行业洞见｜混凝土配合比绝不是简单的数字比例

基业长青使命掷地有声，每个基业长青人心中无不满怀为祖国碳中和事业奋斗终身的豪情壮志。

混凝土配合比设计如同中医“抓药”，中医“抓药”讲究“因人而异”，根据人的体质差异，通过“望、闻、问、切”，利用各种药物的特性开方抓药，讲究各种药物的差异和相互配合。

混凝土配合比设计也与其具有类似之处，也需要通过“望、闻、问、切”了解混凝土原材料的情况，工程部位的情况，施工工艺，所处环境，再结合本公司实际情况，综合考虑混凝土配合比。混凝土配合比设计可以看做是水胶比、用水量、砂率和外加剂用量这几个数据的确定过程，这几个重要参数一旦确定，混凝土配合比也基本确定。

混凝土配合比这几个重要的参数不是孤立存在的，它们之间相互联系、相互影响，甚至表现出某种独特的规律性。比如，在胶凝材料使用比例一定的情况下，水胶比的大小对混凝土强度影响最显著，但砂率的变化使混凝土骨料组成比例变化引起骨料表面积和空隙率变化进而影响混凝土拌合物的状态，同时也影响混凝土的抗压强度，有关试验表明混凝土强度随砂率的更大表现出“先升高后降低”的变化也充分说明砂率也会影响混凝土强度。

混凝土配合比这几个参数中的某一个变化往往会引起其它一个或几个参数的变化，可谓“牵一发而动全身”。

（一）混凝土配合比设计是保证工程质量的关键

混凝土配合比设计是一个实践性很强的试验技术，就像音乐家弹奏的美妙的曲子，各种音符相互配合，音调有高有低才能组成一首美妙的曲子，如果只有一个或两个音符很难谱出动听的曲子。

混凝土技术人员在设计混凝土配合比时，首先应考虑保证工程质量为一切工作的前提，在配合比设计技术上，无论是采用规程计算配合比还是靠经验设计都应该遵循这一原则。

保证混凝土工程质量的关键首先要了解混凝土工程的特点，所采用的施工工艺，并考虑施工时的气候特点。其次，混凝土技术人员在“知己知彼”的基础上结合平时的生产实践过程中总结的配合比试验、实践数据，进行对比、分析，从中汲取有关规律，形成配合比设计的“大数据”。

混凝土配合比设计时，要做到“知己知彼”，应对混凝土工程进行的内容进行了解：

（1）混凝土设计要求：如混凝土的强度等级以及是否有抗渗要求、抗冻要求、混凝土工程部位、气候特点、工作性、耐久性等工程要求；

（2）混凝土施工要求：如运距、施工工艺、后期养护工艺等。

（二）了解原材料特点

如果把了解混凝土工程、施工等方面的要求看做是“知彼”，那么对混凝土配合比设计所用材料的了解就是“知己”。混凝土原材料的选择有很强的地域性特点，也决定了混凝土配合比设计不具有普遍适用性，具有一定的地方特殊性。

混凝土技术人员平时应注意积累本区域原材料特点，对混凝土性能影响规律，以便可以快速设计出满足工程需求的配合比。混凝土技术人员在了解工程特点的基础上，充分了解原材料自身特点，才有可能设计出满足工程要求的混凝土配合比。

（1） 水泥

混凝土配合比设计前，应了解水泥的凝结时间、标准稠度用水量、安定性、强度及其波动情况、与外加剂适应性情况等。

（2）粗骨料

了解粗骨料的最大粒径、压碎值、针片状含量、含泥量、吸水率、空隙率、颗粒级配等技术指标。

（3） 细骨料

了解细骨料的颗粒级配、细度模数、含泥量和泥块含量（石粉含量、亚甲蓝值）等技术指标。

（4） 外加剂

了解外加剂减水率、凝结时间、经时损失情况等。

（5）拌合水

混凝土拌合水要求不含影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，如油类、酸碱盐类等。

（三）确定混凝土配合比的几个参数

（1）水胶比

水胶比是指水与胶凝材料的比值，在胶凝材料组成品种、比例一定的情况下，水胶比大小直接影响混凝土的强度和耐久性。

在胶凝材料组成比例相同的条件下，水胶比越低混凝土强度越高，混凝土越密实，对耐久性越有利。

但在不掺减水剂或减水剂用量不变的条件下，随着水胶比的降低，浆体的稠度增加，对混凝土的工作性会带来不利的影响。因此，混凝土技术人员在选用水胶比时，不仅要考虑强度和耐久性的要求，也不能忽视水胶比对工作性的不利影响。

无论是按照规范通过计算获得的水胶比还是根据经验得到的水胶比均应通过试验确定最终水胶比。

（2）用水量

用水量是混凝土的重要组成组分，是水泥水化的必要条件。在水胶比确定的情况下，用水量的大小直接影响混凝土拌合物的浆体多少。

低用水量有利于降低混凝土拌合物浆体用量，可以降低浆体自身收缩带来的不利影响，但用水量并非越小越好，过低的用水量会造成混凝土拌合物浆体过少不足以包裹、填充骨料空隙，造成混凝土工作性不良。

尤其是现今高效减水剂普遍使用的情况下，降低用水量并不是难事，混凝土技术人员更应关注浆体用量对混凝土拌合物工作性能的影响，以达到混凝土工作性与浆体的协调。

混凝土用水量应为满足混凝土工作性性能时的最小用水量，由混凝土工作性要求决定最小用水量。混凝土拌合物工作性与用水量的协调，从某种程度上说是减水剂用量与用水量的协调。

（3）砂率

砂率是配合比重要参数，直接决定砂石比例砼中90由砂石骨料构成，砂率的大小对骨料的表面积和空隙率有直接影响。

在浆体不变的情况下，砂率大小的改变造成骨料表面积和空隙率的改变，会造成浆体填充空隙后包裹在骨料表面厚度的变化，进而影响混凝土拌合物的工作性。

如当砂率超过合理砂率时骨料表面浆体不足，混凝土粘聚性下降。砂率低于合理砂率时砼中90由砂石骨料构成，砂浆不足以包裹粗骨料。

（四）当前混凝土配合比设计存在的问题

混凝土配合比设计是混凝土工程中不可缺少的一项工作，直接影响混凝土质量和成本。混凝土配合比设计不当，会造成混凝土强度、耐久性及拌合物工作性受到严重影响，配合比发生变化，混凝土各种性能也会发生变化。

从混凝土的强度、耐久性、工作性以及经济性和环保性出发，合理设计配合比是十分必需且必要的。

混凝土配合比设计时应注意以下要点：

第一，以工程施工要求为依据，将要求内容融入配合比设计从而确保设计数据的科学、合理；

第二，从现有材料着眼，了解材料的性能材料特点，充分利用各种特点进行配合比优化；

第三，结合气候、施工工艺、运输条件等因素来设计混凝土配合比。

（1）砂石料饱和面干的问题

在物理学上密度是绝对密实状态下单位体积的质量，但混凝土原材料在很多情况下是一些含有空隙的固体材料，如砂石材料。

现如今我国的混凝土配合比设计是在绝干状态下得到的，而骨料饱和面干状态下较绝干状态含水率大，造成配合比设计时的一部分水进入骨料控制，造成实际混凝土坍落度小于设计坍落度。利用绝干状态设计混凝土往往不可避免骨料吸水，配合比设计时对这一现象视而不见，往往是自欺欺人。

（2）双掺控制中的问题

当前，依然有些混凝土技术人员设计配合比时没有针对矿物掺合料的实际分量进行科学、合理的计算与区分，造成混凝土凝结时间延长，甚至不考虑矿物掺合料用量对早期强度的不利影响而造成工程事故。

在配合比设计实践中，混凝土技术人员要根据整个建筑工程的要求、混凝土的强度实际等级、工程施工所在地天气状况与整体结构的特点等来对矿物掺合料的实际掺入量进行科学、合理的计算。比如在冬天施工时，应降低矿物掺合料用量，提高早期强度。

（3）粗细骨料存在的问题

粗细骨料是重要的混凝土原材料，在沪宁图配合比设计时，按照工程要求选择骨料，避免使用有风化状况的岩石或者是破碎石等。配合比设计时应注意骨料级配的调整，以改善骨料空隙率，提高混凝土的工作性及经济性。

（4）设计规范存在的问题

规范给定的配合比设计方法具有一定的指导作用，对初学者有很好的指导作用，但规范的配合比设计同样需要调整。

有时，规范的设计方法需要经验进行补充，为了能够科学、有效地解决实际问题，混凝土技术人员需要将规范提供的配合比设计思路进行转变，并根据工程、环境自身独有的特性对整个配合比进行严格设计。

除此之外在对设计方案进行配合的过程中，还需要严格控制实际的用水量，从而将配合比设计的整体精度进行提高，并为整个高性能混凝土配合比的设计质量起到一定程度的保障作用。

总之，混凝土配合比绝不是简单的数字比例，更没有一套配合比可以“走天下”的“独门绝技”，搞不好这种绝技会是害人害己的“七伤拳”。

在混凝土配合比设计时，既要根据工程实践情况要求，也要考虑现有原材料特点，综合这些因素，结合混凝土配合比参数之间的影响规律，才能设计出合理的混凝土配合比。

混凝土配合比设计是前提，最终还需要试验验证和生产实践中根据实际需要的调整确定，做到混凝土配合比动态化。