混凝土配合比设计范文1
关键词 C50混凝土；配合比设计；设计；施工
Abstract: in recent years, with the increase of concrete engineering, and the scale expanding, the paper analyzes several problems worthy of attention in the design of concrete mixture ratio of C50, put forward how to control in construction.
Keywords C50 concrete; mix design; design; construction
中图分类号： TU528.45 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
水泥混凝土是以通用水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以水为原材料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养护而得到的复合材料。由于其原料丰富，便于施工和浇筑成各种形状的构件，硬化后性能优越、耐久性好，节约能源，成本低廉等优点，所以水泥混凝土是道路与桥梁工程建设中，应用最广泛、用量最大的建筑材料之一。随着现代高等级公路的发展，水泥混凝土与沥青混凝土一样，成为高等级路面的主要建筑材料。在现代公路桥梁中，钢筋混凝土桥是最主要的一种桥型，广泛应用于高等级公路和立交工程。在此，结合本人多年施工经验，对水泥混泥土的配合比作以简要分析。
C50 混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的，混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例，即水灰比、砂率、胶骨比（胶凝体与骨料的比例）。同时，混凝土配合比设计还应满足以下几个基本要求：一要满足结构物设计强度的要求；二要满足施工工作性的要求；三是满足环境耐久性的要求；四是满足经济的要求。1、原材料
1.1集料混凝土中集料体积大约占混凝土体积的3/4，由于所占的体积相当大，所以集料的质量对混凝土的技术性能和生产成本均产生一定的影响，在配制C50混凝土时，对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等，必须认真检验，严格选材。这样才能配制出满足技术性能要求的C50混凝土，同时又能降低混凝土的生产成本。
1.1.1细集料砂材质的好坏，对C50以上混凝土的拌和物和易性的影响比粗集料要大。
优先选取级配良好的江砂或河砂。因为江砂或河砂比较干净，含泥量少，砂中石英颗粒含量较多，级配一般都能符合要求。山砂、海砂一般不能使用，山砂中含泥量较大且含有较多的风化软弱颗粒。海砂含贝壳。砂的细度模数宜控制在2.6以上，细度模数小于2.5时，拌制的混凝土拌和物显得太粘稠，施工中难于振捣，且由于砂细，在满足相同和易性要求时，增大水泥用量。
这样不但增加了混凝土的成本，而且影响混凝土的技术性能，如混凝土的耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗，细度模数在3.3以上时，容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差，从而影响混凝土的内在质量及外观质量。C50泵送混凝土细度模数控制在2.6～2.8之间最佳，普通混凝土控制在3.3以下。另外还要注意砂中杂质的含量，比如云母、泥的含量过高，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且影响混凝土的强度、耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等其他性能。含泥量不超过2%，云母含量小于1%。
1.1.2粗集料粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对C50混凝土的强度有着重要的影响。配制C50以上混凝土对粗集料的强度的选取是十分重要的，高强度的集料才能配制出高强度的混凝土。应选取质地坚硬、洁净的碎石。
其强度可用岩石立方体强度或碎石的压碎指标值来测定，岩石的抗压强度应比配制的混凝土强度高50%。一般用碎石的压碎指标值来间接判定岩石的强度是否满足要求。碎石的压碎指标值水成岩（石灰岩、砂岩等）小于10%、变质岩（片麻岩、石英岩等）或深层火成岩（花岗岩等）小于12%、喷出岩火成岩（玄武岩等）小于13%。粗集料的颗粒形状、表面特征对C50以上混凝土的粘结性能有着较大的影响。应选取近似立方体的碎石，其表面粗糙且多棱角，针片状总含量不超过8%。影响C50以上混凝土的强度重要因素有集料的强度、水泥石、水泥石与集料之间的粘结强度，而混凝土中最薄弱的环节是水泥石和集料界面的粘结。由于粗集料的表面粗糙、粒径适中，这样提高了混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度。
集料的级配是指各粒径集料相互搭配所占的比例，其检验的方法是筛分。级配是集料的一项重要的技术指标，对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。配制C50混凝土最大粒径不超过31.5mm，因为C50混凝土一般水泥用量在440～500kg/m3，水泥浆较富余，由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小，其与砂浆的粘结面积相应要小，其粘结力要低，且混凝土的均质性差，所以大粒径集料不可能配制出高强度混凝土。集料的级配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二种规格的石子进行掺配。如5～31.5mm连续极配采用5～16mm和16～31.5mm二种规格的碎石进行掺配。
5～25mm连续级配采用5～16mm和10～25mm二种规格进行掺配。掺配时符合级配要求的范围内，可能有二种或三种掺配方案，选取其中体积密度较大者使用，因体积密度大则空隙率小。如有二种掺配方案分别为30：70和20：80，其掺配结果均符合级配范围要求，测定二者的体积密度，前者大，则应选取掺配比例为30：70的使用。集料中的泥土、石粉的含量要严格控制，其含量大，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的强度，影响混凝土的耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等。其含泥量要小于1%。
1.2水泥，优先选取旋窑生产其强度等级42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，旋窑生产的水泥质量稳定。水泥的质量越稳定，强度波动越小。对未用过的水泥厂要进行认真调研。
1.3外加剂因C50混凝土的水泥用量比较大，水灰比低，强度要求高，混凝土拌和物较粘稠，这样给混凝土的施工提出了更高的要求，为了满足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性及提高性能，同时降低水泥用量，减少工程成本，外加剂的选择尤为重要。选用外加剂因着重从以下几个方面考虑：延缓混凝土的初凝时间，提高混凝土的早期强度，增加后期强度，减少混凝土坍落度的损失，与水泥的相容性，外加剂的稳定性。通常选用高效减水剂、高效缓凝减水剂，高效早强减水剂。如NF、UNF、JC等。高效减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性。掺高效减水剂的混凝土的坍落度损失一般较快，最好施工时采用后掺法，这样可使高效减水剂的减水作用增高，使混凝土的流动性增加。在温度低于8～10℃时，高效减水剂虽能增加和易性，但增加强度的作用大大降低。
混凝土配合比设计范文2
关键词：高标号混凝土；施工；配合比；设计
中图分类号：TV331 文献标识码： A
引言
作为一种功能性基复合材料，泡沫高标号混凝土具有特殊的组分及配合比设计思路。本文分析了其配合比设计理论及原则；介绍了国内外泡沫高标号混凝土现有配合比设计方法，包括基础及有外掺组分的泡沫高标号混凝土配合比设计，比较了优点及不足；总结了不同针对性的配比优化方式及现有配比研究成果；对泡沫高标号混凝土配合比设计方法提出了展望。
一、高标号混凝土配合比设计的影响因素
1、强度和预期寿命
在高标号混凝土配合比设计中，强度与预期寿命是首先考虑的因素，一旦强度与预期寿命无法满足设计要求，高标号混凝土就不能投入到建设施工中去。
2、砂比率
砂比率即高标号混凝土砂石中砂所占据的质量比例。在配合比设计中，砂比率也是不容忽视的一大环节。如果改变高标号混凝土的砂比率，就可能导致材料的孔隙数量发生变化。过高的砂比率，会增加原材料孔隙的数量，就需要使用更多的材料，在浪费材料的同时，还会增大混合物的粘稠度，进而出现搅拌不均匀的情况；过低的砂比率，虽然可以减少原材料中的孔隙数量，达到节约用量的目的，但是孔隙数量不达标，会降低高标号混凝土的整体流动性，使得高标号混凝土无法粘结凝聚成型，最终出现混合物干涩，而为今后的工序与使用埋下安全隐患。
3、水灰比
水灰比即与水的比例。在配置高标号混凝土时，浆起到粘结剂的作用，等待凝固之后，就会同细砂、粗石一起组成高标号混凝土，所以高标号混凝土强度会直接受到水灰比的影响。高标号混凝土的水灰比直接反应了粘结剂的粘稠度。过大的水灰比，会造成粘性不足的情况出现，同时，水分太多，也会让凝固之后的高标号混凝土出现积聚水分的空洞，一旦水分蒸发，就会对高标号混凝土的强度产生影响；过小的水灰比，会让成型的高标号混凝土混合物再难流动，出现高标号混凝土粘结不够紧密的情况出现，最终形成过多的孔洞，直接影响到高标号混凝土强度。
4、集灰比
集灰比是骨料与的比例。骨料对新浇高标号混凝土和硬化高标号混凝土的性能有着非常重要的影响。而且，骨料的等级、最大粒径、单位重量和水分含量都能对高标号混凝土混合物的特征和性能产生影响。一、高标号混凝土结构组成与配合比设计分析通常情况下，在工程项目施工建设中，所应用的高标号混凝土材料多是由相应比例的水、粗细集料和胶凝材料等配制形成的，其中，粗细集料所占的比重最大，其次为水、等组成的浆，在高标号混凝土配制中占有不同的比例，并通过浆对粗细集料的包裹以及空隙充填，形成工程施工中的高标号混凝土。高标号混凝土配制施工中，配合比的设计直接影响着高标号混凝土的配制效果与质量。通常情况下，进行高标号混凝土材料的配制，其配合比的设计是根据高标号混凝土配制标准实验所取得的结果进行高标号混凝土配合比的设计，也就是将按照相应配合比配制成的高标号混凝土工程，通过 28 天标准养护并根据对其抗压强度的变化结果来设计调整高标号混凝土的配合比，以保证其质量效果最优。但是，随着社会经济建设发展与工程项目施工需求的变化，这种高标号混凝土配合比设计方法由于自身的设计调配周期较长以及材料变化适用性差等局限性，在高标号混凝土配制设计中应用越来越少。本文在进行高标号混凝土配合比设计时，主要以实验室方式通过对高标号混凝土强度的早期推定实现高标号混凝土配合比的快速设计调整，实现高标号混凝土配制，也就是通过对于材料 3 天的强度变化检测实现其 28 天强度变化的推算，进而实现高标号混凝土 28 天的抗压强度变化推测。需要注意的是，上述方法在实现高标号混凝土 28 天抗压强度变化推测中，是按照下列公式（1）实现高标号混凝土强度推算的。下列公式中表示的是高标号混凝土 28 天的抗压强度值，（1）
在高标号混凝土配合比设计中，首先，为了保证所配制高标号混凝土具有较为可靠的强度性能可以根据上示高标号混凝土 28 天抗压强度计算公式，推算出较大的高标号混凝土强度作为配合比设计中的强度，以实现高标号混凝土强度性能的保障。此外，在进行高标号混凝土材料配制中，其配制实现多是在没有可靠数据资料的情况完成的，针对这种情况就可以根据高标号混凝土工程的施工质量验收标准进行高标号混凝土配合比的设计，以保证配制高标号混凝土的强度性能。
其次，进行高标号混凝土配合比的设计，还包括进行合理的高标号混凝土配制水灰比设计。通常情况下，根据高标号混凝土配制的水灰比定律，配制材料与品种类型相同的情况下，所配制的高标号混凝土强度与水灰比之间成反比，并且高标号混凝土强度与水灰比之间呈现曲线变化关系，而在这种关系没有确定的情况下，对于水灰比的设计实现可以根据高标号混凝土配合比设计的相关技术要求，按照下列公式记你选哪个计算设计，其中，A 和 B 为回归系数与高标号混凝土配制使用的材料质量和品种之间存在着相应的联系。
再次，在进行高标号混凝土配合比设计中，还需要进行高标号混凝土配制的单位用水量以及砂土比例设计确定。其中，对于高标号混凝土配制中的单位用水量的设计是按照高标号混凝土配合比设计的相关技术规定进行设计实现的，也就是结合高标号混凝土的塌落度以及粗骨料类型、粗细骨料的最大粒径进行设计确定的，特殊情况下的高标号混凝土配制则需要通过试验的方式实现单位用水量的设计确定。此外，砂土比例的设计作为高标号混凝土配合比设计中的一个重要点和难点，由于受影响因素比较多，并且缺乏相应的定性指标，因此设计确定难度相对较大，多是根据高标号混凝土配合比设计技术要求与高标号混凝土配制的水灰比、石子类型等进行查表选取的，具有较大的范围浮动变化，需要在查表选取后结合实际经验按照下列公式（2）进行计算确定。最后，对于高标号混凝土配合比的设计结果最好采用重量法进行表示，以便于对单位体积高标号混凝土的各种材料用量进行计算确定。（2）
2、高标号混凝土强度检测的相关分析
通常情况下，在高标号混凝土工程施工中对于高标号混凝土强度性能的检测，主要通过实验方式以检测高标号混凝土样品的强度性能实现的，通过高标号混凝土强度性能的检测实现高标号混凝土工程结构承载力的确定，从而保证高标号混凝土结构性能和质量效果。需要注意的是，在进行高标号混凝土强度性能检测中，需要进行检测实现的高标号混凝土样品包括高标号混凝土标准养护试样以及相同养护条件下的高标号混凝土试样、相同结构实体与相同养护条件的高标号混凝土试样等三种类型的高标号混凝土强度检测试样，以保证高标号混凝土强度检测的合理性和科学性。其次，高标号混凝土施工中，实现高标号混凝土强度检测的方法有实验室检测和现场检测两种，其中，现场进行高标号混凝土强度检测方法包括超声法以及钻芯法、抗拔法、回弹法、超声回弹综合法等，比较常用的现场检测方法则包括超声法、钻芯法和回弹法，实际检测中需要结合高标号混凝土强度检测要求以及检测费用、速度等进行合理选择，以保证检测结果的可靠性与合理性。
结束语
随着社会的进步，人们对建筑工程质量要求也在不断更新。而建筑工程质量又受到高标号混凝土质量的影响，高标号混凝土质量高低取决于合理的配合比设计。因此，在施工之初，设计人员就应该做好高标号混凝土的配合比设计，并且根据现场施工对高标号混凝土配合比提出的额外要求，确保配合比在满足和易性、强度、耐久性等前提的同时，确定出最佳化的材料用量，让生产出的高标号混凝土最适用、最经济。
参考文献
[1] 狄吉峰.浅谈路面高标号混凝土的配合比设计[J].内蒙古教育（职教版）.2013（03）.
混凝土配合比设计范文3
关键词：混凝土；配合比设计；影响因素；
0.引言
水泥混凝土由于具有强度高、原材料储量大、可塑性能优异、成本低廉，在公路工程中起着极其重要的作用，是现代应用最广泛的建筑材料。它是由水泥、砂、石、添加剂、外加剂和适量水混合逐渐硬化形成的人工石材，因此原材料的种类、性质和用量等因素直接关系到混凝土的质量、成本和性能，进而关系到水泥混凝土结构物的品质、造价和寿命，但是现有水泥混凝土配合比设计存在经验成分较多，应用中不宜量化控制的问题，这就限制了此类结构的推广及应用。因此如何准确确定组成材料及其用量，使其满足工作性、强度和耐久性要求是关键所在。
1.混凝土配合比设计的原材料
1.1 水泥
水泥属于胶接材料，相对于其他材料，造价最高。不同强度的混凝土应选择不同标号的水泥。水泥的选择还应参照工程地区所处环境、工程特点、气候等因素的影响，此外，选择的水泥标号要与配合比设计强度等级相适应。在高强度混凝土配合比设计中，水泥强度为混凝土抗压强度的0.7～1.2倍，一般水泥强度为混凝土抗压强度的1.1～1.6倍。由于水泥混凝土强度的不断提高，高强度混凝土中水泥已不再受比例的约束。在路桥工程中涉及的水泥品种主要是硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥路面应优先选用早强型水泥以缩短养护时间。
1.2细集料
我们把工程中所用的砂称为细集料。为了提高水泥混凝土强度、耐久性和经济要求，我们在混凝土用砂的选择上应选用密度高和比面小的砂。级配应同粗集料组成的矿质混合料一同表示。在水泥混凝用料中，砂中有害杂质的含量也应当严格控制，以保障水泥混凝土的强度及耐久性等要求。
1.3 粗集料
混凝土用料中粗集料指的是碎石、卵石，它们对混凝土强度的形成起着重要的作用。水泥混凝土用粗集料应选用粒形接近正方体，不含有较多针片颗粒的集料。针片状颗粒会给混凝土强度带来直接影响，粒径越大单位用水量相应减少，水灰比和用水量固定条件下加大粒径，工作性提高，水灰比减小会提高混凝土的强度和耐久性。另外粗集料粒径一旦增大，集料和水泥接触面积减小，界面强度降低，不利于振捣还降低混凝土的强度。所以粗集料最大粒径的增加会带来双重影响，抗折强度比抗压强度的影响大。
1.4 水
为了保证混凝土的和易性、凝结强度及减少对钢筋的腐蚀，确保工程质量，必须选用符合国家标准的饮用水及经检测合格的水来拌制混凝土。若拌合用料的水质不纯，可能产生多种有害作用，对混凝土的质量造成较大的影响。
2.水泥混凝土面临的问题
（1）混凝土品种增多，出现了高性能混凝土、轻骨料混凝土、纤维混凝土、防水混凝土、加气混凝土、低温混凝土、泵送混凝土和喷射混凝土等。近年来，不同性能混凝土的研究和应用日益受到人们重视。坍落度满足要求，且粘聚性和保水性良好。
（2）混凝土的成分更加丰富，粉煤灰及其他掺合料和外加剂等被广泛使用到混凝土的配制中，使混凝土的应用更加广泛。
（3）混凝土需要满足的性能指标提高，从单一的强度指标扩展到若干龄期的强度、工作性能和耐久性能等多项指标。
（4）对结构物寿命的要求延长。工程实践证明，在正常使用条件下普通混凝土的使用期限可达50年～100年；而在恶劣环境条件下经十几年或更短时间就遭到严重破坏，需要修补，甚至更新重建。高性能混凝土的耐久性应从目前50年～100年的使用期限，提高到500年～l000年，且具有广泛的环境适应性。
3.水泥混凝土配合比设计注意事项
随着现代建筑工程技术要求的提高，水泥混凝土配合比设计的指导思想应从强度设计向多种性能设计转化，从可行性设计向优化设计转化。合理的材料配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成分的用量，获得最经济和适用的混凝土。配合比设计中主要考虑的因素有：
（1）水灰比 有关水灰比、水泥品种、外加剂、粗集料级配等因素对路面混凝土性能影响的试验表明，无论28d抗折强度还是抗压强度，上述因素的主次为：水灰比一水泥品种一外加剂一粗集料级配。由此可见，水灰比对路面强度的影响是很大的。水灰比过大，多余水在硬化后的混凝土中形成气孔，减小了混凝土抵抗荷载作用的有效断面，在孔隙周围产生应力集中。水灰比愈小，水泥混凝土的强度也愈高，因此在满足和易性要求的前提下，应尽可能采用小的水灰比。此外，路面混凝土水灰比大小还应考虑道路等级、气候因素等。
（2）砂率 其大小主要影响混凝土的稠度，在水灰比低时这种影响表现得比较迟钝，但砂率的改变会使混凝土的空隙率和集料的总表面积有显著改变，直接影响硬化混凝土的品质。砂率过大，在水泥浆用量不变的情况下，会使混凝土的水泥浆显得过少，成型的路面表现砂浆层过厚，对耐磨耗、减少收缩不利。另外，从混凝土抗断裂的角度考虑，砂浆也不宜过大。试验表明，混凝土的抗裂能力随粗集料的增加而增加，因此在正常砂率的基础上，适当减少砂率，增加粗集料用量，对提高路面混凝土的抗折性能是必要的。
（3）集灰比 对混凝土强度的影响在混凝土强度较高时表现得较明显，当水灰比相同时，混凝土随集灰比的增长呈增长趋势，这与集料数量增大、集料吸收的水分量增大、实际水灰比变小有关，与混凝土内部孔隙总体积减少有关，还与较高标号混凝土水泥用量较大有关。在适当增大集灰比后，水泥胶结作用和集料的连锁作用得到了充分的发挥。
提高路面混凝土性能的核心在于提高集料与砂浆界面的粘结强度，这可以通过合理选择原材料和正确的配合比设计来实现。选用道路水泥或C3S和C4AF含量高的其他水泥品种；选用细度模数大，耐磨性好的细集料；岩石品种是选择粗集料的关键，应综合考虑岩石的物理力学性能，通过比较试验确定；配合比设计采用合适的水灰比、砂率及集灰比至关重要，也应尽量通过比较试验确定。
4.结论
合理的配合比设计应该在符合相关规范给出的包括强度、耐久性、均匀性、和易性、渗透性和经济性等要求的前提下，确定各种成分的用量，获得最经济和适用的混凝土。要对水泥混凝土路面配合比设计深入系统的研究，使混凝土配合比设计体系更加科学合理、方便快捷，从而推动水泥混凝土科学的发展。
参考文献
[1]李红，傅智. 路面水泥混凝土配合比设计要求[J]. 公路，2013，07：10-24.
混凝土配合比设计范文4
关键词：混凝土；技术途径；优化设计
引言
确定原材料的用量和品种就是混凝土的配合比设计。在早期混凝土结构对材料的性能要求不是太高，其配制原材料的种类也没有很多，所以传统的配合比设计方法就可以满足当时混凝土工程的需要。这一百多年，伴随着社会的发展，对建筑工程质量的要求越来越高，混凝土科学技术正在经历巨大的突破和变革。
1 传统与现代配合比设计方法的比较
现代配合比技术相对于传统的进步，主要体现在七个方面：一是混凝土的种类变得越来越多，出现了轻骨料等高性能的混凝土；二是大型、高层和长跨结构物的出现；三是混凝土要满足的工程性能指标逐渐提高；四是混凝土的成份越来越丰富，各种外加剂、纤维和矿物粉料被使用；五是对结构物寿命要求的延长；六是条件和施工工艺的多样化；七是混凝土施工速度的加快。
传统设计方法是基于经验的，所以在实施过程中有很多的方面不能够达到现代混凝土的需要：一是其设计变量太少，主要是粗细骨料的用量、水和水泥。二是设计周期比较长。三是缺乏对耐久性等要求的设计手段，性能也没有多样化，所以它满足的只是工作性和强度。最终导致采用传统的方法设计结构的耐久性很低。四是优化配合比设计非常困难。五是对混凝土生产的计算机控制非常不利。（图1）
2 混凝土配合比设计的影响因素
2.1 耐久性
首先满足的就是耐久性的要求。其要求包括抗冻性、抗渗性、碱-集料反应、体积稳定性和抗碳化性以及抗化学侵蚀性等。有害介质通过水的侵入是大多数造成混凝土劣化发生的主要原因，所以混凝土抗渗性会影响到混凝土的耐久性。
2.2 强度
在混凝土配合比设计中，最基本的特征就是其强度。跨度很大的桥梁还有高层建筑等都对混凝土强度有着很高的要求。矿物细掺料的用量和水胶比是影响强度的主要因素。
2.3 工作性
混凝土拌合物的工作性非常重要，在某些地方甚至超过了混凝土的强度，工作性也是混凝土浇筑的关键部分。混凝土拌合物应具有不泌水、不离析、体积稳定等特性。加剂品种及用量、集料级配、水泥砂浆用量等是影响混凝土拌合物的主要因素。
3 混凝土配合比设计发展思路
3.1 从经验向解析的计算方法发展
根据前文的描述，查表选值确定参数来进行混凝土配合比设计，就是根据经验测定的半定量设计方法。随着先进的测试技术在混凝土工程中应用和电子计算机、化学物理等新方法，混凝土技术脱离了经验、定性，走上了定量、理论的道路。
3.2 施工质量控制和配合比选择的计算机程序
计算机的出现带动了全世界各个行业的发展，它的计算能力非常的强大，还具有管理事务、处理图像文字和控制生产等功能。全世界包括我国都加强了对超级计算机的研发，使科学工程与混凝土工程联系密切起来，为处理复杂信息和工程计算提供了工具。各行各业的各个领域都已经被它渗透，它们促使着各行各业发生巨大的进化和变革。计算机与行业结合，也就预示着其会更快的发展进步。
3.3 混凝土配合比设计关于最优化方法的应用
基础设施建设和建筑工程在当今社会中迅猛的发展，如果对配合比设计进行优化的话，不仅可以提高经济效益、降低成本，还可减少环境的污染，节约混凝土生产中所消耗的大量能源和资源。所以，国内外研究者早已经把配合比优化设计列入了课题。为了设计更加经济和可靠的配合比，我们的专家学者和工程师们不停的探索，深入的研究，提出了均匀、正交设计和混料设计等。当代学者认为，现在使用的设计方法没有把混凝土稳定性和组成成分的关系考虑其中，新拌混凝土粘聚性和体积稳定的要求也更加的满足不了。此外，水泥浆数量、塌落度、骨料级配和用水量等与混凝土密实度有关的因素，影响着混凝土的性能，也未能加以考虑现行的设计方法。于是他提出单一目标非线性规划模型，以各种原材料的用量为设计变量、混凝土价格为目标函数，在混凝土的性能满足用户需求的前提下，通过对数学模型的优化计算，使成本达到最低。还有学者根据工程中的数据建立了数据库，写出了各个变量之间的关系式，使其建立了联系。此关系式不光能方便工程操作，还能预测变量指标之间的关系，隐含了施工水平。最后，将表达值和各项数据表达为目标函数，并求出相应的技术指标和各种材料的最优用量，来对混凝土配合比进行实时的控制。抗渗标号、抗冻标号、抗压强度，混凝土总费用和抗拉强度等是主要性能指标的目标值。通过这些，混凝土配合比设计更加的简便快捷，减少了人力、物力以及财力的消耗，还节省了时间，加快了工程完成时间也保证了工程质量。
3.4 专家系统的实践应用
人工智能方法自从出现就一直被当做新兴学科被广大学者们探索研究。专家系统是人工智能系统中的一项分枝，是在固定的工程中，遇到困难，发现分析问题，并计算解决问题的计算机程序系统。它的主要用途是处理工程中数据和样本所表示的符号信息，是一种能够模拟人类思维最做出复杂的逻辑处理的信息处理系统。在20世纪60年代后期，科研人员在许多专门的领域建立咨询系统，把人工智能的理论付诸于实践，最终取得许多的成果。“数据+算法=传统”是传统的计算机程序的基本程式，它不拥有直觉性的推理功能只能按算法步骤运行，是一种过程化程序。但专家系统属于没有过程化的程序，它的系统里面没有相对合适的算法，只能依靠所有的数据按照逻辑来得到答案。它拥有分设的推理机和知识库，能够形式化地表达专家解决问题的经验方法以及其领域的知识，被人们描述为“知识+推理=专家系统”，它也可以自行去解决用户遇到的问题。
4 结束语
随着社会经济的迅猛提升，各个行业随之蓬勃发展，水泥混凝土等相关行业也逐渐成熟，在当今社会的发展中混凝土工程能够起到非常重要的作用。好多年前人们还不了解甚至没有听说过这个行业，人们通常认为混凝土是由水泥、砂子、拌合水、石子为基本成分构成的混合物，但是在实际生产中，相关人员和专家要经过复杂的计算和实践才能做好混凝土配合比设计的每一道工序。混凝土施工技术在最近的几年发展非常快，我们要利用现有技术，不断的去优化混凝土配合比设计方法，在原来的基础上不断的创新，使技术不断成熟，为行业的发展做出应有的贡献。
参考文献
混凝土配合比设计范文5
关键词：二级或三级级配碎石，合成级配，图解法
Abstract: the durability of concrete coarse aggregate particle gradation of reasonable, its performance has very big effect. And construction site is often the level 2 or 3 gradation, grading purchasing, grading transportation, grading piled up, grading measurement, meet the tight time limit, construction units often required in the shortest possible time get the mix design. How to quickly and accurately get gradation ratio, try with law too time-consuming, planning method to put too much emphasis on the knowledge of computer to grasp, but through the graphic method, and with computer is able to meet the requirements of the fast draw ratio for gradation gravel ratio.
Keywords: level 2 or 3 graded gravel, synthetic gradation, graphic method
中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：
0 前言
根据铁路混凝土用粗骨料应采用二级或三级级配，并应分级采购，分级运输，分级堆放，分级计量的要求。为了确保骨料具有良好的级配，配合比试配时才确定各级配碎石的具体用量，从而使骨料具有尽可能小的空隙率，从而降低混凝土的胶凝材料用量，得到更均匀密实的混凝土。遇到现场工期紧，施工单位往往要求在最短的时间里得到级配配合比设计结果。试配法太过费时费力，规划求解法过于强调对计算机知识的掌握，本人结合在建吉图珲铁路客运专线用耐久性混凝土配合比原材料数据，通过图解法，并借助计算机以图表的形式，快速得出满足配比要求的连续级配碎石配比。
1 现场施工中用碎石的级配情况
吉图珲高铁配制混凝土使用的粗骨料，其大多为反击式破碎机破碎筛分而得到的碎石，通常有一下三种类型：1）颗粒级配为5～10mm的连续粒级碎石；2）颗粒级配为10～20mm的单粒级碎石；3）颗粒级配为16～31.5mm的单粒级碎石。
2 碎石配合比设计-图解法
以敦化兴隆采石场颗粒级配5～10mm的连续粒级碎石、10～20mm和16～31.5mm的单粒级碎石为例，合成5～31.5mm的连续级配。
2.1建立坐标系
建立坐标系要结合碎石类型进行，5～31.5mm级配范围见表1。
表1
在工程纸上按规定比例绘一长方形图框，通常纵横之比取2:3，连对角线OO´(如图1)作为合成级配曲线中值线。纵坐标按计算标尺标出通过量百分率（0～100%）。根据要求的合成级配中值和纵坐标确定筛孔位置，即取要求的级配范围各筛孔通过百分率的中值，标点在纵坐标上，再从标点引水平线与对角线相交，从交点做垂线与横坐标相交，其交点即为相应筛孔尺寸的位置，逐个确定。
2.2确定各粒级碎石的配合比例
将5～10mm的连续粒级碎石（C集料）、10～20mm（B集料）和16～31.5mm（A集料）的单粒级碎石级配曲线（筛分曲线）分别绘于坐标图上（如图2），两相邻点用直线相连，级配曲线为折线。从最大筛孔尺寸一端一次根据两相邻曲线的位置关系确定各粒级碎石的配合比例。
从理论上讲，两相邻曲线的位置关系无非就三种，两相邻级配曲线重叠、相接和相离。但在解决实际问题时，一般两相邻曲线都是重叠的情况，按重叠的原则处理即可。
如图2两两相邻级配曲线重叠（如A集料与B集料），在两级配曲线之间引垂直于横坐标的直线AA´，使a=a´，AA´与对角线OO´交于点D，通过D作一水平线与纵坐标交于E点。E O´即为集料A的配合比例，用百分数表示。同理得出GE为B集料的配合比例，GH为C集料的配合比例，同样用百分数表示。
图1图解法坐标图
图2 5～31.5mm连续级配配合比图解示意图
2.3合成级配计算
按图解所得的各种级配碎石的配合比例，是否满足既定级配要求，要通过计算合成级配来检查。各级配的筛分结果见表2。按前述方法画图2确定各级配碎石的配合比例为：5～10mm：10～20mm：16～31.5mm = 21%：46%：33%。
按此比例在计算机上（如表2，）用EXCEL表格进行合成级配计算。因为通过量、级配碎石比例、合成级配都用百分数表示，所以计算时把原材料各筛孔上的通过量看做是整数，把各级配碎石的配合比例用小数表示，相乘得相应筛孔在合成级配中的通过量，逐个级配，筛孔进行计算，最后相同筛孔纵向合计则得合成级配。
碎石级配计算表调整表(5～31.5mm连续级配) 表2
3 配合比调整及级配曲线图
按图解比例得到的合成级配往往不完全在设计要求的级配范围内，或在要求的级配范围，但级配曲线不顺滑，因此需要进行调整。调整的原则是：
1） 配合比设计时宜适当减少工程最大粒径附近的粗集料的用量，减少4.75mm以下部分石屑的用量，使中等粒径集料较多，形成顺滑级配曲线，并取得较小的紧密空隙率和比表面积。
2） 合成级配应接近连续的或合理的间断级配，不应过多地犬牙交错。当经过再三调整仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新试验。
3） 应充分考虑施工性能，使合成集料具有更好的施工性能，避免集料离析。
按此配比计算的合成级配见表2，调整后的合成级配与级配范围中值很接近，可依此进行混合料试验，必要时再根据需要进行调整。
将通过表2计算的到的合成级配绘于规范要求的级配范围图中，如图3。从图中可以看出，合成级配曲线完全在规范要求的级配范围之内，与级配范围中值线非常吻合，并呈一光滑平顺的曲线。
5～31.5mm连续级配碎石合成曲线图 图3
4 结束语
按所求的配合比设计，通过合成混合料的筛分试验验证，所求的级配曲线和设计的级配曲线几乎完全相同，大量的试验数据说明这种方法非常准确。把级配碎石配合比问题通过图解法，结合EXCEL编制表格，图表结合的方式，快捷，直观，易于操作，具有很强的实用操作价值。
作者简介：纪凯，1970年，男，工程师
参考文献：
[1] 中华人民共和国国家标准,建设用碎石卵石, GBT14685-2011,中国标准出版社，2011年
[2]孙忠义，王建华，公路工程试验工程师手册，人民交通出版社，2007年
混凝土配合比设计范文6
[论文摘要]近年来，随着混凝土工程的日益增多，及其规模的日益扩大，泵送混凝土技术及施工方法在水利工程方面的应用得到了巨大的发展。详细介绍泵送技术，并结合实例，阐明泵送混凝土配合比的设计。
目前，由于国家大兴水利工程，如南水北调工程、三峡工程等，使得泵送混凝土技术及施工方法在水利工程方面的应用得到充分体现。我国混凝土泵送技术已有50多年的历史，泵送水平和泵送技术日益提高和完善，泵送混凝土的应用正日趋扩大。一些发展泵送混凝土较早的城市，泵送混凝土在混凝土工程量中占的比例和泵送技术已接近世界先进水平，但全国整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。
一、配合比的设计原则
泵送混凝土配合比设计方法，是在普通方法施工的混凝土配合比设计方法的基础上结合混凝土可泵性要求进行确定。泵送混凝土对其可泵性有特殊的要求，即:要求混凝土具有建筑工程所要求的强度需求，同时要满足长距离泵送的需要。换句话说，就是混凝土在达到可泵性要求时应服从于阿布拉姆斯水灰比定则。而且，泵送混凝土的骨料分离系数要尽可能小。换句话说，混凝土要有足够的粘聚性，使其在运输、泵送、施工中不发生分离。混凝土配合比的设计一定要遵循以下原则:稳定骨料所需骨料用量原则；最大限度密度填充原则；混凝土可泵性原则；骨料离析系数最小原则。
二、配合比设计思路
泵送混凝土除了根据工程设计所需的强度外，还需要根据泵送工艺所需的流动性、不离析、少泌水的要求配制可泵性的混凝土混合料。泵送混凝土具体的配合比设计思路如下：以一定数量的粗骨料（5mm-50mm）形成密布的骨架空间网格，以相当数量的细骨料（小于5mm）最大限度地填充骨架空隙，以胶凝材料浆体最大限度地填满粗骨料和细骨料的间隙，并包裹粗、细骨料的颗粒。形成均匀密实的混凝土，以满足强度和耐久性的要求。泵送混凝土对粗骨料有特殊的要求。如125输送管要求可用卵石最大粒径为40mm，碎石为30mm，150输送管要求混凝土所用卵石最大粒径为50mm，碎石为40mm。同时，泵送混凝土对粗骨料的级配也十分敏感。根据以上思路，参考绝对体积设计法，有方程如下：
Ks=（S/rso）/[（1/rso）-（1/1000rg）]·G
a=（W+C/rc+F/rg）/（1000/rso-1/rs）·S
W=K·（C+F）
W+C/rc+S/rs+G/rg+F/rf=1000
F/（C+F）=Kf
联立以上各式求解：
S=1000/[a（1000/rgo-1/rs）+1/rs+1000rg/（1000rg-rgo）·Ksrso]
G=1000S/[（100/rso-1/rg）·Ksrso
C=（1000-S/rs-G/rg）/[K+k·kf/（1-kf）+1/rc+kf/（1-kf）rf]
F=[kf/（1-kf）]·C
W=K·（C+F）
其中，Ks为砂料裕度系数；a为灰浆裕度系数；rso为砂料振实密度，kg/m3；rgo为石料振实密度，kg/m3；rg为石料表观密度，kg/L；rs为砂料表观密度，kg/L；G为石用量，kg/m3；S为砂用量，kg/m3；F为粉煤灰用量，kg/m3；C为水泥用量，kg/m3；Rc为水泥真实密度，kg/L；rf为粉煤灰真实密度，kg/L；W为水用量，kg/m3；K为水灰比；Kf为粉煤灰掺量系数。
三、配合比设计参数
（一）混凝土配制强度
区分数理统计及非数理统计方法评定混凝土强度的不同，根据JGJ552000普通混凝土配合比设计规程，混凝土配制强度应按下式计算：
式中：fcu.o混凝土配制强度，MPa；
fcu.k混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；
σ混凝土强度标准差，MPa。
由施工单位自己历年的统计资料确定，无历史资料时应按现行国家标准GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范的规定取用（高于C35，σ=6．0MPa）。
根据此公式，以C40混凝土为例，C40混凝土的配制强度为：在正常情况下，上式可以采用等号，但当现场条件与试验条件有显著差异或重要工程对混凝土有特殊要求时，或C30及其以下强度混凝土在工程验收采用非数理统计方法评定时，则应采用大于号。
GBJ107-87混凝土质量检验评定标准中对混凝土抗压强度合格标准的评定方法分数理统计和非数理统计两种。
在实际工程中，由于结构部位的不同，往往要求不同的评定方法，但很多单位仅按数理统计的方法进行混凝土配合比设计，导致实际试配强度均达不到49.9MPa。
对于一般单位而言，在一个工程中通常只有混凝土配合比，加之管理不到位，也往往用于要求非数理统计的工程部位，结果只能出现混凝土强度达不到设计要求的后果。
（二）水灰比
泵送混凝土的水灰比除对混凝土强度和耐久性有明显影响外，对泵送粘性阻力也有影响。试验表明：当水灰比小于0.45时，混凝土的流动阻力很大，泵送极为困难。随着水灰比增大粘性阻力系数（η）逐渐降低，当水灰比达到0.52后，对混凝土η影响不大，当水灰比超过0.6时，会使混凝土保水性、粘聚性下降而产生离析易引起堵泵。因此，泵送混凝土水灰比选择在0.45～0．6之间，混凝土流动阻力较小，可泵性较好。在Ⅲ＃滑坡体剩余工程施工中，泵送混凝土水灰比为0.48。
（三）泵送混凝土外加剂及其掺量
湖北某水闸改建工程过程中，用于泵送混凝土的外加剂，主要是SW1缓凝型高效减水剂。混凝土中加入外加剂，增大混凝土拌合物的流动性，减少水或水泥用量，提高混凝土强度及耐久性，降低大体积混凝土水化热，同时有利于泵送和夏季施工。
SW1减水剂能使混凝土的凝结时间延缓1～3h，对泵送大体积混凝土夏季施工有利。其掺量越多，在一定范围内减水效果越明显；但若掺量过多，会使混凝土硬化进程变慢，甚至长时间不硬化，降低混凝土的强度，因此，须严格控制掺量。SW1减水剂掺量为水泥用量的0．6％～0．8％，夏季温度较高，混凝土坍落度损失大，掺量取大值；冬季施工，掺量取小值。SW1减水剂对不同水泥有不同的适应性，当使用的水泥品种或水泥的矿物成分含碱量及细度不同时，减水剂的掺用效果不同，其最佳适宜掺量也不同。
四、小结
在工程实际中，应根据结构设计所规定的混凝土强度及特殊条件下混凝土耐久性、和易性等技术要求，合理选用原材料及其用量间的比例关系，并设计出经济、质量好、泵送效率高的混凝土。水利工程多为野外施工，施工场地受地理条件的限制。
参考文献：
[1]曹文达，新型混凝土及其应用[M].北京.金盾出版社，2001.
