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混凝土配合比的主要規(guī)律

1 混凝土強(qiáng)度

強(qiáng)度是混凝土的主要技術(shù)要求。因?yàn)閺?qiáng)度一般與耐久性指標(biāo) (如抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕) 等性能都成正相關(guān)關(guān)系；而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)物的承載力是由混凝土抗壓強(qiáng)度參與計(jì)算的，可由結(jié)構(gòu)物的承載力準(zhǔn)確地求出所需要的混凝土抗壓強(qiáng)度值。而混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中卻無(wú)法采用耐久性某一指標(biāo) (如抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 水膠比

水膠比是決定強(qiáng)度、耐久性等性能的主要因素。只要水膠比確定了，混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性能就確定了。這不僅在確定混凝土配合比時(shí)應(yīng)考慮強(qiáng)度、耐久性的要求，在混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制中也要考慮水膠比的要求。

大量的試驗(yàn)結(jié)果證明，混凝土抗壓強(qiáng)度都隨膠水比的增大而增大，成直性關(guān)系，隨水膠比的增大而減小，成指數(shù)曲線關(guān)系。

水膠比與混凝土抗壓強(qiáng)度可以回歸成鮑羅米型經(jīng)驗(yàn)公式，在組成材料一致的條件下，有很好的相關(guān)性。

從水膠比計(jì)算公式中可以看出，水膠比隨混凝土配制強(qiáng)度的提高而減??；水膠比隨膠凝材料膠砂28d抗壓強(qiáng)度的提高而增大。

3 用水量

用水量隨坍落度的增大而增大，成直線關(guān)系；在坍落度不大于180mm的范圍內(nèi)，每增減5kg/m3水，坍落度增減20mm；

用水量隨粗骨料最大粒徑的增大而減小，成對(duì)數(shù)曲線關(guān)系；

用水量隨砂的細(xì)度模數(shù)的增大而減小，成直線關(guān)系；

卵石需水量比碎石小。

在未凝固的混凝土中，用水量決定拌合物的流變性。足夠的用水量，才能便于泵送及施工操作，以確保混凝土密實(shí)，應(yīng)在保證混凝土施工性能的條件下盡量降低用水量。

減水劑的摻量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，應(yīng)選擇在摻量與減水成線性關(guān)系的范圍內(nèi)，并應(yīng)在直線的拐點(diǎn)之下，給施工現(xiàn)場(chǎng)用減水劑調(diào)整坍落度留有一定的空間。減水劑的摻量不宜過(guò)量，否則會(huì)增大拌合物的粘性甚至離析，造成施工困難，影響混凝土的質(zhì)量。

4 砂率

砂率隨水膠比的增大而增大，成直線關(guān)系；

砂率隨粗骨料最大粒徑的增大而減小，成對(duì)數(shù)曲線關(guān)系；

砂率隨砂的細(xì)度模數(shù)的增大而增大，成直線關(guān)系。

卵石的砂率比碎石小。

人工砂的砂率比天然砂大。當(dāng)使用人工砂時(shí)，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

用單粒級(jí)粗骨料時(shí)，砂率可適當(dāng)增大，宜經(jīng)試驗(yàn)確定。

用針片狀含量較大或棱角較多的粗骨料時(shí)，砂率可適當(dāng)增大，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。當(dāng)試驗(yàn)不能滿足拌合物性能要求時(shí)，應(yīng)更換粗骨料。

5 最優(yōu)砂率

在水泥用量和水灰比一定的條件下，由于水泥砂漿在粗骨料間起到潤(rùn)滑和輥珠作用，可以減小粗骨料間的摩擦力，所以在一定范圍內(nèi)，砂率增大，混凝土流動(dòng)性增大。另一方面，由于砂子的比表面積比粗骨料大，隨著砂率增加，骨料的總表積增大，在水泥漿用量一定的條件下，骨料表面包裹的漿量減薄，潤(rùn)滑作用下降，使混凝土流動(dòng)性降低。所以砂率超過(guò)一定范圍，流動(dòng)性隨砂率增加而下降。

當(dāng)砂率最恰當(dāng)時(shí)，混凝土拌合物的坍落度最大，也可以說(shuō)需水量最小或者說(shuō)膠凝材料用量最小。如果保持膠凝材料用量及坍落度不變，則混凝土的強(qiáng)度最高；如果保持水膠比及坍落度不變，則成本最低。此時(shí)的砂率稱為最佳砂率。

6 粗骨料的最優(yōu)級(jí)配

由試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)得出空隙率小、表面積也小的粗骨料較優(yōu)級(jí)配主要是二分之一最大粒徑以上的顆粒含量，應(yīng)達(dá)到50％～60％。當(dāng)最大粒徑大時(shí)，二分之一最大粒徑以上的顆粒含量取低值；當(dāng)最大粒徑小時(shí)，二分之一最大粒徑以上的顆粒含量取高值。

7 混凝土耐久性的要求

混凝土耐久性有兩方面的要求，一是混凝土配合比中的相關(guān)技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；二是對(duì)設(shè)計(jì)有相應(yīng)耐久性指標(biāo)要求的混凝土，應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，其性能應(yīng)合格。

8 吳中偉院士對(duì)混凝土耐久性的論述

吳中偉院士在《論水泥混凝土耐久性研究的思路與方法》中指出：

水泥混凝土本是很耐久的，遠(yuǎn)優(yōu)于鋼鐵、合金、木材、塑料等常用建材，歷史已有證明。近年混凝土構(gòu)筑物不耐久以至崩坍的事例，所占比例是十分小的，本來(lái)是不應(yīng)該發(fā)生的，其根源在于人，是人的“無(wú)知”、“無(wú)能”甚至“明知故犯”。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)混凝土只重視強(qiáng)度，而忽視耐久性，此為不良傳統(tǒng)，必須改正。為了早強(qiáng)、高強(qiáng)采用的措施，如使水泥細(xì)度更細(xì)、水泥用量增大、用早強(qiáng)水泥與早強(qiáng)外加劑、提高養(yǎng)護(hù)溫度，以至過(guò)低的水灰比等，都對(duì)后期強(qiáng)度和耐久性不利。

在解決了“無(wú)知”、“無(wú)能”，杜絕了“明知故犯”以后，根據(jù)當(dāng)前技術(shù)水平，混凝土構(gòu)筑物安全使用期建議可定為：重要建筑物在不利環(huán)境的工作條件下達(dá)100年；在正常條件下達(dá)200年；特殊用途按特殊設(shè)計(jì)可達(dá)300年。

可見混凝土建筑物是能夠也是應(yīng)該耐久的，安全使用期應(yīng)比現(xiàn)在認(rèn)識(shí)的長(zhǎng)得多。建議建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、使用、管理等有關(guān)部門采取相應(yīng)措施，認(rèn)真對(duì)待這一改變，使國(guó)家資源、能源、財(cái)富得到充分有效的利用，使社會(huì)和環(huán)境得到最大效益。

混凝土配合比的主要規(guī)律