混凝土配合比參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)化

混凝土配合比參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)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(shè)計(jì)是根據(jù)具體工程要求、工程特點(diǎn)、施工工藝以及所用原材料基本性能，按照技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則，設(shè)計(jì)出的個(gè)原材料比例關(guān)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(guān)系，計(jì)算和確定這種比例關(guān)系的過(guò)程就是配合比設(shè)計(jì)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：（1）滿足工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求；（2）符合工程所處環(huán)境的耐久性要求；（3）滿足施工要求的和易性；（4）經(jīng)濟(jì)合理。混凝土配合比設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的過(guò)程，按照規(guī)范的過(guò)程計(jì)算（或者經(jīng)驗(yàn)），初步計(jì)算出一個(gè)配合比，在根據(jù)一系列試配、檢測(cè)、調(diào)整、驗(yàn)證、修正等得出滿足強(qiáng)度、耐久性和工作性要求的配合比?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)前，首先要了解混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，工程所處的環(huán)境對(duì)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(qiáng)度等級(jí)、凝結(jié)時(shí)間等；砂的級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、含泥量等；石的級(jí)配、含泥量、壓碎指標(biāo)、針片狀含量等；摻外加劑及礦粉質(zhì)量及性能等。混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)際上就是水膠比、砂率、用水量確定的過(guò)程，這三個(gè)參數(shù)一旦確立，混凝土配合比也基本確定。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)強(qiáng)度（一般7d或者28d的抗壓強(qiáng)度）和耐久性要求確定水膠比，根據(jù)工作性要求確定坍落度，然后確定用水量和砂率。確定砂率時(shí)，一方面要根據(jù)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(shí)的砂率（最優(yōu)砂率），最后通過(guò)試驗(yàn)選擇混凝土黏聚性和保水性較好時(shí)的砂率?；炷辽a(chǎn)與應(yīng)用設(shè)計(jì)到混凝土原材料、生產(chǎn)、運(yùn)輸、振搗及混凝土養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)重要環(huán)節(jié)，只要各個(gè)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，才能配制出一個(gè)合適的配合比。根據(jù)不同情況對(duì)混凝土配合比參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化是保證混凝土質(zhì)量的前提，也是配合比調(diào)整的依據(jù)和手段。

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用水量?jī)?yōu)化一般來(lái)說(shuō)水泥水化需要的水僅是水泥質(zhì)量的23%左右，水泥中多余的水用來(lái)滿足混凝土的工作性?；炷林械乃话憧梢苑譃椋何锢砹W(xué)結(jié)合水、物理——化學(xué)結(jié)合水、水化學(xué)結(jié)合水。物理結(jié)合水是混凝土中各晶格間及粗、細(xì)毛孔中的自由水?；瘜W(xué)結(jié)合水是以嚴(yán)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(xué)結(jié)合水在混凝土中表現(xiàn)為以吸附薄膜結(jié)構(gòu)存在，是保證水泥顆粒能充分?jǐn)U散、逐步完成水化反應(yīng)的必要因素?；炷劣盟看_定后，在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，受很多因素影響，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況及時(shí)調(diào)整，如：（1）一般而言，在沒(méi)有加入減水劑時(shí)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(diào)整用水量的這一規(guī)律會(huì)受影響，尤其是高強(qiáng)度等級(jí)混凝土使用聚羧酸減水劑時(shí)，3kg/m3左右用水量變化都會(huì)引起混凝土拌合物狀態(tài)的劇烈變化。（2）粗骨料的最大粒徑按照16mm、20mm、31.5mm順序每調(diào)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(xì)骨料越細(xì)，用水量越多，粗細(xì)度按照粗、中、細(xì)順序每調(diào)一檔，用水量應(yīng)增加10kg/m3。（4）水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、粉煤灰需水量比變化、礦粉流動(dòng)度比發(fā)生變化，也會(huì)影響混凝土用水量變化。如水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量每增加1%，混凝土要達(dá)到相同要求的坍落度，則混凝土用水量至少會(huì)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(huì)隨之變化3～5kg/m3。（5）細(xì)骨料含泥量變化也會(huì)影響混凝土用水量，一般來(lái)說(shuō)，含泥量越大，混凝土用水量也越大。尤其是砂含泥量超過(guò)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(duì)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。

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膠凝材料用量的優(yōu)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(jù)水膠比來(lái)及時(shí)膠凝材料用量。但當(dāng)計(jì)算出來(lái)的膠凝材料用量不滿足規(guī)范JGJ55-2011中所規(guī)定的用量時(shí)，必須在選用規(guī)范中所規(guī)定的最小膠凝材料用量。在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，有以下情況出現(xiàn)時(shí)，膠凝材料用量要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整：（1）當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)＜C35時(shí)，強(qiáng)度等級(jí)每增加一個(gè)等級(jí)，膠凝材料用量需要增加30～50kg/m3。（2）當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C35時(shí)，強(qiáng)度等級(jí)每增加一個(gè)等級(jí)，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(yīng)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(gè)季節(jié)，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(jí)，膠凝材料用量需多用10kg/m3左右。（6）細(xì)骨料按粗、中、細(xì)順序每增加一等級(jí)，膠凝材料用量相應(yīng)增加15kg/m3左右。（7）混凝土骨料質(zhì)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(yīng)變化10kg/m3左右。

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砂率優(yōu)化砂率作為混凝土配合比的重要參數(shù)，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(dāng)，也會(huì)影響混凝土的工作性，甚至影響混凝土強(qiáng)度。砂率的選取主要依據(jù)混凝土的工作性、骨料的品種和級(jí)配、細(xì)骨料的粗細(xì)、粗骨料的粒徑及水膠比等相關(guān)參數(shù)來(lái)選取，但在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)生變化時(shí)，砂率也應(yīng)相應(yīng)改變：（1）混凝土坍落度變化20mm，砂率相應(yīng)調(diào)整1%左右。（2）水膠比每增加0.1，砂率一般應(yīng)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(jí)時(shí)，砂率也相應(yīng)增加2%左右。（5）粗骨料最大粒徑可