周锦昌 李锦辉
东莞市交港建材有限公司 523000
摘要：随着科学技术的进步和科学生产的发展，混凝土已经越来越广泛的应用于工程建设中。了解高性能混凝土的用料组成特点和结构耐久性基本规定，正确选用高性能混凝土配合比用料定额，是对工程建设质量的保证。
关键词：建筑；材料；混凝土；配合比；设计
在建筑领域内，结构材料是研究重点，对基础的混凝土配合比设计与优化是新型科技发展下的产物，也是提升混凝土性能的关键性环节，在以强度、耐久性能为重点的混凝土配合比设计必须以其理念和定则为指引，在实践应用中要改变传统以经验为主的半定量设计方法，优化高效减水剂和矿物掺和料为主的新型混凝土，从而全面提升混凝土拌和物的性能，确保混凝土的质量。
一、混凝土配合比设计面临的现状分析
在现代混凝土的快速发展的背景下，传统以经验为主的混凝土配合比设计理念已经不适应新时代的需求，在新的科技手段和环境中，现代建筑的混凝土结构材料使用了复合型的超塑化剂和超细矿物质掺合料，这使得混凝土的配合比设计更为复杂，主要包括：混凝土配合比指标由抗压转为了耐久性设计；掺合料的新型技术采用了粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰，它们影响了混凝土的力学结构和耐久性能；新型高效减水剂的广泛运用，尤其是聚羧酸减水剂的应用，降低了低水胶比混凝土的黏度，改变了混凝土的流变性能。
由上可知，混凝土的配合比设计的控制难度和复杂性都已加大，在水泥工业迅猛发展的社会环境中，水泥因其矿物组分发生了改变，水泥的强度和细度都有较大程度的提高，这不利于当前对混凝土耐久性能的要求，而新型矿物掺合料掺入混凝土中则有助于提高混凝土的耐久性能，对其强度和耐久性进行综合的提升与改善。而在现实情况下，我国却呈现出混凝土用量与矿物掺合料的供求矛盾与冲突，由于矿物掺合料的供应不及混凝土的实际用量需求，因而两者出现紧张的态势，伴之而来的则是劣质矿物掺合料的涌入，这给建筑安全生产带来了极大的质量隐患。另外，还有诸如：砂石、其他原材料资源的枯竭，也使混凝土的质量面临巨大的挑战。
总之，对混凝土配合比的设计在当前形势下显得至关重要，必须在有限的原材料供给条件下，进行综合比较、确定合理的混凝土配合比设计，以保证混凝土的用量需求。
二、混凝土配合比设计的理论及定则阐述
我们要明晰混凝土配合比设计的概念，它是指对相关原材料进行组分设计，而达到混凝土的强度和耐久性、工作性能要求的设计。首先，混凝土配合比的强度要求是当前主要的应用要求，在对混凝土进行配合比的设计中要注重胶凝材料组分和水胶比，才能提升混凝土的抗压强度；其次，混凝土的耐久性能也在逐渐成为当前混凝土配合比设计的关注焦点，实践证明，混凝土结构极易受到外来的有害介质的侵蚀，因此，必须在对混凝土配合比设计之时，首要一点即是对其渗透性能进行控制，对混凝土的密实度进行主要设计控制分析。
在多年的实践经验之中，对于混凝土配合比设计的研究积累了相当的资料，下面进行混凝土配合比设计的四项定则阐述：
1、灰水比定则。混凝土灰水比的大小与混凝土的强度和密实度密切相联，需要在混凝土配合比设计中加以重点关注。
2、混凝土密实体积定则。混凝土的内在骨架由砂石等构成，在砂石进行堆积的过程中必然会产生空隙，这时，需要用浆体对砂石当中的空隙进行填充，这样，混凝土之中的砂、石、水、胶凝材料混合在一起，聚合为混凝土的总体积，这一绝对体积即可成为混凝土配合比设计的基础性依据。
3、最小单位加水量或最小胶凝材料用量定则。混凝土需要硬化保持其稳定性，就必须在原材料和灰水比固定的前提下，进行浆体最小数量的设计控制，以满足混凝土混合比设计的经济性目标。
4、最小水泥用量定则。混凝土在早期阶段，要进行胶凝材料的最小用量选择，这样可以降低混凝土的水化过程，提升其抗侵蚀的性能。
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三、混凝土配合比设计方法探讨
1、混凝土配合比设计之前要充分考虑的问题
对于混凝土配合比的设计，在设计之前要做好三个方面的准备：其一，要对混凝土原材料进行能力和质量的评估和了解。由于我国原材料资源呈现枯竭和供不应求的态势，因而，原材料的供应的质量水准不一，在进行混凝土配合比设计之前要对自身的实际状况进行“量体裁衣”式的估算。其二，混凝土使用的环境也是进行其配合比设计的考虑因素之一，由于混凝土使用部位的不同，结构布置也不同，因而要对混凝土的材料进行合理的选择。其三，建筑企业的自身生产状况和机械设备水平也是混凝土配合比设计要考虑的因素，建筑企业是否有能力进行混凝土配合比设计方案的实施、是否有足够的机械设备如：下料斗等，这些都涉及到混凝土配合比设计的方法应用。
2、混凝土配合比设计过程要有针对性。
由于建筑工程有不同的特点，因而混凝土的工程应用也体现在不同的部位和环境之中，为了达到混凝土配合比设计的合理化设计要求，要进行有针对性的设计。例如：在对一些承重部位结构的设计，如：桩基、桥墩、承重柱等，就要适当地提高混凝土配合比设计的等级，以保证建筑结构的稳定和可靠性能；而对于一些不具有承重功能的大型结构混凝土应用部位，如：地下室底板、承台等，就在保证其部位基础功能满足的前提下，进行胶凝材料用量的节约。
3、混凝土配合比设计要进行灵活的调整
由于新型材料减水剂的加入，混凝土配合比原材料的成本有所提高，在进行混凝土配合比设计时，要进行水胶比、用水量、胶凝材料、矿物掺合物、减水剂等的综合考虑，不能一味地控制昂贵原材料：减水剂的用量，这样会导致建筑工程质量的下降，必须依据实际建筑情况，进行统筹的考虑，灵活的调整。
4、采用振实密度法进行混凝土配合比设计。
混凝土在实践应用中必须有良好的粘弹性能，因此对于其配合比设计过程中要采用振实密度的方法，使混凝土中的石子与砂浆在混凝土总体积中占有适宜的比例，不会产生机械咬合作用；同时，混凝土浆体的粘度要适中，粘度过大或者过小，都会影响混凝土的质量，影响施工。
5、混凝土配合比设计还要关注砂浆和浆体的拨开系数。
混凝土结构是一个体积庞大的密实体，设总体积为1，砂浆体积为石子空隙体积的A倍（A即为砂浆拨开系数），水泥浆的体积是砂子空隙的B倍（B为净浆的拨开系数），在这个系数条件之下，采用混凝土配合比设计的体积模型计算方法。
结束语
在现代化建筑工程结构之中，混凝土的高性能化应用对混凝土的质量提出了更高的要求，这主要表现在混凝土不但要达到规定的工作性和强度要求，还要达到结构设计的使用寿命的抗裂性和耐久性要求。这对于混凝土配合比设计而言，是一个更为复杂而系统的课题，需要运用相关设计理论方法，以保证混凝土工作性能为前提，进行全面的统筹考虑，灵活的把握。
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论文作者:周锦昌,李锦辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/24
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