摘要：混凝土的配比关乎着整个施工工程的质量和效果。本文根据混凝土理论和工程实践，针对工程施工混凝土配合比，提出了混凝土理论配合比的设计方法及优化的控制重点和措施，并对其具体的施工应用进行详细分析。
关键词：试验分析；混凝土配比；施工应用
国内外的研究表明用水灰比公式计算出的强度偏差常常在 30%左右。现行的设计方法主要根据混凝土的水灰比来设计混凝土强度及抗冻性，这种设计方法对混凝土密实度的作用未能得到必要的反映。混凝土配合比是施工质量的关键因素，因为它直接影响混凝土工程的内在质量、施工的难易及成本。因此，有必要对混凝土材料的配比和具体施工应用进行研究。
1、试验分析混凝土配比分析
普通混凝土配比设计的任务就是依照工程设计和施工要求选择原材料及其相对比例，得到满足性能且有合理经济性的混凝土。混凝土配比设计的基本方法有两种：一是体积法；二是重量法。
①体积法基本原理。体积法的基本原理为混凝土的总体积等于砂子、石子、水、水泥体积及混凝土中所含的少量空气体积之总和。
②重量法基本原理。重量法基本原理为混凝土的总重量等于各组成材料重量之和。当混凝土所用原材料和三项基本参数确定后，混凝土的表观密度接近某一定值。不论采用体积法、重量法还是经验法，主要有以下几个过程。
1.1 混凝土配制强度的确定
混凝土配制强度应按下式计算：
fcu，0≥fcu，k+1.645б
式中fcu，0为混凝土配制强度；fcu，k为混凝土立方体抗压强度标准差；σ为混凝土强度标准差。单位皆为MPa。
当遇有①现场条件与试验室条件有显著差异时；②C30级及其以上强度等级的混凝土采用非统计方法评定时，应提高混凝土配制强度。
混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定，并应符合下列规定：①计算时强度试件组数不应少于25组；②当混凝土强度等级为C20和C25级时，其强度标准差计算值小于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级时，其强度标准差计算值小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa。
1.2 确定单位用水量
单位用水量是混凝土配比设计中一个非常重要的参数。它直接影响混凝土的流动性、黏聚性和保水性。选择单位用水量的前提条件是不能离析和泌水，如果离析和泌水的混凝土在浇筑成型时，会形成不均匀的结构，形成缺陷，给混凝土结构造成隐患。必须按规范要求准确计算。水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验。
1.3 混凝土配合比的计算
进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准。当以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。混凝土配合比应按下列步骤进行计算：
①计算配制强度fcu，0，，并求出相应的水灰比；
②选取每立方米混凝土的用水量，并计算出每立方米混凝土的水泥用量；
③选取砂率，计算粗骨料和细骨料的用量并提出供试配用的计算配合比。
混凝土强度等级小于 C60 级时，混凝土水灰比宜按下式计算：
式中αa、αb为回归系数；fce为水泥28d抗压轻度实测值（MPa）。当没有28天实测值时，可按下式计算：
fce=γc?fce，g
式中γc为水泥轻度等级值得富余系数，可按实际统计资料确定；fce，g为水泥轻度等级值（MPa）。
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每立方米混凝土的水泥用量（mc0）可按下式计算：
粗骨料和细骨料用量的确定应符合下列规定：
①当采用重量法时，应按公式计算：
mco+mg0+ms0+mw0=mcp
式中mc0为每立方米的水泥用量；mg0为每立方米的粗骨料用量；ms0为每立方米细骨料用量；mw0为每立方米的用水量；Βs为砂率（%）；mcp为每立方米拌合物的假定重量，其值可取2350~2450kg。
②当采用体积法时，应按公式计算：
式中ρc为水泥密度，可取2900~3100kg/m3；ρg为粗骨料的表观密度；
ρs为细骨料的表观密度；ρw为水的密度，可取1000kg/m3；α为混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时可取为1。
1.4 选择外加剂和掺和料的类型与掺量
外加剂的确定应贯彻性价比最优原则，进行不少于3种外加剂的混凝土性能现场优化对比，根据外加剂标准要求和工程对混凝土的要求，选用具有最优指标的外加剂。其具体掺量应经试配检验并综合各性能指标来确定。由于在理论计算中运用了一些假设和经验参数，因此，有必要对试拌结果进行相应调整，检查实际工作性及相应的技术指标，根据混凝土工作性和强度确定最合适的参数。
2、配合比设计应注意的问题
2.1 按照统计学原则，由于材料、拌和方法、运输、灌注以及混凝土试样的制作、养护和测试等各方面发生的波动，为保证达到工程设计强度满足规范规定，混凝土设计强度必须有一定的富余。富余值应与混凝土的生产控制水平相联系，即由一定阶段同规格混凝土的强度标准差决定。技术上要求的工作性与现场结构类型、密实及运输方式有关，要想优化混凝土配合比就必须与现场施工工艺控制水平相联系。在配比设计计算中，配制强度应是试拌或施工的平均强度，因此，控制材料稳定、计量精密、拌和规范是优化混凝土配合比的前提和基础。
2.2 工作性是混凝土的重要性质，混凝土拌和物的工作性通常用新拌混凝土的黏聚性、保水性和坍落度、扩展度以及它们的经时变化来衡量。当集料棱角、表面粗糙颗粒减少时，混凝土的工作性会有所提高。
3、混凝土材料配比在施工中的应用
混凝土配合比在不同的建筑类型中，具体的要求和应用也有所不同。本文以桥梁施工为例，分析混凝土配合比在施工中的应用。首先，需尽量选择质量较好的原材料，并对混凝土的相关材料进行质量检测。检测完成之后，根据国家相关规范中对强度和耐久力等设定的水灰比例，依据坍落度、以及卵石粒径最大值进行用水的总量的确认。水灰比与总用水量形成的比例，即可得出水泥的需要量。最后，再通过体积计算法得到一般情况下的砂和石料的需要量，并借助试验进行调节，反复审核最终确认单位立方米内混凝土材料的用量和具体的配比。
此外，还需对混凝土拌合物的和易性进行测定，主要的测定方法是针对坍落度的测定、维勃稠度测定，以及泵送混凝土稳定性的测定。其中围勃稠度测定主要用于干硬性混凝土拌合物的测定，一般情况下其坍落度应不超过10mm。泵送混凝土稳定性用相对泌水率S10=V10/V140（%）表示。
由于桥梁对施工质量的要求较高，桥对承受能力的要求也更高。因此需对配合比进行详细的检测和审核。其主要包括以下几个方面：
（1）水泥检测内容：表面积、安定能力、强度、密度以及含碱量；
（2）粉煤灰检测内容：细度、水的需要量、烧失量、so3的含有量、含水量以及含碱量；
（3）添加剂检测内容：减水率、含气量、固体含量、抗压能力、以及含碱量，认定对工作人员无副作用；
（4）粗料检测内容：含泥量、坚固程度、密度、碱活性、碱化物、以及杂物含量；
（5）细料检测内容：颗粒、石粉量、含泥量、以及碱活性，桥面一般用中砂；
（6）水质检测内容：水的酸碱度、可溶物、硫酸盐、不可溶物、以及不含有害物质；
具体的配比变化和调整应根据实际的桥梁建设情况和施工要求进行。
4、结束语
通过试验对混凝土材料的配合比进行分析，并借助试验进行混凝土材料配比的反复确认，能够在一定程度上保证对混凝土材料的使用量的控制，进而实现混凝土建筑材料的最佳配合比，保证建筑施工的质量和效果，促进土木工程项目建设的不断发展和创新。
参考文献
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论文作者:麦善富
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/14
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