鉴于当前混凝土组分和原材料的变化,传统的“混凝土配合比设计方法”已不适用。但我们的观点是,混凝土的配合比设计不是单纯制定规范,更重要的是掌握混凝土拌合物配合比的原则。具体操作时,应充分信任技术人员的专业知识和经验,以满足具体工程各项要求的配合比为最终目标。不同人所作的结果有所不同是很正常的。西方提出的“performance based specification”的概念,是符合混凝土材料特点、符合客观规律的。
1. 混凝土组成材料、配合比要素与混凝土性质的关系
当前混凝土中普遍掺入矿物掺合料和高效减水剂,这使传统的配合比三要素——水灰比、浆骨比、砂石比,变为水胶比、浆骨比、砂石比和矿物掺合料用量四要素。各要素的关系和性质及其作用和影响可通过图示描述。
水胶比、浆骨比和砂石比等配合比四要素都影响拌合物的施工性能和硬化混凝土的最终性能。在决定混凝土强度和密实性的水胶比确定之后,所有要素都影响拌合物的施工性能。施工是保证混凝土质量的最后和最关键的环节。
考虑到浆体浓度的因素、按拌合物的施工性能选择拌合物的砂石比与浆骨比,是混凝土配合比选择的主要因素。其中,浆骨比是保证硬化前后混凝土性能的核心因素。无论改变水胶比还是矿物掺合料用量,调整配合比时都应使用等浆体体积法,以保持浆骨比不变。
2. 当前我国混凝土配合比计算存在的问题及建议
在我国,混凝土年产量占到全世界的一半,但质量却相对落后。例如,全世界只有我国使用“假定容重法”计算混凝土配合比。针对这些问题,建议采用绝对体积法进行计算,同时注意骨料级配和粒形的重要性,并两级配或三级配的骨料进行分级投料。还应考虑矿物掺合料的影响,调整水胶比和矿物掺合料掺量。
建议的配合比计算流程为:
(1) 确认目标:明确混凝土结构设计中《混凝土技术要求》提出的设计目标、条件及各项指标和参数。
(2) 选择原材料:根据目标要求选择合适的原材料,包括水泥、石子、矿物掺合料等。
(3) 确定配合比四要素:水胶比、浆骨(体积)比、砂石(体积)比和矿物掺合料掺量。
(4) 试配和选定配合比:进行试配并检测所指定性能指标值,从中选取符合目标值的水胶比和配合比。
3. 确定混凝土配合比的原则
确定混凝土配合比的原则包括:注重骨料级配和粒形,按最小浆骨比原则优化配合比;根据施工性要求和混凝土性能技术要求选择合适的砂石比、水胶比和矿物掺合料掺量;使用高效减水剂调整拌合物的施工性等。
4. 混凝土配合比选择步骤的方案之一
混凝土配合比选择步骤包括:确认目标、选择原材料、确认原材料条件、试配和调整等环节。在每个环节中,都要充分考虑各种因素对混凝土性能的影响,确保最终选定的配合比能够满足工程要求。
通过以上步骤和原则,可以更加科学、合理地选择和调整混凝土的配合比,提高混凝土的质量和耐久性,满足各种工程的要求。