步步留有安全储备，步步具备保险系数。事实证明，当混凝土的配制强度一步步提高，水泥用量就伴随着一次又一次地加大，除了会使混凝土成本大幅度提高外，水泥（特别是高强度等级的水泥）用量加大，必然会导致混凝土的温升和干缩增大，随之而来的是容易产生温度裂缝与干缩裂缝，浇注体积比较大的混凝土时，这种现象尤为突出。裂缝又会导致混凝土内部的钢筋产生锈蚀。水泥用量大（特别是碱含量较高的水泥）可能带来的另一个重要问题是碱－集料反应，也会使混凝土结构物开裂，大大影响使用寿命。因此，在确定试配强度时，必须转变混凝土强度越高，结构物就越安全的错误观念，不盲目追求高强度，合理地确定试配强度。这就要求合理地确定混凝土强度标准差σ的值。σ应根据施工单位的历史统计资料、施工质量等级以及混凝土的强度等级等因素，综合考虑来确定，应以在满足混凝土设计强度要求的前提下，尽量减小水泥用量、降低工程成本为原则。
2.水泥实际强度值的确定
水泥混凝土配合比设计过程中的基本参数水灰比（W/C）的确定是根据鲍罗米公式
计算的。为充分发挥水泥活性，节约水泥，这里水泥强度fce采用水泥28天抗压强度实测值。
γc为水泥强度等级富余系数。旧规范中要求γc根据各地区统计资料确定，无统计资料时在当时具体情况下建议取1.13，但目前不同地区、不同厂家乃至不同品种的水泥质量水平差异很大，影响因素也很复杂，远不是一个简单的系数1.13所能概括的，所以现行规范《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中，虽然保留了水泥强度等级值的富余系数γc，但并没有给出具体推荐数值，要求各地按水泥的品种、产地、牌号统计得出。而且，众所周知，随着出厂时间的延长，水泥的品质会发生变化，强度要降低，所以，水泥的实际强度必须根据实际情况来确定，不能一概而论。针对目前水泥品种繁多、牌号不同、水泥出厂时强度富余程度不同、存放时间不同、来源渠道不同等特点，在确定水泥实际强度时，不能简单地用强度等级值乘以1.13来处理，水泥强度富余系数应根据水泥的品种、产地、牌号统计得出。也可以根据3天强度或快测强度推定28天强度关系式推定水泥的实际强度，但要注意留足强度富余。另外，水泥出厂时间不同要区别对待，一般新出厂不超过一个月的水泥，其实际强度可按强度等级值乘以强度富余系数来确定；出厂时间在1～3个月之间的水泥，配合比设计时可用原强度等级值作为水泥的实际强度值；出厂超过3个月的水泥，则必须重新检验其强度后方可使用。
3.用水量的确定
通过混凝土强度计算式确定水灰比后，要确定满足设计要求坍落度时的用水量。实践表明，合理的用水量与目前常用的用水量表选用值有差别，用水量除与集料的粒径、种类及坍落度值有关外，还与水泥品种和水灰比有关，所以，在根据用水量选用表定了用水量后，还应进行适当调整。试验表明，当各种原材料条件不变，且处于合理砂率状态时，要求混凝土坍落度值控制在同级范围内，用水量要随水灰比的变化而上下波动。
4.砂率的选用
大量试验表明，随着粗集料级配、孔隙率、砂子粗度、坍落度值的不同，合理的砂率值就会发生变化。砂率变化对坍落度值影响较敏感，而对混凝土强度影响并不明显。通常选用砂率时，其值会随水泥用量的增多而减小，这只适用于水灰比有变化的情况。若水灰比为固定值时，要求坍落度增大，水泥用量就相应增多，这时，砂率不但不能减少，反而应适当增大，才能保证水泥浆不致因砂率小而产生离析现象，影响混凝土的工作性。然而，对水灰比较大的混凝土进行配合比设计时，在保证水泥浆不产生离析的前提下，应尽可能选用低砂率，这样有利于降低砂子间的摩擦力，同时也可充分发挥水泥浆的润滑作用。
参考书目：
[1]中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程 JGJ55－2000. 北京：中国
建筑工业出版社，2001.
[2] 黄士元.按服务年限设计混凝土的方法［J］混凝土.1998(6)
[3] 张应立.现代混凝土配合比设计手册［M］.北京：人民交通出版社，2002.
[4] 杨伯科.混凝土实用新技术手册［M］.长春：吉林科技出版社，1998.
[5] 严家极.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，1995
【关键词】 混凝土；配合比设计；参数；取值
水泥混凝土是一种多组分的复合材料，各组成材料的配合比例是否科學合理，决定着混凝土能否满足设计和施工要求，因此，正确地进行配合比设计是保证混凝土强度、工作性、耐久性和经济性的关键环节。配合比设计时一些主要技术参数的取值是否合理，直接影响着混凝土工程的技术性能和成本。本文试图就配合比设计的一些技术参数的取值问题进行探讨。
1.混凝土试配强度的确定
《普通混凝土配合比设计规程》规定：为使所配制的混凝土在工程中使用时，其强度标准值具有不小于95％的强度保证率，配合比设计时混凝土的配制强度应比设计要求的强度标准值高，配制强度按下式计算：
这项规定是保证混凝土结构物可靠性的有效措施，因为在施工过程中原材料性能的变化、周围环境的影响、施工操作人员的素质及设备的装备水平等都会影响到混凝土的质量，所以在进行配合比设计时将混凝土的试配强度提高，以留有一定的储备强度是必要的。但目前许多试验室在确定试配强度时存在一种误区，即认为混凝土强度越高，工程结构物就越安全可靠，于是在确定混凝土试配强度时，选择宁高勿低，大幅度提高混凝土的试配强度，这样做的结果是使单位体积混凝土的水泥用量一再加大。工程质量是百年大计，直接关系到人民的生命财产的安全，所以工程建设必须绝对保险，绝对不出问题，这一点是毋庸置疑的，但并不是片面地追求高强度就能保证万无一失。通常，在工程设计中，特别是重点工程，首先设计人员在设计上要留有较大的余地，具体到混凝土，要使设计强度远超出计算强度，留出一定的富余强度，在随后的施工中也是这样，要使配制强度高于设计强度，步步留有安全储备，步步具备保险系数。事实证明，当混凝土的配制强度一步步提高，水泥用量就伴随着一次又一次地加大，除了会使混凝土成本大幅度提高外，水泥（特别是高强度等级的水泥）用量加大，必然会导致混凝土的温升和干缩增大，随之而来的是容易产生温度裂缝与干缩裂缝，浇注体积比较大的混凝土时，这种现象尤为突出。裂缝又会导致混凝土内部的钢筋产生锈蚀。水泥用量大（特别是碱含量较高的水泥）可能带来的另一个重要问题是碱－集料反应，也会使混凝土结构物开裂，大大影响使用寿命。因此，在确定试配强度时，必须转变混凝土强度越高，结构物就越安全的错误观念，不盲目追求高强度，合理地确定试配强度。这就要求合理地确定混凝土强度标准差σ的值。σ应根据施工单位的历史统计资料、施工质量等级以及混凝土的强度等级等因素，综合考虑来确定，应以在满足混凝土设计强度要求的前提下，尽量减小水泥用量、降低工程成本为原则。
2.水泥实际强度值的确定
水泥混凝土配合比设计过程中的基本参数水灰比（W/C）的确定是根据鲍罗米公式
计算的。为充分发挥水泥活性，节约水泥，这里水泥强度fce采用水泥28天抗压强度实测值。
γc为水泥强度等级富余系数。旧规范中要求γc根据各地区统计资料确定，无统计资料时在当时具体情况下建议取1.13，但目前不同地区、不同厂家乃至不同品种的水泥质量水平差异很大，影响因素也很复杂，远不是一个简单的系数1.13所能概括的，所以现行规范《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中，虽然保留了水泥强度等级值的富余系数γc，但并没有给出具体推荐数值，要求各地按水泥的品种、产地、牌号统计得出。而且，众所周知，随着出厂时间的延长，水泥的品质会发生变化，强度要降低，所以，水泥的实际强度必须根据实际情况来确定，不能一概而论。针对目前水泥品种繁多、牌号不同、水泥出厂时强度富余程度不同、存放时间不同、来源渠道不同等特点，在确定水泥实际强度时，不能简单地用强度等级值乘以1.13来处理，水泥强度富余系数应根据水泥的品种、产地、牌号统计得出。也可以根据3天强度或快测强度推定28天强度关系式推定水泥的实际强度，但要注意留足强度富余。另外，水泥出厂时间不同要区别对待，一般新出厂不超过一个月的水泥，其实际强度可按强度等级值乘以强度富余系数来确定；出厂时间在1～3个月之间的水泥，配合比设计时可用原强度等级值作为水泥的实际强度值；出厂超过3个月的水泥，则必须重新检验其强度后方可使用。
3.用水量的确定
通过混凝土强度计算式确定水灰比后，要确定满足设计要求坍落度时的用水量。实践表明，合理的用水量与目前常用的用水量表选用值有差别，用水量除与集料的粒径、种类及坍落度值有关外，还与水泥品种和水灰比有关，所以，在根据用水量选用表定了用水量后，还应进行适当调整。试验表明，当各种原材料条件不变，且处于合理砂率状态时，要求混凝土坍落度值控制在同级范围内，用水量要随水灰比的变化而上下波动。
4.砂率的选用
大量试验表明，随着粗集料级配、孔隙率、砂子粗度、坍落度值的不同，合理的砂率值就会发生变化。砂率变化对坍落度值影响较敏感，而对混凝土强度影响并不明显。通常选用砂率时，其值会随水泥用量的增多而减小，这只适用于水灰比有变化的情况。若水灰比为固定值时，要求坍落度增大，水泥用量就相应增多，这时，砂率不但不能减少，反而应适当增大，才能保证水泥浆不致因砂率小而产生离析现象，影响混凝土的工作性。然而，对水灰比较大的混凝土进行配合比设计时，在保证水泥浆不产生离析的前提下，应尽可能选用低砂率，这样有利于降低砂子间的摩擦力，同时也可充分发挥水泥浆的润滑作用。
参考书目：
[1]中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程 JGJ55－2000. 北京：中国
建筑工业出版社，2001.
[2] 黄士元.按服务年限设计混凝土的方法［J］混凝土.1998(6)
[3] 张应立.现代混凝土配合比设计手册［M］.北京：人民交通出版社，2002.
[4] 杨伯科.混凝土实用新技术手册［M］.长春：吉林科技出版社，1998.
[5] 严家极.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，1995