混凝土配合比设计为什么这么难？

提到混凝土配合比应该是混凝土企业技术人员应该掌握的一种技能，相信每一个混凝土从业人员都对混凝土配合比进行过深入研究，最终找到一套适合自己的方法。国内外专家学者提出很多配合比设计方法，每一种配合比方法都有自身的特点，既有优点也有缺点，很难找到一种普遍实用的、科学合理的设计方法。因此，对于配合比设计方法应该是“本无定法，贵在得法”，适合自己才是好的，可谓“一千个人心中有一千个哈姆雷特”。

混凝土配合比对混凝土企业是十分重要的，它是混凝土企业进行生产质量控制的前提，整个混凝土生产过程均是围绕混凝土配合比进行的。因此，混凝土配合比成为企业管理者及混凝土试验室技术人员最为关心的问题。混凝土配合比直接影响混凝土拌合物的状态及后期的耐久性能，混凝土配合比设计和使用的是否合理往往会被企业管理者衡量混凝土技术人员的一项基本技能。

（一）混凝土配合比的复杂性

在混凝土生产一线工作过的技术人员，都可以体会到混凝土配合比设计是一种十分复杂的工作。

（1）混凝土原材料的复杂性

混凝土原材料的复杂性往往表现在原材料品种的复杂性和质量波动性两方面。

现今，混凝土原材料品种已经从传统的水泥、砂、石和水四种发展到现在的水泥、砂、石、水、粉煤灰、矿渣粉，外加剂等等多种组分，有特殊要求的混凝土原材料更复杂。混凝土原材料不仅品种增多，每一种原材料都有各自的特点，在混凝土体系中的作用和表现的性能也很复杂。

混凝土原材料的质量也不是固定不变的，每一种原材料都有一定的质量波动。例如，水泥与外加剂的相容性，这一批水泥与这批外加剂相容，下一批就有可能发生变化。砂石的质量变化就更复杂了，来源不同，差异更大。

原材料的复杂性也就决定了混凝土配合比设计不是一件简单的工作，而是一件复杂的工作。个人认为混凝土配合比就是合理利用各种原材料的优缺点，使各种原材料相互“配合”，取长补短，消除或减小不利因素，最终达到混凝土设计的预期目标。

（2）混凝土企业供应客户要求复杂性

混凝土企业供应的客户点多、面广，设计工程广泛，有道路、桥梁、工民建、水利等，复杂的工程需要必然对混凝土要求有所差异。况且不同的施工工艺，不同的工程特点，也要求混凝土既具有普遍性的共同点，也具有特殊要求的个性化需求。就拿混凝土拌合物坍落度来说客户需求的范围即有100mm左右的低流动度混凝土也有坍落度大于240mm的自密实混凝土，要满足这些客户对混凝土性能的要求，也充分展现混凝土配合比复杂性的一面。

（3）混凝土公司配合比的复杂性及多样性

从C10～C60常用的混凝土强度等级只有11个，而要满足建筑工程的结构类型、强度等级、部位、气候条件、运距等涉及多达10余个相关因素的混凝土配合比，如果仅仅只要11个基本配合比显然是远远不够的。以C30为例：必须事先有适应上述不同工程情况条件下的配合比应急处理预案，如C30梁板柱、C30道路、C30钻孔桩、C30大体积、C30斜屋面、C30细石等多达6个以上，再加上满足抗渗、自密实等不同性能要求的混凝土配合比，多达数十个，这样看来，满足业主对混凝土从C10～C60的要求，就要多达上百个，甚至更多，再加上混凝土根据季节和气温变化使混凝土配合比设计更加复杂。有时，混凝土配合比设计不完全是技术的，其中的复杂性，只有常年直接从事生产一线的技术人员才能体会得到。

（二）混凝土配合比设计要有目的性

混凝土配合比设计要面对各种复杂的状况，但并不是没有规律可循的，只要依据原材料的性能特点，依据客户及工程实践要求，找出各配合比之间的规律性，还是可以从容应对的。混凝土配合比设计很类似中医的诊断与配方，中医在开出配方前要“望、闻、问、切”，诊断病症的“虚、实、寒、热”，讲究的“用药如用兵”，在治疗过程中，并根据病症的变化讲究用药的“加、减”。混凝土配合比在进行设计和生产过程中随原材料的动态变化而进行生产调控，也有类似的情况。做一个普通的中医大夫不难，做一个良医、名医就难多了。混凝土配合比设计入门不难，真正配制出满足工程要求的混凝土，弄懂商品混凝土配合比设计的特点，做到在任何复杂的情况下，既保证质量，又能降低成本并不是一件容易的事。

混凝土配合比设计是依据原材料和工程特点结合当时的气候、人文等因素，才能完成。任何一个合理的配合比设计都是在一定原材料条件下，通过反复试配取得的，离开工程和原材料条件的配合比是无意义的，必须对其进行必要的调整。可以说，在混凝土生产中，任何一种原材料的异常变化，都可能使制备的混凝土性能产生较大波动，可谓“牵一发而动全身”，这种敏感性，难以言表。

（三）混凝土配合比设计的几点建议

进行配合比设计时，无论是采用相关标准提供的方法，还是依靠自己的经验进行混凝土配合比设计，最终都需要依靠试验确定，满足混凝土的相关技术指标。一个好的配合比应该具有以下特点：

（1）满足强度和耐久性要求

混凝土强度是最重要的性能指标之一，也是设计配合比时应该坚守的底线。无论混凝土原材料如何多变，设计配合比时对强度的要求都不能放松。也许有些人反对“唯强度论”，但如果这条底线一旦缺失，小则危害公司，大则危害社会。在生产实践中，大多数混凝土企业对强度检测最多，其他耐久性指标做地相对较少，混凝土技术人员还是要“且行且珍惜”，不能为经济性放弃强度。

有耐久性要求的混凝土工程，应充分考虑影响所要求耐久性的因素，扬长避短，设计出满足耐久性要求的混凝土配合比。

（2）工作性的要求

徐双全工程师认为：工作性良好的混凝土拌合物应具备以下特征：满管泵、微露石、均分布、有坡角、不泌水。

1.满管泵：在不特意降低浇筑速度的情况下，在出泵管位置混凝土能够满泵管泵出；

2.微露石：混凝土到仓面后，其表面石子包裹在砂浆之中，微露出表面1/3～1/2粒径；

3.均分布：混凝土到仓面后，各组分能够均匀地分布在混凝土中，以观察表面石子分布最为直观；

4.有坡角：混凝土到仓面后，其边缘与仓面存在接近90度的锐角，混凝土在流动过程中能够维持坡角翻滚；

5.不泌水：混凝土浇筑、振捣后，其表面无明显可见泌水。

要满足这些要求，在配合比设计时要注意：外加剂（减水剂）用量与用水量的协调，浆骨比的协调，砂石比例（即砂率）的协调等。也许混凝土配合比的工作性一次、两次不能满足要求，多做几次，总可以找到最佳的参数比例。

（3）配合比应具有一定的抗原材波动能力

混凝土配合比设计的目的就是为了服务生产，从而生产出符合预期设计目标的混凝土。但混凝土生产过程中，原材料是时时变化的，波动在所难免。因此，设计的混凝土配合比应具有一定的抗原材料波动能力。例如，砂含水率波动±1%，细度模数波动±0.2，石子级配发生微弱变化，设计的配合比生产的混凝土拌合物状态没有明显的变化，才便于生产控制。做配合比设计时，应考虑这些变化因素，找一个合适的配合比，这个配合比不一定是最优的参数比例，但要是一个具有一定抗击原材料波动的比例。

（4）配合比设计应具有时效性

混凝土配合比应根据气候特点、工程特点、施工工艺，以及运输距离和交通情况等因素确定。我国处于温带气候四季分明，设计配合比时应考虑各季节特点。

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