混凝土配合比设计及其质量控制技术探讨

摘要：混凝土作为现代工程项目建设中最为常用的材料，其原材料的配比直接关系着工程最终施工效果。为了提高混凝土结构施工质量水平，配制优质的混凝土混合料，工作人员需要优化材料配比。为此，本文首先对混凝土配合比设计进行分析，然后提出优化混凝土材料质量的建议。希望通过本文分析能够为相关工作者提供一定的参考。

关键词：混凝土材料；配合比设计；质量控制

1.混凝土配合比设计

1.1初步配合比计算

1.1.1满足强度等级的要求

混凝土配置强度计算公式如（1）所示：

fcu，o≥fcu，k+1.645σ（1）

式中：

fcu，o——配制强度/MPa；

fcu，k——抗压强度标准值/MPa；

σ——强度标准差。

1.1.2选择水灰比

技术人员应根据混凝土配置强度要求进行水灰比的合理计算，具体计算公式如（2）所示：

W/C=αafce/（fcu，o+αaαbfce）（2）

式中：

W/C——水灰比；

αa、αb——回归系数；

fceb——28d实际抗压强度/MPa；

fcu，o——配制强度/MPa。

技术人员在计算混凝土水灰比时需要加强混凝土结构所处环境条件的考虑分析，保证其耐久性、强度等都能够达到标准规范要求。

1.1.3确定用水量

技术人员在进行水灰比配置中，应当充分考虑国家标准中的规定以及施工要求，通常将水灰比控制在0.40-0.80的范围。如果需要配置不超过0.4水灰比的特殊类型混凝土，那么技术人员需要通过配比试验将所需的用水量确定，确保最终混凝土材料能够满足工程需求。

1.1.4确定水泥用量

混凝土配置中水泥的用量可以按照公式（3）进行计算：

mco=mwo/（W/C）（3）

式中：

mco——每立方米混凝土所需水质量/kg；

mwo——每立方米混凝土所需水泥质量/kg。

技术人员可以根据上式计算出每立方米混凝土配置中所需的水泥用量，并且按照规范标准确定混凝土材料耐久性是否达标。

1.1.5选择砂率

技术人员在确定混凝土中砂含量时需要分析工程所用材料种类、粗骨料尺寸、水灰比等诸多因素。

1.1.6计算砂石用量

如果采取质量法，那么砂石用量可按照下式计算：

mco+mso+mgo+mwo=mcp（4）

βs=mso/（mso+mgo）（5）

式中

mco——水泥用量/kg；

mso——砂用量/kg；

mgo——石用量/kg；

mwo——水用量/kg；

mcp——拌和物的假定质量/kg；

βs——砂率。

如果采用体积法，那么技术人员可以按下式计算砂石用量：

mco/ρc+mgo/ρg+mso/ρs+mwo/ρw+0.01α=1（6）

βs=mso/（mso+mgo）（7）

式中：

α——混凝土的含气量百分数/%；

ρc——水泥密度/kg/m3；

ρg——粗集料表观密度/kg/m3；

ρs——细骨料表观密度/kg/m3；

ρw——水的密度/kg/m3；

βs——砂率。

技术人员按照上述公式能够初步将混凝土配置中各个材料的质量比确定。

1.2基准配合比计算

技术人员通过配合比试验进一步考察其工作性能是否满足施工要求，如果混合料的流动度达不到规范要求时，那么可适当调整水的用量或砂比，直至达到相关标准，最终确定混凝土基准配合比。

1.3试验室配合比计算

为保证混凝土配置的精度，技术人员可以采用三次不同试验进行混凝土配比合理性进行验证，每次试验都采用不同配合比。在每次试配时，技术人员选定其中一项为不变量，然后对其他项目进行合理调整，进而验证配比方案的科学性。比如在调整水含量方面，可以采取增加或者减少0.05%用水量的方式，通过试验确定水含量对混凝土配比产生的影响。技术人员可以根据试验数据研究水灰比对混凝土强度的影响规律，从而确定与混凝土强度相匹配的水灰比。

1.4施工配合比计算

工作人员在砂石干燥状态下计算材料配比，不过在施工中砂石往往会存在一定的水分，为此，技术人员需要对砂石的实际含水量进行充分考虑分析。在实验室环境中，水泥、砂石、碎石按照1：x：y的方式进行配置，用W/C代表水灰比，施工现场砂石的含水率记做Wx，碎石含水率记做Wy，由此得出，水泥、砂石、碎石的配比为1：x（1+Wx）：y（1+Wy）。

2.混凝土配合比质量控制方法

2.1原材料的控制

在选购水泥原材料时，工作人员首先要严格按照标准程序选择优质产品，保证所选用的原材料的质量。在原料送至拌和站前，技术人员要对水泥等材料进行严格的质量检验，保证所有原料经过严格的筛选和检查，不符合要求的原料一律不准进入搅拌站。具体来讲，在水泥原料选用上，工作人员应优先选用市场口碑好、信誉度高的水泥厂家生产的水泥，要对水泥强度进行细致查看，保证水泥的抗压强度、安定性、耐久性和抗渗性等方面都能够满足国家标准规范要求。此外，技术人员需要定期或不定期的取样及质量检验，确保每批水泥的固化时间、强度及安全性都能够满足要求。在砂石原料选用中，工作人员应选用大粒径砂作骨料，其对混凝土结构的稳固性有很大的帮助。工作人员还要检测砂石中的含泥量、颗粒大小及泥块的含量，避免出现含泥量过高的问题。在配制时，工作人员要注意用水量的控制。为确保水质安全，水质达标，工作人员应选用符合国家标准的用水。对于最终配置得到的混凝土材料，技术人员还要进行全面的质量检验，保证混凝土材料能满足工程的所有要求。此外，在混凝土生产中，技术人员应选用适当的水泥、减水剂及矿物掺合料。工作人员在配制混凝土过程中应根据工程实际需要选用针对性的添加剂，确保其能够满足工程施工质量要求。

2.2配合比设计与控制

在制备材料过程中，能否科学地设计并调控水泥基材料的混合比将直接影响其各项性能。技术人员要从整体的角度出发，加强和各个部门的深入交流，按照施工方的要求和提出的问题，不断地开展试验检测工作，保证配合比能够符合施工规范要求。在工程实际的施工中，技术人员要根据现场的环境、条件等因素严格控制各个施工环节，确保混凝土的质量合格。在确定配合比的过程中，首先，技术人员要对各种原材料的各项参数进行深入的分析，如添加剂、水泥强度、骨料标号等，保证设计的水灰比最为科学。其次，针对不同种类的混凝土，制定水泥、粉煤灰等配合比，采用搅拌设备进行配合比设计。最后，做好混合料进行实验，明确混合料的各项性能指标是否符合规定。

2.3控制混凝土的和易性

首先，当混凝土拌合物流动性达不到设计要求而粘聚性、保水性较好时，工作人员可适当调整节水量及水泥掺入量，直到试验证结果显示其工作性能达到预定要求为止。其次，如果试拌试验表明混凝土拌合物的流动性能满足设计要求，但粘聚性、保水性较差，那么可以在保持原有水泥用量的基础上适当调整砂率，提高混凝土的粘聚性、保水性。最后，如果混凝土拌合物流动性达不到设计要求，粘聚性、保水性不好的情况下，那么工作人员应要保证水灰比、砂比、砂比等基本相同，适当调整砂率、用水量，直至达到设计要求为止。

结语

混凝土配合比设计质量的重要性不言而喻，其直接影响着混凝土的性能和工程的质量。在未来的工作中，工作人员应持续关注相关技术的发展，不断优化配合比设计，提高混凝土的质量和稳定性。

参考文献

[1]张岩，范佳美，祝长春，等.高白度高强白色混凝土配合比设计研究[J].新型建筑材料，2022，49（07）：32-34.

[2]黄涛.补偿收缩混凝土配合比设计及其性能研究[J].黑龙江交通科技，2022，45（08）：4-6.

[3]郝向东，孔凌宇，邵景干，等.混凝土配合比设计在试拌过程中控制要素研究[J].河南科技，2022，41（14）：65-68.