普通混凝土配合比设计的几点经验

　　我们将根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)进行的试配试验结果进行了对比，有以下几点经验可供配合比设计时参考使用。

　　1 配制强度公式fcu.o≥fcu.k+1.645σ的对比公式fc28=(C/W-B)
　　为了保证配制强度的可靠性，我们一般在fcu.o与fc28二者中取较大值作为拟定的配制强度，以达到相应的强度保证率。一般来说，σ值在没有统计数据之前，我们参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)的相应规定进行选用。根据历年来强度统计评定资料结果，从试件强度统计出来的标准差σ的实际值较配制时按GB50204-2002相关规定选用的σ值均有不同程度的减小；而在公式fcu.o≥fcu.k+1.645σ中fcu.o 是个定值，σ减小，但fcu.o并未减小，相反还得到了一定程度的增大。因为我们的设计公式是基于混凝土强度保证率为95%之上的，故t值取1.645，这种结果反而表明我们的施工质量水平有了提高，也就是t值出现了变化所致。保证率P与概率t的关系，我们可通过标准正态分布曲线方程得出。σ应由25组以上试压结果通过计算得出。配制工作通常在σ无可靠资料的情况下按表1经验数值选取。

　　表1的经验数值是根据GB50204—2002初选值配制出的混凝土强度统计评定资料得到的，并结合《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)有关σ的选用规定进行确定的。它既防止了σ值偏低以致降低混凝土强度的实际可靠度，又防止了σ值偏高造成配制强度过高。

　　2 水灰比的合理选择
　　根据水灰比定律，即在材料品种相同的条件下，混凝土强度随水灰比的增大而降低，其变化规律呈曲线关系，而混凝土强度与灰水比的变化规律呈直线关系，见图1，2。

　　在关系曲线未建立之前，我们可采用JGJ55—2000提供的计算公式：

　　式中 αaαb——回归系数
　　　　 fce——水泥28 d抗压强度实测值(MPa)。

　　回归系数αa和αb随所用材料的品种及质量不同而异，因此在试验条件许可下，应结合工程实际使用材料通过试验求出。当缺乏试验条件时，可参照规程有关数据：碎石混凝土，αa取0.46，αb取0.48；卵石混凝土，αa取0.07，αb取0.33。对fce的选取，规范中指的是水泥28d抗压强度实测值，但通常情况下施工单位难以做到提前28d送检，因此为不耽误工期，大多以3d强度或快测强度推定28d强度。从实际应用情况来看，这种作法极为普遍而又客观合理，因此在新规程5.0.3第2条中予以确认。

　　根据实测水泥28d强度的结果来看，不同水泥厂水泥富余系数均不尽相同，同一水泥厂相同品种水泥在不同时期也存在一定程度的差异，并存在较大的偏高标准值的现象，甚至出现个别实测强度超过相应强度等级的情况。同时大部分施工企业为节省试验费用和避免工作繁琐，不能严格按施工检验程序送检，一般一个单项工程仅在开工前进行一次原料检验。若仅以这一次送检结果作为整个工程的材料质量指标，特别是较大偏高标准值以至超强度等级的强度实测值作为依据的话，就有点以偏概全了。因此我们将此次检测结果仅作为一个参考性的指标，在实际配合比设计时宜按0．7～0．9的系数加以折算修正，目的是既考虑到水泥富余系数的变化，又考虑到不使折减值低于标准值以致影响合格判定。例如某品种32.5级的水泥28d抗压强度实测值为42.8MPa，按0．7的系数折算修正后为30.0MPa，此值未达标准值，显然与实际检验结果不吻合。故宜取0.8或0.9的系数修正，即修正值为34.2MPa或38.5MPa。

　　水灰比的大小直接影响混凝土的强度及耐久性，在一定范围内，水灰比越小，强度越高，耐久性越好，但水泥用量大，提高成本，并使混凝土在硬化过程中增大水化热及收缩值。因此，确定水灰比的原则是，在满足强度及耐久性的要求下，尽可能选用较大的水灰比。

　　3.单住用水量mw0的选取
　　单位用水量的选取通常参照JGJ 55—2000规程中的表4.0.1—2进行，也就是说根据坍落度和石子类别及最大粒径确定，只有水灰比小于0.4的混凝土以及特殊成型工艺的混凝土的单位用水量才通过试验确定。因此，坍落度又与砂率β8之间存在相应的关系，β8的峰值所对应的坍落度即为最佳值。为了合理确定单位用水量，各地区根据当地的砂石料种类，通过多次试验制定出适合当地的砂率β8与坍落度曲线，以便配合比设计时采用。根据本地的试验情况，用于基础部位时，坍落度一般取10-30mm，主体部位坍落度取30～50mm，单位用水量分别为150-160kg/m³ 和170～180kg/m³。一般来说，卵石混凝土用水量取下限，碎石混凝土用水量取上限。

　　4．选取适宜的砂率β8
　　砂率的选取是配合比设计中一个比较重要而又难以准确把握的参数。这是因为影响砂率的因素较多，而且目前还没有粘聚性的定量指标，所以无法建立砂率与粘聚性的关系。我们在进行配合比设计时，通常采用JGJ55—200O规程中表4.0.2，根据水灰比、石子类别和最大粒径查表选取。表中所列砂率是一个浮动较大的变动值，而计算所需定值的选取要借助实际配合比经验。因此，我们可以根据公式得出计算值，与表4．0．2中所列数值进行对比取舍。若计算出的。值在表4．0．2的范围以外，则取最为接近的数值作为计算时的砂率值。

　　式中，po和p0分别为砂石料的堆积密度； 为砂浆剩余系数，通常取1.1—1.4，细砂时取a=1.1，粗砂时取a=1.4，中砂时取a=1.2—1.3；γ为石子空隙率，可查找相关石子试验报告数据选取。

　　根据试验室配合比设计情况来看，砂率的选取基本为28%～32%，仅个别预制构件混凝土配合比的砂率稍大，可达到35%～38%。