摘要 配合比即水泥混凝土相關(guān)材料的比例，是影響混凝土制備質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)?，F(xiàn)階段，建筑行業(yè)相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)中，均需嚴(yán)格控制混凝土配合比指標(biāo)，從而確保項(xiàng)目施工質(zhì)量。根據(jù)建設(shè)部出臺(tái)的相關(guān)規(guī)程、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，水泥混凝土配合比必須滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性、和易性要求，并做到節(jié)能降耗?；诖?，文章對(duì)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)影響水泥混凝土配合比的因素歸納總結(jié)后，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足項(xiàng)目需求，確保水泥混凝土質(zhì)量和性能達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞 混凝土；配比設(shè)計(jì)；影響因素；優(yōu)化措施

中圖分類號(hào) TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）07-0100-03

0 引言

配合比是影響水泥混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)，通過提高配比科學(xué)性可有效改善施工質(zhì)量，降低工程成本。目前，影響水泥混凝土配合比的因素較多，使水泥混凝土性能不達(dá)標(biāo)，最終影響項(xiàng)目質(zhì)量。故結(jié)合影響水泥混凝土配合比的因素，結(jié)合研究結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，通過提高水泥混凝土配合比提高項(xiàng)目工程質(zhì)量。

1 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)要素

對(duì)水泥混凝土配合比優(yōu)化需了解影響水泥混凝土配合比的因素，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行操作標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方案要求，對(duì)施工環(huán)節(jié)混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。優(yōu)化過程需經(jīng)歷配合比計(jì)算、確定基礎(chǔ)配合比、試驗(yàn)、優(yōu)化配合比等不同環(huán)節(jié)，通過不斷調(diào)整與優(yōu)化，達(dá)到滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、和易性的標(biāo)準(zhǔn)。

在滿足性能要求和強(qiáng)度指標(biāo)的技術(shù)上，通過降低水泥原材料的摻配量，可以達(dá)到節(jié)約成本的目的，因此在水泥混凝土配合比優(yōu)化的過程中，需要結(jié)合混凝土的剛性、粘度、可攪拌性、可加工性等指標(biāo)綜合評(píng)估，確定最佳的配合比，確保最終結(jié)果科學(xué)、可行且經(jīng)濟(jì)性顯著[1]。

2 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)影響因素

目前，對(duì)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)及其效果影響的因素眾多，例如環(huán)境、運(yùn)輸、澆筑工藝等影響。

2.1 原材料因素

（1）水泥混凝土的制備需要外添加劑、水泥、骨料等多重原材料，各種混合料均為混凝土制備不可或缺的元素，會(huì)直接影響混凝土的性能和質(zhì)量。

（2）水泥強(qiáng)度：既往研究結(jié)果證實(shí)混凝土強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系密切，水泥強(qiáng)度越高，混凝土的強(qiáng)度越高。基于此，保持水泥強(qiáng)度不變的情況下，混凝土配合比中的水泥含量越高，其強(qiáng)度越大。

但是實(shí)踐中并不是配合比設(shè)計(jì)中盲目增加高強(qiáng)度水泥材料用量，確?；炷翉?qiáng)度、性能達(dá)標(biāo)即可，事實(shí)無需過度使用水泥導(dǎo)致材料浪費(fèi)[2]。

（3）砂率：砂率是對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度與性能產(chǎn)生影響的重要指標(biāo)，需結(jié)合具體項(xiàng)目實(shí)踐需求確定砂率值，數(shù)值過小會(huì)導(dǎo)致孔隙率不足，雖然達(dá)到了節(jié)約水泥用量的目的，但是混凝土流動(dòng)性不足，無法固結(jié)成型，導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。如果砂率過高則導(dǎo)致混凝土孔隙率過大，需要對(duì)水泥的用量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來達(dá)到最佳的性能標(biāo)準(zhǔn)。

（4）水膠比：水膠比即水泥混凝土中水和膠凝材料的比例，水和相關(guān)材料均勻混合之后形成水泥漿，起到黏結(jié)作用，是影響水泥混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中，如果水膠比過大，會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土粘性不足，混凝土結(jié)構(gòu)固結(jié)后仍然存在水孔洞，如果水膠比過小則黏結(jié)效果不佳，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)固結(jié)后出現(xiàn)多孔，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不佳，影響其質(zhì)量[3]。

（5）摻合料：水泥混凝土中的常見摻和料包括粉煤灰、礦粉，摻和料是改善水泥混凝土性能，增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的重要因素，在水泥水化過程中通過摻和料與其他材質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生水化產(chǎn)物改善膠凝效果，增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)性、保水性，從而提高固結(jié)后耐久性指標(biāo)。

（6）骨料：骨料是混凝土中決定其承載力的重要指標(biāo)，其質(zhì)量直接影響混凝土強(qiáng)度，常用骨料包括粗骨料和細(xì)骨料兩種。在配合比設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合項(xiàng)目需求和混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行骨料數(shù)量的調(diào)整，防止由于骨料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)引發(fā)的承載力不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性變形，使水泥混凝土耐久性不佳。

（7）外加劑：外加劑是調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度的有效指標(biāo)，不同外加劑的作用有所區(qū)別，緩凝劑的作用是降低水化速度，防止混凝土材料內(nèi)部由于水化作用，導(dǎo)致的與外部溫差過大引發(fā)裂縫。減水劑主要作用是提高混凝土強(qiáng)度并減少用水量，早強(qiáng)劑的作用是改善混凝土硬化效率，多用于緊急施工中。由此可見，外加劑會(huì)對(duì)水泥混凝土的質(zhì)量和性能產(chǎn)生直接影響，施工中需結(jié)合項(xiàng)目需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)影響混凝土配合比的相關(guān)因素重點(diǎn)研究[4]。

2.2 環(huán)境因素

對(duì)混凝土配合比產(chǎn)生影響的環(huán)境因素包括風(fēng)力、溫度、濕度等，隨著溫度的增加水泥混凝土中的水分蒸發(fā)，影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加開裂風(fēng)險(xiǎn)，大風(fēng)會(huì)加速混凝土固結(jié)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變形，不利于提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而保障質(zhì)量。為避免相關(guān)質(zhì)量問題的出現(xiàn)，配合比設(shè)計(jì)時(shí)需將相關(guān)因素的影響考慮在內(nèi)，防止在過低環(huán)境下進(jìn)行混凝土澆筑。施工環(huán)節(jié)環(huán)境溫度過低，可采取添加減水劑或降低水膠比的方式，以提高水泥混凝土的抗裂性能，從而降低后期硬化收縮變形的可能性，從而提高項(xiàng)目工程質(zhì)量[5]。

2.3 結(jié)構(gòu)部位因素

混凝土澆筑位置不同其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值有所差異，在施工中需結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)充分考慮不同施工區(qū)域的強(qiáng)度要求，對(duì)配合比進(jìn)行合理優(yōu)化，并選擇合適的填料，確?；炷翉?qiáng)度符合設(shè)計(jì)需求。

2.4 運(yùn)輸與澆筑因素

混凝土運(yùn)輸方式、運(yùn)輸距離也會(huì)對(duì)其質(zhì)量及其性能產(chǎn)生影響，運(yùn)輸距離過長(zhǎng)可能導(dǎo)致混凝土固結(jié)或性能下降，可采取優(yōu)化配合比的方式改善混凝土指標(biāo)，避免相關(guān)質(zhì)量問題發(fā)生。目前，建筑施工中混凝土澆筑多采用泵送的方式，為保持混凝土流動(dòng)性指標(biāo)合規(guī)，在配合比設(shè)計(jì)的過程中，可適當(dāng)添加泵送劑，以達(dá)到最佳的泵送效果[6]。

3 優(yōu)化水泥混凝土配合比的措施

3.1 準(zhǔn)確掌握配合比技術(shù)規(guī)范與要求

檢測(cè)員在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的過程中需要嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，根據(jù)項(xiàng)目需求準(zhǔn)確評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保各項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)，并對(duì)工程混凝土強(qiáng)度和性能等指標(biāo)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)、合理控制。

根據(jù)現(xiàn)行《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定，如果混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足C60，則可以采取以下公式進(jìn)行強(qiáng)度值計(jì)算。

fcu，o≥fcu，k+1.645σ （1）

式中，fcu，o——混凝土配制強(qiáng)度；fcu，k——立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；σ——混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，其取值如表1所示。如果混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度超過了C60，其配制強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：

fcu，o≥1.15fcu，k （2）

確定基準(zhǔn)配合比之前，需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，通過試驗(yàn)的方式確定最佳數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況適度調(diào)整，在用水量不變的情況下對(duì)基準(zhǔn)配合水膠比進(jìn)行增減，并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整砂率水平，根據(jù)不同試驗(yàn)條件制作試件，培養(yǎng)28 d之后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)。由此可知，混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)不同部分強(qiáng)度全面檢查，確保各環(huán)節(jié)均符合技術(shù)參數(shù)，根據(jù)項(xiàng)目要求和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)[7]。

3.2 全面分析配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中，需要經(jīng)過配合比計(jì)算、基準(zhǔn)配合比確定、配合比試驗(yàn)、確定施工配合比四個(gè)階段，每個(gè)階段均會(huì)有大量的數(shù)據(jù)計(jì)算。初步配合比計(jì)算的過程中，對(duì)水泥用量、砂率、水膠比、骨料用量等指標(biāo)嚴(yán)格控制?；鶞?zhǔn)配合比確定階段，在上一階段參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行試拌，并對(duì)該階段的維勃稠度、坍落度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，需確保相關(guān)指標(biāo)符合規(guī)范要求，不符合條件者進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工藝增減[8]。坍落度不足的情況下可以適當(dāng)增加水泥漿用量，坍落度過大則可以適當(dāng)增加骨料用量。施工中需嚴(yán)格控制工藝流程和參數(shù)指標(biāo)，做好施工記錄并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行修訂，確定各材料的準(zhǔn)確用量，為后續(xù)工作提供保障。

試驗(yàn)室確定配合比時(shí)需充分考慮天氣、運(yùn)輸、澆筑等因素影響，通過試驗(yàn)確定最佳的水泥混凝土配合比，適度調(diào)整各原料比例，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配合比的修正，確保獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。確認(rèn)施工配合比階段，需要將骨料水分含量考慮在內(nèi)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的含水量數(shù)據(jù)重新修正，砂含量的測(cè)算公式如下：

m'c=ms（1+a%） （3）

式中，a%——含水率，經(jīng)過計(jì)算獲得最佳的配合比。水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)加以調(diào)整并精準(zhǔn)分析，確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，對(duì)存在不合理的參數(shù)數(shù)據(jù)及時(shí)修正，避免影響后期工序水平。

3.3 嚴(yán)格監(jiān)督生產(chǎn)中配合比執(zhí)行情況

配合比設(shè)計(jì)是提高混凝土質(zhì)量的決定性因素，通過選擇最佳的配合比，確?；炷辽a(chǎn)的質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中需要對(duì)配合比的實(shí)際執(zhí)行情況嚴(yán)格監(jiān)督，確保配制質(zhì)量。

（1）加強(qiáng)原材料控制，嚴(yán)格控制骨料級(jí)配、水泥規(guī)格、添加劑種類等，使之符合設(shè)計(jì)規(guī)范。嚴(yán)禁使用劣質(zhì)材料以次充好，確保原材料用量合規(guī)，材料進(jìn)場(chǎng)后如無法及時(shí)使用可能導(dǎo)致其含水量的變化，因此在進(jìn)行混凝土制備前，需要重新完成含水量檢測(cè)，嚴(yán)格控制含水量指標(biāo)以控制混凝土抗壓強(qiáng)度。

（2）加強(qiáng)混凝土制備期間的氯離子水平控制，水泥混凝土配制的過程中，由于各種理化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其含氯水平較高，從而導(dǎo)致后期氧化作用較強(qiáng)，而增加鋼筋的銹蝕速度，制備混凝土的過程中需嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁隨意更改配比和添加劑含量，避免影響混凝土質(zhì)量[9]。

3.4 加強(qiáng)試配中混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)工作

為獲得最佳配合比，需要通過試驗(yàn)的方法對(duì)配合比設(shè)計(jì)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，從而判定配合比的科學(xué)性和可行性，提高配合比的適用性。

（1）混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)的方法包括回彈法和超聲回彈綜合法，其中回彈法是混凝土強(qiáng)度檢查中應(yīng)用最廣泛的。利用回彈儀器進(jìn)行試件強(qiáng)度檢測(cè)，并根據(jù)其體積大小選擇合適的重錘，完成彈性沖擊水平檢測(cè)，在彈力反作用力下重錘回彈，檢測(cè)回跳間距并記錄回彈值N，通過密度、試件硬度指標(biāo)的聯(lián)合檢測(cè)，獲取水泥混凝土強(qiáng)度值與回彈值之間的關(guān)系曲線，通過曲線獲得試件的系統(tǒng)強(qiáng)度值。

（2）超聲回彈綜合法進(jìn)行水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，多與回彈儀、超聲儀聯(lián)合應(yīng)用，通過獲取超聲波參數(shù)、回彈值等數(shù)據(jù)，分析試件強(qiáng)度與相關(guān)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，從而對(duì)試件強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。超聲回彈綜合法檢測(cè)水泥混凝土強(qiáng)度的方法簡(jiǎn)便，能夠快速獲取試配件強(qiáng)度值，以幫助完成混凝土配合比設(shè)計(jì)，防止由于強(qiáng)度不佳，導(dǎo)致的塑性值過大引發(fā)混凝土強(qiáng)度不足，而影響最終的固結(jié)質(zhì)量[10]。

3.5 混凝土虧方

水泥混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，需要結(jié)合項(xiàng)目需求進(jìn)行圖紙計(jì)算，如計(jì)算不準(zhǔn)，會(huì)影響施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)虧方。現(xiàn)對(duì)水泥混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)虧方的主要原因及其解決措施分析如下。

（1）水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，雖然根據(jù)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的水泥混凝土能夠符合項(xiàng)目需求和施工規(guī)范，施工實(shí)踐過程中試驗(yàn)人員還是會(huì)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行混凝土密度的修正，如果操作人員沒有嚴(yán)格對(duì)相關(guān)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土的拌和指標(biāo)無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。某項(xiàng)目施工實(shí)踐中進(jìn)行C50混凝土生產(chǎn)，設(shè)計(jì)密度值和實(shí)際密度值分別為2 350 kg/m3和2 450 kg/m3。如果在實(shí)踐中未對(duì)水泥混凝土密度值進(jìn)行修正，就會(huì)導(dǎo)致每立方混凝土重量減少100 kg。由此可知，水泥混凝土施工前，試驗(yàn)人員需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行密度值的調(diào)整，通過修訂系數(shù)降低水泥混凝土的質(zhì)量差，修正系數(shù)即實(shí)際密度與計(jì)算密度的比值。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，確?；炷涟韬狭窟_(dá)標(biāo)，防止出現(xiàn)水泥混凝土虧方影響其質(zhì)量。

（2）水泥混凝土運(yùn)輸過程中，部分水泥混凝土粘在水泥罐車內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)倪^程中水泥混凝土含量減少。一般情況下，10 m3的罐車運(yùn)輸過程中的水泥混凝土損失約0.05 m3，如果混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，需要對(duì)罐車徹底清理，避免導(dǎo)致大量水泥混凝土損失。由此可見，施工單位在施工實(shí)踐中需將運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)的水泥混凝土損失考慮在內(nèi)，從而有效控制工程成本。

4 結(jié)語

綜上所述，水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)有重要的現(xiàn)實(shí)意義，在設(shè)計(jì)過程中需要考慮不同因素的影響，通過對(duì)水泥混凝土配合比的優(yōu)化提高混凝土性能，改善其經(jīng)濟(jì)效益，確保質(zhì)量合規(guī)。最佳水泥混凝土配合比的設(shè)計(jì)需要經(jīng)過四個(gè)階段的認(rèn)證，并經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、強(qiáng)度測(cè)試，而選擇最佳值，為提高項(xiàng)目工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘培鑫. 舊水泥混凝土路面再生混合料配合比設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 福建交通科技， 2022（12）： 1-7.

[2]楊鵬飛. 影響水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的因素分析及優(yōu)化措施探討[J]. 科技資訊， 2022（18）： 111-114.

[3]舒志強(qiáng)， 武建民. 水泥混凝土路面破碎加鋪技術(shù)的應(yīng)用研究[C]//. 2019世界交通運(yùn)輸大會(huì)論文集（下）， 2019： 177-185.

[4]于慧龍. 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)及強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)[J]. 智能城市， 2021（22）： 74-75.

[5]王俊杰， 張盼盼， 劉滿湖. 水泥混凝土漿體中氣泡逃逸的影響因素分析[C]//. 2022年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)）， 2022： 925-929.

[6]高文濤. 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)及強(qiáng)度檢測(cè)探析[J]. 中華建設(shè)， 2021（7）： 94-95.

[7]陳桂. 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)方法及配合比優(yōu)化[J]. 四川水泥， 2021（6）： 15-16.

[8]曹峰. 淺談混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[C]//. 2019年12月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集， 2019： 106-108.

[9]范天奇. 公路路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)探討[J]. 智能城市， 2019（24）： 140-141.

[10]蔡小平， 楊文萃， 趙慧. 綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)課程教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐——水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)[C]//. 高等教育現(xiàn)代化的實(shí)證研究（二）， 2019： 210-215.