配合比設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)在混凝土最大密實(shí)度理論的基礎(chǔ)上,考慮集料比表面積對(duì)起潤(rùn)滑作用的漿體數(shù)量的影響,根據(jù)工藝特點(diǎn),使填滿集料孔隙外提供混凝土工作性的過剩漿體量最佳、性能最優(yōu)的過程。配比設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用正交法設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)確定合適的各配比參數(shù),提高工作效率。

(1)在進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),關(guān)鍵要考慮的是水泥的價(jià)格比集料的價(jià)格貴得多,因而,所有可能采取的步驟都首先應(yīng)該是用以減少混凝土拌和物中的水泥用量,并滿足工藝性和工程技術(shù)性能;

或者用價(jià)格更便宜的磨細(xì)材料(如粉煤灰、礦渣、高嶺土等)替代部分水泥用量并保證混凝土拌和物的主要性能特征,以此來提高混凝土性能,降低混凝土造價(jià);

(2)從結(jié)構(gòu)的安全角度出發(fā),強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)作為最低強(qiáng)度。由于材料、拌和方法、運(yùn)輸、灌注以及混凝土試樣的制作、養(yǎng)護(hù)和測(cè)試等各方面發(fā)生的波動(dòng),按照統(tǒng)計(jì)學(xué)原則,為保證達(dá)到工程設(shè)計(jì)強(qiáng)度的概率滿足規(guī)范規(guī)定要求,則混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須有一定的富余,該富余值應(yīng)與混凝土的生產(chǎn)控制水平相聯(lián)系,即一定階段同規(guī)格混凝土的強(qiáng)度變異性即標(biāo)準(zhǔn)差決定。

技術(shù)上要求的工作性與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)類型、運(yùn)輸及密實(shí)方式相關(guān),要想優(yōu)化混凝土配合比就必須與現(xiàn)場(chǎng)施工工藝控制水平相聯(lián)系。在配比設(shè)計(jì)計(jì)算中,配制強(qiáng)度應(yīng)是試拌或施工平均強(qiáng)度,因此,控制材料穩(wěn)定、計(jì)量精密、拌和規(guī)范是優(yōu)化混凝土配合比的前提和基礎(chǔ);

(3)工作性是混凝土的重要性質(zhì),混凝土拌和物的工作性通常用新拌混凝土的黏聚性、保水性和坍落度、擴(kuò)展度以及它們的經(jīng)時(shí)變化來衡量。

當(dāng)集料棱角減少、表面粗糙顆粒減少時(shí),混凝土的工作性會(huì)有所提高:混凝土中微氣泡含量適量增加時(shí),混凝土流動(dòng)性會(huì)有所提高,但含氣量應(yīng)控制在3%~6%范圍內(nèi);否則,對(duì)強(qiáng)度影響較大。

黏聚性與施工時(shí)的振搗易密性和實(shí)體及外觀質(zhì)量密切相關(guān),設(shè)計(jì)拌和物工作性的重要依據(jù)是混凝土的坍落度(稠度)不應(yīng)超出運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)和抹面的需要。

混凝土流動(dòng)性在運(yùn)輸或灌注時(shí)間較長(zhǎng)或氣溫較高時(shí),必須事先確定經(jīng)時(shí)損失能滿足要求的配合比。

工作性差的混凝土,易產(chǎn)生離析、泌水、坍損快等有害現(xiàn)象,不僅使施工難于灌注和搗實(shí),增加施工費(fèi)用,而且使混凝土強(qiáng)度、耐久性和外觀質(zhì)量變差;

(4)提高混凝土的密實(shí)性首先要考慮混凝土的骨料級(jí)配,在相同條件下,良好的骨料級(jí)配其孔隙率最小,拌制的混凝土在一定坍落度下所需的用水量最少。