0前言

在某商品混凝土公司做試驗時出現混凝土和易性不合格事件，由商品混凝土公司提供混凝土配合比及原材料，由外加劑廠提供泵送劑，雙方共同在試驗室進行試驗。

0.1試驗技術要求

（1）混凝土強度等級C30。

（2）坍落度初始值180～200mm，1h損失不大于30mm。

（3）混凝土和易性滿足泵送施工要求。

（4）混凝土耐久性和體積穩定性滿足設計要求。

0.2混凝土配合比及所用原材料

0.3試驗方法

按照GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法标準》做稠度試驗。

0.4試驗結果

混凝土粘聚性特差，包裹性不好，保水性也不好，沒有流動性，出現離析泌水現象。

0.5解決辦法

經雙方研究由商品混凝土公司調整配合比，由外加劑廠重新調整泵送劑組分及用量。再來共同做試驗，直至合格為止。

後經雙方共同努力，終于在較短時間完成調整，經試驗合格後投入批量生産，應用于工程上，後經跟蹤檢查沒有發現什麼問題。

1混凝土配合比設計的基本原則、方法及注意事項

1.1基本原則

混凝土配合比設計首先應考慮在滿足可施工性的條件下，同時要達到設計提出的強度等級和耐久性要求，是最經濟合理的。

1.2設計依據

按着JGJ5—2011《普通混凝土配合比設計規程》執行，同時還應滿足國家現行有關标準規範要求。

1.3注意事項

（1）試驗室用水量是非常精确的，但生産上由于各種因素砂石含水率經常是波動的。

（2）制定試驗、生産和交貨的強度和坍落度的内控指标，才能符合施工要求的和易性和強度。

（3）混凝土拌合物坍落度常受到氣溫、氣候和各種因素的影響導緻坍損不利施工，最通用的方法就是後摻外加劑進行調整。

2、C30混凝土配合比資料統計分析

筆者在商品混凝土公司工作多年，應用于工程上的C30配合比衆多，經整理統計無論從混凝土強度、施工性能還是耐久性方面均收到較好的效果，經整理統計優選一個C30配合比加以分析。

C30混凝土配合比資料統計分析表詳見表2、表3。

3、剖析C30不合格案例配合比的工作性

新拌混凝土的和易性（工作性）這是一個綜合性指标，包括以下三個方面，即混凝土的流動性、粘聚性和保水性。

3.1水泥漿量（骨料量）

3.1.1水泥漿量（骨料量）最佳控制範圍

商品混凝土水泥漿體一般多在310～350L之間，從而骨料體積一般在640～680L之間，漿骨比則在1:(2.2～1.8)之間。

泵送混凝土：C30混凝土最大漿骨比/漿體百分率≤0.32；漿骨體積比為1:2；用水量≤175kg/m3。

3.1.2彙總表

表4為表2、3中優選案例與本文C30不合格産品案例水泥漿量的對比表。

3.1.3分析認為

（1）從彙總表4中明顯看出，本案例配合比中水泥漿體較少，骨料相對較多，漿骨比較大。

（2）由于水泥漿數量不足，無法将散落的砂石粘結在一起，混凝土出現粘聚性差，離析，泌水，保水性不好，更談不上混凝土的流動性。

3.2砂的細度與砂率

3.2.1砂率在混凝土中的作用

适當的砂率拌制砂漿在新拌混凝土中起潤滑作用，可減少粗骨料之間的摩擦阻力，可達到明顯提高混凝土流動性的作用。

3.2.2砂率對混凝土性能的影響

在水膠比和漿骨比一定的條件下，砂率的變動主要可影響施工性能和變形性質，對硬化後的強度也會有影響（在一定範圍内砂率小的強度稍低、彈性模量稍大、開裂敏感性較低，拌合物粘聚性稍差，反之則相反）。

3.2.3選擇砂率的原則和方法

（1）原則

在用水量和水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大流動性和良好粘聚性及保水性的砂率值，或者是使拌合物在獲得所要求的和易性的前提下，水泥用量最小的砂率。

一般說來在普通混凝土漿體用量一定時，在保證工作性的前提下，應盡量減少砂率以提高混凝土強度和體積穩定性。

（2）方法

砂率很難用計算方法來确定，可采用經驗及曆史資料并結合粗骨料、混凝土拌合物和施工要求，通過試驗來确定。配制泵送混凝土宜選用中砂且通過0.315mm篩孔顆粒，不宜少于15%，當采用粗砂時應提高砂率并保持足夠的水泥用量，滿足混凝土和易性。當采用細砂時宜适當降低砂率。水膠比大砂率應增大，反之則應減小。

3.2.4最佳砂率值的控制範圍

JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》泵送混凝土砂率宜為35%～45%，細骨料宜用中砂且通過直徑為315μm篩孔的顆粒含量不宜少于15%。本案例配合比砂率47%（粗砂）。

3.2.5彙總表

砂率對比表，見表5。

3.2.6分析認為

（1）本案例配合比中為粗砂砂率47%，根據砂率選擇原則“使用粗砂應提高砂率”、“漿體量較少時應增大砂率”可知砂率大于最佳控制砂率是合理的。

（2）本案例混凝土配合比做稠度試驗時出現“混凝土粘聚性持差，出現離散現象”包裹性不好，保水性也不好，沒有流動性，認為是砂率偏低促成的，有必要進行調整。

3.3混凝土單方用水量

3.3.1混凝土單方用水量對混凝土性能的影響

（1）用水量過多對混凝土性能的影響

用水量過多時水泥顆粒與水接觸的機會增多，可得到充分的擴散，水化進行充分。但是由于水泥漿中水化物質距離加大，相互之間作用力減弱而使凝結困難，延長了凝結硬化時間，而硬化後多餘水分蒸發留下的毛細孔較多要降低水泥石強度和耐久性。

（2）用水量适宜（最佳）對混凝土性能的影響

最佳用水量可以降低硬化水泥石總空隙率，從而可提高混凝土強度，而且也會影響水泥石中水化産物特性，因此最佳用水量的水泥石具有較高的強度、耐久性和體積穩定性。

（3）用水量過少對混凝土性能的影響

用水量過少，混凝土強度低，流動性變差，施工不便易造成混凝土結構質量事故。

3.3.2選擇用水量的原則和方法

（1）根據JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》第5.2.1條選擇用水量。

（2）普通混凝土單位用水量應在滿足混凝土強度和工作性要求的前題下盡量減少用水量。

（3）在商品混凝土中用水量多、泵送劑摻量少，而水泥用量多，反之用水量少，泵送劑摻量多，水泥用量少。

3.3.3混凝土最佳用水量控制範圍

（1）按JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》标準計算用水量。

本案例設計混凝土為C30等級，施工配合比用粗砂Mf≥3.2，碎石為連續級配粒徑20mm，坍落度要求大于190mm，減水率按20%計算。

塑性混凝土用水量見JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》表5.2.1-2。

計算方法：坍落度90 20×5=190(mm)

用水量：坍落度每增加20mm用水量增加5kg，205 5×5=230kg

式中β：外加劑減水率

Mwo=230×(1-20%)=230×0.8=184kg

本案例配合比中用水量為150kg

3.3.4彙總表

3.3.5分析認為

從彙總表中明顯看出本案例配合比中用水量偏少，這将嚴重的影響混凝土和易性和硬化後的混凝土性能。

3.4混凝土單方膠凝材料用量

3.4.1膠凝材料用量對混凝土性能的影響

衆所周之，在新拌混凝土中當用水量一定時随着膠凝材料用量增加，水泥漿體的粘聚性和保水性将會得到提高，混凝土流變性也會得到改善。

3.4.2選擇膠凝材料用量的原則和方法

在滿足強度、耐久性和工作性的前提下盡量減少膠凝材料用量達到降低成本，減少水化熱和收縮，提高混凝土體積穩定性。

膠凝材料用量的計算方法可根據水膠比進行計算。

3.4.3膠凝材料用量的控制範圍

本案例混凝土配合比膠凝材料用量為390kg。膠凝材料用量對比彙總表見表7。

3.4.4分析

從彙總表中明顯看出本案例配合比中膠凝材料偏少，做混凝土稠度試驗時出現水泥漿量不足，包裹性不好，粘聚性差，保水性也不好，很有必要進一步調整。

3.5關于泵送劑及試驗結果

3.5.1泵送劑的作用原理

在混凝土中摻入泵送劑可使混凝土易于流動并充滿整個泵管，并具有足夠的粘聚性，在泵壓作用下，不離析不泌水。混凝土與管壁之間及混凝土内部磨擦阻力減小，明顯提高混凝土的可泵性。

泵送施工方法的混凝土是在輸送管道内依靠水、膠凝材料及細粉料形成薄漿層，将混凝土芯柱與管壁隔開形成懸浮狀态，在泵壓下推動向前移動，最終到達澆築地點。

3.5.2選擇泵送劑的原則和方法

（1）原則

泵送劑的選擇應根據混凝土性能要求，施工工藝及工程所處環境條件，結合混凝土原材料，配合比以及對水泥的适應性等因素，通過試驗确定其組成和摻量。

（2）方法

必須結合工程實際情況，通過試驗來選擇泵送劑。

本案例摻用普通泵送劑試驗結果，由于對工程情況不十分了解，采用通常使用的泵送劑，按常規摻量2%進行試驗，結果出現粘聚性不好、保水性差、離析泌水、無流動性。因此很有必要調整泵送劑的組分及用量。

3.6分析結果彙總

C30混凝土優選案例與不合格案例各項性能指标的對比分析進行彙總整合，分析結果詳見表8。

4改進措施

4.1對混凝土配合比的改進

（1）關于砂率的調整

①根據原因分析可知本案例混凝土配合比砂率偏低，如繼續使用粗砂可将砂率由原來的47%提高到50%。

②向粗砂中摻入部分細砂以改善混凝土拌合物的和易性，防止離析泌水并避免多用水泥，這個辦法更适合膠凝材料較少或者坍落度較大流動性混凝土。

（2）膠凝材料用量的調整

根據前面原因分析可知本案例配合比中膠凝材料用量較少，可将粉煤灰由原來的85公斤提高到95公斤，膠凝材料總量達到400公斤。

（3）用水量的調整

根據前面原因分析可知，本案例配合比中單方用水量較少，可将單方用水量增加到175公斤。

(4)對泵送劑的調整

增加保水組分，粘聚組分和引氣組分，防止混凝土離散、離析泌水。摻量由2%下調到1.6%。

4.2調整後配合比及泵送劑試驗結果

4.2.1調整後的混凝土配合比（表9）

4.2.2調整後配合比試驗及應用結果

（1）新拌混凝土試驗結果

初始坍落度200mm，1h保留值180mm，和易性好，滿足泵送施工需要。

（2）硬化混凝土試驗結果

留置試塊（标養），3d平均抗壓強度比達到設計指标的40%，7d平均達到設計指标70%，28d平均強度超過設計指标。

5結語

本案例混凝土配合比設計采取降低水膠比确保混凝土強度，降低水泥漿量确保混凝土的體積穩定性，防止開裂。泵送混凝土配合比設計應遵守有關标準、規範。（來源：《商品混凝土》）