摘要：随着材料科学的不断发展，混凝土应用领域越来越广，而无论是用于哪个领域的混凝土，其配合比设计的关键，都是以混凝土的和易性、力学性能、耐久性为目标，选择合适的原材料、优化配比参数，以达到设计的要求。鉴于此，本文对混凝土配合比优化设计技术应用与研究进行了分析，以供参考。
关键词：混凝土配合比；优化设计；技术应用
由于我国使用混凝土展开施工的时间较短，无论是在使用方法还是在操作规范上，均存在着一定的问题，这就需要工作人员在实际施工的过程中，发现并解决问题，通过提高混凝土配合比所具有科学性的方式，为施工质量提供保证。
1混凝土配合比设计的技术要求
混凝土在进行配合比设计时，主要考虑满足和易性、力学性能和耐久性技术要求。在生产施工阶段，要满足混凝土拌合物的和易性，其性能主要包括流动性、粘聚性和保水性；在混凝土成型养护及后期使用阶段，要满足力学性能的要求，主要指混凝土的立方体抗压强度、抗折强度，抵抗混凝土变形（主要包括化学收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形、徐变等）的能力；在后期使用阶段，还要满足耐久性的要求，其性能主要包括抗渗、抗冻、碳化、钢筋锈蚀、抗侵蚀等。
2混凝土配合比组成材料技术要求（2018年）
2.1粗集料
粗糙的骨料对混凝土的强度有着至关重要的影响，主要是由碎石和碎石构成的（道路施工中一般不允许使用碎石）。碎石的技术要求可以从以下三个方面分析（1）力学性质；为了检查粗粒料是否有足够的承载力，可以试验那个粉碎值指标。（2）物理形态（颗粒形状、粒径及级配）；由于混凝土的强度受骨料粒度影响，因此对混凝土粗骨料粒度的限制通常小于结构剖面最小尺寸的四分之一，小于钢筋最小间隙的四分之三。用于制作实心板时，最大粒子大小不能超过板厚的三分之一，也不能超过31.5mm。混凝土的压缩性能受针片颗粒影响，因此根据混凝土强度水平，对其含量的限制也会有所不同。不连续渐变，连续渐变是混凝土的主渐变类型，渐变类型的不连续渐变混凝土强度等级高，水泥量低，但容易分离。连续等级混凝土的工作便利性高，密集，但大量消耗水泥。（3）化学稳定性（有害物质）；粗集料的有害杂质主要会影响骨料和水泥之间的粘附力，例如硫化物、泥土、有机物和泥块。此外，粗骨料中活性碳酸盐和活性二氧化硅的存在会导致混凝土开裂和膨胀，因此必须测量原料中有害杂质的含量。
2.2细集料
在道路施工中，细骨料是一个非常重要的填料。水泥混凝土的强度在一定程度上受细骨料影响。细骨料与粗骨料相比，对水泥混凝土强度的影响相对较小，但必须合理掌握细骨料，才能有效地提高水泥混凝土的强度，确保水泥混凝土的质量。施工过程中要选择多种不同的骨料，合理设计混合比，合理掌握骨料情况，充分发挥各自的功能，准确掌握含水量，合理调整建交比，充分发挥微骨料的作用，有效提高水泥混凝土的整体强度。
2.3水泥
水泥对混凝土的性能影响很大，主要起固结作用。在选择水泥的时候，要牢记当地的水泥制造商，首先选择多家产量高、信用高的水泥制造商，然后施工人员分析设计用途和设计强度，分级和型号都要选择合适的水泥。水泥选择不当会影响混凝土的性能。例如，如果对高强度混凝土应用低强度水泥，则过度使用水泥会增加混凝土的收缩率，从而降低混凝土的耐久性。同样，对高强度混凝土使用低强度水泥会降低混凝土的耐久性，从而降低密度和便利性。
2.4拌和用水
我们必须检查混合水的ph值、不溶性、可溶性、氧化物、硫酸盐和硫化物，一般来说，混合水主要是地下水或饮用水。
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3对混凝土配合比的优化设计方法
3.1有效控制混凝土的使用强度及寿命
混凝土中有锅炉煤渣的颗粒化、煤灰、火山灰等混合材料构成。其中使用的粉煤灰是最常见的一种，研究结果表明，将混合材料和混凝土相互融合可以起到两种效果，一是对其中硅酸盐起到替代作用，并将一般水泥作为粉煤灰水泥进行混合使用。二是可作为填充材料使用，并对混凝土中结构性能起到良好改善效果。当然，对混凝土中的混合材料使用应当结合相应的材料使用原理，表现出一定的经济性和科学性。考虑到混凝土在使用中，其预期寿命和使用强度都直接对最终的混凝土强度产生干扰，所以在对混凝土展开制备设计的时候，应当严格遵循施工组织设计中的材料使用标准，联系具体的现场施工状况，制定更加科学有效的混凝土混合比设计计划。最终在满足使用期限的基础上，保证混凝土自身良好的使用强度。
3.2科学制备水灰比
通过研究水泥混凝土的自身性能可以得出以下结果，不管是对其抗折强度，或是抗压强度来说，对水泥混凝土中外加剂、水灰比、配别品种等因素优先级划分，依次为水灰比、品种、外加剂、级配。其中水灰比是可以对混凝土强度影响最重要的一点。所以为确保水泥混凝土中水灰比的制备标准，在满足相应条件以后也可以适当减少水灰比。同时，水泥混凝土中的具体水灰比数量，还需要联系具体的外界气候条件，例如建筑房屋的具体强度级别、大坝建设的具体强度等。不管是对成本大小的控制，还是对混凝土自身性价比的要求，都应科学使用混凝土中的砂石材料，确保其质量能够满足混凝土材料应用要求。混凝土中对砂石材料的优化主要是结合两种材料价格，并参照工作的标准规范，从而调整两类材料在混凝土中的相应比例成分，最终形成更加经济合理的混凝土配合比。在一般混凝土材料制备中，会对价格更便宜的选用比例更高，但是其也要先达到相应的规范要求，这才是最终符合经济优化的条件。例如，工地中的低标号混凝土，若是所在工程地中缺少碎石而卵石多，卵石的材料价格就会更经济，因此使用卵石混凝土也会更加合理优惠。
3.3合理选择原材料
混凝土主要由骨料、凝胶材料和外加剂构成，要想保证混凝土的质量，工作人员应对原材料进行合理选择。首先，在选择骨料时，工作人员应将关注的重点放在可能给高性能混凝土强度、抗裂性和弹性模量带来影响的骨料性能上，例如，硬度、粘结度等；其次，在选择凝胶材料时，工作人员应明确凝胶材料主要是由水泥、矿物掺合料所构成，其中，可能给混凝土强度带来影响的要素为水泥规格与型号，因此，工作人员需要从细度、成分及粒径等方面，对施工所使用的水泥进行严格筛选，近几年，使用频率较高的矿物掺合料则包括沸石粉、煤炭粉和矿渣粉，在混凝土材料中加入适量的矿物掺合料，能够提高材料性能，改变内部结构，普通混凝土存在的隐患自然可以被消除；最后，在选择外加剂时，工作人员应从实际需求出发，对减水剂、抗渗剂等外加剂进行使用，以此来提高混凝土的强度、粘结性和耐久性，试验表明，在混凝土中添加减水剂，对材料性能的提高具有显著作用，在实际施工的过程中，工作人员需要以试验结果为依托，对配比关系进行确定，只有这样，才能在降低施工成本的基础上，提高混凝土拌合的质量。
结束语
在进行混凝土配合比设计时，需要根据工程的结构部位、其所处的环境、原材料的选择、工艺来确定混凝土的工作性能、结构强度、经受长期环境影响的耐久性指标，再进行水灰比、砂率、骨料级配、掺合料、外加剂量的试配，最终确定工程各个部位特有的配合比设计。
参考文献：
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论文作者:刘博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/15
标签：混凝土论文; 骨料论文; 水泥论文; 强度论文; 水灰比论文; 材料论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第21期论文;