混凝土生產(chǎn)配合比使用中面臨的兩大難題

如何根據(jù)試驗室試驗配合比對調(diào)整控制混凝土生產(chǎn)配合比一直是困擾混凝土技術人員的一大難題。造成這一難題的原因主要有兩個，一是混凝土原材料發(fā)生改變，另一個是混凝土工程復雜多變，對混凝土具體要求的技術指標發(fā)生改變。

混凝土企業(yè)生產(chǎn)工作量大，很難保證混凝土所使用的原材料與試驗室配合比設計時的原材料一致，新進的原材料也不可能等到混凝土配合比設計（包括校驗）結果出來才進行生產(chǎn)，多數(shù)情況是混凝土原材料沒有來得及試拌就生產(chǎn)使用完了。混凝土生產(chǎn)過程中使用的水泥等膠凝材料即便是同一強度等級、同一廠家，不同批次多多少少都會有些波動，水泥強度或礦物摻合料活性指數(shù)高于或者低于試驗配合比時的試驗值都是很正常的，尚若采用原來配合比可能造成強度波動現(xiàn)象。如何克服混凝土原材料波動保證混凝土質量，真正達到設計要求的≥95%混凝土強度保證率，是試驗室技術人員面臨、需要解決的問題。

混凝土生產(chǎn)過程中往往遇到新進原材料或有特殊要求的混凝土急于生產(chǎn)，混凝土配合比設計和試驗時間不足。在生產(chǎn)前仍需要對混凝土工作性和短齡期強度進行驗證，對于后期強度如28d或者更長齡期強度、抗?jié)B性、抗凍性、電通量等耐久性指標可以邊生產(chǎn)邊驗證。在生產(chǎn)配合比參數(shù)設計時，應保證充足的富余性以保證足夠的合格率，然后根據(jù)生產(chǎn)、試驗數(shù)據(jù)再進行分析、優(yōu)化。

新材料或有特殊要求的混凝土急于生產(chǎn)時，因缺乏試驗數(shù)據(jù)支持，混凝土配合比設計需要依賴以往的實踐、試驗經(jīng)驗進行。使用新材料生產(chǎn)時，混凝土技術人員可以根據(jù)已有原材料初步確定新進材料配合比進行生產(chǎn)。有特殊要求的混凝土，混凝土技術人員可依據(jù)普通混凝土配合比試驗結果，推定（或依據(jù)規(guī)范計算）增加特殊性能要求后，混凝土配合比參數(shù)的變化趨勢調(diào)整已有生產(chǎn)配合比進行生產(chǎn)，并檢測、驗證所生產(chǎn)混凝土的各項技術指標。

混凝土攪拌站供應的工程數(shù)量多，工程部位不同，再加上施工工藝、季節(jié)變化等因素，常常出現(xiàn)同種強度等級而性能要求不同的混凝土配合比。以C30為例，有路面C30、房建主體C30、水下混凝土C30、大體積C30……，在加上冬季、夏季、春秋季以及一些特殊技術要求，混凝土生產(chǎn)配合比管理、使用成為一項繁重的工作。生產(chǎn)過程中，一些特殊混凝土總是不期而遇的，有時沒有時間試驗或等到具體試驗結果出來就要進行生產(chǎn)，只能根據(jù)生產(chǎn)任務的客戶要求，依據(jù)配合比設計經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)。每個試驗室都遇到過的問題，這樣的問題棘手而又難以回避。

針對以上兩種情況，根據(jù)不同品種、不同批次原材料特點、混凝土工程具體要求、所處的環(huán)境以及氣候特點，進行分類、歸納成系列配合比在生產(chǎn)實踐中是十分必要的。當混凝土配合比設計時間充足時，依據(jù)原材料的特點、混凝土坍落度等因素進行系統(tǒng)試驗，做一個系列配合比，形成各類混凝土的備用配合比，歸納出一些列不同強度等級的混凝土。

類比系列配合比，根據(jù)原材料特點，可以分為多個類比，每個類別的混凝土性能差別較大，配合比參數(shù)、設計理念不同，配合比設計、試驗應分別進行。如：

（1）常規(guī)泵送混凝土；

（2）常規(guī)非泵送混凝土；

（3）水下樁或坍落度180mm以上的混凝土；

（4）路面混凝土；

（5）細石混凝土；

（6）自密實混凝土……

生產(chǎn)過程中的類比系列配合比是混凝土生產(chǎn)配合比的集合，類比系列配合比以系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，生產(chǎn)中不需要類比系統(tǒng)配合比與與試驗配合比一一對應，混凝土配合比參數(shù)完全一致。這是因為生產(chǎn)配合比的原材料多變性與具體生產(chǎn)條件的變化造成的，具體問題具體分析得到的配合比，類比系列配合比的可以提高混凝土生產(chǎn)的適應性。類比系列配合比參數(shù)的設計，應根據(jù)所屬類別混凝土的特點進行。如果試驗類比系列配合比過多，會造成很多配合比沒能用于生產(chǎn)，對于特殊類比系列配合比可在混凝土生產(chǎn)前再進行必要的驗證。

（1）水膠比

水膠比與28d抗壓強度的關系可以通過一元線性回歸進行分析，根據(jù)水膠比與強度數(shù)據(jù)找到對應關系，確定水膠比。其他齡期強度（7d、60d、90d）強度對應的水膠比應根據(jù)相對于齡期強度數(shù)據(jù)確定，如生產(chǎn)任務緊急，僅有混凝土3d強度就需要生產(chǎn)，就需要根據(jù)以往強度增長率為依據(jù)確定水膠比來保證混凝土28d強度可控。

根據(jù)選擇的混凝土類別及強度等級選擇配制強度和水膠比范圍，然后確定試驗水膠比。如水膠比應具有最小水膠比、最大水膠比的范圍，其試驗數(shù)量和配合比參數(shù)設計，應滿足系統(tǒng)試驗為生產(chǎn)配合比提供足夠的數(shù)據(jù)支撐。通過試驗找出滿足混凝土工作性要求的配合比，并根據(jù)試塊抗壓強度得出水膠比與強度的關系，確定系列混凝土配合比不同強度等級對應的水膠比，并驗證工作性，確定系列配合比。

（2）用水量

混凝土用水量受骨料的品種、粒徑、級配，以及混凝土工作性等影響，隨著外加劑的使用，其摻量與用水量的協(xié)調(diào)統(tǒng)一成為配制混凝土的關鍵因素之一?！镀胀ɑ炷僚浜媳仍O計規(guī)范》JGJ55-2011對于怎么確定外加劑摻量和對應的減水率并沒有具體描述，如何根據(jù)混凝土拌合物的工作性確定外加劑摻量及對應的減水率需要根據(jù)試驗找出。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)外加劑摻量的選用與混凝土強度等級有一定的關系。在混凝土工作性一定的情況下，低強度等級混凝土水膠比偏大，需要適當?shù)臐{體量來保證混凝土工作性，所以外加劑用量不宜過大，否則會造成用水量降低，漿體減少導致混凝土離析。相反混凝土坍落度相同的情況下，高強度等級混凝土水膠比偏小，外加劑用量不宜過小，否則會造成漿體偏多。因此，在配合比設計時外加劑的減水率決不能簡單地按照常見推薦的最大減水率確定，而應通過試驗確定與混凝土強度等級相適應的減水率。系列配合比的用水量不一定相同，但同一類混凝土用水量相差不會太大。

（3）砂率

砂率的選擇受骨料的品種、粒徑、級配，水膠比等因素影響，在選擇砂率時應先確定基準砂率，再根據(jù)基準砂率通過增減砂率1%～2%進行試拌試驗調(diào)整，在滿足混凝土技術要求的前提下選擇最佳砂率。試驗中發(fā)現(xiàn)混凝土拌合物粘聚性差，可以適當增加砂率1%～2%，直至滿足設計要求為止。各強度等級系列混凝土的砂率應根據(jù)每個配合比混凝土的和易性要求設定，各混凝土配合比不一定會相同。