混凝土配合比设计影响因素分析及优化策略

混凝土配合比设计影响因素分析及优化策略

邓友平

惠州市协力交通工程检测技术有限公司（516008）

摘要：对于施工单位来说，若要有效降低施工成本并使混凝土施工质量得到可靠保障，就必须对混凝土配合比进行合理设计。因此，施工单位应当以提高项目工程的整体质量为目的，在设计混凝土配合比的过程中对原材料、施工环境、结构部位与其他方面进行综合考虑，并采取切实可行的优化策略。

关键词：混凝土配合比设计；影响因素；优化策略

一、混凝土配合比设计影响因素

1.原材料

（1）砂率。砂率会影响混凝土中孔隙分布情况，砂率偏高或偏低均会影响混凝土质量。砂率偏高时，水泥浆对拌和物的包裹效果较差，可能导致局部包裹不到位，影响混凝土的和易性，硬化后孔隙数量增加，难以满足实际施工要求。砂率偏低时，水泥浆数量较多，细骨料数量偏少，易出现水泥浆难以有效包裹粗集料的情况，加大混凝土的振捣难度，存在局部振捣不密实问题。

（2）水灰比。水灰比作为混凝土设计中的重点指标，必须具有合理性。水灰比偏高时，混凝土的粉料用量相对不足，多余的水分会大量聚积在空洞内。随着时间的延长，在外部温度等因素的作用下，水分开始蒸发，混凝土内部存在较多空洞，影响整体的密实性和稳定性。水灰比偏低时，混凝土偏黏稠，不利于顺利浇筑、振捣，粉料用量偏多导致开裂概率增加。

（3）强度。强度会对混凝土的应用效果产生显著影响，适度提高混凝土强度，可以有效地规避突发荷载或其他因素引发的质量问题。应遵循适中原则提高强度，过度增加强度会加大材料投入量，影响工程的经济效益。

2.环境

所谓环境，是指混凝土配制区的空间条件和湿度条件。如果在高风温环境中配制混凝土，其性能将受到严重影响。高温和大风天气容易增加混凝土的水分蒸发，混凝土的后期强度得不到保证，从而导致混凝土构件出现变形或裂缝。要解决好这些问题，就要根据实际情况增加用水量。在低温、低温环境下配制混凝土，其水化速度明显降低，不利于保证混凝土的早期强度，抗冻、抗裂性能明显减弱。为了防止这些不良情况的发生，必须采取措施降低水灰比，加入适量的减水剂和粉煤灰外加剂，使水化热受到混凝土早期硬化的限制，最终降低混凝土后期硬化引起收缩变形的概率。

3.结构部位

建筑工程的柱、板、梁不仅用途不同，而且所处的部位也具有差异性，因此对其进行构建时不能使用强度完全相同的混凝土。一般来说，楼板、支撑梁的强度要弱于柱。对于桥梁工程来说，其构件不仅包括桥台还包括桥墩，而这两者的性质也明显不同，因此需要使用不同强度的混凝土。为了降低水灰比，在设计混凝土配合比时，既要考虑到水泥强度等级（一般为1.5～2倍），也要选择连续粒级石子与级配较好的中粗砂，这样才能确保混凝土构件具有良好的强度，从而保证建筑、桥梁等工程的安全性与稳定性。

二、混凝土配合比设计的优化策略

1.设计作业科学化

建筑工程建设成本对混凝土配合比设计的影响无法避免，具体设计时要尽量减少这一方面带来的不良影响，为了达到这一目标，要加强对混凝土配合比设计相关内容的探讨，从而使具体实际设计作业能够朝着科学化方向发展。在具体设计作业开展前，设计人员需要明确该项工作并不是一项单纯的技术工作，而是一项科学工作，在确定设计方案时，一方面要坚持具体设计时需要遵循的原则，另一方面也要关注企业的发展，实现可持续发展，应当在降低成本的同时，保证建筑工程竣工后的质量，实现设计科学化。

2.科学应用设计标准

缺少完善标准的设计，设计人员未合理应用现有的规程和标准，这势必会导致混凝土配合比设计不合理。开展设计作业时，如果标准出现差异，或对设计方案合理性提出了异议，需要综合考虑各项影响因素，应用设计标准，适当调整，将设计标准控制在合理范围。在缺少标准背景下，设计人员需要查找相关资料，以相似工程案例为标准，初步开展试验，在保证试验结果可以满足应用基础上，依据实际建筑工程情况，重新修整方案，为混凝土的应用奠定基础。

3.强化试验指导作用

凝土配合比设计期间，若环境因素、各项原材料都处于可控状态，要强化试验指导作用，应当尽量简化试验流程，这能够进一步提高凝土配合比设计效率，保证设计合理。若建筑工程的建设周期过长，外界环境因素大，或者在实际作业时，添加了新型材料，需要在对实际情况进行分析基础上，适当调整。特别是在通过实验得到的结果与预期目标存在差异时，必须以负责态度给出与实际情况相符的方案。日常作业开展期间，工作人员要做好数据统计，以及相应的研究工作，以大数据为基础，得到最终结论，发挥结论的指导作用，这是保护最终设计科学合理的一项关键措施。

4.掌握不同混凝土配合比要求

混凝土配合比设计作业开展前，要先确定建筑工程施工技术的具体要求，明确建筑工程强度、结构构件尺寸、钢筋间距等各项信息，将这一内容作为依据，选择水泥类型，明确石子粒径等各项参数。混凝土设计人员要对混凝土施工规范标准和要求进行确定，并且要具有设计特种混凝土经验，保证最终设计的混凝土配合比能够满足施工要求。设计人员开展大体积混凝土配合比设计时，要掌握特种型混凝土施工要求，明确混凝土初凝时间、塌落度等各项内容，再确定最终配合比，然后通过试验方式，针对混凝土配合比进行优化，实际试配期间，应当在确保混凝土强度能够达到要求基础上，适当增加粉煤灰用量，减少水泥用量，提高混凝土性能。再例如，针对自密实混凝土，进行配合比设计期间，要将重点放在这一类型混凝土抵抗收缩、流动性等方面，开展调配试验时，应当从外加剂、石子粒径等方面入手，通过调配，确保最终配制的混凝土性能可以满足应用需求。总而言之，不同类型建筑工程对混凝土技术要求也会存在差异，设计人员要不断学习，总结工作经验，确保混凝土配合比设计合理，保证混凝土性能可以满足不同类型建筑工程的建设要求。

5.做好混凝土生产控制

（1）原材料进入施工现场前，要做好质量检验作业，一旦发现原材料实际质量与要求存在差异，要重新开展配合比试验，若未进行验证调整直接应用，势必会由于混凝土质量不达标，而影响建筑工程最终质量。可见，混凝土生产时，需要结合砂石料含水率情况，调整用水量，避免因为未及时调整含水率，致使混凝土内水胶比发生重大改变，影响混凝土性能与应用。（2）注意检测混凝土内氯离子、外加剂、砂含量，以免由于氯离子含量超标，导致混凝土结构内钢筋发生腐蚀。开展混凝土施工作业时，要控制好加入混凝土内水量，不得私自加水，确保混凝土配合比能够达到建筑工程建设要求，降低成本投入。

6.适当调整设计方案

依据具体情况，适当调整设计方案是降低施工技术、环境因素负面影响的一项主要措施，尽量减小试验获取的数据与具体应用数据间差异。具体调整期间，要依据不同材料在试验环境和现实施工条件间的差异进行适当调整，主要调整内容包括粗集料、砂率、细集料等各项内容，特别是施工材料内的含水量各项数据发生改变时，要依据不同试验结果，调整掺配比，确保设计合理，符合建筑工程的应用要求。

参考文献：

[1]张平，陈旭，李凯，等.超高韧性混凝土配合比设计优化及力学性能研究[J].新型建筑材料，2020，47（8）：73-74.

[2]孔祥峰.浅谈混凝土配合比设计的优化及质量控制[J].百科论坛电子杂志，2020（1）：816-817.