預拌混凝土配合比設計要點

1、用水量

選擇適宜的用水量是預拌混凝土配合比設計中的關鍵，應處理好如下兩個環節：一是用水量與外加劑用量及水泥用量間的關系(若用水量多，則外加劑摻量少，而水泥用量多；反之，用水量少，外加劑摻多些，水泥用量較少)，二是用水量和外加劑用量與出廠塌落度及交貨塌落度之間的匹配關系。

有關文獻中將未加泵送劑的混凝土稱為基準混凝土，指出了基準混凝土塌落度與流化后混凝土塌落度之間的關系。實踐表明，基準混凝土塌落度較大(即用水量較多)時，流化后的塌落度大，塌落度損失小。反之，基準混凝土塌落度過小，(即用水量太少)，高效泵送劑常用摻量下流化的塌落度雖然也較大(若砂率小時會造成離散)，但塌落度損失較快,這是預拌混凝土配合比設計中應避免的。

2、解決坍損的方法

解決其坍落度損失的辦法有兩種：一是增加泵送劑摻量0.5～1倍；二是增加用水量，提高基準混凝土坍落度。專家建議，中低標號混凝土在高溫季節及長距離運輸時，基準混凝土坍落度為70～90mm，用水量為190～200kg/m3；冬季及運輸距離較短時基準混凝土坍落度為50～70mm，用水量為180～190kg/m3。高標號混凝土，基準混凝土坍落度為2～10mm或維勃稠度5～10秒(即手捏成團)，其用水量為170～180kg/m3。

影響混凝土坍落度的因素，除了用水量及外加劑品種及摻量外，還有砂子的細度，石子的粒徑及含泥量、粉煤灰質量及用量，水泥品種及用量等?；炷琳居捎谠牧瞎潭?，應通過試驗，建立夏季和冬季現場交貨塌落度與用水量關系表。在保證可泵性的情況下，減少用水量是節省水泥的有效途徑。

當坍落度偏小，可保持水灰比不變，增加適量水泥漿；

當坍落度偏大，可在保持砂率不變條件下增加骨料；

如出現含砂不足，粘聚性和保水性不良現象，可適當增加砂率，反之應減少砂率。

3、水泥用量

用水量確定后，根椐水灰比確定水泥用量： 

泵送混凝土的水泥用水量不宜小于300kg/m3；最大水泥用量不宜大于550kg/m3?？節B混凝土的水泥用量不宜小于320kg/m3。

水泥用量的多少反映一個混凝土站的質量管理水平。目前許多預拌混凝土站為了防止強度偏低或為了便于泵送，水泥用量較多。這樣雖可避免因強度不足而帶來的一系列困擾，但因水泥用量過多，造成成本增加，大體積混凝土還因水泥水化熱過大而產生溫度裂縫。為此，應通過加強全面質量管理，在確保質量的前提下，盡量減少水泥用量。

4、砂率和允許出廠離析

泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土高4～6%，GB50204-2000建議砂率為40～50%。專家建議預拌混凝土的砂率比攪拌后就泵送的混凝土低2～5%。

砂率太小時混凝土的粘聚性及保水性差，坍落度試驗時離散（其坍落度起始時仿佛很大，實質上是離散所致 ，泵送時容易因離析而造成堵管。當砂率偏小，用水量又較少時，起始因離散坍落度也仿佛很大，停放半小時左右坍落度就小。砂率太大時，雖然混凝土的粘聚性良好，但因砂子表面積較大，包裹砂子表面所需的水泥漿量增加，造成坍落度下降，可泵性變差。為了得到坍落度大及粘聚性良好的混凝土，砂率既不能太小也不能太大，即存在一個合理的砂率問題。

特別要指出的是，預拌混凝土與攪拌后就泵送的混凝土有所不同，預拌混凝土是保證交貨時混凝土有適當的可泵性，即較大的坍落度與良好的粘聚性，而不是出廠時就必須具有上述性能。

專家指出：允許出廠混凝土離析，這是預拌混凝土配合比設計中的訣竅。預拌混凝土進入攪拌運輸車并不意味著攪拌結束，而是攪拌的延續。在這個運輸過程中，水泥經歷了初始反應期(反應活潑期)，水泥及水化物的比表面大量增加，吸附消耗了大量的泵送劑，導致ξ電位絕對值降低，水泥顆粒的電學穩定性下降而發生凝聚。利用混凝土運輸過程中的物理化學變化可使原離析的混凝土成為具有良好可泵性的混凝土。

反之，若混凝土運輸出廠時就具有良好的粘聚性及坍落度，勢必砂率加大，由此造成水泥用量及用水量增加，而且還會因運輸過程中混凝土的物理化學變化造成坍落度損失，現場泵送困難。

預拌混凝土砂率可根據經驗選用或通過試驗確定。試拌時，擬定三個砂率，其中間值為經驗值，上、下各加2%，試拌時測定停放30分鐘混凝土拌合物的坍落度。經多次試驗，以既不離散，坍落度最大的砂率為合理砂率。然后增減用水或泵送劑用量，使試驗坍落度與交貨坍落度一致。

影響砂率的因素有：石子的粒徑及級配，砂子的細度，水泥用量及粉煤灰用量。一般，石子較粗及級配較好，砂子較細，水灰比較小(即水泥用量較多)及粉煤灰摻量較多時砂率較??；反之，石子較小及級配較差，砂子較粗，水灰比較大(水泥用量較少)時砂率偏大。建議應用碎石的砂率為38～44%；用卵石時36～42%；泵送高強混凝土的砂率為32～38%。

5、試配、調整、確定

以計算所得的配合比、實際使用的原材料進行試拌，然后模擬運輸車轉動30～60分鐘，測坍落度并觀察拌合物的粘聚性。若不能模擬運輸車，則將拌制的混凝土裝在代蓋的塑料桶中停放30分種及60分鐘，然后在鐵板上重新攪拌(泌出水也拌入其中，因在攪拌運輸過程中不泌水)，觀測坍落度和粘聚性?？赡艹霈F下列情況，請按附表《58》提示進行調整，最后提出供混凝土強度試驗用的基準混凝土配合比。

按JGJ/T55-2000規定，混凝土強度試驗時應至少采用三個不同的配合比，其中一個應是上述的供強度試驗用的基準混凝土配合比，另外倆個配合比的水灰比宜分別增減0.05，其中用水量基本不變，砂率可增加或減少1%。由于混凝土的單方用水量不變，故實質上是增減10%左右的水泥用量。

高強混凝土試配時，水灰比增減值為0.02～0.03。

制作試塊的時間應與合同要求的運輸時間相吻合。經模擬運輸車或停放到要求的時間后，復驗其坍落度和粘聚性，同時測定混凝土表觀密度 。若混凝土的坍落度超過允許偏差時（一般為±30mm），增減外加劑摻量或用水量進行調整。

建議每一配合比制作四組試件，分別供快速檢驗，標準養護7天、14天、28天試壓。這樣，既可提前定出配合比，同時可從發展規律的正常與否，較穩妥地決定水灰比。

抗滲混凝土的抗滲試件，抗凍混凝土的抗凍融試驗用的試件，JGJ/55-2000要求以三個配合比中水灰比最大的混凝土制作。

由試驗得出的各水灰比及其對應的28天混凝土強度關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度(fcu,o)相對應的灰水比。然后按下列原則確定每立方米混凝土中的材料用量。

⑴ 用水量（mw）取強度試驗時基準配合比中的用水量，并根據制作強度試件時測的坍落度進行適當調整。

⑵ 水泥用量（mc）應以用水量乘以選定出的水灰比計算確定。

⑶ 粗骨料（mg）和細骨料（ms）取基準配合比中的用量，然后根據選定的水和水泥用量作調整。

⑷ 計算混凝土的表觀密度 及配合比調整系數

⑸ 混凝土配合比確定：當混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時，上述確定的水、水泥及砂石用量即為確定的配合比。與二者之差超過2%時，應將配合比中每項材料用量乘以系數 值，即為確定的混凝土設計配合比。

高強混凝土試配時三個試樣強度與灰水比線性關系往往不明顯，故只能根據試驗結果憑經驗確定配合比，并以此配合比進行6～10次重復試驗后確定。

6、確定三個參數的原則

【1】在滿足強度和耐久性的基礎上，確定水灰比。

【2】在滿足施工要求和易性的基礎上，根據粗骨料的種類和規格確定單位用水量。

【3】砂率應以砂在骨料中的數量填充石子空隙后略有富余的原則來確定。

7、配合比設計中主要因素

配合比設計中主要考慮的因素有：

 1）水灰比

有關水灰比、水泥品種、外加劑、粗集料級配等因素對路面商品混凝土性能影響的試驗表明，無論28d抗折強度還是抗壓強度，上述因素的主次為：水灰比一水泥品種一外加劑一粗集料級配。由此可見，水灰比對路面強度的影響是很大的。水灰比過大，多余水在硬化后的商品混凝土中形成氣孔，減小了商品混凝土抵抗荷載作用的有效斷面，在孔隙周圍產生應力集中。

水灰比愈小，水泥商品混凝土的強度也愈高，因此在滿足和易性要求的前提下，應盡可能采用小的水灰比。此外，路面商品混凝土水灰比大小還應考慮道路等級、氣候因素等。

2）砂率

其大小主要影響商品混凝土的稠度，在水灰比低時這種影響表現得比較遲鈍，但砂率的改變會使商品混凝土的空隙率和集料的總表面積有顯著改變，直接影響硬化商品混凝土的品質。

砂率過大，在水泥漿用量不變的情況下，會使商品混凝土的水泥漿顯得過少，成型的路面表現砂漿層過厚，對耐磨耗、減少收縮不利。另外，從商品混凝土抗斷裂的角度考慮，砂漿也不宜過大。試驗表明，商品混凝土的抗裂能力隨粗集料的增加而增加，因此在正常砂率的基礎上，適當減少砂率，增加粗集料用量，對提高路面商品混凝土的抗折性能是必要的。

3）集灰比

對商品混凝土強度的影響在商品混凝土強度較高時表現得較明顯，當水灰比相同時，商品混凝土隨集灰比的增長呈增長趨勢，這與集料數量增大、集料吸收的水分量增大、實際水灰比變小有關，與商品混凝土內部孔隙總體積減少有關，還與較高標號商品混凝土水泥用量較大有關。在適當增大集灰比后，水泥膠結作用和集料的連鎖作用得到了充分的發揮。