水泥混凝土配合比设计影响因素探析李俊超

水泥混凝土配合比设计影响因素探析李俊超

李俊超

（阿克苏诚达混凝土有限责任公司，新疆阿克苏843000）

摘要：随着社会的进步，人们对建筑工程质量要求也在不断更新，而建筑工程质量又受到水泥混凝土质量的影响，水泥混凝土质量高低取决于合理的配合比设计。因此，在施工之初，设计人员就应该做好水泥混凝土的配合比设计。本文围绕水泥混凝土配合比设计的影响因素，对水泥混凝土配合比设计的步骤以及优化措施进行探讨。

关键词：水泥混凝土；配合比设计；影响因素

前言

由于水泥混凝土具有强度高，耐久性强且可以根据配料比例的合理调整，满足不同强度和设计要求的特点，因而广泛用于现代建筑工程。水泥混凝土主要由以下几种成分组成：结合剂、水泥、细砂和粗石，他们的配合比对于水泥混凝土的性能影响十分巨大，因此，做好这四者的配合设计工作对于改善水泥混凝土强度以适应不同工程强度的要求具有重要作用。

1水泥混凝土配合比设计的影响因素

1.1强度和预期寿命

在水泥混凝土配合比设计中，首先要考虑水泥混凝土的强度和预期寿命，只有满足这两个条件，混凝土才能投入使用。如果强度提升的过高，会使得成本增加，造成浪费，高速公路的预期寿命决定了水泥混凝土的预期工作时间。随着时间的增加，混凝土的性能会降低，出现一些变形、开裂、破损等缺陷，在进行配合比设计时要根据预期使用时间的需求，考虑是否需要通过添加加强材料，是否需要增加水泥量等手段来提高其使用寿命。

1.2砂比率

砂比率主要是指砂在砂和石中的质量比例，砂比率在配合比设计中不容忽视，砂比率的变化会造成原材料中孔隙数量的变化。过高的砂比率，会增加原材料孔隙的数量，就需要使用更多的水泥材料，在浪费水泥材料的同时，还会增大混合物的粘稠度，进而出现搅拌不均匀的情况。过低的砂比率，虽然可以减少原材料中的孔隙数量，达到节约水泥用量的目的，但是孔隙数量不达标，会降低混凝土的整体流动性，使得混凝土无法粘结凝聚成型，最终出现混合物干涩，而为今后的工序与使用埋下安全隐患。

1.3单位用水量

混凝土的单位用水量值在保证水泥混凝土强度要去的前提条件下，一立方米水泥混凝土中水的用量。单位用水量和混凝土的关系为负反馈调节，具体表现为：当单位用水量越高，混凝土拌合物流动性越大，但是当混凝土流动性到达一定程度时则需要减少单位用水量，影响水泥混凝土拌合物单位用数量的因素有很多，诸如外加剂的使用，骨料粒径，骨料级配合骨料品质等。

1.4水灰比

一般而言，在保持其他条件不变的前提条件下，水灰比直接影响到拌合物的强度和耐久性。水灰比和强度的关系具体表现在：当水灰比越小，水泥混凝土拌合物的强度和耐久性越好，但是砂石的用量较大。在考虑水泥水灰比的时候需要需要注意的就是：（1）在满足混凝土强度和耐久性要求的条件下，应尽可能采用较大的水灰比，节约砂石的用量；（2）在混凝土强度和耐久性要求不高时，还需要考虑和易性，此时不宜采用较大的水灰比。同时，一般确定水灰比主要通过测定拌合物的抗渗性和抗冻性。

1.5设计使用年限

进行水泥混凝土配合比设计首先需要考虑的因素就是水泥混凝土的强度要求和建筑物的设计使用年限，这两者的关系具体表现在：（1）当设计使用年限较长时混凝土的强度要求较高，同时在长时间的使用过程中，建筑物不可避免的会发生破坏，因而，在进行配合比设计时就需要考虑如何设计混凝土的配合比才能使混凝土在长久的使用过程中强度降低的最慢，以满足建筑的安全使用；（2）当设计使用年限较短时，进行混凝土配合比设计时则需要考虑如何在满足强度要求的条件下，通过合适的配合比，降低工程造价，使工程建设更加的经济。

2设计步骤

在进行水泥混凝土配合比设计之前需要明确水泥混凝土的用途和强度要求，水泥混凝土的配合与混凝土强度有重要联系，水泥混凝土配合比设计的主要目的是确定砂石、水泥、水的用量，其设计的方法很多，但是基本步骤可以归结为几步：

2.1初步估算配合比

初步估算水泥混凝土的配合比主要包括以下指标的估算：水灰比，单位用水量，含砂率，水泥用量，砂和石的用量水灰比（W/O）是指水和水泥的比值，不同的比值具有不同的强度。具体的数值可以根据水泥混凝土的强度和耐久性要求查表得到，同时水灰比不能够超过工程的最大允许值；单位用水量用主要与混凝土的含砂率有关，具体数据可以根据混凝土坍落度和骨料最大粒径表格确定；含砂率是指砂的用量占砂和石总用量的比率，即S/（S+G），含砂率的选择可以根据砂率参考表获得，如当水泥混凝土水灰比为0.45，沙砾直径为80mm时，水泥混凝土的含砂率为24%；水泥用量则是在单位用水量以知的条件下根据公式W/C初步计算所得；计算砂，石用量的主要方法有绝对体积法和假定表观密度法，绝对体积法主要运用公式W/密度水+C/水泥密度+S/石子视密度+G沙子的密度+10*a=1000，其中：H为混凝土中空气的含量，假定表观密度法主要运用的公式为W+C+S+G=b，其中Q为新浇筑混凝土的表观密度，可以通过查表获得。

2.2调整

初步得到的水泥混凝土配合比大多是通过经验总结，查相关经验表格得到，具有很大的主观因素且不一定能够满足水泥混凝土和易性（流动性、黏聚性、保水性）的要求，因此要对初步设计到水泥土配合比进行调整以满足强度和设计要求，具体的调整办法为取样测定该配合比下水泥混凝土的坍落度，观测其保水性，流动性和黏聚性，若不符合要求，则需要调整单位用水量和含砂率，从新实验，具体的调整原则为：若观测物的保水性，黏聚性和流动性不足，则说明砂浆不足，需要相应的增大含砂率，反之则需要减少含砂率；但坍落度小于设计要求时，应增加水泥砂浆的用量（保持水灰比不变），反之则应该则加砂，石的用量（保持含砂率相对不变）。

2.3强度检验

在进行调整获得最终配合比之后需要进行混凝土的强度检验和确定混凝土的实验室配合比，其主要目的是检验混凝土强度是否满足设计要求，超标指标多不多，配合比设计是否经济合理等等。

3水泥混凝土配合比设计优化改善措施

3.1合理控制水泥混凝土的强度与预期寿命

在设计水泥混凝土配合比时，必须按照施工组织设计要求，同时配合现场施工的实际情况，合理制定水泥混凝土配合比的设计方案，才能保持水泥混凝土拥有较高的强度，满足预期寿命要求。

3.2合理控制水灰比

在对水泥混凝土性能影响因素的试验研究中可知，无论是从抗压强度，还是从抗折强度来看，水灰比、外加剂、品种以及级配等因素的主次为水灰比、品种、外加剂、级配。因此，水灰比是对混凝土强度影响最大的因素，为了满足水泥混凝土水灰比的要求，在和易性达到要求标准之后，应该尽可能降低水灰比。另外，水泥混凝土水灰比的实际大小还应该考虑到外界的气候因素以及等级（道路强度等级、房屋建筑强度等级、水利大坝强度等级）等因素。

3.3合理控制砂比率

砂比率大小最直接的影响体现在混凝土的粘稠度之上，特别是在水灰比过低的情况下，砂比率的影响表现更为迟钝，但是改变砂比率，会明显地改变混凝土集料的总表面面积和空隙率，对硬化混凝土的品质产生直接的影响。合理的控制砂比率，确保其满足施工要求，才能够减少磨损与收缩。此外，考虑到混凝土的抗断裂情况，也不能设置过大的砂浆，通过试验表明，随着粗集料的增加，混凝土的抗裂能力也会相应的提高。所以，在砂比率正常的基础上，适当地减少砂比率，将粗集料的用量提高，对于混凝土抗折性的提高是非常有效的。

4结语

混凝土的配合比直接俄影响到混凝土的强度和耐久性，合理的配合比不仅可以降低工程造价，还可以增长建筑物的使用年限，因此，在进行混凝土配合比设计时不仅要考虑配合比的经济效益，还需要综合考虑建筑工程的实际情况和设计要求。

参考文献：

[1]郭宝锋．水泥混凝土配合比设计影响因素探析[J]．四川水泥，2014（12）

[2]朱淇．浅议水泥混凝土配合比设计中应注意的问题[J]．科技与企业，2014（03）