混凝土原材料选择及配合比设计研究与分析

混凝土原材料选择及配合比设计研究与分析

破坏混凝土材料的因素分为内部因素和外部因素，外部因素一般通过进入混凝土内部或内部因素起到破坏作用，外部因素之间往往相互影响和几个因素同时或先后作用而造成混凝土的破坏，这些都增加了混凝土耐久性的復杂性。正确选取水泥品种，选择合适的良好的级配及骨料、使用足够的水泥用量和很低的自由水灰配比是提高混凝土耐久性的重要措施。

标签： 混凝土；原材料；材料选择；配比

目前，我国的经济快速发展，房地产事业的迅猛发展，房屋的建设离不开混凝土，由于自然条件的考验和人为因素，对混凝土的耐久性、耐腐蚀性以及钢筋的保护层厚度都有严格要求。要达到加强混凝土耐久性、耐腐蚀性的目的，首先要从正确原材料的选择开始，与此同时，合理的混凝土设计和配比也是重中之重。随着科技的不断发展进步，人们对建筑物的性能、构造有着越来越多的认知，原来没有发现的潜在威胁，如今可以分析出来，提出解决措施。到了当今时代，人们可以了解各种材料的性能、优缺点，用量化的指标对材料进行分类和取舍。

1 原材料的选择

1.1水泥的选择

我国目前的水泥种类繁多，商品混凝土搅拌站一般做不到配备齐全的水泥种类。其中水泥可以非分为三类：普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。我国GB175-1999国家标准定义：凡是由硅酸盐水泥熟料、6%～15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性

胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P.O。凡是由0%～5%石灰石或粒化高炉矿渣、硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。不惨混合材料的称I型硅酸盐水泥，代号P.I；在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称P.Ⅱ。还有掺入一定量的活性材料或活性混合材料的矿渣水泥、火山灰为混合材料的P.Ⅱ型硅酸盐水泥和P.S.A型矿渣水泥更有利于提高混凝土的耐久性。

1.2砂石骨料的选择

颗粒形状和砂的级配关系到混凝土的和易性，一般优先选择Ⅱ区天然中砂。同时，砂的含泥量对混凝土性能的影响甚大。根据有关对C40混凝土的实验表明，含泥量越高，越容易发生塌落，抗压强度也大大降低，增加碳化深度。这主要因为砂中的泥是疏松多孔的，所以随着含泥量的增大，对外加剂的吸附作用增大，混凝土的用水量也随着增大，流动性降低。为了达到混凝土可塑性的要求，增加了用水量，导致混凝土强度的降低，同时混凝土所有形式的破坏都是沿着薄弱的地方开始的，因此含泥量的增加，会导致胶凝材料和骨料之间粘合不充分，等到混凝土沉实后，水泥浆体密度会相对来说变小，这样形成界面过渡区的水泥石是多孔且密度小，同时可能会形成一定数量连通的开口孔和气孔，最后使得混凝土的耐久性大大降低。

此外，建筑工程中严禁直接使用没有处理过的海砂当作混凝土的细骨料。海砂中还有氯离子，其中氯离子会对钢筋产生持续的化学作用，直接破坏钢筋的保护层，对钢筋的内部结构产生腐蚀，导致钢材的强度大大降低。另外氯离子还会使混凝土产生膨胀，混凝土从内部开裂，从而出现建筑物表面松溃，墙体可能会直接露出钢筋，混凝土一点点脱落，使建筑物失去钢筋支撑而垮塌。

1.3掺合料

在混凝土中，一般使用粉煤灰等活性掺合料。由于粉煤灰本身具有“微集料效应”和“形态效应”，掺合了性能良好的粉煤灰，可以大大降低混凝土的和易性，增加混凝土的粘聚性，降低混凝土的离析和泌水；掺合粉煤灰后，延长混凝土的凝结时间，可以延缓水泥水化热的放热速度，推迟热峰出现的时间；粉煤灰可以取代水泥，有效减少混凝土中的单位水泥用量，总而大大减少混凝土中的总发热量。鉴于粉煤灰具有以上优点，根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146，在大体积混凝土、泵送混凝土等中可以掺用粉煤灰。

1.4外加剂的选择

可以加强混凝土耐久性的外加剂包括引气剂、防水剂、防冻剂、阻锈剂等。混凝土的耐久性和抗渗性有直接关系，无论是在南方，潮湿天气的容易使钢筋受到腐蚀，还是北方的霜冻，混凝土抗渗性差往往是导致其内部产生破坏的原因。掺用外加剂是改善混凝土性能的最好办法。使用最广泛的外加剂是萘系与聚羧酸系的减水剂，搞笑减水剂掺入混凝土中，减水率可达到15%左右；高性能的减水剂最高可达到20%的减水率。由于减水剂的使用，可以很大程度的降低水灰比，提高混凝土的密度，加强混凝土的密实性，提高混凝土的强度、抗渗性和抗化学腐蚀性，从而大大加强混凝土耐久性，不仅节省资金，而且环保。

从一定的意义上来讨论，目前各个国家在混凝土技术上的差距往往体现在外加剂的使用上，特别是高性能减水剂的发展水平。所以，使用高性能的减水剂，除了可以减低建设成本，在提高强度的基础上还可以使混凝土具有工作性能优越、易传送、易密实等优良施工性能，同时起到改善混凝土内部孔，使钢筋和外界更好的隔绝开，同时也对自身起到很好的保护作用，更好地保证建筑物预期的使用年限。

2 混凝土配合比设计原则

混凝土配合比设计的任务是根据原材料的技术性能及施工条件，经过科学计算得出能满足工程要求的混凝土配合比。进行混凝土配合比设计时，要根据以下原则进行配合比。

在保证混凝土和易性及强度要求的前提下，在施工条件允许的前提下，可以最大限度的提高掺合料和骨料的含量来降低混凝土的单位水泥用量和总发热量，从而减少混凝土内部的最高温度。

掺合缓凝型高效减水剂等外加剂。在使用外加剂之前，要对外加剂进行品质检验，并对外加剂和水泥、粉煤灰等材料之间进行相容性试验。缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂等外加剂的掺量要根据外界条件、施工条件的混凝土凝结时间、运输距离、停留时间等因素综合确实；同时，外加剂的掺量相对来说较少，所以要考虑外加剂的计量。缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂产品说明资料中表明的凝结时间是遵照《混凝土外加剂》GB8076-1997的试验方法，在20摄氏度左右的温度下得出的结果。但是实际施工过程中，实际温度往往高于或低于该试验温度，混凝土的凝结时间受到影响。一般来说，环境温度越低，缓凝剂的缓凝效果增大，而当环境温度较高的时候，缓凝效果降低甚至没有混凝效果。因此，当施工条件温度较高时，应该对混凝剂进行温度适应性试验，直到符合施工要求才能使用。

满足施工和易性要求。要是进行大体积的混凝土施工，因为大体积混凝土的点多面广，并要求混凝土进行连续浇筑作用，因此，对大体积混凝土来说，一般采用固定拌和站集中供料的方式进行混凝土的浇筑。在对混凝土配合比设计时，所要考虑的因素有：环境温度、运输距离对混凝土和易性的影响。在施工前应模拟现场环境条件对混凝土进行试验。

总而言之，为了保证结构物和建筑物的整体性和一致性，对于同一个结构和建筑物，原则上可以选择一样的混凝土配合比进行施工。但是考虑到结构物和建造物的一下特殊部

位，例如钢筋的疏密差异、结构物和建筑物尺寸突变的补位，为了保障混凝土的施工质量，可以使用其他种类的混凝土配合比进行浇筑。

3 总结

为了加强和提高混凝土耐久性的一系列问题，国内外学者进行更多更准确的试验办法，进一步了解其工作机理，研制更多新的产品。我们要做到的是，坚持使用质量优良的原材料，严禁使用不合格或劣质的原材料；认真做好对原材料及混凝土的各种物理性能和化学性能的研究；通过不同的配合比，进行外加剂的混凝土对比试验，计算出合理的混凝土施工的配合比。

参考文献：

[1]向国剑.大体积混凝土原材料选择及其配合比设计原则[J].四川水力发电，2010，06：64-65.

[2]陈永坚.混凝土原材料选择及配合比设计研究与分析[J].中国高新技术企业，2014，03：43-45.

[3]金建昌.混凝土原材料选择与配合比设计[J].中国港湾建设，2000，02：13-21