混凝土生产配合比使用中面临的两大难题

如何根据试验室试验配合比对调整控制混凝土生产配合比一直是困扰混凝土技术人员的一大难题。造成这一难题的原因主要有两个，一是混凝土原材料发生改变，另一个是混凝土工程复杂多变，对混凝土具体要求的技术指标发生改变。

混凝土企业生产工作量大，很难保证混凝土所使用的原材料与试验室配合比设计时的原材料一致，新进的原材料也不可能等到混凝土配合比设计（包括校验）结果出来才进行生产，多数情况是混凝土原材料没有来得及试拌就生产使用完了。混凝土生产过程中使用的水泥等胶凝材料即便是同一强度等级、同一厂家，不同批次多多少少都会有些波动，水泥强度或矿物掺合料活性指数高于或者低于试验配合比时的试验值都是很正常的，尚若采用原来配合比可能造成强度波动现象。如何克服混凝土原材料波动保证混凝土质量，真正达到设计要求的≥95%混凝土强度保证率，是试验室技术人员面临、需要解决的问题。

混凝土生产过程中往往遇到新进原材料或有特殊要求的混凝土急于生产，混凝土配合比设计和试验时间不足。在生产前仍需要对混凝土工作性和短龄期强度进行验证，对于后期强度如28d或者更长龄期强度、抗渗性、抗冻性、电通量等耐久性指标可以边生产边验证。在生产配合比参数设计时，应保证充足的富余性以保证足够的合格率，然后根据生产、试验数据再进行分析、优化。

新材料或有特殊要求的混凝土急于生产时，因缺乏试验数据支持，混凝土配合比设计需要依赖以往的实践、试验经验进行。使用新材料生产时，混凝土技术人员可以根据已有原材料初步确定新进材料配合比进行生产。有特殊要求的混凝土，混凝土技术人员可依据普通混凝土配合比试验结果，推定（或依据规范计算）增加特殊性能要求后，混凝土配合比参数的变化趋势调整已有生产配合比进行生产，并检测、验证所生产混凝土的各项技术指标。

混凝土搅拌站供应的工程数量多，工程部位不同，再加上施工工艺、季节变化等因素，常常出现同种强度等级而性能要求不同的混凝土配合比。以C30为例，有路面C30、房建主体C30、水下混凝土C30、大体积C30……，在加上冬季、夏季、春秋季以及一些特殊技术要求，混凝土生产配合比管理、使用成为一项繁重的工作。生产过程中，一些特殊混凝土总是不期而遇的，有时没有时间试验或等到具体试验结果出来就要进行生产，只能根据生产任务的客户要求，依据配合比设计经验数据进行生产。每个试验室都遇到过的问题，这样的问题棘手而又难以回避。

针对以上两种情况，根据不同品种、不同批次原材料特点、混凝土工程具体要求、所处的环境以及气候特点，进行分类、归纳成系列配合比在生产实践中是十分必要的。当混凝土配合比设计时间充足时，依据原材料的特点、混凝土坍落度等因素进行系统试验，做一个系列配合比，形成各类混凝土的备用配合比，归纳出一些列不同强度等级的混凝土。

类比系列配合比，根据原材料特点，可以分为多个类比，每个类别的混凝土性能差别较大，配合比参数、设计理念不同，配合比设计、试验应分别进行。如：

（1）常规泵送混凝土；

（2）常规非泵送混凝土；

（3）水下桩或坍落度180mm以上的混凝土；

（4）路面混凝土；

（5）细石混凝土；

（6）自密实混凝土……

生产过程中的类比系列配合比是混凝土生产配合比的集合，类比系列配合比以系统试验数据为依据，生产中不需要类比系统配合比与与试验配合比一一对应，混凝土配合比参数完全一致。这是因为生产配合比的原材料多变性与具体生产条件的变化造成的，具体问题具体分析得到的配合比，类比系列配合比的可以提高混凝土生产的适应性。类比系列配合比参数的设计，应根据所属类别混凝土的特点进行。如果试验类比系列配合比过多，会造成很多配合比没能用于生产，对于特殊类比系列配合比可在混凝土生产前再进行必要的验证。

（1）水胶比

水胶比与28d抗压强度的关系可以通过一元线性回归进行分析，根据水胶比与强度数据找到对应关系，确定水胶比。其他龄期强度（7d、60d、90d）强度对应的水胶比应根据相对于龄期强度数据确定，如生产任务紧急，仅有混凝土3d强度就需要生产，就需要根据以往强度增长率为依据确定水胶比来保证混凝土28d强度可控。

根据选择的混凝土类别及强度等级选择配制强度和水胶比范围，然后确定试验水胶比。如水胶比应具有最小水胶比、最大水胶比的范围，其试验数量和配合比参数设计，应满足系统试验为生产配合比提供足够的数据支撑。通过试验找出满足混凝土工作性要求的配合比，并根据试块抗压强度得出水胶比与强度的关系，确定系列混凝土配合比不同强度等级对应的水胶比，并验证工作性，确定系列配合比。

（2）用水量

混凝土用水量受骨料的品种、粒径、级配，以及混凝土工作性等影响，随着外加剂的使用，其掺量与用水量的协调统一成为配制混凝土的关键因素之一。《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55-2011对于怎么确定外加剂掺量和对应的减水率并没有具体描述，如何根据混凝土拌合物的工作性确定外加剂掺量及对应的减水率需要根据试验找出。在生产实践中发现外加剂掺量的选用与混凝土强度等级有一定的关系。在混凝土工作性一定的情况下，低强度等级混凝土水胶比偏大，需要适当的浆体量来保证混凝土工作性，所以外加剂用量不宜过大，否则会造成用水量降低，浆体减少导致混凝土离析。相反混凝土坍落度相同的情况下，高强度等级混凝土水胶比偏小，外加剂用量不宜过小，否则会造成浆体偏多。因此，在配合比设计时外加剂的减水率决不能简单地按照常见推荐的最大减水率确定，而应通过试验确定与混凝土强度等级相适应的减水率。系列配合比的用水量不一定相同，但同一类混凝土用水量相差不会太大。

（3）砂率

砂率的选择受骨料的品种、粒径、级配，水胶比等因素影响，在选择砂率时应先确定基准砂率，再根据基准砂率通过增减砂率1%～2%进行试拌试验调整，在满足混凝土技术要求的前提下选择最佳砂率。试验中发现混凝土拌合物粘聚性差，可以适当增加砂率1%～2%，直至满足设计要求为止。各强度等级系列混凝土的砂率应根据每个配合比混凝土的和易性要求设定，各混凝土配合比不一定会相同。