浅谈混凝土配置及原材料选择

关键词： 混凝土；原材料选择；级配
　　一、前言
　　随着当前经济快速发展及城市建设的需要，高性能混凝土应运而生，如何设计高性能混凝土成为关键，本文就针对高性能混凝土配合比设计及原材料选择提出一些看法。
　　一、配合比设计通过长时间的小级配试验及生产的控制，初步确定了自己的计算方法。现行采用的计算方法是由体积法演化而来，先由砼强度等级、水泥标号及实际强度等因素来确定水灰比，再根据浇筑方式确定用水量。当原材料没有太大变化时，一般泵送的料用水量取200Kg/m3，非泵取195Kg/m3，桩取210Kg/m3，然后得出水泥用量及掺合料用量。
　　与体积法的一点区别是，在计算中将掺合料（F、SG）及膨胀剂的体积也都考虑到砼体积内，而不是将其考虑成占用了砂的体积。
　　采用以下公式计算：VC+VW+VS+Vg+VF+VSG+VUEA+0.01а=1000 …………………… ①S/（S+G） …………………… ②砂率根据现场砂的实际情况凭经验选取，各组份的密度则由试验确定。
　　这种计算方法，对于C40以下的砼不成多大问题，但对于C40以上的砼则需将计算后得出的各组份的用量在此基础上稍加调整，具体调整方法还需进一步试验，或者采用其他的计算方法。
　　二、原材料
　　（一）、水泥“水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。
　　当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月（快硬硅酸盐水泥超过一个月）时，应进行复验，并按复验结果使用。
　　钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。
　　检查数量：按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。
　　检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。“
　　对水泥的复试主要包括以下几个方面：
　　一、 细度（GB/T1345-2005）
　　水泥细度通常用筛析法或比表面积测定。筛析法称25g用80μm方孔筛的筛余量或10g用45μm方孔筛的筛余量来表示，比表面积法以1Kg水泥所具有的总表面积（m2/Kg）表示。通常在生产中，只使用筛析法，其筛余量不得超过10%，凡细度不符合规定者为不合格品。
　　水泥颗粒越细，与水反应的表面越大，因而水化较快而且完全，水泥的早期和后期强度都较高，但是细度太细在预拌砼中会带来一定的不利影响。细度小，所带来的最直接的影响就是水泥的凝结时间缩短，反映到预拌砼中，则是坍落度损失加大，会对预拌砼的泵送、振捣带来一定的麻烦，特别是水泥采用新标准后，各厂家为了强度能达标，往往将水泥磨的很细，一般水泥细度小于1%后，就会对砼性能产生较明显的影响。因此，在生产中要经常检测水泥细度，一旦发现水泥细度较小时，可在砼拌合料中加入适量矿粉取代等量的水泥，以“稀释”砼拌合料中水泥的比例。
　　二、 标准稠度用水量（GB/T1346-2001）
　　水泥标准稠度净浆对标准试杆的沉入具有一定的阻力，通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性（沉入34±1mm），以确定水泥标准稠度净浆中所需加入水的量即为标准稠度需水量。硅酸盐水泥标准稠度需水量一般在126~142ml之间最理想。小于126ml时，砼拌合料对用水量太敏感，稍微加减水就会使坍落度变化很大，使得坍落度难以控制，但是，如果将坍落度控制好的话，那会改善砼的保坍性，给预拌砼带来一些好处；大于142ml时，会使砼拌合料中的用水量增加，直接影响到砼强度，同时会使坍落度损失加大。在遇到标准稠度需水量偏大时，可采取以下几种方法来改善砼性能：1、增加理论用水量以保证砼强度；2、提高外加剂掺量以保证保坍性；3、掺入适量矿粉以“稀释”水泥的比例。
　　三、 凝结时间（GB/T1346-2001）
　　标准规定普通硅酸盐水泥初凝时间（沉入36±1mm）不得早于45min，终凝不得迟于600min.凡初凝不合规定者为废品，终凝不合规定者为不合格品。
　　规定水泥的凝结时间在施工中具有重要的意义，初凝不宜过快是为了保证有足够的时间在初凝之前完成砼泵送、浇捣等各项工序的操作；终凝不宜过迟是为了砼在浇筑完毕后，能尽早凝结硬化产生强度，以利于下一道工序的及早进行。
　　四、 安定性（GB/T1346-2001）
　　水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，体积安定性不合格者作废品处理。
　　水泥安定性用试饼法或雷试夹法测定，有异议时以雷试夹法为标准。
　　五、 强度（GB/T17671-1999）
　　水泥强度是评定其质量的重要指标，也是预控砼质量的首要因素。水泥强度不合格时为不合格品。
　　当水泥强度变化时，则需调整水灰比，以保证砼强度。
　　对于商品混凝土生产企业试验室，水泥的以上几项性能是必检项目，同时也是预控商品砼质量的首要考虑因素。
　　（二）、骨料“普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006的规定。
　　检查数量：按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
　　检验方法：检查进场复验报告。“
　　混凝土拌合料中用的骨料按其粒径大小分为细骨料和粗骨料两种。粒径为0.08~5mm的骨料称为细骨料，粒径大于5mm的称为粗骨料。
　　从骨料的概念中，可以分析出以下两点：1、从砼拌合料的宏观角度考虑，骨料不应有砂和石之分，而是粒径从0.08mm开始到粒径这一系列颗粒组成的连续级配；2、从原材料检验及生产质量控制角度考虑，要严格区分区分砂和石：5mm及其以上粒径的为石子，以下的为砂，即5mm这一粒径的骨料也属于石子。
　　立足于这两点，在配合比设计及施工配合比确定中，就能找出一些规律。
　　首先是石子粒径的确定。石子公称粒级的上限称为该粒级的粒径。粒径增大时，石子的总表面积减小，因此包裹其表面的所需的水泥浆体也减少，可节约水泥，且在一定和易性及水泥用量的条件下能减少用水量而提高强度。不过对于强度等级较高（>C40）时，使用粗骨料粒径超过40mm时，对强度并无多大好处，因为此时由于减少用水量而获得的强度提高被大粒径骨料造成的不均匀性和较少粘结面积的不利影响所抵消。按GB50204-2002规定：“混凝土用的粗骨料，其颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小间距的3/4.”同时考虑到预拌砼泵送的特点，将石子的粒径控制在31.5mm以下。
　　其次，由于我们采用的是5~16mm和16~31.5mm两种石子的复配来组成粗骨料的，因此在粗骨料内，我们同样得遵循第一条原则，将粗骨料复配成5~31.5的连续级配。通过颗粒级配试验可以确定两级配的比例。
　　另外，由于自然砂内有部分卵石（5mm及其以上的颗粒），因此必须将这部份骨料在粗骨料中扣除，由于砂中的卵石粒径一般都小于16mm，所以，直接扣除5~16mm的骨料即可。
　　最后，通过以上几点，可以获得较为理想的骨料组合体。但是由于砂颗粒级配状况的变化，必须通过小级配试验来确定砂率，以获得的组合体，即获得砂率。