关于混凝土配合比选择方法的讨论

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1、关于混凝土配合比选择方法的讨论之一：当前混凝土配合比“设计”存在的问题廉慧珍李玉琳清华大学土木水利学院北京中宏盛建设工程质量检测有限责任公司摘要：高效减水剂和矿物掺和料的大量使用，使用传统的混凝土配合比设计方法时，由于矿物掺和料与水泥的密度相差较大，计算混凝土配合比的假定容重法不再适用；现行以砂子绝干密度为基准的方法造成较大的质量管理难度；骨料质量成了影响混凝土质量的主要因素。改变矿物掺和料掺量时，应当保持浆骨比不变，以保持混凝土的体积稳定性。关键词：混凝土配合比假定容重法砂石饱和面干状态的密度骨料级配等浆体体积自从19

2、18年美国的D.Abrams经5万多次试验，，在“混凝土配合成分的设计”一文中提出混凝土的水灰比定则，认为可塑性混凝土的杭压强度完全受水灰此的控制，而与其他因素无关[1]。1932年I.Lyse提出灰水比定则，认为混凝土的28天抗压强度和水灰比的倒数成正比，设混凝土28天抗压强度为y,水灰比倒数为x，则其中系数a、b需根据原材料及工艺经试验确定。我国20世纪50年代以来，长期使用Bolomy经大量实验数据统计拟合的公式：该式试验时的条件是使用硅酸盐水泥、级配良好而清洁的河砂、粒形匀称的石子，系数A、B依石子品种而异；该式

3、适用于坍落度为30mm～90mm的塑性混凝土，因施工性和经济性的要求，我国在使用该式时要求水泥强度和混凝土强度的关系为。根据强度要求计算得出的水灰比与试配验证的结果相差可达20～30%。由于水泥标准的变化，JGJ55-2002《普通混凝土配合比设计规程》修改了Bolomy公式中的系数A、B。但是，我国自1970年代引进高效减水剂，直到1980年代末至今得以大量使用后，混凝土强度不再依赖于水泥强度，用GB175-77水泥标准的425#水泥（相当于现行水泥标准的32.5等级）已能配制出C60的泵送混凝土。在本质上，混凝土主要

4、还是由水泥、骨料和水组成的硬化体，但是其内涵已发生很大变化：总体强度水平高了，拌和物从低塑性发展到当前的泵送，流动性大大提高；原材料也有很大变化：水泥强度等级高、细度细，骨料粒形和级配差了，外加剂和矿物掺和料普遍使用，……。与此同时，多数人对混凝土却仍停留在以往的认识。为适应这种变化，在此讨论三个问题。1、“假定容重法”对当前混凝土的配制已不再具有普适性“假定容重法”本来是在绝对体积法的基础上产生的。混凝土配合比的原理是按照1m3混凝土拌和物由各原材料紧密堆积而成，即1m3混凝土体积等于各原材料绝对密实体积之和（即不计各

5、原材料内部孔隙）。过去水泥、砂石的表观密度变化不大，所配制混凝土的表观密度变化也不大，因此为了简化试配，对水灰比为0.5左右的混凝土假定表观密度为2400kg/m3，对高强混凝土假定表观密度为2450kg/m3，试拌后实测差别不大。但是如今普遍使用较大掺量的矿物掺和料，例如粉煤灰表观密度为1.90～2.40g/cm3，磨细矿渣表观密度约为2.60g/cm3，与水泥表观密度的3.0左右相比相差就大了，按上述假定的表观密度计算，则体积都会大于1m3，掺和料越多，大得越多。因此从根本上，还是应当使用绝对体积法。当然，正如任何方

6、法都有一定的假设，绝对体积法的假设是忽略水泥水化所减少的那部分水的体积，但是，混凝土在新拌状态时，这部分水相对于混凝土的总体积来说是很少的。为了弥补这部分忽略水的体积，建议用绝对体积法计算时，不必计入搅拌时挟入的孔隙体积。2、用绝对体积法计算混凝土配合比时原材料密度的取值问题材料的密度为单位体积的质量，量测出材料的体积和质量，即可计算。通常所说密度。只得是绝对密实状态下单位体积的质量，对密实的无孔材料如钢铁，制成规则的几何形状，所量测的体积为绝对密实体积，或称作实体积；对含有孔隙的固体材料如砖瓦，如欲得出其密度，则可将其

7、磨成细粉，与颗粒很细的材料如水泥、矿物掺和料一样，用比重瓶量测体积；磨得越细越接近真密度，因此只能磨到一定的粗细程度，求得近似密度值；一般凡是需要磨细来求得其密度的，统一磨到与水泥相同的细度；对于砂石等散粒状材料是有微孔的材料，孔隙率都很小却不能忽略，其所含孔隙有能吸入水的开放孔，也有水进不去的封闭孔（包括100nm以下的开放但水进不去的孔）。组成绝对密实的混凝土拌和物中，砂石所占的体积，是能充水的气孔都充水到饱和程度而无表面吸附水状态的砂石颗粒体积的总合。这种状态就是饱和面干；这样求得的密度叫做表观密度，以区别于真密度

8、。我国自50年代开始对混凝土进行配合比设计，其中的砂石计算就“以面干饱和状态中的材料为标准”[2]。而今，全世界只有我国是以绝干状态的骨料进行混凝土配合比的计算。这两种基准的配合比尤什么区别呢？饱和面干状态骨料所含的水既不影响混凝土拌和物的工作性，也不参与胶凝材料水化后微结构的组成。但是如果骨料不是面干饱和的状态，当