摘 要：隨著建筑工程規模擴大,建筑工程質量標準的不斷提高，工程質量標準要求越來越高，為保證工程質量達到設計要求，對工程建設中材料選擇和應用也提出了較高的要求。混凝土做為現代建筑工程中起著關鍵作用的材料，其用途越來越廣泛，已到了跨行業、跨學科、相互滲透的廣泛領域。混凝土配合比直接影響到幾個方面問題;本文就混凝土拌和物的配比做了簡要的分析論述。
關鍵詞： 混凝土 配比 用水量 骨粒 砂率
混凝土配比對工程用混凝土性能的影響。合理的混凝土拌和物配合比，是獲得基本性能符合要求的混凝土的保證，它包括了新拌混凝土的工作度、硬化混凝土在規定齡期的強度和耐久性。工作度是決定混凝土拌和物在澆筑、搗實和抹面時難易程度的性質，并且沒有一個確定的指標，因施工要求和施工條件以及方法不同，對工作度要求也不同。所以根據不同工程建筑質量要求、有差異的建筑施工條件和施工方法，要求混凝土拌和物配比也不同。
從結構的安全角度出發，根據設計載荷得到的混凝土強度，應該作為最低強度要求。考慮原材料、攪拌運輸、澆筑以及試件制作、養護和實驗時可能產生的變異，需要根據統計學的基本原理確定混合比，使依據配合比配制出混凝土強度平均值要比最低強度高出一定范圍，一般通過下式計算得出：
Fcu.0≥fcu.k+1.64σ
式中: Fcu.0為混凝土配制強度(MP);
fcu.k為混凝土立方體抗壓強度標準值;
σ為混凝土強度標準差;
1.64σ就是強度平均值比最低強度高出的范圍。
結構在一般條件下如能夠達到必要強度，耐久性通常不會影響很大，但對于在嚴酷環境條件下工作的結構物，例如橋梁、港口的防波堤、地下與海底隧道、高寒與炎熱地區的結構需要很高的耐久性，這對混凝土拌和物配比要求是不同的。
影響混凝土拌和物工作度的因素很多，著重從混凝土拌和物配比方面分析，主要有以下方面。
1、 用水量與水泥漿量。用水量與水泥漿量是混凝土拌和物最敏感的影響因素。增減1kg水、意味著增加或減少1L水泥漿量，同時影響水泥漿粘度的大小。混凝土拌和物的流動性是其外力與自重作用下克服內摩擦阻力產生運動的反映。混凝土拌和物的內摩擦阻力，一部分來自水泥漿顆粒間的內聚力與粘性，另一部分來自骨料顆粒間的摩擦力，前者主要取決于水灰比的大小，后者取決于骨料顆粒間的摩擦系數。骨料間水泥漿層越厚，摩擦力越小，因此原材料一定時，坍落度主要取決于水泥漿量的多少和粘度大小。只増大水量時，坍落度增大，穩定性降低，也影響拌和物硬化后的性能，所以水灰比的確定是保證混凝土拌和物性能的關鍵之一。
建筑工程施工地域不同，建筑質量標準要求決定了建筑材料取材。在一定的工作度條件下，用水量了取決于石子的最大粒徑，粒形和級配，通常按經驗性表格選取。
混凝土單位用水量 kg/m3
|
拌和物稠度 |
卵石最大粒徑／mm |
碎石最大粒徑／mm |
|
項目 |
指標 |
１０ |
２０ |
４０ |
１６ |
２０ |
４０ |
|
VB稠度／s |
１５～２０ |
１７５ |
１６０ |
１４５ |
１８０ |
１７０ |
１５５ |
|
１０～１５ |
１８０ |
１６５ |
１５０ |
１８５ |
１７５ |
１６０ |
|
５～１０ |
１８５ |
１７０ |
１５５ |
１９０ |
１８０ |
１６５ |
|
坍落度／mm |
１０～３０ |
１９０ |
１７０ |
１５０ |
２００ |
１８５ |
１６５ |
|
３０～５０ |
２００ |
１８０ |
１６０ |
２１０ |
１９５ |
１７ ５ |
|
５０～７０ |
２１０ |
１９０ |
１７０ |
２２０ |
２０５ |
１８５ |
|
７０～９０ |
２１５ |
１９５ |
１７５ |
２３０ |
２１５ |
１９５ |
1) 本表用水量以中沙為準，如采用細沙用水量可增加5-10kg/m3;粗沙可減少5-10kg/m3;
2) 摻各種外加劑或礦物摻和時，需要相應增減用水量;
3) 上表以坍落度90mm為基礎，坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計算未摻外加劑混凝土用水量;
4) 灰比小于0.4或大于0.8的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量應通過實驗確定。
建筑工程質量的標準以及建筑工程強度的要求，確定了混凝土拌和物的水灰比，實驗得知：混凝土強度與灰水比、水泥標號等因素之間存在一定關系。這一關系采用下面經驗公式表示：
W/C=Afce/fcu.0+ABfce
注:式中A、B為同歸系數;fce為水泥膠砂強度標準值;fcu.0為混凝土立方體抗壓強度標準值。
通過合理的混凝土拌和物配比保證了混凝土在澆筑時性能，使拌和物即易于澆筑、搗實，又保證了其維持均勻的整體性能力。從而保證建筑工程強度、耐久性的要求。
2、骨粒品種與品質的影響，通常骨料顆粒強度要比硬化水泥漿和過渡區高幾倍，所以普通混凝土中骨料的強度影響不大。只有當混凝土的強度非常高或者只有輕骨料來源時才考慮骨料的強度。但是骨料的粒形、粒徑表面構造、級配等都不同程度地影響混凝土的強度。當水灰比較大時骨料最大粒徑對混凝土抗壓強度的影響不明顯;而水灰比降低時，影響逐漸增大，因此配制高強度的混凝土時應該使用最大粒徑較小的骨料，同時采用最大徑粒配制的混凝土抗沖擊與抗疲勞強度也較高，適用于澆筑跨面板、橋面板等承受動載荷情況結構。此外當骨料表面粗糙增加時，由于顆粒間相嚙合的作用，可以改善混凝土抗壓、抗彎強度，因此用碎石為骨料配制混凝土，可以比卵石混凝土提高強度15%。骨料的級配;即顆粒分布較好，意味著填充骨料間隙所需要的水泥漿量較少，因而配制的混凝土或者水灰比可以較低，從而獲得較高的強度;或者配制相同強度的混凝土時，可以節約水泥用量。因此不同骨料影響混凝土拌和物配比，在滿足混凝土強度要求情況下，使用最大粒徑小，但棱角和片狀顆粒少，級配好的粗骨粒，可以最大限度節約水泥用量，降低建筑成本。
3、砂率是影響混凝土拌和物工作度的另一重要因素，在混凝土拌和物中砂子是填充石子的空隙，而水泥漿則填充沙子的空隙，同時有一定的富裕漿量包裹骨料表面，潤滑骨料使拌和物具有流動性和容易密實的性能。在水泥漿量一定時，砂率過大，骨料的比表面積大，需要較多砂漿包裹骨料表面，骨料之間的水泥漿層厚度減小，內摩擦阻力加大，工作強度差;反之，砂率過小時，砂子不足以填充石子的空隙，水泥漿除了填充砂子的空隙外還要填充石子的間隙，骨料表面包裹的水泥層厚度減薄，石子間摩擦阻力同樣加大，拌和物流動性也不好。所以在進行混凝土拌和物配比時，根據建筑工程質量標準要求和建筑功能標準需要一個最優砂率。砂率根據粗骨料品種，最大粒徑、水灰比和砂子的細度模數按下表選取。
混凝土的砂率
水灰比
(W/C) |
卵石最大粒徑/mm |
碎石最大粒徑／mm |
|
10 |
20 |
40 |
10 |
20 |
40 |
|
0.4 |
２６～３２ |
２５～３１ |
２４～３０ |
３０～３５ |
２９～３４ |
２７～３２ |
|
0.5 |
３０～３５ |
２９～３４ |
２８～３３ |
３３～３８ |
３２～３７ |
３０～３５ |
|
0.6 |
３３～３８ |
３２～３７ |
３１～３６ |
３６～４１ |
３５～４０ |
３３～３８ |
|
0.7 |
３６～４１ |
３５～４０ |
３４～３９ |
３９～４４ |
３８～４３ |
３６～４１ |
通過以上分析不難得出，混凝土拌和物配比因建筑工程強度要求不同、建筑物所處溫度、環境不同其配比也要相應改變，以滿足混凝土澆筑時混凝土拌和物澆筑、搗實和抹面時的性質。尤其是在搗實過程密實化，保證混凝土拌和物克服內部阻力和與模板鋼筋之間的粘性力，產生流動并填充到模型與鋼筋周圍，同時在振動搗實或加壓作用下，排出拌和時帶入的汽泡，實現澆筑密實，強化澆筑物保持均勻的整體性，減少在澆筑過程中，砂漿與骨料不會離析，以及澆筑后降低沁水和沉降分層現象，從而滿足結構設計提出的抗滲性、耐凍性等耐久性要求，而且還要滿足結構設計未明確的嚴寒地區的路面、橋梁、處于水位升降范圍的結構等的要求。保證建筑安全質量前提下進一步根據當地建筑材料質量確定混凝土拌和物配比，降低材料消耗提高經濟性。
參考文獻：
1、 李立寒張南鷺道路建筑材料.上海:同濟大學出版社,1999
2、 姚治邦水工建筑材料常用配方及工藝,南京河海大學出版社,1989
