隨著施工技術(shù)進(jìn)步和材料技術(shù)發(fā)展，人們對混凝土的需求種類也在不斷增加，施工單位對于工程的建設(shè)都追求低造價(jià)、高質(zhì)量和短工期。水泥基混凝土配合比試驗(yàn)是混凝土結(jié)構(gòu)施工體系中的核心工作，混凝土配合比設(shè)計(jì)看似是一個(gè)簡單的過程，但其中各組分對混凝土的性質(zhì)都會產(chǎn)生影響，而且還有很多不確定的因素，使得混凝土配合比設(shè)計(jì)具有一定的技術(shù)與技藝特性，成為一項(xiàng)技能性管理工作。

混凝土配合比的發(fā)展歷程

1. 轉(zhuǎn)變思想觀念，更全面地做好試驗(yàn)工作

我國水泥基混凝土的大量應(yīng)用由80年代至今已有近40年的歷程了，從初始簡單四組分的組成，即水泥以建筑施工使用的普通硅酸鹽水泥和預(yù)制構(gòu)件使用的礦渣硅酸鹽水泥為主的水硬性材料，細(xì)骨料均為天然砂，粗骨料包括有卵石（含碎卵）和不同巖礦山碎石，拌和使用的水以潔凈水為主。

隨著材料技術(shù)的發(fā)展到現(xiàn)在較為復(fù)雜的多組分，即膠凝材料中的水泥功能更全的水硬性材料，其他膠凝材料中具有水硬性或火山灰性質(zhì)或非活性但具有明顯結(jié)構(gòu)性質(zhì)的細(xì)粒粉體料的摻合料；細(xì)骨料的范圍也拓展了，包括有天然砂和人工砂，粗骨料變化不大，基本還是以粒徑大于5mm的固體顆粒，只是從環(huán)境保護(hù)和資源整合要求出發(fā)增加了不同巖礦的尾礦，而拌合水包括了潔凈水、中水和回收水等等。多組分中變化比較大的就是使用了具有改變拌合物性能或硬化后結(jié)構(gòu)性能或結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)環(huán)境因素的使用要求且具有化學(xué)性質(zhì)的外加劑材料，使得組成水泥基混凝土的材料的組分超過了六種，表面看使用的材料變的多種類了，但從結(jié)構(gòu)受力和建筑壽命期內(nèi)質(zhì)量保證的要求來看，應(yīng)該是由簡單的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求變?yōu)楦雨P(guān)注結(jié)構(gòu)耐久性技術(shù)方面的實(shí)際現(xiàn)狀。這些材料的使用變化，對于硬化后的混凝土結(jié)構(gòu)會變得更加復(fù)雜和不確定性了，因此配合比設(shè)計(jì)工作也就不是簡單地將材料按照一定的比例進(jìn)行搭配的技術(shù)，而需要與時(shí)俱進(jìn)將配合比設(shè)計(jì)從初始的使用材料復(fù)試后基本性質(zhì)的已知，轉(zhuǎn)變成通過試驗(yàn)試配結(jié)果可以滿足混凝土結(jié)構(gòu)需要的、可知的一個(gè)整體技術(shù)與技藝管理的過程。

2. 技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)避免“從眾思維”

混凝土是一種應(yīng)用性結(jié)構(gòu)性材料的統(tǒng)稱，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)理論支持是首要的，同時(shí)也不可能離開經(jīng)驗(yàn)的支持，而實(shí)際的結(jié)果更會推動理論水平的升華，就如同規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，隨著社會的發(fā)展會有滯后性，但是基本原理或原則規(guī)定一定是正確的。

水泥基混凝土至今已經(jīng)有100多年的歷史了，不能說由于材料的某些品種增加了，就完全否定了水灰比的科學(xué)概念（小竅門代替不了范式轉(zhuǎn)換）。行業(yè)中的科研技術(shù)人員一定會尊重基礎(chǔ)理論知識的貢獻(xiàn)，不會站在社會發(fā)展現(xiàn)狀去完全否定以前的技術(shù)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是時(shí)代發(fā)展的必然，不存在萬能的一蹴而就方法?；炷恋纳a(chǎn)是一個(gè)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有密切關(guān)系的技術(shù)管理過程，一定要在充分了解和掌握所組成的基礎(chǔ)性材料的基本特性后（復(fù)試結(jié)果），通過合理的比例與試拌，各項(xiàng)指標(biāo)都應(yīng)滿足預(yù)計(jì)要求的綜合技術(shù)的體現(xiàn)，絕非僅是評價(jià)單一的拌合物狀態(tài)就能確定的配合比技術(shù)，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的基本的保證。

混凝土配合比設(shè)計(jì)是一門藝術(shù)

1. 配合比設(shè)計(jì)基本原則

配合比設(shè)計(jì)工作基本原則是根據(jù)選用的材料經(jīng)過復(fù)試定出既能滿足使用的工作性要求和強(qiáng)度以及耐久性等其他技術(shù)要求且經(jīng)濟(jì)合理的混凝土各組成部分的比例。在以塑性混凝土為主的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，首先作為固定生產(chǎn)工藝所使用的材料基本都是長期質(zhì)量相對穩(wěn)定的（也按批次抽檢）的水泥，骨料也是基本固定品種和規(guī)格。而建筑施工（主要為磚混結(jié)構(gòu)的圈梁或組合柱等）一般使用袋裝水泥?？傮w使用水泥質(zhì)量相對比都是穩(wěn)定的，如北京地區(qū)為首都牌水泥，南口地區(qū)碎石和龍鳳山地區(qū)河砂。由于穩(wěn)定（一次批號）生產(chǎn)所用的配合比一旦經(jīng)過復(fù)演式的試配全部滿足設(shè)計(jì)要求后，就可以正式應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。同時(shí)每月都會對抗壓強(qiáng)度進(jìn)行規(guī)范的數(shù)理統(tǒng)計(jì)，找出相關(guān)的參數(shù)變化（平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)），再結(jié)合生產(chǎn)過程中的問題如工藝變化、環(huán)境因素、起吊強(qiáng)度、脫模強(qiáng)度和標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度等，都要對實(shí)時(shí)的配合比進(jìn)行必要的調(diào)整或修正。任何一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)使用的配合比都要求定期進(jìn)行全部參數(shù)的試配試驗(yàn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求的穩(wěn)定性。

配合比應(yīng)以材料差異和不同的特性，需要綜合分析全面考慮數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的數(shù)據(jù)和結(jié)果。一般以平均值的大與小考慮調(diào)整配合比；標(biāo)準(zhǔn)差要分析整個(gè)過程質(zhì)量控制的波動主要在哪些環(huán)節(jié)（如計(jì)量？攪拌？成型？振搗或養(yǎng)護(hù)等）；最小值考慮原材料供應(yīng)質(zhì)量波動或計(jì)量的偏差。由于以上的數(shù)據(jù)結(jié)果都會與實(shí)時(shí)使用的各種材料的基本性質(zhì)有關(guān)系，所以使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析要以所用材料的復(fù)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)綜合考慮，這樣才具有可靠性。由于混凝土的生產(chǎn)過程受到很多因素的影響，出現(xiàn)波動應(yīng)該是正常的，所以調(diào)整配合比時(shí)必須慎重，輕易不要僅以一次統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就盲目的調(diào)整材料比例，尤其是膠凝材料（水泥）。

在結(jié)構(gòu)驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)上的保證率有不同的統(tǒng)計(jì)方法，如統(tǒng)計(jì)法的保證率允許95%，而用非數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的要求的保證率就是115%，所以任何一個(gè)配合比的使用絕非僅是以生產(chǎn)試驗(yàn)室的配合比達(dá)到設(shè)計(jì)值就可以的。水泥是主要的膠凝材料，一般都是要求提前進(jìn)行對水泥檢測，至少要求有安定性和早期強(qiáng)度的實(shí)測數(shù)據(jù)。強(qiáng)度試驗(yàn)又根據(jù)水泥品種的不同有不同齡期的膠砂強(qiáng)度要求，判斷合格與否需要28天的齡期出結(jié)果（骨料2～3天），所以凡是申請配合比數(shù)據(jù)的都要求至少提前一個(gè)月以上的時(shí)間，先行將擬用的材料進(jìn)行主要參數(shù)的試驗(yàn)檢測。在做配合比設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)單位可以先按照水泥合格證提供的數(shù)據(jù)為原則，考慮實(shí)際計(jì)算試配強(qiáng)度時(shí)，可以用一般地區(qū)或相對熟悉的水泥的質(zhì)量狀況，采用水泥標(biāo)準(zhǔn)值的1.08～1.13的系數(shù)進(jìn)行計(jì)算水灰比（系數(shù)主要依據(jù)以前有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，也可以用對應(yīng)的水泥品種已有的快速養(yǎng)護(hù)與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)對比的回歸數(shù)據(jù)進(jìn)行推算使用），一般一個(gè)混凝土強(qiáng)度等級的試配至少要有3個(gè)相鄰水灰比的數(shù)據(jù)比對（包括砂率），對于2個(gè)強(qiáng)度等級以上的配合比試配。為減少一定的工作量也可以采用系列水灰比進(jìn)行試配，道理非常簡單，因?yàn)榛炷了玫牟牧喜⒉皇欠€(wěn)定且唯一的數(shù)據(jù)，存在很多不確定的因素，而僅以理想狀態(tài)“設(shè)計(jì)”的混凝土配合比例值，其預(yù)期結(jié)果是否能準(zhǔn)確達(dá)到，都必須有實(shí)際的數(shù)據(jù)才能予以確定。這樣依據(jù)3個(gè)臨近水灰比的數(shù)據(jù)值，統(tǒng)計(jì)出對應(yīng)的坐標(biāo)值（水灰比與強(qiáng)度），并以此為確定依據(jù)。每個(gè)配合比的強(qiáng)度變化（早期的、后期的或加速養(yǎng)護(hù)的）都有相關(guān)性，對于相同品種的水泥或骨料也都有一定的數(shù)據(jù)回歸統(tǒng)計(jì)，所以任何一個(gè)配合比一定是經(jīng)過嚴(yán)格的過程數(shù)據(jù)結(jié)果均合格或是滿足才正式在生產(chǎn)中使用。

2. 配合比設(shè)計(jì)基本原理

配合比設(shè)計(jì)工作的基本原理是建立4個(gè)未知數(shù)，如水泥、砂、石和水間相互關(guān)系的方程式（JGJ55），這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)混凝土性能的變化規(guī)律，包括有強(qiáng)度、水灰比和砂率。現(xiàn)在的配合比設(shè)計(jì)方法有多種，主要找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)，在中國的現(xiàn)階段，尤其是自然資源的嚴(yán)重匱乏和生產(chǎn)的利益驅(qū)動，材料的不確定性和不穩(wěn)定性始終存在，所以不存在通過精準(zhǔn)的計(jì)算或量化就能保證目標(biāo)滿足的配合比例（與先進(jìn)國家的材料穩(wěn)定和誠信有明顯的差距）。試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)只是一種估算，耐維爾曾在《混凝土性能》中說清楚了該問題。

在設(shè)計(jì)（計(jì)算或初算也可以稱估算）試驗(yàn)室配合比的工作中，除基本原理和基本原則要掌握之外，關(guān)鍵是配合比設(shè)計(jì)人員一定要具備兩個(gè)基本條件。作為一般配合比的設(shè)計(jì)人員，首先應(yīng)具備專業(yè)學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，同時(shí)還應(yīng)該熟知基礎(chǔ)材料試驗(yàn)參數(shù)數(shù)據(jù)的分析和判斷，如水泥各參數(shù)的指標(biāo)值對選取搭配與其他材料的初始比例關(guān)系，如何針對骨料的參數(shù)數(shù)據(jù)找到較為合理的配伍比例；而且還應(yīng)該清楚所選用的每種材料，在所設(shè)計(jì)的配合比例中的功能是什么；甚至還應(yīng)清楚施工工藝過程管理的實(shí)際。其次由于水泥基混凝土是一種結(jié)構(gòu)性材料，主要應(yīng)用于工程施工，配合比設(shè)計(jì)人員還應(yīng)掌握必要的混凝土施工技能，如對不同的環(huán)境條件、不同的澆筑方式、不同的振搗設(shè)備，甚至是模板對混凝土拌合物的要求等。配合比設(shè)計(jì)除了掌握混凝土中各組分的特性以及材料性質(zhì)對混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性影響分析判斷外，還應(yīng)對用于結(jié)構(gòu)位置的受力要求，如構(gòu)件是受彎還是受壓、不同構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層、是否有節(jié)點(diǎn)位置的澆筑等都需要有所了解。所以配合比設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的管理工作，是一項(xiàng)技術(shù)與技藝綜合知識掌握的過程管理。

授人以魚不如授之以漁

1. 混凝土配合比設(shè)計(jì)需要動態(tài)管理

混凝土配合比不僅僅是一個(gè)計(jì)量數(shù)據(jù)比例的稱量過程，尤其是原材料始終存在著不確定性。對于如膠凝材料中的礦物組分和加入的某些化學(xué)成分的材料與用于混凝土中的比例、與其他材料的配伍和相容性，以及如何設(shè)計(jì)比例值的工作顯得更為重要。

混凝土配合比設(shè)計(jì)與使用是一個(gè)較為嚴(yán)格的過程，不能走捷徑，更不要將數(shù)據(jù)的拼湊作為配合比設(shè)計(jì)的參數(shù)，如水泥強(qiáng)度用熟料的氧化物數(shù)量加減拼湊來計(jì)算水泥強(qiáng)度。其實(shí)水泥ISO法規(guī)定的強(qiáng)度檢測方法只是一種規(guī)定的前提要求而已（0.5的水灰比；1∶3的灰砂比），而球磨加工水泥中會添加一些混合材（多重因素考慮），會形成不同品種和強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，也就是熟料與水泥不是一回事。水泥膠砂的抗壓強(qiáng)度也并非只是由水泥的量所決定的，更不可以此“推論”出一個(gè)立方米水泥的“強(qiáng)度貢獻(xiàn)”。混凝土的強(qiáng)度是由所有組成材料共同配合的密實(shí)性所決定的，況且水泥漿體強(qiáng)度，是水和水泥粉體料共同構(gòu)成的，將其分開單獨(dú)考慮既不科學(xué)，也很“愚昧”，所以漿體強(qiáng)度與膠砂強(qiáng)度不能等同。配合比設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理，使用工程中所要求或是提供的原材料，合理地按一定比例確定各原材料質(zhì)量，并滿足施工工藝要求（工序、設(shè)備、環(huán)境），以達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的安全與耐久性。現(xiàn)在有的試驗(yàn)管理崗位工作的人員，可能想盡快承擔(dān)工作“重任”，總想找到一些配合比的配方，或是找到一條捷徑，這是不負(fù)責(zé)任的，也是不可取的（缺乏對基礎(chǔ)性材料的掌握，試驗(yàn)環(huán)節(jié)是入門的基礎(chǔ)）。混凝土的生產(chǎn)是一種訂單式并滿足客戶或結(jié)構(gòu)要求的生產(chǎn)過程，有效知道所用原材料的性能和特點(diǎn)必須做材料復(fù)試試驗(yàn)，做到因材而用（即使是材料的名稱品種一樣），這是不能缺少的過程，同時(shí)因基礎(chǔ)性材料具有不穩(wěn)定特點(diǎn)，混凝土配合比的管理應(yīng)該是一種動態(tài)的管理技術(shù)充分復(fù)演性試驗(yàn)更為重要，力求所有試驗(yàn)的數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定，包括拌合物和硬化后的各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。

2. 攪拌站技術(shù)主管應(yīng)具備的能力

首先對膠凝材料即水泥中的礦物組分比例要有所了解，因?yàn)槭炝现械牡V物組分在不同的階段或是不同的使用環(huán)境會有不一樣的結(jié)果，有時(shí)差距很大；其次摻加了什么性質(zhì)的混合材以及比例，不同混合材的活性或非活性都會對混凝土結(jié)構(gòu)有影響，而在混凝土中使用的礦物摻合料總量也一定對結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性有影響；再有水泥廠為獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益會在球磨過程中加入一些助磨劑，而有些助磨劑會對混凝土中再摻加的外加劑出現(xiàn)不相容或?qū)笃诎踩褂糜杏绊懙牟牧希ㄈ缏入x子），所以了解水泥中的這些技術(shù)參數(shù)，對混凝土生產(chǎn)的使用者很有必要。

（1）水泥

水泥是產(chǎn)品，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)指標(biāo)是最低要求（生產(chǎn)質(zhì)量控制指標(biāo)要嚴(yán)于產(chǎn)品使用指標(biāo)）。水泥的質(zhì)量最重要的是勻質(zhì)性，由于每一燒制窯的熟料會受到溫度的變化而形成熟料里的礦物組分有所不同，所以熟料均化是很重要的工作。而粉磨加工水泥時(shí)也會因溫度的增高使得里面的氧化物質(zhì)，在一段時(shí)間內(nèi)存在不穩(wěn)定性，再加之球磨時(shí)的溫度很高，這樣磨細(xì)后的水泥必須要經(jīng)過足夠的時(shí)間靜停，使之穩(wěn)定和必要的倒倉降溫的時(shí)效處理。這樣作為水泥使用者一定要了解這些技術(shù)參數(shù)，控制水泥的基本指標(biāo)，要根據(jù)具體工程的需要選擇水泥。因減水劑的使用，混凝土強(qiáng)度已不再依賴于水泥強(qiáng)度，但是要了解基本性能和知道材料的發(fā)展過程還是很重要的。膠凝材料水泥的生產(chǎn)是為了水泥基混凝土中主要起膠結(jié)作用的關(guān)鍵材料，而混凝土又作為一種結(jié)構(gòu)性的材料應(yīng)用于結(jié)構(gòu)施工中，所以水泥質(zhì)量是保證混凝土質(zhì)量的前提因素，混凝土質(zhì)量的保證又是結(jié)構(gòu)安全的前提，這是一種連鎖的質(zhì)量保證關(guān)系?，F(xiàn)在由于生產(chǎn)關(guān)系中的供需關(guān)系存在片面追求市場用戶第一的單一利潤現(xiàn)象，使得水泥中的關(guān)鍵氧化物質(zhì)硅酸鈣（C3S+C2S）的分配出現(xiàn)了偏移。從使用安全角度要求C3S占比例在45%～50%，這是水泥早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)的礦物組分，也是必要的強(qiáng)度發(fā)展需要的比例，當(dāng)然作為后期強(qiáng)度發(fā)展的C2S比例就應(yīng)該在30%～25%的安全范圍內(nèi)（總量75%是總量值），但是水泥廠家為了滿足施工使用方的片面要求早期強(qiáng)度來追求進(jìn)度的要求下，C3S量超出55%，而C2S會有不足15%的現(xiàn)象。由于水泥強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)確定為0.5的水灰比，而熟料的礦物組分也沒有質(zhì)量的飛躍，要滿足這種需求只有采用犧牲質(zhì)量，用磨細(xì)的材料來滿足早期強(qiáng)度發(fā)展的需要，因?yàn)樗a(chǎn)物是顆粒由外向里逐漸水化所得到的，過細(xì)的顆粒相對水化很快，雖然得到了早期的強(qiáng)度要求，但是對于混凝土后期和長期處于自然環(huán)境中的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度增長就會失去安全性，如0.08mm的篩余在0.3%以內(nèi)或是比表面積大于380cm2/g。

水泥的復(fù)試參數(shù)包括凈漿和膠砂，有的攪拌站技術(shù)主管不重視凈漿的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為膠砂強(qiáng)度的檢測是重要的。凈漿參數(shù)包括有標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，通過標(biāo)稠的試驗(yàn)結(jié)果，以提前選擇好外加劑的質(zhì)量或摻量，同時(shí)標(biāo)稠的檢測也是對安定性能（體積穩(wěn)定的保證）和凝結(jié)時(shí)間（基本性能保證）檢測的前提要求（與水泥水化最佳用水根本不是一回事）。凈漿試驗(yàn)還有一個(gè)很重要的作用，對于使用石膏調(diào)凝效果不穩(wěn)定出現(xiàn)的假凝現(xiàn)象，就能在正式用于混凝土生產(chǎn)使用前的材料復(fù)試時(shí)得知，從而對其就可以采取存儲時(shí)間的延長或是適當(dāng)?shù)脑黾踊炷恋臄嚢钑r(shí)間，以避免混凝土拌合物出現(xiàn)“問題”。（現(xiàn)在有人認(rèn)為混凝土在澆筑時(shí)出現(xiàn)的所謂假凝現(xiàn)象，應(yīng)該只是拌合物的塌損大而已，與假凝的概念不相同。）

水泥細(xì)度的利與弊（早強(qiáng)、收縮、后低）。幾十年來水泥發(fā)展所追求的首先是不斷提高強(qiáng)度，其結(jié)果是：水泥強(qiáng)度越來越高，采取的主要技術(shù)路線是增加C3S、C3A含量、標(biāo)稠小、粉磨得越來越細(xì)，早期水化熱越來越高，使用對混凝土不利的添加劑（增加收縮），降低能耗、提高能效率雖也有成效，但是以提高粉磨程度來提高強(qiáng)度的路線與節(jié)能的方針形成悖論（粒度分布和使用的基本要求的重要性）。

（2）摻合料

水泥基混凝土中不同的摻合料具有不同的性質(zhì)，粉煤灰屬于火山灰性質(zhì)材料，復(fù)試的細(xì)度、需水比、燒失量、抗壓強(qiáng)度比和安定性是主要的參數(shù)，其中主要是燒失量的檢測，另因?yàn)槊摿蚧蛎撓趸业膯栴}，應(yīng)該增加與水泥和水混合物的狀態(tài)的檢測；磨細(xì)水淬礦渣粉屬于水硬性材料，顏色是判斷該材料品質(zhì)的一個(gè)方法，其細(xì)度與比表面積對于使用效果有重要作用，活性指數(shù)是主要指標(biāo)，在摻加前的比對樣要求應(yīng)該要引起足夠的重視，即水泥強(qiáng)度指標(biāo)的滿足，同時(shí)還不能忽視燒失量的指標(biāo)，因?yàn)槟鼙苊馐褂?/span>“假灰”的可能。沸石巖粉也是一種改善拌合物和易性的火山灰性質(zhì)的材料，胺離子吸收值是主要的檢測指標(biāo)，其次由于顆粒的需水比大，在使用時(shí)應(yīng)該要根據(jù)使用的效果來確定摻量；還有其他一些材料如硅灰及復(fù)合摻合料或是石灰石粉。礦物摻合料對混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水膠比的減小而增大的幅度，大于水泥對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水灰比減小而增大的幅度，因此摻用摻合料的混凝土必須降低水膠比。膠凝材料中摻合料，不管是具有水硬性質(zhì)的礦渣粉，還是具有火山灰性質(zhì)的粉煤灰等材料，都應(yīng)該清楚其加工工藝以及添加了什么激發(fā)材料。由于水泥熟料C3A需要調(diào)凝，三氧化硫的作用不能忽略，但是其量一定要和C3A的量相匹配，三氧化硫少了凝結(jié)時(shí)間偏短不安全，多了又會出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間過長不穩(wěn)定，當(dāng)總量超出極限量時(shí)會形成遲后反應(yīng)，而給體積穩(wěn)定性帶來不可逆的缺陷甚至是事故。

粉煤灰的強(qiáng)度貢獻(xiàn)雖然比礦渣粉略有遜色，但其顆粒形狀的特殊性，具有滾珠效應(yīng)，使得成為泵送施工很好的材料。由于火力發(fā)電需要的燃煤國家日益加以控制，使得以煙道收塵的粉煤灰供不應(yīng)求，泵送混凝土又十分需要具有滾珠效應(yīng)的粉煤灰，于是就會有一些“濫竽充數(shù)”的球磨粉煤灰充斥在市場上，因球磨加工的顆粒受到了非勻質(zhì)性的破壞，所以往往都是類似石子狀多菱角的顆粒，就不具備了滾珠效應(yīng)。作為使用者知道或了解以上需要掌握的信息是十分重要的，甚至非常必要。用于混凝土中的膠凝材料，各自既具有獨(dú)立性，同時(shí)也具有一定的“合作性”，只有知道了材料各自的基本性質(zhì)或主要參數(shù)數(shù)據(jù)后，才能做到合理的配合使用，這是攪拌站技術(shù)主管一定要掌握的信息。

（3）外加劑

外加劑摻量小作用大，是現(xiàn)代混凝土的材料之一，無論是泵送劑還是防凍劑等，所供應(yīng)的材料質(zhì)量的保證性一定要講誠信，這種誠信一定要以外加劑與膠凝材料相容性的穩(wěn)定性為主，也應(yīng)該以質(zhì)量的承諾為基本原則，作為技術(shù)主管人員應(yīng)掌握每次使用的外加劑基本性質(zhì)。以聚羧酸外加劑生產(chǎn)工藝從合成溫度的差異中，如大單體的溶解充分，一是溫度二是時(shí)間，現(xiàn)在很多的生產(chǎn)廠家使用的是常溫工藝，所以反應(yīng)時(shí)間一定要充分，尤其是采取計(jì)件方式的生產(chǎn)，縮合其他材料的加入速度以及反應(yīng)時(shí)間也是很關(guān)鍵的。每種外加劑都有各自的特點(diǎn)，都具有相應(yīng)的功效，減水、保塌、緩凝、早強(qiáng)等作用，各有所長各有利弊（木質(zhì)素、萘系、脂肪族、聚羧酸等）。不存在好與不好的問題，嚴(yán)格講應(yīng)該是適應(yīng)與不適用的區(qū)別。現(xiàn)在有一些不明機(jī)理的材料還是應(yīng)該慎用（增效劑、纖維膨脹劑等）。

從2011年一些外加劑廠家，以社會對水泥磨的越來越細(xì)所帶來的“問題”，認(rèn)為一般攪拌站使用的外加劑打不開水泥中的集聚團(tuán)（過細(xì)的顆粒會形成粘連的片）。這些都是推論出來的，實(shí)際不存在這種現(xiàn)象（圖中水泥漿體經(jīng)過長時(shí)間蒸養(yǎng)未見有打不開的集聚團(tuán)的顆粒）。

水灰比0.4的純硅酸鹽水泥漿體經(jīng)過蒸養(yǎng)后的顯微形貌

（4）粗骨料

粗骨料一般忽略含水（飽和面干狀態(tài)下）強(qiáng)調(diào)粒形，所使用的粗骨料無論多大粒徑應(yīng)該均為等徑狀，而我國常見的粗骨料即使不是針片狀，也多是銳角的，急需要改善。骨料是保證混凝土體積穩(wěn)定性的必要材料，使用量十分巨大，自然資源的日益匱乏，一些加工廠家從經(jīng)濟(jì)利益角度使用的設(shè)備過于簡單（產(chǎn)量大的顎式破碎機(jī)），也不對巖石的性質(zhì)加以控制或是篩選，這樣加工出來的骨料質(zhì)量穩(wěn)定性很差，雖然不是針片狀的材料，但是多菱角的不規(guī)則的顆粒始終是多數(shù)。砂石在混凝土中是以一定的比例相互配合的材料，由于每次使用的材料的主要參數(shù)存在著不穩(wěn)定性，所以就更需要配合比設(shè)計(jì)人員，能根據(jù)實(shí)時(shí)的復(fù)試數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的配伍。

粒形的重要性

從粒形的重要性圖例可以看到，先進(jìn)國家比較重視粒形的保證（等徑型），而且都采取單粒徑顆粒存儲，實(shí)際生產(chǎn)使用采用2～3種的顆粒級配，是避免了所謂顆粒連續(xù)級配的顆粒不連續(xù)所帶來的尷尬問題，同時(shí)采用兩級配的骨料的堆積密度明顯提高，空隙率能降低2～4；關(guān)鍵是顆粒的連續(xù)性對拌合物的流變性能有明顯的提高，尤其是在目前細(xì)骨料材料很不“如意”的前提下，粗骨料顆粒的顆粒級配的保證就更加重要了。

類似這樣的拌合物我們看到過很多，如果重視一下粗骨料的顆粒級配，是否就可以避免采用多摻加粉體料易出現(xiàn)收縮過大開裂的結(jié)果（粉體料指顆粒小于0.075mm的）?；炷聊途眯缘脑O(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵指標(biāo)要求，GB/T 50476—（耐久性最低的環(huán)境條件）對粗骨料的粒徑有嚴(yán)格的要求，主要是對鋼筋的有效保護(hù)和結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位置保證受力時(shí)的安全性。但是現(xiàn)在的預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)中幾乎沒有考慮這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，所以結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷就成為“自然”現(xiàn)象了。

混凝土受彎構(gòu)件的保護(hù)層出現(xiàn)的問題及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震破壞

（5）細(xì)骨料砂

大流動性混凝土中使用細(xì)骨料一定要關(guān)注材料的吸水率，因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)指標(biāo)影響著總水量和對外加劑的吸附（包括坍落度損失和泵送損失）。吸水率試驗(yàn)有國際統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。

材料飽和面干狀態(tài)

由于自然資源的嚴(yán)重匱乏以及國家對環(huán)境保護(hù)日益高的要求，使得很多的尾礦材料不斷地供應(yīng)市場，這些材料會受材質(zhì)本身的性質(zhì)對加工后的細(xì)骨料吸水率明顯不一樣，有的吸水率偏大，而有的保水性很差，尤其是一些供應(yīng)商會將一些類似風(fēng)化巖石進(jìn)行顆粒破碎后來“緩解”緊張的供需關(guān)系（有時(shí)候可謂是一砂難求）。掌握細(xì)骨料吸水率的參數(shù)具有很重要的實(shí)際意義，因?yàn)槲蚀蟮牟牧?，尤其是開口孔或是裂隙大而多的顆粒，會出現(xiàn)在拌合物在擾動的前提下不斷的吸附具有分散性質(zhì)的外加劑顆粒，特別是在有一定壓力的泵送過程中，更會吸附外加劑顆粒，甚至是小的氣泡，形成坍落度損失或泵損的問題。沒有經(jīng)過水洗后的骨料含有一定量泥粉是正常的，但是作為一名配合比管理人員或是質(zhì)檢人員一定要清楚泥粉的基本性質(zhì)。我國從西北到東南巖石中的泥粉呈由堿性向酸性過度（石粉有鈣質(zhì)與硅質(zhì)不同），同時(shí)泥粉還具有明顯的電泳效應(yīng)，我們使用的大多數(shù)外加劑會受材料的電荷作用而效果不一樣，也就是說不存在一致的泥粉，當(dāng)然就存在對應(yīng)性的解決方式的數(shù)據(jù)要求。我看到的華北地區(qū)的泥粉即顆粒小于0.075mm的形貌基本都是類似沙粒的小顆粒，未看到遇水膨脹分層的現(xiàn)象。

從形貌圖可以看出，所使用的細(xì)骨料材料中的泥粉主要還是顆粒小而比表面積大造成使用的水多或是外加劑多的結(jié)果。如果使用穩(wěn)定的且固定的材料，就可以根據(jù)材料的性質(zhì)合理選擇外加劑，所以任何一種外加劑都不能面面俱到相適應(yīng)。

綜上所述，配合比需滿足的基本要求是：滿足委托方的技術(shù)要求是基本（施工工作性）；滿足委托方的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級要求是根本（按統(tǒng)計(jì)方法）；滿足地區(qū)所處環(huán)境對混凝土的耐久性要求是前提；科學(xué)合理的降低成本。目標(biāo)是混凝土的安全性、均質(zhì)性和穩(wěn)定性的保證。從材料的復(fù)試、配合比設(shè)計(jì)、混凝土生產(chǎn)、施工工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)等一定要有可溯源的保證即臺賬管理。

試配與配合比確定注意事項(xiàng)：重視試拌過程中拌合物的質(zhì)量變化和調(diào)整（攪拌站關(guān)注進(jìn)料與復(fù)試相一致的問題）；外加劑與水泥的適應(yīng)性（也不可忽視摻合料中的參數(shù)對外加劑的影響性）；用水量與外加劑用量的匹配（減水率與飽和點(diǎn)）；骨料的搭配比例合適否（顆粒的連續(xù)性和砂率）；材料正確的吸水率與保水性；水泥凈漿參數(shù)的重要性（標(biāo)稠、凝結(jié)、析水）；泥粉或石粉的基本性質(zhì)（電泳、堿與酸、鈣與硅）；摻合料的加工工藝和顆粒形貌；無論是經(jīng)過設(shè)計(jì)還是優(yōu)選或是經(jīng)過調(diào)整得出的配合比，都必須再經(jīng)過試拌，尤其是重要工程供應(yīng)前。

經(jīng)時(shí)損失一定要是動態(tài)下的試驗(yàn)。清楚塌損是什么因素所致，膠材水化？骨料吸水？水分蒸發(fā)？因?yàn)榛炷涟韬衔镒詳嚢栝_始后直到澆筑前始終處于被“擾動之中，顯然靜態(tài)下的經(jīng)時(shí)損失試驗(yàn)與實(shí)際是不相符的。由于是訂單式的生產(chǎn)，所以沒有“放之四?！钡呐浜媳?。強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程中的所有環(huán)節(jié)可溯源性，能說明白來龍去脈。預(yù)拌混凝土生產(chǎn)屬于工廠式的管理模式，對質(zhì)量進(jìn)行預(yù)控管理是最大的優(yōu)勢和保證，也是對建筑結(jié)構(gòu)安全度最大的負(fù)責(zé)任。

結(jié)束語

混凝土這種材料是一種成型工藝相對簡單且具有多相性多相體的人工合成材料，所以較為復(fù)雜，與生產(chǎn)者使用者都有關(guān)系，應(yīng)強(qiáng)調(diào)合同管理，作為預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)單位，滿足和履約合同是基本要求。配合比計(jì)算（估算）中使用的各種原材料，一定要在滿足合同約定的全部內(nèi)容前提下，通過對所有材料復(fù)試后的結(jié)果，科學(xué)合理的選擇比例，由于基礎(chǔ)性材料不穩(wěn)定的現(xiàn)實(shí)性，所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中必須要做到有效的試拌和調(diào)整，只有所需要的數(shù)據(jù)全部滿足合同約定后，才可以用于實(shí)際的生產(chǎn)中。任何配合比不是“萬能鑰匙”，也不是“放之四海而皆準(zhǔn)”的，材料質(zhì)量的波動性就要求配合比的管理與經(jīng)營更加應(yīng)該務(wù)實(shí)，不要走捷徑，更不應(yīng)該用某些以利益為目的的材料隨意摻加在混凝土中，一定要以保證結(jié)構(gòu)安全性為宗旨生產(chǎn)混凝土。我們應(yīng)該牢記混凝土大師耐維爾的這段話：由于技藝與管理優(yōu)劣的差別混凝土幾乎無限的使用壽命與僅幾年的壽命這樣大的差別。