混凝土生產(chǎn)配合比使用中面臨的兩大難題

如何根據(jù)試驗(yàn)室試驗(yàn)配合比對(duì)調(diào)整控制混凝土生產(chǎn)配合比一直是困擾混凝土技術(shù)人員的一大難題。造成這一難題的原因主要有兩個(gè)，一是混凝土原材料發(fā)生改變，另一個(gè)是混凝土工程復(fù)雜多變，對(duì)混凝土具體要求的技術(shù)指標(biāo)發(fā)生改變。混凝土企業(yè)生產(chǎn)工作量大，很難保證混凝土所使用的原材料與試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)時(shí)的原材料一致，新進(jìn)的原材料也不可能等到混凝土配合比設(shè)計(jì)（包括校驗(yàn)）結(jié)果出來(lái)才進(jìn)行生產(chǎn)，多數(shù)情況是混凝土原材料沒(méi)有來(lái)得及試拌就生產(chǎn)使用完了。混凝土生產(chǎn)過(guò)程中使用的水泥等膠凝材料即便是同一強(qiáng)度等級(jí)、同一廠家，不同批次多多少少都會(huì)有些波動(dòng)，水泥強(qiáng)度或礦物摻合料活性指數(shù)高于或者低于試驗(yàn)配合比時(shí)的試驗(yàn)值都是很正常的，尚若采用原來(lái)配合比可能造成強(qiáng)度波動(dòng)現(xiàn)象。如何克服混凝土原材料波動(dòng)保證混凝土質(zhì)量，真正達(dá)到設(shè)計(jì)要求的≥95%混凝土強(qiáng)度保證率，是試驗(yàn)室技術(shù)人員面臨、需要解決的問(wèn)題?；炷辽a(chǎn)過(guò)程中往往遇到新進(jìn)原材料或有特殊要求的混凝土急于生產(chǎn)，混凝土配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)時(shí)間不足。在生產(chǎn)前仍需要對(duì)混凝土工作性和短齡期強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)于后期強(qiáng)度如28d或者更長(zhǎng)齡期強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性、電通量等耐久性指標(biāo)可以邊生產(chǎn)邊驗(yàn)證。在生產(chǎn)配合比參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證充足的富余性以保證足夠的合格率，然后根據(jù)生產(chǎn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)再進(jìn)行分析、優(yōu)化。新材料或有特殊要求的混凝土急于生產(chǎn)時(shí)，因缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，混凝土配合比設(shè)計(jì)需要依賴以往的實(shí)踐、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。使用新材料生產(chǎn)時(shí)，混凝土技術(shù)人員可以根據(jù)已有原材料初步確定新進(jìn)材料配合比進(jìn)行生產(chǎn)。有特殊要求的混凝土，混凝土技術(shù)人員可依據(jù)普通混凝土配合比試驗(yàn)結(jié)果，推定（或依據(jù)規(guī)范計(jì)算）增加特殊性能要求后，混凝土配合比參數(shù)的變化趨勢(shì)調(diào)整已有生產(chǎn)配合比進(jìn)行生產(chǎn)，并檢測(cè)、驗(yàn)證所生產(chǎn)混凝土的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。混凝土攪拌站供應(yīng)的工程數(shù)量多，工程部位不同，再加上施工工藝、季節(jié)變化等因素，常常出現(xiàn)同種強(qiáng)度等級(jí)而性能要求不同的混凝土配合比。以C30為例，有路面C30、房建主體C30、水下混凝土C30、大體積C30……，在加上冬季、夏季、春秋季以及一些特殊技術(shù)要求，混凝土生產(chǎn)配合比管理、使用成為一項(xiàng)繁重的工作。生產(chǎn)過(guò)程中，一些特殊混凝土總是不期而遇的，有時(shí)沒(méi)有時(shí)間試驗(yàn)或等到具體試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)就要進(jìn)行生產(chǎn)，只能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的客戶要求，依據(jù)配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)。每個(gè)試驗(yàn)室都遇到過(guò)的問(wèn)題，這樣的問(wèn)題棘手而又難以回避。針對(duì)以上兩種情況，根據(jù)不同品種、不同批次原材料特點(diǎn)、混凝土工程具體要求、所處的環(huán)境以及氣候特點(diǎn)，進(jìn)行分類、歸納成系列配合比在生產(chǎn)實(shí)踐中是十分必要的。當(dāng)混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)間充足時(shí)，依據(jù)原材料的特點(diǎn)、混凝土坍落度等因素進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，做一個(gè)系列配合比，形成各類混凝土的備用配合比，歸納出一些列不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。類比系列配合比，根據(jù)原材料特點(diǎn)，可以分為多個(gè)類比，每個(gè)類別的混凝土性能差別較大，配合比參數(shù)、設(shè)計(jì)理念不同，配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)應(yīng)分別進(jìn)行。如：（1）常規(guī)泵送混凝土；（2）常規(guī)非泵送混凝土；（3）水下樁或坍落度180mm

以上的混凝土；（4）路面混凝土；（5）細(xì)石混凝土；（6）自密實(shí)混凝土……生產(chǎn)過(guò)程中的類比系列配合比是混凝土生產(chǎn)配合比的集合，類比系列配合比以系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，生產(chǎn)中不需要類比系統(tǒng)配合比與與試驗(yàn)配合比一一對(duì)應(yīng)，混凝土配合比參數(shù)完全一致。這是因?yàn)樯a(chǎn)配合比的原材料多變性與具體生產(chǎn)條件的變化造成的，具體問(wèn)題具體分析得到的配合比，類比系列配合比的可以提高混凝土生產(chǎn)的適應(yīng)性。類比系列配合比參數(shù)的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)所屬類別混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行。如果試驗(yàn)類比系列配合比過(guò)多，會(huì)造成很多配合比沒(méi)能用于生產(chǎn)，對(duì)于特殊類比系列配合比可在混凝土生產(chǎn)前再進(jìn)行必要的驗(yàn)證。（1）水膠比水膠比與28d抗壓強(qiáng)度的關(guān)系可以通過(guò)一元線性回歸進(jìn)行分析，根據(jù)水膠比與強(qiáng)度數(shù)據(jù)找到對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定水膠比。其他齡期強(qiáng)度（7d、60d、90d）強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的水膠比應(yīng)根據(jù)相對(duì)于齡期強(qiáng)度數(shù)據(jù)確定，如生產(chǎn)任務(wù)緊急，僅有混凝土3d強(qiáng)度就需要生產(chǎn)，就需要根據(jù)以往強(qiáng)度增長(zhǎng)率為依據(jù)確定水膠比來(lái)保證混凝土28d強(qiáng)度可控。根據(jù)選擇的混凝土類別及強(qiáng)度等級(jí)選擇配制強(qiáng)度和水膠比范圍，然后確定試驗(yàn)水膠比。如水膠比應(yīng)具有最小水膠比、最大水膠比的范圍，其試驗(yàn)數(shù)量和配合比參數(shù)設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足系統(tǒng)試驗(yàn)為生產(chǎn)配合比提供足夠的數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)試驗(yàn)找出滿足混凝土工作性要求的配合比，并根據(jù)試塊抗壓強(qiáng)度得出水膠比與強(qiáng)度的關(guān)系，確定系列混凝土配合比不同強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)的水膠比，并驗(yàn)證工作性，確定系列配合比。（2）用水量混凝土用水量受骨料的品種、粒徑、級(jí)配，以及混凝土工作性等影響，隨著外加劑的使用，其摻量與用水量的協(xié)調(diào)統(tǒng)一成為配制混凝土的關(guān)鍵因素之一。《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ55-2011對(duì)于怎么確定外加劑摻量和對(duì)應(yīng)的減水率并沒(méi)有具體描述，如何根據(jù)混凝土拌合物的工作性確定外加劑摻量及對(duì)應(yīng)的減水率需要根據(jù)試驗(yàn)找出。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)外加劑摻量的選用與混凝土強(qiáng)度等級(jí)有一定的關(guān)系。在混凝土工作性一定的情況下，低強(qiáng)度等級(jí)混凝土水膠比偏大，需要適當(dāng)?shù)臐{體量來(lái)保證混凝土工作性，所以外加劑用量不宜過(guò)大，否則會(huì)造成用水量降低，漿體減少導(dǎo)致混凝土離析。相反混凝土坍落度相同的情況下，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土水膠比偏小，外加劑用量不宜過(guò)小，否則會(huì)造成漿體偏多。因此，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)外加劑的減水率決不能簡(jiǎn)單地按照常見(jiàn)推薦的最大減水率確定，而應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)的減水率。系列配合比的用水量不一定相同，但同一類混凝土用水量相差不會(huì)太大。（3）砂率砂率的選擇受骨料的品種、粒徑、級(jí)配，水膠比等因素影響，在選擇砂率時(shí)應(yīng)先確定基準(zhǔn)砂率，再根據(jù)基準(zhǔn)砂率通過(guò)增減砂率1