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土木工程中的建筑材料用途最宽、用量最多的就是混凝土。混凝土预定性能的设计与制作，研制出轻质，多功能，高强度的新品种混凝土；以及利用新技术发展新的工艺与新的设备等，这些都是未来需要一步一步解决的科研课题。本文主要针对混凝土的配合比设计中应注意的问题提出一些本人的观点。 混凝土配合比的基本要求 目前土木工程最主要的材料之一就是混凝土。混凝土因其原料非常丰富，价格相对低廉，工艺简单，所以其使用量越来越多。同时混凝土又有耐久性很好，抗压强度很高，强度等级的范围很宽等特点。这就使混凝土的使用范围非常广泛，使用范围包括各种土木工程，机械工业，地热工程等。混凝土的各种组成材料有一定的比例关系即用混凝土配合比表示。混凝土配合比一般就是每立方米的混凝土中各种材料的质量比。混凝土配合比的设计要求如下: 混凝土的强度等级设计要满足。 混凝土的和易性要满足施工要求。 混凝土的耐久性要满足使用要求。 满足以上条件后要求节约水泥与控制混凝土的成本。 一般来说，混凝土的配合比只是计算水泥、石子、砂子、水四种原材料的所用量。事实上依据这些原材料的基本情况，是要确定符合上述四项要求中所包含的三大参数即单位用水量、水灰比与砂率。 混凝土的配合比设计要遵循的原则 坚固性 坚固性是用混凝土强度指标来表示，目前混凝土质量主要依据是抗压强度指标。混凝土的抗压强度影响因素有很多，比如水泥的强度等级、骨料的种类以及级配、水灰比、施工的条件等。水泥的强度等级：水泥的强度等级基本就代表水泥活性，即相同的配合比情况下，水泥的强度等级跟混凝土强度等级成正比。混凝土的配合比设计中，选择水泥的强度等级主要从经济合理方面考虑，如果水泥的强度等级与品种的选择余地不大，那就要调整配合比设计中的原料比例，再加入部分外加剂等措施予以解决。 骨料种类以及级配：混凝土中是以石子、砂子起骨架的作用，统称为骨料。砂石的质量一般用石材品种、坚固性、含泥量、颗粒级配等这些指标表示。砂石的质量很大程度上决定了配制的混凝土的质量好坏。当骨料的级配较好及砂率适中即会组成密实骨架，这就使得混凝土能获得较高强度。 水灰比：水灰比是指混凝土在单位体积下的用水重量与水泥重量之比。水灰比与混凝土强度成反比，据此，混凝土的配合比设计中一条原则就是在满足和易性的情况下，混凝土的用水量尽可能少为好。 施工的条件：如果施工的条件较好，且有较好的管理措施，就可适当的降低混凝土坍落度；相反，如果施工现场的条件相对较差，就适当的提高混凝土坍落度。 和易性 在一定的施工要求下，保证混凝土的拌合物成分要均匀，且成型的过程中符合振动密实的混凝土性能就是混凝土的和易性，一般用坍落度与维勃稠度表示。采集者针对不同的类型构件，在施工的验收规范中对和易性要求是有明确规定的，这也还要结合施工的现场设备条件以及管理的水平来确定。混凝土的和易性影响因素有很多，其中主要因素是用水量。如果用水量增加，那么就意味这增加了混凝土坍落度，但是与此同时也会导致混凝土强度下降。所以，改善混凝土的和易性经济有效的方法是采用减水剂的方式。 耐久性 混凝土抵抗外部或者内部被腐蚀破坏的能力就是它的耐久性，北方地处严寒冰冻地带，在炎热干燥的夏季，在严寒多雪的冬季，大气会严重地腐蚀混凝土，因此，施工的验收规范中对最大的水灰比与最小的泥用量都作了严格的规定，但是耐久性要求很高，只执行以上提及的规定还不能够满足它的要求。想要改善混凝土耐久性，就必须考虑在配合比策划过程中采取一些相关措施，比如选择水泥的强度等级以及品种，砂率调整以及砂石的级配，其中提高混凝土耐久性最重要的措施就是用混凝土的外加剂。 经济性 在保证混凝土质量的前提下设计配合比，比较经济的做法是省工省料。混凝土的材料中价值最高的是水泥，设计混凝土的配合比的一个重要目标是节约水泥用量，但采用行之有效的措施则必须是合理的并且是综合性经济指标。第一，采用混凝土的外加剂与掺合料，采用减水剂的方法不但能改善混凝土和易性，而且能节约水泥，部分水泥可以用添加粉煤灰的方法代替，并且改善混凝土性能。第二，强化技术管理，增高混凝土匀质性。最后，采用骨料级配及合理砂率要以当地砂石的质量情况为基础。 混凝土的配合比设计中应注意到的问题 设计配合比前要做好充分的准备工作 设计配合比前，设计人员必须做好如下几项工作： 熟悉设计图纸中对混凝土结构的全部要求，关键是熟悉各种强度以及耐久性的要求与结构件的截面大小、钢筋布置的疏密程度，这样就便于选择合适的水泥品种与石子的粒径参数。 清楚对于混凝土是否有特殊的性能要求，比如是大体积的混凝土一般就要适当的控制水泥用量，抗冲磨的混凝土是需要加入耐磨的大颗粒骨料； 对于施工的工艺，针对混凝土的工作性与凝结的时间要求，如输送与浇筑的方法，以及机械化的程度，就应使用外加剂以及掺量； 根据能采购到的原材料品种及质量与供应能力等资料适当地选择设计参数，并进行配合比的设计。 水灰比的影响因数 目前，混凝土的拌和外加剂被广泛使用，混凝土使用外加剂不仅能满足一些特殊的施工要求，而且有的添加剂还可一定程度的减少水泥的用量这是因为这类添加剂能用其本身的物理及化学特性，使得水泥与水分布的空间更均匀，进而加强混凝土的结构，降低水泥的用量，使混凝土水灰比改变。对水灰比的影响因数中气温也是关键，在夏天因温度相对较高，在搅拌水泥混凝土时，水化反应的速率就较大，水化热就会较多，而在水泥浆中，水分相对蒸发较快，因此就要适当的增加其水灰比；冬天情况则相反。为了减少水泥用量从而提高经济效益，所以应尽量使拌合条件达到更好，如果有些工程需要，依据气候来调整水灰比，还应适量的加入添加剂。但是水灰比也不是越大越好，水灰比太大就会影响混凝土的物理结构，使得混凝土的性能下降。最佳水灰比应在施工前通过实验得出。 在质量有保证的前提下，应追求经济效益 在质量有保证的前提下，为追求经济效益使很多施工单位在考虑配合比设计时只注重强度要求，经常根据自己的经验设计配合比，使强度达到设计要求；若设计没有达到要求，就适当增加水泥的用量，却不会从材料的调配、经济效益及混凝土的工作质量等这些方面去综合考虑。这些问题的应对方法是，在满足规范要求的同时，试验室应该配制多个不同的配合比，然后从工作性能、经济性及质量等方面去综合考虑，合理选用。试验室要做到收集好每次配合比和施工情况的数据，并详细统计分析这些数据，得出试验室的水灰比、砂率、用水量、水泥用量范围，这对施工单位以后的施工有很重要的参考价值。 结语 混凝土配合比出现的问题直接影响到混凝土的质量，经过上述对土木工程混凝土配合比中出现的问题进行分析以及解决措施的探讨，施工管理人员对混凝土质量问题应有了基本的认识及处理措施。以此为基础，还应强化混凝土的质量管理意识，对质量检查做好监督工作；坚决按施工规范和施工方案来操作；同时注意搜集对施工质量问题有关的信息，并尽可能快的研究出解决问题的办法。只有这样提高全体施工人员的质量管理意识，才有可能从根本上解决土木工程中混凝土的质量问题。 |
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