混凝土配合比设计靠计算还是靠经验.docx

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1、混凝土技术人员对配合比设计方法的追求一刻没有停止过，新的配合比方法还在不断被创造出来，到底配合比需不需要计算，还有一定的分歧。要讨论混凝土配合比是否可以计算的问题，水灰比定律是一个不可回避的问题，虽然水灰比与经典的牛顿三大定律相比，显得丑陋不堪，不值得推敲。也许正是水灰比定律的粗糙不堪，导致一些混凝土技术人员不认为混凝土是科学，仅仅是一种技术。1918年，美国的混凝土专家阿伯拉姆氏提出的水灰比定则对混凝土发展影响深远，直到今天还被沿用着，同时也被很多混凝土技术人员议论着。几乎每个混凝土技术人员都知道：“在一定的材料和试验条件下，只要混凝土混合物是塑性的，混凝土的强度则取决于拌和水的数量”其公式

2、为：f=ABx式中，f6英寸直径、12英寸高(中15X30厘米)圆柱体试件的抗压强度，A和B一一常数，随水泥质量、龄期、制作、养护、试验等方法不同而不同，X一水灰比(W/C),按体积计。现在来回顾水灰比定则，本着温故知新、吸取裨益的目的出发。水灰比定律的形成要追溯到19世纪末、20世纪初，匈牙利的齐林斯基和帝俄时代的马留迎等已经发表类似的学术见解，尤为杰出的是法国的菲莱特，在1892年就提出了水泥空隙比的学说,并列出著名的公式如下：R=或r三(o7i)t或R=(二T二屋)t二(f(+)*-()tl以上各式中，R一一混凝土或砂浆的抗压强度，c、e、v、s、g分别为水泥、水、气泡、细集料、粗集料的

3、绝对体积，A一一集料的绝对体积，l-A=c+e+v;K一一菲特莱系数，取决于混凝土或砂浆的龄期、水泥性质、实验方法等条件，根据菲莱特当时的测定K=1828kgcm2o令人惊奇的是菲莱特在九十年前就从影响混凝土强度的错综复杂的诸多因素中，提出以空隙作为唯一的重要因素。菲莱特的水泥空隙比学说成为开启混凝土材料科学的大门的钥匙，”混凝土学”的序幕可认为从此揭开。菲莱特比阿伯拉姆氏先行了二十多年，以水泥空隙比学说与水灰比定律相比，在学术水平上可以说是有过之而无不及。阿伯拉姆氏的水灰比定律提出以后，比水泥空隙学更为较多的人所接受，并非是阿伯拉姆氏的侥幸，阿伯拉姆氏的水灰比定律提出时，已有足够多的实验数据

4、，并制成系统的曲线，导出可以定量的公式，但与其它自然科学一般的定律比较，容易发现它的破绽，似乎还不足以达到称之为定律的程度。但对水灰比定律提出的种种指责，都还没有从根本上撼动这个定律在实用中的地位阿伯拉姆氏是为混凝土配合设计的需要而提出来的。多少年来实践考验证实，用水灰比定律的公式，估算混凝土强度，用水灰比最大限值，保证混凝土耐久性，确是简单而有实际效益的。1925年，瑞士的JBeIomey(鲍罗米)提出混凝土的水灰比定则：对于一定的材料，强度取决于一个因素水灰比，即混凝土强度与水胶比成反比，与胶水比成正比。CS=K-Kf式中：S一一混凝土强度；C水泥体积；V水体积；A空气体积；K、Kr回归系

5、数保罗米公式中是没有水泥强度因素的，水泥强度和砂石及其他因素都含在回归系数中。前苏联将鲍罗米公式进行改造，将混凝土配制强度和水泥材料考虑进去以后就变成：(CR23=ARc-BW)式中：Rc水泥实际强度(MPa；C水泥用量；W用水量(kgr113)；A,B与石子类型有关的两个系数。20世纪80年代后，矿物掺合料和高效减水剂的大量使用，在多年工程实践经验积累的基础上，普通配合比设计规程(JGJ55-2011)又将此定则改为水胶比:沙_OLafiBy04,O+式中：与一一混凝土水胶比；L圆，6回归系数：胶凝材料28d抗压强度，MPa；启,。混凝土配制强度，MPae阿伯拉姆氏的水灰比定律简单地把混凝土

6、强度的因素归结为水灰比而忽视了骨料的粒径和用量对强度的影响，认为只有当骨料的性质影响到混凝土用水量时，才能间接地影响混凝土强度，简化了混凝土强度影响的各因素，特别忽视了骨料的作用。混凝土强度的影响不仅仅局限于水灰比，还有浆体与骨料结合部位的强度和骨料自身的性质。这也是后人在水灰比定律的基础上加入骨料回归系数的原因所在，即水灰比与强度的关系式中，常数A和B,并根据不同品种进行修正。但水灰比公式中存在回归系数的取值问题，国内外对系数均有过议论，我国疆土幅员辽阔，东西南北材料千差万别，再加上外加剂和掺合料五花八门、种类繁多，混凝土粗、细骨料更是种类繁多、材质多样。严格讲，各地区的鲍罗米公式的应用条件

7、是差别很大，全国套用一个统一的鲍罗米公式计算视乎差异很大。影响混凝土强度的因素很多，有时相互牵连、相互影响，有时很难准确量化，一个公式很难涵盖所有，忽略一些因素，必然造成误差的增加。有些混凝土研究工作者尽量在公式中囊括混凝土强度的影响因素，配合比设计方法搞得有“学院派倾向”，把问题搞的很深，一些繁琐、不容易理解的计算看着貌似很科学，但却未必实用。混凝土配合比设计很大程度上仍然是以试验为主的经验科学,在混凝土强度与水胶比的计算过程中，我们并没有把决定混凝土强度的因素纳入到公式中。就水灰比与强度关系而论，任何被认为可信的公式都只是算出一个差不多、基本可用的水胶（灰）比，这个值只能是个大概值，要获得

8、基本可靠的值一种很现实的做法就是“多次尝试法”，通过试验、比较、调整才能确定真正的最佳值。在配合比设计时，有意无意地对某种计算公式“迷信”，但不论所迷信的公式及系数设定如何合理，但在实际应用时，彼时彼地的原材料和施工工艺、气候乃至施工工人总存在一些有利或者不利的因素使计算结果发生某种变异。配合比计算本身不复杂，无非是五、七种原材料，三、四个配合比参数，组成配合比的要素。混凝土配合比设计及其生产应用过程中本身综合了很多不确定的未知因素，需要一线混凝土技术人员随机应变、见机行事，巧妙应对各种因素。一线混凝土技术人员，在实践过程中耳濡目染，积累大量的试验数据且具有丰富的定量知识，熟知配合比的规律，理论方面稍一点破便能掌握其中的道理。设计混凝土配合比的方法很多，有繁有简，繁的需要很多计算步骤与试验，简单的编制成表格，只需按照表格选用，甚至很多经验丰富的技术人员凭借经验可以迅速得到切合实际又符合要求的配合比。